1.本发明涉及温度调节设备领域，尤其涉及一种单冷型绿色环动空调。


背景技术：

2.现有的空调技术原理基本是采用特定的冷媒系统,冷媒在较小的压力下(一般约1.5mpa)可由气态变为液体。通过冷媒被压缩成液态时释放出热量,卸压蒸发时大量吸收热量的原理实现制冷的循环。
3.该制冷原理存在的缺点主要有：
4.(1)需要一个专用的冷媒系统，增加了设备的复杂程度和制造成本，还要定期补充冷媒，而且冷媒介质挥发对环境不友好，也是后期维护最频繁的地方；
5.(2)耗能较大，压缩机的耗能不但难以回收，还需降温风扇和散流端风扇对压缩机进行降温维持制冷效率。
6.(3)对环境影响较大，包括压缩机的噪音振动、外机热交换制造的热流和冷媒的泄漏等；
7.(4)室内开机制冷时电机和压缩机需要保持运作，空调运作的全程是伴随噪音和振动。


技术实现要素：

8.本发明的目的是提供一种单冷型绿色环动空调，以高压空气作为热交换载体，并有能量循环系统对多余的热量进行回收利用，使得空调以较低的能耗维持其全程运转。
9.为实现上述目的，本发明提供一种单冷型绿色环动空调，包括室内交换机、空气滤箱、热能升压箱、气动力集能机构、高压涡轮机构和电控流量阀、电机和单向传动结构，所述热能升压箱包括升压箱体、空压机和位于升压箱体内的高压储气罐；电机和气动力集能机构均通过单向传动结构与空压机联动；所述空气滤箱、空压机、高压储气罐、电控流量阀和高压涡轮机构一端的进气口依次通过管道相连通；高压涡轮机构一端的出气口与室内交换机连通；高压涡轮机构另一端的进气口与空气滤箱连通，出气口与升压箱体连通，所述气动力集能机构与升压箱体相连通。
10.作为本发明的进一步改进，所述高压涡轮机构包括高压涡轮机构主体、高压涡轮外罩、叶轮外罩和主轴结构；所述叶轮外罩设有叶轮吸气口和加压排气口，所述高压涡轮外罩设有高压进气口和涡轮排气口；所述叶轮吸气口与空气滤箱相连通，加压排气口与升压箱体相连通，所述高压进气口与高压储气罐的出口相连通，所述涡轮排气口与室内交换机相连通。
11.作为本发明的更进一步改进，所述高压储气罐包括储气罐、高压气管和应力测定应变片；所述储气罐安装在升压箱体内部一侧，所述高压气管缠绕在储气罐外侧，所述高压气管输入端与空压机相联通，所述高压气管输出端与储气罐连通，储气罐输出端的管道穿出升压箱体并与高压涡轮机构的高压进气口相联通；所述应力测定应变片粘贴在储气罐外
侧。
12.作为本发明的更进一步改进，所述气动力集能机构包括低压涡轮机构；所述单向传动结构包括单向传动轴和安装在单向传动轴上的变速器；所述低压涡轮机构和电机均与单向传动结构通过齿轮啮合传动；所述低压涡轮机构设有低压进气口和排气口，所述低压进气口与升压箱体相联通，所述低压约0.2mpa。
13.作为本发明的更进一步改进，所述空压机内设有滑块往复机构和若干压力缸，所述滑块往复机构包括滑块导引架、传动齿条滑块、滑轨、滑轨连板和空压机连杆；所述滑轨固定在空压机一侧，所述滑块导引架与滑轨的开口相向设置并通过滑轨连板互相固定，所述传动齿条滑块与滑轨滑动配合，所述传动齿条滑块一端滑动连接有空压机连杆与空压机活塞相联动；所述传动齿条滑块内部设有条形的通槽，所述通槽内侧设有轮齿结构，所述单向传动轴一端设有齿轮，所述齿轮与轮齿结构相啮合。
14.作为本发明的更进一步改进，所述室内交换机包括交换机主体、送风涡轮机构和控制模块；所述送风涡轮机构安装在交换机主体内部，所述送风涡轮机构设有低压送风进气口和送风排气口，所述低压送风进气口与高压涡轮机构相联通，所述控制模块与电控流量阀电性连接。
15.作为本发明的更进一步改进，还包括用于收集冷凝水的冷凝水收集槽；所述冷凝水收集槽安装在交换机主体底部，所述冷凝水收集槽还设有排水管贯穿交换机主体并与室外相通。
