專利名稱:熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種電和發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的廢熱都被使用的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)(cogeneration system),尤其涉及一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),其中在制熱運(yùn)行中從發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的廢熱被供應(yīng)至壓縮機(jī)的吸入側(cè)和排出側(cè),以實(shí)現(xiàn)制熱性能的提高。
背景技術(shù):
通常,熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)適于從單能源中產(chǎn)生電和熱。
這種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能夠回收在發(fā)電運(yùn)行中從發(fā)動(dòng)機(jī)或者渦輪產(chǎn)生的廢氣或者廢熱,所以該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)比其它系統(tǒng)提高70%至80%的能量效率。由于這個(gè)優(yōu)點(diǎn),近來(lái)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)已顯著被用作建筑物的電和熱供應(yīng)源。特別是,由于回收的廢熱主要用于加熱或者冷卻有限的空間以及用于加熱水,該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)顯示了高效的能量利用。
圖1是顯示用于制熱/制冷裝置中的傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1所示,傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1和發(fā)電機(jī)3,該發(fā)電機(jī)3是由從燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1輸出的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電。從發(fā)電機(jī)3產(chǎn)生的電用在各種設(shè)備中,包括制冷/制熱單元20、照明設(shè)備和其它電子產(chǎn)品。
在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中,在制冷/制熱單元20的制熱運(yùn)行期間,從燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1產(chǎn)生的廢熱,即當(dāng)冷卻水冷卻燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1時(shí)產(chǎn)生的冷卻水的熱,和從燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1產(chǎn)生的廢氣的熱被使用。
這里,制冷/制熱單元20是熱泵型的,因此該制冷/制熱單元20不僅能夠用作制冷單元,也能夠在制冷劑循環(huán)中制冷劑流動(dòng)方向被反向的狀態(tài)下用作制熱單元。如在通常的熱泵型結(jié)構(gòu)中,制冷/制熱單元20包括壓縮機(jī)21、四通閥23、室外熱交換器25、室外風(fēng)扇26、膨脹設(shè)備27以及室內(nèi)熱交換器29。
特別是,空氣預(yù)熱熱交換器30被設(shè)置在室外熱交換器25的一側(cè),以在制冷/制熱單元20的制熱運(yùn)行中,使用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1的廢熱預(yù)熱傳送至室外熱交換器25的空氣。
為了將廢熱供應(yīng)至制冷/制熱單元20,熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還包括冷卻水熱交換器5,以回收用于冷卻燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻水的熱;以及設(shè)置在排氣管道7處的廢氣熱交換器9,以回收廢氣的熱。
冷卻水熱交換器5和廢氣熱交換器9通過(guò)傳熱介質(zhì)流經(jīng)的傳熱管線11與制冷/制熱單元20的空氣預(yù)熱熱交換器30連接,以便在制冷/制熱單元20的制熱運(yùn)行中將廢熱供應(yīng)至空氣預(yù)熱熱交換器30。因此,熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)回收發(fā)動(dòng)機(jī)熱和廢氣熱,使用回收的熱預(yù)熱經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱熱交換器30的室外空氣,并且使預(yù)熱的空氣與室外熱交換器25進(jìn)行熱交換,因而防止了當(dāng)室外空氣的溫度很低時(shí)可能發(fā)生的制冷/制熱單元20的制熱性能降低。
