CN1173142C - 空调器 - Google Patents

Abstract

一种空调器包括用于调节热媒温度的热媒温度调节装置1、吸收式制冷机5、装设在热媒管线7a中的阀门9a、从阀门9a分支出去的旁路管线11a和室内机19，其中，吸收式制冷机5具有由温度调节装置1通过热媒流经的热媒管线7a提供的用作为热源的热媒，室内机19由吸收式制冷机5提供制冷剂或由温度调节装置1通过旁路管线11a提供热媒。这样，在供热时，将阀门切换到允许热媒流经旁路管线11，使热媒能通过旁路管线11直接供应给室内机19。因此，在供热时可停下如与吸收式制冷机5的工作有关的泵等设备，这样改善了空调器的节能性。

Description

空调器

                       发明背景

技术领域

本发明涉及一种包括吸收式制冷机的空调器，更具体地涉及一种包括热媒驱动型的吸收式制冷机的空调器。

相关技术

在包括热媒驱动型吸收式制冷机(即由被加热的驱动热媒来驱动)的空调器中，通过向室内机提供由吸收式制冷机的启动而冷却的制冷剂来进行制冷。一方面，在供热时，通过采用诸如热水之类的废热源(即输入来自外界的热源)驱动该吸收式制冷机来加热提供给室内机的加热热媒，或者利用供热用换热器，该换热器与吸收式制冷机分开装设，用驱动热媒加热提供给室内机的热媒。

一般来说，需要提高空调器的节能性。为此，本发明人设想通过有效地利用在空调器的加热工作中热媒的热量，并通过进一步减少用于启动供热的换热器或吸收式制冷机的能量消耗来提高空调器的节能性。即，本发明人设想将从排气热源得到的热媒直接提供给室内机以进行供热，从而不必装设用于供热的换热器，而当供热时停止启动涉及该吸收式制冷机操作的该吸收式制冷机或机组，从而减少了与供热热交换器或吸收式制冷机的启动相关的能量消耗，提高了节能性。

但在当将被加热的热媒直接提供给室内机的情况下，如果在加热时由于热媒的温度使从室内机吹出的热空气的温度过高，室内的温度很难均匀分布，使某些情况下很不舒适。并且，如果热媒的温度超过室内机或控制阀的耐热温度，有些情况下空调器的工作会出现障碍。因此，需要将热媒的温度降到系统或设备的耐热温度以下，并进一步调节温度，使室内的温度分布基本均匀。另一方面，当提供给室内机的制冷剂在制冷过程中被吸收式制冷机冷却时，有些情况下吸收式制冷机不能在供热时所要求的温度下有效地被驱动。因此，要求在制冷时提供给吸收式制冷机的热媒的温度能高于供热时的温度。这样，由于热媒的温度根据是制冷还是供热而不同，常规包括热媒驱动型吸收式制冷机的空调器存在一个问题，即简单地改变管道会使房间内不舒适、空调器工作障碍、或是制冷或供热效率低，这取决于供热时热媒的温度。

发明概要

本发明的目的是提高空调器的节能性。

本发明的空调器包括调节热媒温度的热媒温度调节装置、具有作为热源由热媒温度调节装置提供通过热媒流经的热媒管线的热媒的吸收式制冷机、装设在热媒管线中的阀门、从该阀门分支出去的旁路管线、以及由吸收式制冷机提供制冷剂或由热媒温度调节装置通过旁路管线提供热媒的室内机。

另外，当热媒流经该吸收式制冷机时，热媒温度调节装置使在第一温度范围中的最高温度停止加热热媒，而在第一温度范围中的最低温度开始加热热媒，或当热媒流经旁路管线时，在低于第一温度范围的第二温度范围中的最高温度时停止加热热媒，而在第二温度范围中的最低温度开始加热热媒。

另外，热媒温度调节装置包括用于从排气热源回收排气热给热媒的排气热回收装置、检测热媒温度的温度检测器、至少用来控制排气热回收装置和温度检测器的控制装置。另外当热媒流经吸收式制冷机时，若温度检测器检测到第一温度范围中的最高温度，控制装置停止排气热回收装置将排气热回收给热媒，而若温度检测器检测到第一温度范围中的最低温度启动排气热回收装置以将排气热回收给热媒，或当热媒流经旁路线路时，若温度检测器检测到低于第一温度范围的第二温度范围中的最高温度，控制装置停止排气热回收装置将排气热回收给热媒，而若温度检测器检测到第二温度范围中的最低温度，启动排气热回收装置将排气热回收给热媒。