16.作为本发明的更进一步改进，所述空气滤箱内设有空气滤网。
17.有益效果
18.与现有技术相比，本发明的单冷型绿色环动空调的优点为：
19.1、采用高压空气作为热交换载体，相比传统空调低压专用冷媒进行热交换更为环保节能，耗能在现有同性能空调的20％以下；相比传统空调不仅需要压缩机全程运转噪音大担心冷媒泄漏，还需要对压缩机使用专用风扇和散热器进行散热，而本空调的压缩机由气动力集能机构驱动，主要动力来自能量收集循环系统，空压机降温方式同样来自能量收集循环系统，能量利用率高。空调系统全程运转调节温度的过程，需要电机主动补能的时间低于空调开机全程的20％，且不存在冷媒泄露的问题。同时室内机体散流方式同样利用输出的气流压力驱动运转，不需要额外电力驱动。
20.2、高压涡轮机构的高压涡轮在高压储气罐输出的高压气体的冲击下转动，并带动另一端的从动叶轮转动并向升压箱体鼓入来自空气滤箱的0.1mpa常压空气，在鼓入过程中使其升压至约0.2mpa并带走空压机和高压储气罐发出的热量，然后通过驱动低压涡轮机构将低压热空气势能转换成机械能驱动空压机并排放至室外；而冲击高压涡轮的50mpa高压气体在电控流量阀的控制下，释压做功变成低压(约0.2mpa)冷气进入室内交换机供冷。
21.3、高压储气罐用于储存空压机制造的高压空气，起到蓄能和缓冲降温的功效，便于循环系统能够不间断地稳定运行，同时缠绕的高压气管能极大地提高高压气体入罐前的散热效率，使得从空气滤箱鼓入的空气快速吸热升温，达到给空压机和储气罐降温的目的。
22.4、气动力集能机构与单向传动轴啮合，当冷气供应时从升压箱体排出的散热气流驱动低压涡轮机构，输出主扭矩力带动单向传动轴和另一端联动的空压机运作，达到循环利用能量和降低能耗的目的；当应力测定应变片检测到高压储气罐压力低于设定值(约
40mpa)时，电机启动加入赋能空压机对高压储气罐主动加压，直至达到额定压力(约50mpa)时电机关闭。
23.5、单向传动轴通过电机提供辅助扭矩力，低压涡轮机构提供主扭矩力，其另一端设有齿轮，通过齿轮与滑块往复机构的传动齿条滑块内部空槽的轮齿结构啮合，带动传动齿条滑块做直线往复和偏移运动为驱动空压机进行增压作业。
24.6、送风涡轮机构由高压涡轮机构的涡轮排气口送进的气流驱动送风涡轮机构，并带动送风叶轮转动吸入室内空气与送入的气流进行热交换，达到调节室内温度的目的。
25.7、冷凝水收集槽能收集室内交换机温差造成的冷凝水并通过排水管排出室外，避免交换机主体发生短路和室内潮湿。
26.8、空气滤箱内部设置的空气滤网能过滤外界空气的灰尘，减少设备积灰和避免对循环设备造成损害。
27.通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为单冷型绿色环动空调的主视剖视图；
30.图2为高压涡轮机构的主视剖视图；
31.图3为低压涡轮机构的主视剖视图；
32.图4为送风涡轮机构的主视剖视图；
33.图5为滑块往复机构的主视剖视图；
34.图6为滑块往复机构的俯视图；
35.图7为滑块往复机构的仰视图。
具体实施方式
36.现在参考附图描述本发明的实施例。
37.实施例
38.本发明的具体实施方式如图1至图7所示，一种单冷型绿色环动空调，包括室内交换机1、空气滤箱2、热能升压箱3、气动力集能机构4、高压涡轮机构5、气流阀和电控流量阀6、电机8和单向传动结构9，所述热能升压箱3包括升压箱体31、空压机32和位于升压箱体31内的高压储气罐33；电机8和气动力集能机构4均通过单向传动结构9与空压机32联动；所述空气滤箱2、空压机32、高压储气罐33、电控流量阀6和高压涡轮机构5一端的进气口依次通过管道相连通；高压涡轮机构5一端的出气口与室内交换机1连通；高压涡轮机构5另一端的进气口与空气滤箱2连通，出气口与升压箱体31连通，所述气动力集能机构4与升压箱体31相连通。本实施例中，单向传动结构9驱动空压机32(首选高压气体箱泵)将空气滤箱2内的常压空气约0.1mpa一性次加压至50mpa，并送入高压储气罐33内。然后打开电控流量阀6释
