專利名稱：具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，并且尤其涉及這樣一種具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣或冷卻水被用于提高空調(diào)效率。
背景技術(shù)：
通常，發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)通過使用從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)力來發(fā)電，并使用產(chǎn)生的電來使空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。這種發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)主要用于多種類型的空調(diào)或大型空調(diào)。
這種發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)；發(fā)電機(jī)，其連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸上，以進(jìn)行發(fā)電；空調(diào)，其使用由該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電運(yùn)轉(zhuǎn)；及熱水器，其使用發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱加熱水，以提供熱水。
然而，這種傳統(tǒng)的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的問題是，從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中的廢熱沒有用于提高空調(diào)的制熱性能，而僅僅用于提供熱水，從而該系統(tǒng)呈現(xiàn)出低的能量效率。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題而創(chuàng)作本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱不僅用于提高空調(diào)的制熱性能，還可提供熱水，從而該系統(tǒng)呈現(xiàn)出高的能量效率。
根據(jù)一個(gè)方案，本發(fā)明提供一種發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，包括一發(fā)動(dòng)機(jī)；一發(fā)電機(jī)，其連接到該發(fā)動(dòng)機(jī)的一輸出軸，以進(jìn)行發(fā)電；一熱泵型空調(diào)，其使用該發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電，并且包括一壓縮機(jī)、一方向閥、一室外熱交換器、一膨脹裝置及一室內(nèi)熱交換器；一水加熱熱交換器，用以加熱水；以及廢熱回收裝置，用以將該發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱供給到該熱泵型空調(diào)或供給到該水加熱熱交換器。
該廢熱回收裝置可包括一冷卻水熱交換器，用以從用于冷卻該發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水中吸收熱量；一廢氣熱交換器，用以從該發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中吸收熱量；以及熱傳遞裝置，用以在該熱泵型空調(diào)的制冷操作期間，從該冷卻水熱交換器和該廢氣熱交換器的至少其中之一向該水加熱熱交換器傳遞熱量，并且在該熱泵型空調(diào)的制熱操作期間，從該冷卻水熱交換器和該廢氣熱交換器的至少其中之一向該熱泵型空調(diào)傳遞熱量。
該廢熱回收裝置還可包括一預(yù)熱器，其由該熱傳遞裝置加熱，以預(yù)熱吹向該室外熱交換器的室外空氣。
根據(jù)另一方案，本發(fā)明提供一種發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，包括一發(fā)動(dòng)機(jī)；一發(fā)電機(jī)，其連接到該發(fā)動(dòng)機(jī)的一輸出軸，以進(jìn)行發(fā)電；一冷卻水熱交換器，用以從用于冷卻該發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水中吸收熱量；一廢氣熱交換器，用以從該發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中吸收熱量；一熱泵型空調(diào)，其使用該發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電，并且包括一壓縮機(jī)、一方向閥、一室外熱交換器、一膨脹裝置及一室內(nèi)熱交換器；一水加熱熱交換器，用以加熱水；一預(yù)熱器，用以預(yù)熱吹向該室外熱交換器的室外空氣；以及熱傳遞裝置，用以在該熱泵型空調(diào)的制冷操作期間，從該冷卻水熱交換器和該廢氣熱交換器的至少其中之一向該水加熱熱交換器傳遞熱量，并且在該熱泵型空調(diào)的制熱操作期間，從該冷卻水熱交換器和該廢氣熱交換器的至少其中之一向該預(yù)熱器傳遞熱量。