具有这种结构，在供热时，阀门切换到使热媒可流经旁路管线，使得热媒通过旁路管线从热媒温度调节装置流到室内机。因此，可通过直接将热媒提供给室内机来进行供热工作。也就是说，在供热工作中，涉及吸收式制冷机操作的吸收式制冷机或机组的启动可被停止，从而减少空调器工作的能量消耗。热媒温度调节装置可调节使在热媒流经吸收式制冷机时的热媒温度高于当热媒流经旁路时的热媒温度。即由于热媒的温度被控制为制冷时高于供热时，不会产生在供热时室内不舒适、空调器工作障碍、制冷或供热效率低的情况。所以，空调器节能性提高。

另外，也有这样的情况，即来自排气热源的排气热的温度过低，不能使热媒以完全的效率完成制冷或供热操作。在这样的情况下，常规的空调器停止了从排气热源到传热源的换热，并采用一个辅助的加热器来加热热媒。但在这种常规的空调器中，由于来自排气热源的热量不能被有效的利用，不能完全地实现节能。

另一方面，本发明的空调器包括带有辅助加热器以及控制这个辅助加热器操作的控制装置的热媒温度调节装置。另外，当热媒流经吸收式制冷机时，如果温度检测器检测到低于第一温度范围中的最高温度的第三温度范围中的最高温度，控制装置使辅助加热器停止加热热媒，如果温度检测器检测到第三温度范围中的最低温度，就启动辅助加热器加热在第三温度范围中最低温度的热媒，或当热媒流经旁路管线时，如果温度检测器检测到低于第二温度范围中的最高温度的第四温度范围中的最高温度时，控制装置使辅助加热器停止加热热媒，若温度检测器检测到第四温度范围中的最低温度，就启动辅助加热器加热热媒。

具有这样的构造，辅助加热器加热已从排气热源中回收排气热的热媒，而在热媒温度低于启动或停止排气热回收的温度范围时，停止加热热媒。因此除了当发生不正常的高温条件停止排气热回收时，热媒吸收排气热，而辅助加热器加热热媒以补充排气热回收不够的热量。因此，在使用辅助加热器的情况下，通过尽可能地减少辅助加热器的能量消耗来有效地利用从排气热源得到的热量，从而可提高空调器的节能性。

如果用温度检测器和控制装置检测热媒的过热，可用一个温度检测器既控制热媒温度，又检测不正常的过热，从而有利地减少了温度检测器的数目。

附图的简单描述

图1是示出本发明一个实施例的空调器的构造和工作的示意图。

图2是示出了制冷时排气热量回收装置和辅助加热器工作的图。

图3是示出了供热时排气热量回收装置和辅助加热器工作的图。

优选实施例的详细说明

下面将参考图1-3来说明本发明空调器的一个实施例。图1为示出了本发明空调器的结构和工作的示意图。图2为示出了制冷时排气热量回收装置和辅助加热器工作的图。图3为示出了供热时排气热量回收装置和辅助加热器工作的图。本实施例将结合一个排气热源为发动机而用此排气热量加热热媒的例子来进行说明。

本实施例的空调器如图1所示包括排气热量回收装置1、辅助锅炉3、吸收式制冷机5、热媒管线9、三向阀门9a，9b、旁路管线11、热媒温度检测器13、控制装置15、冷热水管线17和室内机19。排气热量回收装置1回收从作为排气热源的发动机来通过排气管线23的排气的热量给作为流经热媒管线7和换热器25的工作热媒的水。排气热量回收装置1内装有流路切换机构，图中未示，用于切换排气流经的路径。该流路切换机构在朝向排气管线29或朝向换热器25的流动方向中切换排气流动，过量的排气通过排气管线29排出。辅助锅炉3装设有热媒管线7a，热媒通过该管线从排气热量回收装置1流到吸收式制冷机5。辅助锅炉3装设有燃烧器31，通过燃烧来加热热媒。