放高压气体冲击高压涡轮机构5内部的高压涡轮55使其高速运转做功释压变成低压冷气，并带动另一端的从动叶轮56向热能升压箱3鼓入来自空气滤箱2另一通道的空气，经过热能升压箱3带走空压机32和高压储气罐33散发的热量并驱动低压涡轮机构41，通过气动力集能机构4驱动单向传动结构9来大幅降低电机8的耗能，达到节能环保的目的。
39.单冷型绿色环动空调的高压涡轮机构5包括高压涡轮机构主体51、高压涡轮外罩52、叶轮外罩53和主轴结构；所述叶轮外罩53设有叶轮吸气口531和加压排气口532，所述高压涡轮外罩52设有高压进气口521和涡轮排气口522；所述叶轮吸气口531与空气滤箱2相连通，加压排气口532与升压箱体31相连通，所述高压进气口521与高压储气罐33的出口相连通，所述涡轮排气口522与室内交换机1相连通。本实施例中，所述主轴结构包括高压连轴54、高压涡轮55和从动叶轮56，所述高压连轴54两端分别固定有高压涡轮55和从动叶轮56，所述高压连轴54与高压涡轮机构主体51同轴转动配合；所述叶轮外罩53整体呈螺状，外围设有管径逐渐变小的螺腔，螺腔中部与螺腔之间设有压气道，螺腔中部远离从动叶轮56的一端设有叶轮吸气口531，螺腔最大管径处设有加压排气口532，从动叶轮56沿高压连轴54的轴向末端的剖面呈先大后小的梯形，其展开面是与中轴线呈一定角度的斜轮齿结构，所述从动叶轮56整体与螺腔中部间隙配合；所述高压涡轮外罩52整体沿中轴线呈中段鼓起的鼓包结构，该鼓包结构与高压涡轮机构主体51接合处设有环状腔体，该环状腔体一侧设有高压进气口521，该鼓包结构远离环状腔体的另一端设有涡轮排气口522，所述高压涡轮55整体呈两端小中间鼓起的花苞状结构，其展开面是与中轴线呈一定角度的斜轮叶和轴向轮叶的组合结构，所述高压涡轮55外形与高压涡轮外罩52该中段鼓起的鼓包结构间隙配合；所述高压连轴54是由分别与高压涡轮55和从动叶轮56一体成型的短轴使用连接螺栓接合而成，其两端与高压涡轮机构主体51之间同轴固定有轴承和设置容纳一定润滑油的环状油腔，油腔一侧设有注油孔便于定期添加润滑油。当50mpa的高压气体经高压进气口521冲击轴向轮叶时第一次释压，气体压力降至约4mpa，然后气体在环状腔体中充分膨胀，而后顺沿轴向轮叶的结构流动喷向斜轮叶，气体压力再次降至约0.2mpa，该两级降压过程是气体体积释压膨胀且变冷的过程，具有提高空气势能转换率和消除因高压气体冲击高压涡轮机构主体51造成的局部积热的作用。所述高压涡轮外罩52和叶轮外罩53的结构具有配合整流的作用，两者的出气口设计成收口具有气体尾压最大效率化利用的效果。
40.单冷型绿色环动空调的高压储气罐33包括储气罐331、高压气管332和应力测定应变片333；所述储气罐331安装在升压箱体31内部一侧，所述高压气管332缠绕在储气罐33外侧，所述高压气管332输入端与空压机32相连通，所述高压气管332输出端与储气罐331连通，储气罐331输出端的管道穿出升压箱体31并与高压涡轮机构5的高压进气口521相连通；所述应力测定应变片333粘贴在储气罐33外侧。本实施例中，高压储气罐33用于储存空压机32制造的高压空气，起到蓄能和缓冲降温的功效，便于循环系统能够不间断地稳定运行，同时缠绕的高压气管332能极大地提高高压气体入罐前的散热效率，使得从空气滤箱2鼓入的空气快速吸热升温，达到给空压机32和储气罐331降温的目的。