根據(jù)又一方案，本發(fā)明提供一種發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，包括一發(fā)動(dòng)機(jī)；一發(fā)電機(jī)，其連接到該發(fā)動(dòng)機(jī)的一輸出軸，以進(jìn)行發(fā)電；一冷卻水熱交換器，用以從用于冷卻該發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水中吸收熱量；一廢氣熱交換器，用以從該發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中吸收熱量；一熱泵型空調(diào)，其使用該發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電，并且包括一室外單元和一室內(nèi)單元，該室外單元包括一壓縮機(jī)、一方向閥、一室外熱交換器及一膨脹裝置，該室內(nèi)單元包括一室內(nèi)熱交換器；一水加熱熱交換器，用以加熱水；一預(yù)熱器，用以預(yù)熱吹向該室外熱交換器的室外空氣；以及熱傳遞裝置，用以在該熱泵型空調(diào)的制冷操作期間，從該冷卻水熱交換器和該廢氣熱交換器的至少其中之一向該水加熱熱交換器傳遞熱量，并且在該熱泵型空調(diào)的制熱操作期間，從該冷卻水熱交換器和該廢氣熱交換器的至少其中之一向該預(yù)熱器傳遞熱量。
該熱傳遞裝置可包括一預(yù)熱器循環(huán)管道，用以引導(dǎo)熱介質(zhì)通過該冷卻水熱交換器、該廢氣熱交換器和該預(yù)熱器進(jìn)行循環(huán)；以及一水加熱熱交換器循環(huán)管道，用以引導(dǎo)熱介質(zhì)通過該冷卻水熱交換器、該廢氣熱交換器和該水加熱熱交換器進(jìn)行循環(huán)。
該水加熱熱交換器循環(huán)管道從該預(yù)熱器循環(huán)管道分出來。
該熱傳遞裝置還可包括一熱介質(zhì)循環(huán)泵，其用泵抽吸該熱介質(zhì)，并由此通過該預(yù)熱器循環(huán)管道或該水加熱熱交換器循環(huán)管道循環(huán)該熱介質(zhì)。
該熱傳遞裝置還可包括一控制閥，其可選擇地打開/關(guān)閉該預(yù)熱器循環(huán)管道和該水加熱熱交換器循環(huán)管道，并由此通過選定的該預(yù)熱器循環(huán)管道和該水加熱熱交換器循環(huán)管道的其中之一循環(huán)該熱介質(zhì)。
該熱傳遞裝置還可包括一控制器，用以在該熱泵型空調(diào)的制冷操作期間控制該控制閥的操作，其中在制冷模式下，該水加熱熱交換器循環(huán)管道打開，該預(yù)熱器循環(huán)管道關(guān)閉，并在該熱泵型空調(diào)的制熱操作期間控制該控制閥的操作，其中在制熱模式下，該水加熱熱交換器循環(huán)管道關(guān)閉，該預(yù)熱器循環(huán)管道打開。
該發(fā)動(dòng)機(jī)、該發(fā)電機(jī)、該室內(nèi)熱交換器和該室外熱交換器的至少其中之一可包括有多個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)該發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱在熱泵型空調(diào)的制冷操作期間，用于加熱水，并且在該熱泵型空調(diào)的制熱操作期間用于提高制熱性能，從而可以降低制熱負(fù)荷，并最大化該系統(tǒng)的效率。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點(diǎn)該發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水或廢氣的廢熱在該熱泵型空調(diào)的制熱操作期間，被用于預(yù)熱吹向該室外熱交換器的空氣，從而防止該室外熱交換器結(jié)霜，并快速應(yīng)對(duì)該熱泵型空調(diào)的制熱負(fù)荷。
另外，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點(diǎn)該水加熱熱交換器循環(huán)管道從該預(yù)熱器循環(huán)管道分出來，從而可以僅為冷卻水熱交換器和廢氣熱交換器提供一個(gè)熱介質(zhì)管道，以使得用于冷卻水熱交換器和廢氣熱交換器的循環(huán)管道的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且可以使用于熱介質(zhì)循環(huán)的控制閥的數(shù)量最小。


在結(jié)合附圖閱讀完下面的具體描述之后，本發(fā)明的上述目的和其它特征、優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更為清楚。