當(dāng)制冷/制熱單元20在制冷模式運(yùn)行時(shí),傳熱介質(zhì)的流程被改變以與和傳熱管線11連接的散熱管線13相通,這是因?yàn)椴槐毓?yīng)廢熱。在這種情況下,廢熱通過(guò)散熱器17被排到大氣中,其中該散熱器17包括熱交換器15和散熱器風(fēng)扇16,或者該廢熱被供應(yīng)并用在熱水器、熱水供給裝置或者其它系統(tǒng)中。
在圖1中,附圖標(biāo)記P表示泵,每一個(gè)泵用于推動(dòng)傳熱介質(zhì)流經(jīng)傳熱管線11的相關(guān)部分,附圖標(biāo)記V表示閥門,每一個(gè)閥門用于在傳熱管線11和散熱管線13之間轉(zhuǎn)換傳熱介質(zhì)的流程。
但是,由于從燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1產(chǎn)生的廢熱僅用于通過(guò)空氣預(yù)熱熱交換器30預(yù)熱室外熱交換器25,因此傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在制熱運(yùn)行中提高制熱性能上具有局限性。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題提出本發(fā)明,并且本發(fā)明的目的在于提供一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),其中從發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的廢熱被供應(yīng)至壓縮機(jī)的吸入側(cè)和排出側(cè),由此實(shí)現(xiàn)制熱性能的提高。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案,本發(fā)明提供一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),包括發(fā)動(dòng)機(jī),其驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電;制冷/制熱單元,其包括至少一個(gè)壓縮機(jī)、四通閥、室外熱交換器、膨脹設(shè)備以及室內(nèi)熱交換器,以建立熱泵型制冷劑循環(huán);以及制冷劑過(guò)熱單元,將用于冷卻該發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水的熱供應(yīng)至該制冷/制熱單元的該壓縮機(jī)的吸入側(cè)制冷劑管線,并且將從該發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的熱供應(yīng)至該壓縮機(jī)的吸入側(cè)制冷劑管線和該壓縮機(jī)的排出側(cè)制冷劑管線。
該制冷劑過(guò)熱單元可以包括吸入側(cè)制冷劑過(guò)熱器,將用于冷卻該發(fā)電機(jī)的冷卻水的熱和從該發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的熱供應(yīng)至該壓縮機(jī)的該吸入側(cè)制冷劑管線;以及排出側(cè)制冷劑過(guò)熱器,將從該發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的熱供應(yīng)至該壓縮機(jī)的該排出側(cè)制冷劑管線。
該排出側(cè)制冷劑過(guò)熱器可以包括設(shè)置在排氣管道處的第一廢氣熱交換器,以與經(jīng)過(guò)該排氣管道的廢氣執(zhí)行熱交換。該吸入側(cè)制冷劑過(guò)熱器可以包括設(shè)置在該排氣管道處的第二廢氣熱交換器,從廢氣經(jīng)過(guò)該排氣管道的流動(dòng)方向來(lái)看該第二廢氣熱交換器處于該第一廢氣熱交換器的下游,以與廢氣執(zhí)行熱交換。
該吸入側(cè)制冷劑過(guò)熱器還可以包括第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器,執(zhí)行該壓縮機(jī)的該吸入側(cè)制冷劑管線與冷卻水管線之間的熱交換,以傳遞該發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水熱;以及第二吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器,執(zhí)行該壓縮機(jī)的該吸入側(cè)制冷劑管線與管線之間的熱交換,以傳遞由該第二廢氣熱交換器回收的熱。
該第二吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器從制冷劑在該制冷劑循環(huán)中的流動(dòng)方向來(lái)看可以設(shè)置該第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器的下游處。