41.单冷型绿色环动空调的气动力集能机构4包括低压涡轮机构41；所述单向传动结构9包括单向传动轴91和安装在单向传动轴91上的变速器92；所述低压涡轮机构41和电机8均与单向传动结构9通过齿轮啮合传动；所述低压涡轮机构41设有低压进气口411和排气口412，所述低压进气口411与升压箱体31相连通。本实施例中，所述低压为0.2mpa；所述低压
涡轮机构41包括低压涡轮机构主体413、低压涡轮外罩414和主轴结构415，所述主轴结构415包括两端分别固定有送风涡轮和齿轮的转动轴，所述低压涡轮外罩422整体呈螺状，外围设有管径逐渐变小的螺腔，螺腔中部与螺腔之间设有压气道，螺腔中部设有排气口412，螺腔最大管径处设有低压进气口411，送风涡轮沿转动轴的轴向末端的剖面呈先大后小的梯形，其展开面是与中轴线呈一定角度的斜轮齿结构，所述送风涡轮整体与螺腔中部间隙配合,所述主轴结构415与低压涡轮机构主体413之间同轴固定有轴承和设置容纳一定润滑油的环状油腔，油腔一侧设有注油孔便于定期添加润滑油，其另一端通过螺栓固定有斜向齿轮与单向传动轴91上同轴固定的斜向齿轮互相垂直啮合。
42.单冷型绿色环动空调的空压机32内设有滑块往复机构321和若干压力缸，所述滑块往复机构321包括滑块导引架3211、传动齿条滑块3212、滑轨3213、滑轨连板3214和空压机连杆3215；所述滑轨3213固定在空压机32一侧，所述滑块导引架3211与滑轨3213的开口相向设置并通过滑轨连板3214互相固定，所述传动齿条滑块3212与滑轨3213滑动配合，所述传动齿条滑块3212一端滑动连接有空压机连杆3215与空压机活塞相联动；所述传动齿条滑块3212内部设有条形的通槽，所述通槽内侧设有轮齿结构，所述单向传动轴91一端设有齿轮，所述齿轮与轮齿结构相啮合。本实施例中，单向传动轴91通过电机8提供辅助扭矩力，低压涡轮机构41提供主扭矩力，其另一端设有齿轮，通过齿轮与滑块往复机构321的传动齿条滑块3212内部空槽的轮齿结构啮合，带动传动齿条滑块3212做直线往复和偏移运动为驱动空压机32进行增压作业；所述滑块导引架3211整体为条状板结构，与滑轨3213的开口相向设置的作业面两侧设有与作业面相垂直的导引板，所述传动齿条滑块3212中部两侧设有圆柱状定位滑销，当传动齿条滑块3212在滑轨3213中做直线往复和偏移的组合环形轨迹运动时，圆柱状定位滑销与导引板两者的侧面相接触滑动，引导传动齿条滑块3212在限定范围内运动，能有效保证环形轨迹运动的精度和良好的传动性。
43.单冷型绿色环动空调的室内交换机1包括交换机主体11、送风涡轮机构12和控制模块14；所述送风涡轮机构12安装在交换机主体11内部，所述送风涡轮机构12设有低压送风吸气口121和送风排气口122，所述低压送风吸气口121与高压涡轮机构5相连通，所述控制模块14与电控流量阀6电性连接。本实施例中，送风涡轮机构由高压涡轮机构的涡轮排气口送进的气流驱动送风涡轮机构，并带动送风叶轮转动吸入室内空气与送入的气流进行热交换，达到调节室内温度的目的。
44.单冷型绿色环动空调还包括用于收集冷凝水的冷凝水收集槽8；所述冷凝水收集槽8安装在交换机主体11底部，所述冷凝水收集槽8还设有排水管81贯穿交换机主体11并与室外相通。本实施例中，冷凝水收集槽8能收集室内交换机1温差造成的冷凝水并通过排水管排出室外，避免交换机主体11发生短路和室内潮湿。
45.单冷型绿色环动空调的空气滤箱2内设有空气滤网21。本实施例中，空气滤箱2内部设置的空气滤网21能过滤外界空气的灰尘，减少设备积灰和避免对循环设备造成损害。
46.以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。