其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制熱模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制冷模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)；圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制熱模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制冷模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)；圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制熱模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)；圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制冷模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)；圖7是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制熱模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制冷模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的典型實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制熱模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制冷模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
如圖1和圖2所示，發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)2；發(fā)電機(jī)10，其連接到該發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸出軸以進(jìn)行發(fā)電；冷卻水熱交換器20，用以從用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)2的冷卻水中吸收熱量；以及廢氣熱交換器30，用以從發(fā)動(dòng)機(jī)2排出的廢氣中吸收熱量。該發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)還包括一熱泵型空調(diào)40，其使用該發(fā)電機(jī)10產(chǎn)生的電，并且包括一壓縮機(jī)41、一方向閥42、一室內(nèi)熱交換器43、一膨脹裝置44及一室外熱交換器45。該發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)還包括一水加熱熱交換器60，用以加熱水；一預(yù)熱器70，用以預(yù)熱吹向室外熱交換器45的室外空氣；以及一熱傳遞裝置80，用以在該熱泵型空調(diào)40的制冷操作期間，從冷卻水熱交換器20和廢氣熱交換器30中的至少其中之一向水加熱熱交換器60傳遞熱量，并且在該熱泵型空調(diào)40的制熱操作期間，從冷卻水熱交換器20和廢氣熱交換器30中的至少其中之一向預(yù)熱器70傳遞熱量。
該發(fā)動(dòng)機(jī)2包括一限定在該發(fā)動(dòng)機(jī)2內(nèi)部的一燃燒室。
燃料管3和排氣管4連接到該發(fā)動(dòng)機(jī)2上。該燃料管3適于將諸如液化氣或液化石油氣的燃料供給到該燃燒室。該排氣管4適于引導(dǎo)從燃燒室中排出的廢氣。
該排氣管4設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)2和廢氣熱交換器30之間，以將從發(fā)動(dòng)機(jī)2排出的廢氣E引導(dǎo)至該廢氣熱交換器30。
該冷卻水熱交換器20經(jīng)由冷卻水循環(huán)管道7和8連接到該發(fā)動(dòng)機(jī)2，從而在冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)2時(shí)被加熱的冷卻水在穿過該冷卻水熱交換器20的同時(shí)向該冷卻水熱交換器20傳遞熱量，然后再次循環(huán)到該發(fā)動(dòng)機(jī)2內(nèi)。
冷卻水循環(huán)泵9連接到發(fā)動(dòng)機(jī)2、冷卻水熱交換器20及冷卻水循環(huán)管道7和8的其中之一。
該發(fā)電機(jī)10可以是AC發(fā)電機(jī)或是DC發(fā)電機(jī)。
如圖1所示，在熱泵型空調(diào)40的制熱操作中，已在壓縮機(jī)41中壓縮了的制冷劑依次流過方向閥42、室內(nèi)熱交換器43、膨脹裝置44、室外熱交換器45和方向閥42，然后進(jìn)入到壓縮機(jī)41。由此循環(huán)該制冷劑。在此操作中，室外熱交換器45起到蒸發(fā)器的作用，而室內(nèi)熱交換器43起到冷凝器的作用，由此，將熱量排出到室內(nèi)空氣。
另一方面，如圖2所示，在空調(diào)40的制冷操作中，已在壓縮機(jī)41中壓縮了的制冷劑依次流過方向閥42、室外熱交換器45、膨脹裝置44、室內(nèi)熱交換器43和方向閥42，然后進(jìn)入到壓縮機(jī)41。由此循環(huán)該制冷劑。在此操作中，室外熱交換器45起到冷凝器的作用，而室內(nèi)熱交換器43起到蒸發(fā)器的作用，由此，從室內(nèi)空氣吸收熱量。
該熱泵型空調(diào)40還包括一室內(nèi)風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)47，其將室內(nèi)空氣I吹送到室內(nèi)熱交換器43。該室內(nèi)熱交換器43和室內(nèi)風(fēng)扇47組成了該熱泵型空調(diào)40的室內(nèi)單元46。