該吸入側(cè)制冷劑過(guò)熱器還可以包括冷卻水熱交換器,設(shè)置在該第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器與該發(fā)動(dòng)機(jī)之間,以將從該發(fā)動(dòng)機(jī)回收的該冷卻水熱傳遞至該第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器。
該制冷劑過(guò)熱單元還可以包括設(shè)置在該冷卻水管線處的冷卻水散熱單元,該冷卻水管線從該發(fā)動(dòng)機(jī)延伸至該冷卻水熱交換器,當(dāng)不需將熱供應(yīng)至該壓縮機(jī)的吸入側(cè)時(shí),該冷卻水散熱單元散發(fā)該冷卻水的熱。
該制冷劑過(guò)熱單元還可以包括從該壓縮機(jī)的該吸入側(cè)制冷劑管線分支出的旁路管線;以及設(shè)置在該吸入側(cè)制冷劑管線處的閥門,以改變?cè)撐雮?cè)制冷劑管線和該旁路管線之間的制冷劑路徑,由此該制冷劑旁路管線和該閥門用于使該吸入側(cè)制冷劑管線中的制冷劑不經(jīng)過(guò)該第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器和該第二吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器而流動(dòng)。
該排出側(cè)制冷劑過(guò)熱器還可以包括排出側(cè)過(guò)熱熱交換器,執(zhí)行接受由該第一廢氣熱交換器回收的熱的管線,與該壓縮機(jī)的該排出側(cè)制冷劑管線之間的熱交換。
該制冷劑過(guò)熱單元還可以包括從該壓縮機(jī)的該排出側(cè)制冷劑管線分支出的旁路管線;以及設(shè)置在該排出側(cè)制冷劑管線處的閥門,以在該排出側(cè)制冷劑管線和該旁路管線之間改變制冷劑路徑,由此該制冷劑旁路管線和該閥門用于使在該排出側(cè)制冷劑管線中的制冷劑不經(jīng)過(guò)該排出側(cè)過(guò)熱熱交換器而流動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案,本發(fā)明提供一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī),其驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電;制冷/制熱單元,其包括壓縮機(jī)、四通閥、室外熱交換器、膨脹設(shè)備以及室內(nèi)熱交換器,以建立熱泵型制冷劑循環(huán);以及吸入側(cè)制冷劑過(guò)熱器,將用于冷卻該發(fā)電機(jī)的冷卻水的熱和從該發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的熱供應(yīng)至該制冷/制熱單元的該壓縮機(jī)的該吸入側(cè)制冷劑管線。
根據(jù)本發(fā)明的又一方案,本發(fā)明提供一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī),其驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電;制冷/制熱單元,其包括壓縮機(jī)、四通閥、室外熱交換器、膨脹設(shè)備以及室內(nèi)熱交換器,以建立熱泵型制冷劑循環(huán);以及排出側(cè)制冷劑過(guò)熱器,將從該發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的熱供應(yīng)至該壓縮機(jī)的該排出側(cè)制冷劑管線。
在本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中,壓縮機(jī)的吸入側(cè)吸收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水熱和次要的廢氣熱,并且壓縮機(jī)的排出側(cè)吸收主要的廢氣熱。因此,能夠在防止壓縮機(jī)發(fā)生故障的同時(shí)最大化地吸收發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱,以提高室內(nèi)熱交換器的制冷劑冷凝溫度。因此,實(shí)現(xiàn)制熱性能的提高。
結(jié)合附圖在閱讀下面詳細(xì)描述后,本發(fā)明的上述目的、其它特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯。
圖1是顯示傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,其中使用多個(gè)室內(nèi)熱交換器。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,其中使用多個(gè)制冷/制熱單元。
具體實(shí)施例方式