該熱泵型空調(diào)40還包括一室外風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)49，其將室外空氣O吹送到室外熱交換器45。該壓縮機(jī)41、方向閥42、膨脹裝置44、室外熱交換器45以及室外風(fēng)扇49組成了熱泵型空調(diào)40的室外單元48。
該水加熱熱交換器60連接到熱水消耗裝置62，其經(jīng)由熱水管道64使用熱水。
在水加熱熱交換器60、熱水消耗裝置62和熱水管道64的其中之一設(shè)置熱水泵66，其將被該水加熱熱交換器60加熱了的水循環(huán)或供給至該熱水消耗裝置62中。
相對(duì)于吹送到該室外熱交換器4的室外空氣O的流動(dòng)方向，該預(yù)熱器70設(shè)置在該室外熱交換器45的上游，以預(yù)熱室外空氣O。
該熱傳遞裝置80可以被構(gòu)造成僅從該冷卻水熱交換器20和廢氣熱交換器30中的一個(gè)吸收廢熱?？蛇x擇地，該熱傳遞裝置80可以被構(gòu)造成以獨(dú)立的方式從該冷卻水熱交換器20和該廢氣熱交換器30中都吸收廢熱。下面僅結(jié)合該熱傳遞裝置80以獨(dú)立的方式從該冷卻水熱交換器20和該廢氣熱交換器30中都吸收廢熱的情形進(jìn)行描述。
該熱傳遞裝置80包括預(yù)熱器循環(huán)管道82，以引導(dǎo)通過冷卻水熱交換器20、廢氣熱交換器30和預(yù)熱器70循環(huán)的熱介質(zhì)；以及一水加熱熱交換器循環(huán)管道84，以引導(dǎo)通過冷卻水熱交換器20、廢氣熱交換器30和水加熱熱交換器60循環(huán)的熱介質(zhì)。
該熱傳遞裝置80的預(yù)熱器循環(huán)管道82和水加熱熱交換器循環(huán)管道84可以彼此獨(dú)立，從而第一熱介質(zhì)通過該預(yù)熱器循環(huán)管道82循環(huán)，而第二熱介質(zhì)通過該水加熱熱交換器循環(huán)管道84循環(huán)?？蛇x擇地，該水加熱熱交換器循環(huán)管道84可以從該預(yù)熱器循環(huán)管道82分出來，從而熱介質(zhì)可選擇地通過該預(yù)熱器循環(huán)管道82或該水加熱熱交換器循環(huán)管道84循環(huán)。下面僅結(jié)合該水加熱熱交換器循環(huán)管道84從該預(yù)熱器循環(huán)管道82分出來的情形進(jìn)行描述。
該熱傳遞裝置80還包括一熱介質(zhì)循環(huán)泵86，其用泵抽吸熱介質(zhì)，并由此通過預(yù)熱器循環(huán)管道82或水加熱熱交換器循環(huán)管道84循環(huán)熱介質(zhì)。
該熱傳遞裝置80還包括一控制閥88，其可選擇地打開/關(guān)閉該預(yù)熱器循環(huán)管道82和水加熱熱交換器循環(huán)管道84。
在示出的情形中，雖然僅有一個(gè)控制閥88設(shè)置在該水加熱熱交換器循環(huán)管道84從該預(yù)熱器循環(huán)管道82分出來的連接區(qū)域，以可選擇地打開/關(guān)閉該預(yù)熱器循環(huán)管道82和水加熱熱交換器循環(huán)管道84，但是兩個(gè)控制閥88可以分別設(shè)置在該預(yù)熱器循環(huán)管道82和水加熱熱交換器循環(huán)管道84上，以獨(dú)立的方式打開/關(guān)閉管道82和84。下面將僅結(jié)合設(shè)置一個(gè)控制閥88以可選擇地打開/關(guān)閉該預(yù)熱器循環(huán)管道82和水加熱熱交換器循環(huán)管道84的情形進(jìn)行描述。
該熱傳遞裝置80還包括一控制器90，其在該熱泵型空調(diào)40的制冷操作期間控制該控制閥88的操作，在制冷模式下，該水加熱熱交換器循環(huán)管道84打開，該預(yù)熱器循環(huán)管道82關(guān)閉；并且控制器90在該熱泵型空調(diào)40的制熱操作期間控制該控制閥88的操作，在制熱模式下，該水加熱熱交換器循環(huán)管道84關(guān)閉，該預(yù)熱器循環(huán)管道82打開。
下面描述具有上述布置的該系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
當(dāng)燃料通過燃料管3供給到該發(fā)動(dòng)機(jī)2，并且該發(fā)動(dòng)機(jī)2隨后被驅(qū)動(dòng)時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸出軸旋轉(zhuǎn)，從而致使該發(fā)電機(jī)10發(fā)電。
在發(fā)動(dòng)機(jī)2的運(yùn)轉(zhuǎn)期間從發(fā)動(dòng)機(jī)2排出的廢氣被輸送到該廢氣熱交換器30中，并在釋放其熱量到該廢氣熱交換器30中之后，排出到大氣。
在發(fā)動(dòng)機(jī)2的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，該冷卻水循環(huán)泵9運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著該冷卻水循環(huán)泵9的運(yùn)轉(zhuǎn)，在冷卻該發(fā)動(dòng)機(jī)2的同時(shí)被加熱的冷卻水經(jīng)由冷卻水循環(huán)管道7輸送到該冷卻水熱交換器20中，并在釋放其熱量到該冷卻水熱交換器20中之后，經(jīng)由該冷卻水循環(huán)管道循環(huán)進(jìn)入該發(fā)動(dòng)機(jī)2。