在下文中,將結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例。
雖然很多實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),但是下面的描述將結(jié)合最佳的實(shí)施例而給出。由于該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)相同,對(duì)此將不再進(jìn)行描述。
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖2所示,熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)50,其使用礦物燃料如天然氣或者石油氣來(lái)運(yùn)行;發(fā)電機(jī)52,使用發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)力發(fā)電;第一廢氣熱交換器72和第二廢氣熱交換器75,設(shè)置在排氣管道54處,以回收發(fā)動(dòng)機(jī)50廢氣的熱;冷卻水熱交換器82,以回收發(fā)動(dòng)機(jī)50冷卻水的熱;以及散熱器88,以散發(fā)冷卻水熱。
熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還包括制冷/制熱單元60,其利用從發(fā)動(dòng)機(jī)50產(chǎn)生的廢熱使用熱泵型制冷劑循環(huán)。該制冷/制熱單元60包括至少一個(gè)壓縮機(jī)61、四通閥62、室外熱交換器63、膨脹設(shè)備64以及室內(nèi)熱交換器65,像通常的熱泵型制冷/制熱單元一樣,該制冷/制熱單元60能夠用作制冷單元,并且根據(jù)在制冷/制熱單元的制冷劑循環(huán)中制冷劑流動(dòng)的反向而用作制熱單元。
特別是,該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還包括制冷劑過(guò)熱(over-heating)單元,將用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)50的冷卻水的熱供應(yīng)至制冷/制熱單元60的壓縮機(jī)61的吸入側(cè)制冷劑管線66,并且將從發(fā)動(dòng)機(jī)50排出的廢氣的熱供應(yīng)至壓縮機(jī)61的吸入側(cè)制冷劑管線66和壓縮機(jī)61的排出側(cè)制冷劑管線67。
該制冷劑過(guò)熱單元包括吸入側(cè)制冷劑過(guò)熱器70A和70B,分別將用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)50的冷卻水的熱和從發(fā)動(dòng)機(jī)50排出的廢氣的熱供應(yīng)至壓縮機(jī)61的吸入側(cè)制冷劑管線66;以及排出側(cè)制冷劑過(guò)熱器71,將從發(fā)動(dòng)機(jī)50排出的廢氣的熱供應(yīng)至壓縮機(jī)61的排出側(cè)制冷劑管線67。
排出側(cè)制冷劑過(guò)熱器71包括設(shè)置在排氣管道54處的第一廢氣熱交換器72,以與經(jīng)過(guò)排氣管道54的廢氣執(zhí)行熱交換。吸入側(cè)制冷劑過(guò)熱器70A包括設(shè)置在排氣管道54處的第二廢氣熱交換器75,該第二廢氣熱交換器75從廢氣經(jīng)過(guò)排氣管道54的流動(dòng)方向來(lái)看處于第一廢氣熱交換器72的下游,以與廢氣執(zhí)行熱交換。
吸入側(cè)制冷劑過(guò)熱器70B包括第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器84,以執(zhí)行壓縮機(jī)61的吸入側(cè)制冷劑管線66和管線81、83之間的熱交換,以傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)50的冷卻水熱。吸入側(cè)制冷劑過(guò)熱器70A包括第二吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器77,執(zhí)行壓縮機(jī)61的吸入側(cè)制冷劑管線66和管線76之間的熱交換,以傳遞由第二廢氣熱交換器75回收的熱。
從制冷劑的流動(dòng)方向來(lái)看,該第二吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器77設(shè)置在第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器84的下游。因此,吸入側(cè)制冷劑管線66以通過(guò)第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器84和第二吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器77的順序延伸。