當(dāng)該熱泵型空調(diào)40在制熱模式下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，壓縮機(jī)41通過該發(fā)電機(jī)10產(chǎn)生的電驅(qū)動(dòng)。在這種情況下，方向閥42轉(zhuǎn)換到制熱模式，并且該熱介質(zhì)循環(huán)泵86被驅(qū)動(dòng)。同樣該控制閥88轉(zhuǎn)換到制熱模式。
如圖1所示，當(dāng)方向閥42轉(zhuǎn)換到制熱模式，并且壓縮機(jī)41運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該壓縮機(jī)41壓縮低溫低壓制冷劑氣體，從而將制冷劑氣體變成為高溫高壓的狀態(tài)。該高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)由該方向閥42被輸送到室內(nèi)熱交換器43，并在穿過該室內(nèi)熱交換器43時(shí)將熱量排放給室內(nèi)空氣，從而制冷劑氣體被冷凝。
隨后，在穿過該膨脹裝置44的同時(shí)該冷凝的制冷劑被膨脹，并且隨后輸送到該室外熱交換器45。在穿過該室外熱交換器45的同時(shí)該膨脹了的制冷劑從室外空氣吸收熱量，從而該制冷劑被蒸發(fā)。
該蒸發(fā)了的制冷劑隨后經(jīng)由該方向閥42循環(huán)進(jìn)入該壓縮機(jī)41。在重復(fù)該制冷劑循環(huán)的同時(shí)，連續(xù)加熱室內(nèi)空氣在其中循環(huán)的有限空間。
當(dāng)該控制閥88轉(zhuǎn)換到制熱模式，并且該熱介質(zhì)循環(huán)泵86被驅(qū)動(dòng)時(shí)，已被該冷卻水熱交換器20加熱了的熱介質(zhì)被廢氣熱交換器30再次加熱，然后被引導(dǎo)至預(yù)熱器循環(huán)管道82，并由此通過控制閥88引導(dǎo)至該預(yù)熱器70。在釋放熱量到該預(yù)熱器70之后，即加熱該預(yù)熱器70之后，該熱介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入該冷卻水熱交換器20中。在重復(fù)熱介質(zhì)循環(huán)的同時(shí)，連續(xù)加熱該預(yù)熱器70。
同時(shí)，上述被加熱了的預(yù)熱器70加熱吹向該室外熱交換器45的空氣，從而該室外熱交換器45不會(huì)結(jié)霜。
另一方面，當(dāng)該熱泵型空調(diào)在制冷模式下運(yùn)轉(zhuǎn)，該壓縮機(jī)41通過該發(fā)電機(jī)10產(chǎn)生的電驅(qū)動(dòng)。在這種情況下，方向閥42轉(zhuǎn)換到制冷模式，并且該熱介質(zhì)循環(huán)泵86被驅(qū)動(dòng)。同樣該控制閥88轉(zhuǎn)換到制冷模式。
如圖2所示，當(dāng)方向閥42轉(zhuǎn)換到制冷模式，并且壓縮機(jī)41運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該壓縮機(jī)41壓縮低溫低壓的制冷劑氣體，從而將制冷劑氣體變成為高溫高壓的狀態(tài)。該高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)由該方向閥42被輸送到室外熱交換器45，并在穿過該室外熱交換器45時(shí)將熱量排放給室外空氣，從而制冷劑氣體被冷凝。
隨后，在穿過該膨脹裝置44的同時(shí)該冷凝的制冷劑被膨脹，并且隨后被輸送到該室內(nèi)熱交換器43。在穿過該室內(nèi)熱交換器43的同時(shí)該膨脹了的制冷劑從室內(nèi)空氣吸收熱量，從而該制冷劑被蒸發(fā)。
該蒸發(fā)了的制冷劑經(jīng)由該方向閥42循環(huán)進(jìn)入該壓縮機(jī)41。在重復(fù)該制冷劑循環(huán)的同時(shí)，連續(xù)制冷該有限空間。
同時(shí)，當(dāng)該控制閥88轉(zhuǎn)換到制冷模式，并且該熱介質(zhì)循環(huán)泵86運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，已被該冷卻水熱交換器20加熱了的熱介質(zhì)被廢氣熱交換器30再次加熱，然后被引導(dǎo)至水加熱熱交換器循環(huán)管道84，并由此通過控制閥88引導(dǎo)至該水加熱熱交換器60。在釋放熱量到該水加熱熱交換器60之后，即加熱該水加熱熱交換器60之后，該熱介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入該冷卻水熱交換器20中。在重復(fù)該熱介質(zhì)循環(huán)的同時(shí)，連續(xù)加熱該水加熱熱交換器60。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制熱模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制冷模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
如圖3和圖4所示，該發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)2、2’……。該發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)還包括多個(gè)發(fā)電機(jī)10、10’……，其連接到該發(fā)動(dòng)機(jī)2、2’……各自的軸上。
根據(jù)制冷或制熱的負(fù)荷，發(fā)動(dòng)機(jī)2、2’……中的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
燃料管3、3’……和排氣管4、4’……連接到該各自的發(fā)動(dòng)機(jī)2、2’……同樣多對(duì)冷卻水循環(huán)管道7和8、7’和8’……連接到各自的發(fā)動(dòng)機(jī)2、2’……該排氣管4、4’……并聯(lián)連接。
該冷卻水循環(huán)管道7和8，7’和8’……并聯(lián)連接。
冷卻水循環(huán)泵9和9’……分別直接連接到該冷卻水循環(huán)管道7或8、冷卻水循環(huán)管道7’或8’上……。
除了發(fā)動(dòng)機(jī)2、2’……和發(fā)電機(jī)10、10’……之外，第二實(shí)施例的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)具有與第一實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)和功能。因此，分別與第一實(shí)施例相對(duì)應(yīng)的第二實(shí)施例的構(gòu)成部件被標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記，并且沒有給出其詳細(xì)描述。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制熱模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制冷模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
如圖5和圖6所示，該熱泵型空調(diào)，即包含在該發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)中的該熱泵型空調(diào)40，是多種類型的。即，該熱泵型空調(diào)40包括多個(gè)室內(nèi)單元46、46’……和一個(gè)單獨(dú)的室外單元48。該室內(nèi)單元46、46’……分別包括并聯(lián)連接的室內(nèi)熱交換器43、43’……。
該室內(nèi)單元46、46’……還分別包括室內(nèi)風(fēng)扇47、47’……。
除了該熱泵型空調(diào)40包括多個(gè)室內(nèi)單元46、46’……之外，本實(shí)施例的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)具有與第一實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)和功能。因此，分別與第一實(shí)施例相對(duì)應(yīng)的第三實(shí)施例的構(gòu)成部件被標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記，并且沒有給出其詳細(xì)描述。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制熱模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。圖8是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)的示意圖，其示出了在制冷模式下該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
如圖7和圖8所示，該熱泵型空調(diào)，即包含在該發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)中的該熱泵型空調(diào)40，包括多個(gè)室內(nèi)單元46、46’……，和多個(gè)室外單元48、48’……。
在該熱泵型空調(diào)40中，分別包含在該室內(nèi)單元46、46’……中的制冷劑管道可并聯(lián)連接。分別包含在該室外單元48、48’……中的制冷劑管道也可并聯(lián)連接。結(jié)合這樣的情形給出下面的描述，即，各室外單元48、48’……與室內(nèi)單元46、46’……中相關(guān)的一個(gè)連接，以構(gòu)成一空調(diào)組，并且每一空調(diào)組獨(dú)立于其它空調(diào)組運(yùn)轉(zhuǎn)。
該室內(nèi)單元46、46’……包括各自的室內(nèi)熱交換器43、43’……以及各自的室內(nèi)風(fēng)扇47、47’……。
該室外單元48、48’……包括各自的壓縮機(jī)41、41’……、方向閥42、42’……、膨脹裝置44、44’……、室外熱交換器45、45’……以及室外風(fēng)扇49、49’……。
預(yù)熱器70、70’……設(shè)置在各室外熱交換器45、45’……的上游，以分別預(yù)熱吹送到該室外熱交換器45、45’……的空氣。
并聯(lián)連接的預(yù)熱器循環(huán)管道82、82’……連接到各預(yù)熱器70、70’……，以引導(dǎo)通過該預(yù)熱器70，70’……循環(huán)的熱介質(zhì)。