冷卻水熱交換器82設(shè)置在第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器84和發(fā)動(dòng)機(jī)50之間,以將從發(fā)動(dòng)機(jī)50回收的冷卻水熱傳遞至第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器84。
冷卻水散熱單元85設(shè)置在冷卻水管線81處,該冷卻水管線81從發(fā)動(dòng)機(jī)50延伸至冷卻水熱交換器82,當(dāng)不需將熱供應(yīng)至壓縮機(jī)61的吸入側(cè)制冷劑管線66時(shí),該冷卻水散熱單元85散發(fā)冷卻水的熱。
為了將冷卻水的熱散到大氣中,冷卻水散熱單元85包括從冷卻水管線81分支出的散熱管線87;閥門86,使冷卻水管線81中的冷卻水繞過(guò)散熱管線87;以及設(shè)置在散熱管線87處的散熱器88。散熱器88可以被連接至其它系統(tǒng)以使用冷卻水的廢熱,如上所述的那樣,廢氣的熱被用來(lái)加熱水或者用來(lái)供應(yīng)熱水。
制冷劑旁路管線68是從壓縮機(jī)61的吸入側(cè)制冷劑管線66分支出的。閥門V也設(shè)置在吸入側(cè)制冷劑管線66處,以改變吸入側(cè)制冷劑管線66和制冷劑旁路管線68之間的制冷劑路徑。制冷劑旁路管線68和閥門V用于使吸入側(cè)制冷劑管線66中的制冷劑直接流向壓縮機(jī)61,而不流經(jīng)第一和第二吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器84和77。
除第一廢氣熱交換器72之外,排出側(cè)制冷劑過(guò)熱器71還包括排出側(cè)過(guò)熱熱交換器74,以執(zhí)行管線73與壓縮機(jī)61的排出側(cè)制冷劑管線67之間的熱交換,該管線73接受由第一廢氣熱交換器72回收的熱。
制冷劑旁路管線69是從壓縮機(jī)61的排出側(cè)制冷劑管線67分支出的。閥門V也設(shè)置在排出側(cè)制冷劑管線67處,以改變排出側(cè)制冷劑管線67和制冷劑旁路管線69之間的制冷劑路徑。制冷劑旁路管線69和閥門V在此處結(jié)合用于使排出側(cè)制冷劑管線67中的制冷劑直接流向四通閥62,而不流經(jīng)排出側(cè)過(guò)熱熱交換器74。
由于本實(shí)施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括幾個(gè)熱交換器第一廢氣熱交換器72、第二廢氣熱交換器75、冷卻水熱交換器82、第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器84、第二吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器77以及排出側(cè)過(guò)熱熱交換器74,因此即使在制熱運(yùn)行中也可以根據(jù)給定的設(shè)計(jì)條件,通過(guò)適當(dāng)?shù)貓?zhí)行具有熱交換功能的水暖熱交換器或者水暖容器,接受來(lái)自上述熱交換器的熱來(lái)運(yùn)行熱水器或者其它耗熱裝置。
如圖2所示,附圖標(biāo)記P表示泵,每一個(gè)泵用于推動(dòng)傳熱介質(zhì)流經(jīng)相關(guān)的管線。
另一方面,圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,其中使用多個(gè)室內(nèi)熱交換器。在這種情況下,多個(gè)室內(nèi)熱交換器65A、65B和65C串聯(lián)或者并聯(lián)地設(shè)置在單制冷/制熱單元60中,以分別冷卻或者加熱多個(gè)有限的空間。
相應(yīng)于圖2結(jié)構(gòu)的圖3結(jié)構(gòu)的組成元件分別由相同的附圖標(biāo)記表示,因此這里不再描述。同樣地,相應(yīng)于圖2結(jié)構(gòu)的、下文將描述的圖4結(jié)構(gòu)的組成元件也分別由相同的附圖標(biāo)記表示,因此不再描述。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,其中使用多個(gè)制冷/制熱單元。在這種情況下,分配器90和95分別設(shè)置在吸入側(cè)制冷劑管線66和排出側(cè)制冷劑管線67處,以將熱分配給多個(gè)制冷/制熱單元60A、60B和60C。
同時(shí),上述熱交換器可以根據(jù)給定的設(shè)計(jì)條件或者給定需求而具有各種熱傳遞結(jié)構(gòu),例如,其中通過(guò)熱導(dǎo)體執(zhí)行熱傳遞的傳熱結(jié)構(gòu),或者通過(guò)存在于熱交換器中的流體執(zhí)行熱傳遞的傳熱結(jié)構(gòu)。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行。
通過(guò)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的電可以用來(lái)運(yùn)行制冷/制熱單元60的壓縮機(jī)61,并且驅(qū)動(dòng)控制器。