除了該熱泵型空調(diào)40包括多個(gè)室內(nèi)單元46、46’……，多個(gè)室外單元48、48’……，多個(gè)預(yù)熱器70、70’……和多個(gè)預(yù)熱器循環(huán)管道82、82’……之外，本實(shí)施例的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)具有與第一實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)和功能。因此，分別與第一實(shí)施例相對(duì)應(yīng)的第四實(shí)施例的構(gòu)成部件被標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記，并且沒有給出其詳細(xì)描述。
根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例任一個(gè)的具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)具有各種各樣的效果。
即，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱在熱泵型空調(diào)的制冷操作期間用于加熱水，并且在該熱泵型空調(diào)的制熱操作期間用于提高制熱性能，從而可以降低制熱負(fù)荷，并最大化該系統(tǒng)的效率。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水或廢氣的廢熱在該熱泵型空調(diào)的制熱操作期間，被用于預(yù)熱吹向該室外熱交換器的空氣，從而可防止該室外熱交換器結(jié)霜，并快速應(yīng)對(duì)該熱泵型空調(diào)的制熱負(fù)荷。
另外，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點(diǎn)該水加熱熱交換器循環(huán)管道從該預(yù)熱器循環(huán)管道分出來，從而可以僅為冷卻水熱交換器和廢氣熱交換器提供一個(gè)熱介質(zhì)管道，以使得用于冷卻水熱交換器和廢氣熱交換器的循環(huán)管道的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且可以使用于熱介質(zhì)循環(huán)的控制閥的數(shù)量最小。
盡管為了說明的目的揭示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解的是，在不脫離所附權(quán)利要求所揭示的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以進(jìn)行各種修改、添加和替換。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，包括一發(fā)動(dòng)機(jī)；一發(fā)電機(jī)，其連接到該發(fā)動(dòng)機(jī)的一輸出軸，以進(jìn)行發(fā)電；一熱泵型空調(diào)，其使用該發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電，并且包括一壓縮機(jī)、一方向閥、一室外熱交換器、一膨脹裝置及一室內(nèi)熱交換器；一水加熱熱交換器，用以加熱水；以及廢熱回收裝置，其將該發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱供給到該熱泵型空調(diào)或供給到該水加熱熱交換器。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，其中該廢熱回收裝置包括一冷卻水熱交換器，用以從用于冷卻該發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水中吸收熱量；一廢氣熱交換器，用以從該發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中吸收熱量；以及熱傳遞裝置，其在該熱泵型空調(diào)的制冷操作期間，從該冷卻水熱交換器和該廢氣熱交換器的至少其中之一向該水加熱熱交換器傳遞熱量；并且在該熱泵型空調(diào)的制熱操作期間，從該冷卻水熱交換器和該廢氣熱交換器的至少其中之一向該熱泵型空調(diào)傳遞熱量。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，其中該廢熱回收裝置還包括一預(yù)熱器，其由該熱傳遞裝置加熱，以預(yù)熱吹向該室外熱交換器的室外空氣。
4.一種發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，包括一發(fā)動(dòng)機(jī)；一發(fā)電機(jī)，其連接到該發(fā)動(dòng)機(jī)的一輸出軸，以進(jìn)行發(fā)電；一冷卻水熱交換器，用以從用于冷卻該發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水中吸收熱量；一廢氣熱交換器，用以從該發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中吸收熱量；一熱泵型空調(diào)，其使用該發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電，并且包括一壓縮機(jī)、一方向閥、一室外熱交換器、一膨脹裝置及一室內(nèi)熱交換器；一水加熱熱交換器，用以加熱水；一預(yù)熱器，用以預(yù)熱吹向該室外熱交換器的室外空氣；以及熱傳遞裝置，其在該熱泵型空調(diào)的制冷操作期間，從該冷卻水熱交換器和該廢氣熱交換器的至少其中之一向該水加熱熱交換器傳遞熱量；并且在該熱泵型空調(diào)的制熱操作期間，從該冷卻水熱交換器和該廢氣熱交換器的至少其中之一向該預(yù)熱器傳遞熱量。