在制冷/制熱單元60的制熱運(yùn)行中,制冷劑按順序流經(jīng)壓縮機(jī)61、四通閥62、室內(nèi)熱交換器65、膨脹設(shè)備64以及室外熱交換器63,以執(zhí)行制熱操作。在這種情況下,經(jīng)過(guò)吸入側(cè)制冷劑管線66朝壓縮機(jī)61被吸入的制冷劑,首先在經(jīng)過(guò)第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器84時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)50的冷卻水的熱來(lái)預(yù)熱,其次是在經(jīng)過(guò)第二吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器77時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)50的廢氣的熱來(lái)預(yù)熱。然后制冷劑被引入壓縮機(jī)61中。
此時(shí),冷卻水熱和廢氣熱分別經(jīng)過(guò)冷卻水熱交換器82和第二廢氣熱交換器75被傳遞至第一和第二吸入側(cè)熱交換器84和77。
另外,從壓縮機(jī)61排出的制冷劑經(jīng)過(guò)排出側(cè)制冷劑管線67,在經(jīng)過(guò)排出側(cè)過(guò)熱熱交換器74時(shí)被加熱,然后被供應(yīng)至室內(nèi)熱交換器65。
如上所述,由于制冷劑在壓縮機(jī)61的吸入側(cè)和排出側(cè)兩側(cè)由發(fā)動(dòng)機(jī)50的廢熱來(lái)預(yù)熱,所以在制冷劑的溫度被升高到期望水平的條件下,制冷劑經(jīng)過(guò)作為冷凝器的室內(nèi)熱交換器65。因此,能夠?qū)⒏邷囟鹊臒崽峁┲劣邢薜目臻g,從而實(shí)現(xiàn)制熱性能的提高。
特別是,壓縮機(jī)61的吸入側(cè)使用冷卻水熱和次要的廢氣熱,該次要的廢氣熱被保持在比用在壓縮機(jī)61的排出側(cè)的主要廢氣熱的溫度相對(duì)低的溫度上。因此,能夠防止制冷劑被過(guò)度預(yù)熱,并且從而防止制冷劑在經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)61時(shí)升溫過(guò)高。但是在壓縮機(jī)61的排出側(cè),制冷劑在經(jīng)過(guò)保持在相對(duì)高溫的排出側(cè)過(guò)熱熱交換器74時(shí)吸收高溫的熱,然后經(jīng)過(guò)室內(nèi)熱交換器65。因此,能夠防止壓縮機(jī)61由于升壓過(guò)高而被損壞。
另外,由于吸入側(cè)制冷劑管線66間接與冷卻水熱交換器82連接,即該吸入側(cè)制冷劑管線66經(jīng)由第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器84,與冷卻水熱交換器82執(zhí)行熱交換,因此能夠防止制冷劑被過(guò)度加熱,從而被迅速退化。
當(dāng)制冷/制熱單元60以制冷模式運(yùn)行或者停止制冷/制熱運(yùn)行時(shí),非常重要的是要防止從發(fā)動(dòng)機(jī)50產(chǎn)生的廢氣的熱和冷卻水的熱被供應(yīng)至制冷/制熱單元60。因此,在這種情況下,吸入側(cè)制冷劑管線66的閥門V、排出側(cè)制冷劑管線67的閥門V以及冷卻水管線81的閥門86分別被選擇地運(yùn)行以改變與廢氣熱和冷卻水熱相關(guān)的流體路徑。
因此,制冷/制熱單元60中的制冷劑流經(jīng)旁路管線68和69,因此在制冷劑的溫度被保持在正常水平的條件下,制冷劑經(jīng)過(guò)制冷劑循環(huán)而被循環(huán)。從而制冷操作被正常地執(zhí)行。
從上述明顯看出,在本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中,壓縮機(jī)的吸入側(cè)吸收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水熱和次要的廢氣熱,并且壓縮機(jī)的排出側(cè)吸收主要的廢氣熱。因此,能夠在防止壓縮機(jī)發(fā)生故障的同時(shí)最大化地吸收發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱,從而提高室內(nèi)熱交換器的制冷劑冷凝溫度。因此,實(shí)現(xiàn)制熱性能的提高。
雖然為解釋的目的已揭示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,然而本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解在不脫離如隨附的權(quán)利要求所揭示的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi),可以有各種修改、添加和替換。
權(quán)利要求
1.一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),包括發(fā)動(dòng)機(jī)(50),其驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(52)發(fā)電;制冷/制熱單元(60),其包括至少一個(gè)壓縮機(jī)(61)、四通閥(62)、室外熱交換器(63)、膨脹設(shè)備(64)以及室內(nèi)熱交換器(65),以建立熱泵型制冷劑循環(huán);以及制冷劑過(guò)熱單元(70A、70B、71),將用于冷卻該發(fā)動(dòng)機(jī)(50)的冷卻水的熱供應(yīng)至該制冷/制熱單元(60)的該壓縮機(jī)(61)的吸入側(cè)制冷劑管線(66),并且將從該發(fā)動(dòng)機(jī)(50)排出的廢氣的熱供應(yīng)至該壓縮機(jī)(61)的吸入側(cè)制冷劑管線(66)口該壓縮機(jī)(61)的排出側(cè)制冷劑管線(67)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),其中該制冷劑過(guò)熱單元(70A、70B、71)包括吸入側(cè)制冷劑過(guò)熱器(70A、70B),將用于冷卻該發(fā)電機(jī)(50)的冷卻水的熱和從該發(fā)動(dòng)機(jī)(50)排出的廢氣的熱供應(yīng)至該壓縮機(jī)(61)的該吸入側(cè)制冷劑管線(66);以及排出側(cè)制冷劑過(guò)熱器(71),將從該發(fā)動(dòng)機(jī)(50)排出的廢氣的熱供應(yīng)至該壓縮機(jī)(61)的該排出側(cè)制冷劑管線(67)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),其中該排出側(cè)制冷劑過(guò)熱器(71)包括設(shè)置在排氣管道(54)處的第一廢氣熱交換器(72),以與經(jīng)過(guò)該排氣管道(54)的廢氣進(jìn)行熱交換;并且該吸入側(cè)制冷劑過(guò)熱器(70A、70B)包括設(shè)置在該排氣管道(54)處的第二廢氣熱交換器(75),該第二廢氣熱交換器(75)從廢氣經(jīng)過(guò)該排氣管道(54)的流動(dòng)方向來(lái)看處于該第一廢氣熱交換器(72)的下游,以與廢氣進(jìn)行熱交換。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),其中該吸入側(cè)制冷劑過(guò)熱器(70A、70B)還包括第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器(84),執(zhí)行該壓縮機(jī)(61)的該吸入側(cè)制冷劑管線(66)與冷卻水管線(81、83)之間的熱交換,以傳遞該發(fā)動(dòng)機(jī)(50)的冷卻水熱;以及第二吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器(77),執(zhí)行該壓縮機(jī)(61)的該吸入側(cè)制冷劑管線(66)與管線(76)之間的熱交換,以傳遞由該第二廢氣熱交換器(75)回收的熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),其中該第二吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器(77)從制冷劑在該制冷劑循環(huán)中的流動(dòng)方向來(lái)看設(shè)置在該第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器(84)的下游處。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),其中該吸入側(cè)制冷劑過(guò)熱器還包括冷卻水熱交換器(82),設(shè)置在該第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器(84)與該發(fā)動(dòng)機(jī)(50)之間,以將從該發(fā)動(dòng)機(jī)(50)回收的該冷卻水熱傳遞至該第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器(84)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),其中該制冷劑過(guò)熱單元(70A、70B、71)還包括設(shè)置在該冷卻水管線(81)處的冷卻水散熱單元(85),該冷卻水管線(81)從該發(fā)動(dòng)機(jī)(50)延伸至該冷卻水熱交換器(82),當(dāng)不需將熱供應(yīng)至該壓縮機(jī)(61)的吸入側(cè)時(shí),該冷卻水散熱單元(85)散發(fā)該冷卻水的熱。