5.一種發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，包括一發(fā)動(dòng)機(jī)；一發(fā)電機(jī)，其連接到該發(fā)動(dòng)機(jī)的一輸出軸，以進(jìn)行發(fā)電；一冷卻水熱交換器，用以從用于冷卻該發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水中吸收熱量；一廢氣熱交換器，用以從該發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中吸收熱量；一熱泵型空調(diào)，其使用該發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電，并且包括一室外單元和一室內(nèi)單元，該室外單元包括一壓縮機(jī)、一方向閥、一室外熱交換器及一膨脹裝置，該室內(nèi)單元包括一室內(nèi)熱交換器；一水加熱熱交換器，用以加熱水；一預(yù)熱器，用以預(yù)熱吹向該室外熱交換器的室外空氣；以及熱傳遞裝置，其在該熱泵型空調(diào)的制冷操作期間，從該冷卻水熱交換器和該廢氣熱交換器的至少其中之一向該水加熱熱交換器傳遞熱量；并且在該熱泵型空調(diào)的制熱操作期間，從該冷卻水熱交換器和該廢氣熱交換器的至少其中之一向該預(yù)熱器傳遞熱量。
6.如權(quán)利要求3到5任一項(xiàng)所述的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，其中該熱傳遞裝置包括一預(yù)熱器循環(huán)管道，其引導(dǎo)熱介質(zhì)通過該冷卻水熱交換器、該廢氣熱交換器和該預(yù)熱器進(jìn)行循環(huán)；以及一水加熱熱交換器循環(huán)管道，其引導(dǎo)熱介質(zhì)通過該冷卻水熱交換器、該廢氣熱交換器和該水加熱熱交換器進(jìn)行循環(huán)。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，其中該水加熱熱交換器循環(huán)管道從該預(yù)熱器循環(huán)管道分出來。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，其中該熱傳遞裝置還包括一熱介質(zhì)循環(huán)泵，其用泵抽吸熱介質(zhì)，并由此通過該預(yù)熱器循環(huán)管道或該水加熱熱交換器循環(huán)管道循環(huán)該熱介質(zhì)。
9.如權(quán)利要求6所述的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，其中該熱傳遞裝置還包括一控制閥，其可選擇地打開/關(guān)閉該預(yù)熱器循環(huán)管道和該水加熱熱交換器循環(huán)管道，并由此通過選定的該預(yù)熱器循環(huán)管道和該水加熱熱交換器循環(huán)管道的其中之一來循環(huán)熱介質(zhì)。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，其中該熱傳遞裝置還包括一控制器，用以在該熱泵型空調(diào)的制冷操作期間控制該控制閥的操作，其中在制冷模式下，該水加熱熱交換器循環(huán)管道打開，該預(yù)熱器循環(huán)管道關(guān)閉，并在該熱泵型空調(diào)的制熱操作期間控制該控制閥的操作，其中在制熱模式下，該水加熱熱交換器循環(huán)管道關(guān)閉，該預(yù)熱器循環(huán)管道打開。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)，其中該發(fā)動(dòng)機(jī)、該發(fā)電機(jī)、該室內(nèi)熱交換器和該室外熱交換器的至少其中之一可包括有多個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有熱水器的發(fā)電及空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一發(fā)動(dòng)機(jī)；一發(fā)電機(jī)，其連接到該發(fā)動(dòng)機(jī)的一輸出軸，以進(jìn)行發(fā)電；一熱泵型空調(diào)，其使用該發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電，并且包括一壓縮機(jī)、一方向閥、一室外熱交換器、一膨脹裝置和一室內(nèi)熱交換器；一水加熱熱交換器，用以加熱水；以及廢熱回收裝置，用以將該發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱供給到該熱泵型空調(diào)或供給到該水加熱熱交換器，從而系統(tǒng)呈現(xiàn)高的能量效率。
文檔編號(hào)F01N5/02GK1737468SQ20051000834
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月17日
發(fā)明者崔源宰, 崔昶民, 林亨洙, 姜?jiǎng)贂? 黃尹提 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社