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),其中該制冷劑過(guò)熱單元(70A、70B、71)還包括旁路管線(68),從該壓縮機(jī)(61)的該吸入側(cè)制冷劑管線(66)分支出來(lái);以及閥門(V),設(shè)置在該吸入側(cè)制冷劑管線(66)處,以在該吸入側(cè)制冷劑管線(66)和該旁路管線(68)之間改變制冷劑路徑,由此,該制冷劑旁路管線(68)和該閥門(V)用于使該吸入側(cè)制冷劑管線(66)中的制冷劑不經(jīng)過(guò)該第一吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器(84)和該第二吸入側(cè)過(guò)熱熱交換器(77)而流動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),其中該排出側(cè)制冷劑過(guò)熱器(71)還包括排出側(cè)過(guò)熱熱交換器(74),執(zhí)行接受由該第一廢氣熱交換器(72)回收的熱的管線(73)與該壓縮機(jī)(61)的該排出側(cè)制冷劑管線(67)之間的熱交換。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),其中該制冷劑過(guò)熱單元(70A、70B、71)還包括旁路管線(69),從該壓縮機(jī)(61)的該排出側(cè)制冷劑管線(67)分支出來(lái);以及閥門(V),設(shè)置在該排出側(cè)制冷劑管線(67)處,以改變?cè)撆懦鰝?cè)制冷劑管線(67)和該旁路管線(69)之間的制冷劑路徑,由此,該制冷劑旁路管線(69)和該閥門(V)用于使該排出側(cè)制冷劑管線(67)中的制冷劑不經(jīng)過(guò)該排出側(cè)過(guò)熱熱交換器(74)而流動(dòng)。
11.一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),包括發(fā)動(dòng)機(jī)(50),其驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(52)發(fā)電;制冷/制熱單元(60),其包括壓縮機(jī)(61)、四通閥(62)、室外熱交換器(63)、膨脹設(shè)備(64)以及室內(nèi)熱交換器(65),以建立熱泵型制冷劑循環(huán);以及吸入側(cè)制冷劑過(guò)熱器(70A、70B),將用于冷卻該發(fā)電機(jī)(50)的冷卻水的熱和從該發(fā)動(dòng)機(jī)(50)排出的廢氣的熱供應(yīng)至該制冷/制熱單元(60)的該壓縮機(jī)(61)的吸入側(cè)制冷劑管線(66)。
12.一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),包括發(fā)動(dòng)機(jī)(50),其驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(52)發(fā)電;制冷/制熱單元(60),其包括壓縮機(jī)(61)、四通閥(62)、室外熱交換器(63)、膨脹設(shè)備(64)以及室內(nèi)熱交換器(65),以建立熱泵型制冷劑循環(huán);以及排出側(cè)制冷劑過(guò)熱器(71),將從該發(fā)動(dòng)機(jī)(50)排出的廢氣的熱供應(yīng)至該壓縮機(jī)(61)的排出側(cè)制冷劑管線(67)。
全文摘要
一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)(50),其驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(52)發(fā)電;制冷/制熱單元(60),其包括至少一個(gè)壓縮機(jī)(61)、四通閥(62)、室外熱交換器(63)、膨脹設(shè)備(64)以及室內(nèi)熱交換器(65),以建立熱泵型制冷劑循環(huán);以及制冷劑過(guò)熱單元(70A、70B、71),將用于冷卻該發(fā)動(dòng)機(jī)(50)的冷卻水的熱供應(yīng)至該制冷/制熱單元(60)的該壓縮機(jī)(61)的吸入側(cè)制冷劑管線(66),并且將從該發(fā)動(dòng)機(jī)(50)排出的廢氣的熱供應(yīng)至該壓縮機(jī)(61)的吸入側(cè)制冷劑管線(66)和該壓縮機(jī)(61)的排出側(cè)制冷劑管線(67)。根據(jù)該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),能夠在防止壓縮機(jī)發(fā)生故障的同時(shí)最大化地吸收發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱,從而提高室內(nèi)熱交換器的制冷劑冷凝溫度。因此,實(shí)現(xiàn)制熱性能的提高。
文檔編號(hào)F25B30/02GK1737463SQ200510008239
公開(kāi)日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月17日
發(fā)明者趙殷晙, 柳潤(rùn)鎬, 崔永燮, 李在元, 鄭百永 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社