吸收式制冷机5为热媒驱动型，具有用热媒的热量加热贫溶液的再生器。吸收式制冷机5装设有冷却塔35，用于冷却循环流经冷却水管线33的冷却水。热媒管线7由热媒管线7a和热媒管线7b组成，管线7a用于将热媒从排气热量回收装置1经过辅助锅炉3输送到吸收式制冷机5，而管线7b用于将热媒从吸收式制冷机5输送到排气热量回收装置1，如上文所述，热媒管线7a具有热媒泵37，使热媒在排气热量回收装置1和吸收式制冷机5之间循环。冷热水管线17包括用于将冷水(制冷剂)从吸收式制冷机5输送到室内机19的冷热水管线17a，或从旁路管线11输送热水(热媒)，和用于将冷热水从室内机19输送到吸收式制冷机5的冷热水管线17，冷热水管线17b具有冷水泵39。

旁路管线11包括旁路管线11a和旁路管线11b，管线11a用于将通过热媒管线7a的热媒输送到冷热水管线17a，管线11b用于将通过冷热水管线17b的热媒输送到热媒管线7b。旁路管线11a从热媒管线7a上分支出来，通过装设在热媒管线7a的辅助锅炉3和吸收式制冷机5之间的三向阀9a，汇合到热媒管线7a，并且旁路管线11b从冷热水管线17b上分支出来，通过装设在冷热水管线17b的三向阀9b，汇合到热媒管线7b。

控制装置15通过线路51与电源箱41、辅助锅炉控制装置43、制冷或供热切换开关45、排气热量回收装置1的流路切换机构、控制内机19工作的室内机控制装置47以及安装在热媒管线7的辅助锅炉锅炉3与三向阀9a之间的热媒温度检测器13电气相连。电源箱41通过线路55与装设在热媒管线7a中的热媒泵37、两个三向阀9a，9b、装设在冷热水管线17b中的冷水泵39、在冷却塔35中的冷却风扇(图中未示)、装设在冷却水管线33中的冷却水泵53电气连接。

控制装置15具有故障检测装置，如果热媒温度检测器13检测到热媒温度为设定的故障检测温度，就发出警告通知使用者出现故障，并且将辅助锅炉3的燃烧器31强制性地停止，使流路切换机构能将排气热量回收装置1切换到使排出气体通过排气管线29排出，并停止加热热媒。

辅助锅炉控制装置43通过线路61与辅助锅炉3的燃烧器31电器连接。在本实施例中，控制装置15发出指示信号，电源箱41根据该指示信号开关与电源箱41电器连接的各装置。另外在本实施例中，控制装置15、电源箱41及辅助锅炉控制装置43是分开构成的，但也可作成一整体的控制单元。室内机控制装置47根据控制装置15发出的信号控制控制阀65的工作，以控制热水即被冷却后的水或被加热后的热媒是否流入室内机19中。

在如上文构造的空调器中，如果有空气调节的要求并由一个操作切换开关45选择制冷操作，控制装置15控制电源箱41开关两个三向阀9a，9b，使热媒和已冷却的水可循环通过吸收式制冷机5、热媒管线11及冷热水管线17。而装设在热媒管线7a中的热媒泵37、装设在冷热水管线17b中的冷水泵39、冷却塔35的冷却风扇(未示出)及装设在冷却水管线33中的冷却水泵53被启动。借此，流经热媒管线11的热媒借助于排气热回收装置1从发动机21回收排气热量。借助于排气热回收装置1供给热媒的热量，吸收式制冷机5冷却了流经冷热水管线17的制冷剂(水)。由该吸收式制冷机5冷却后的冷水流入室内机19中，使冷风从室内机19中吹出。

在这样的制冷工作中，为了使吸收式制冷机5有效地冷却水，并防止热媒温度降得过低以至不能驱动吸收式制冷机5，热媒的温度必须保持在一个预定的范围内。因此，控制装置5控制排气热量回收装置1的流路切换机构，另外还通过辅助锅炉控制装置43控制辅助锅炉3的工作。制冷时，控制装置15在温度T1-T2范围内控制流路切换机构，如图2所示。这里设定T1大于T2。即控制装置15控制流路切换机构切换，使从发动机排出的气体可流入排气管线29中，从而使排气流入排气管线29中，若热媒温度检测器13测得的温度达到T1，则停止回收排气热量。换句话说，即关掉排气热量回收装置1的排气热量回收。从而停止加热热媒。如果停止加热热媒，热媒的温度下降，若热媒温度检测器测得的温度达到T2，则控制装置15控制流路切换机构这样切换，使从发动机21排出的排气可流入换热器25中，从而使排气流入换热器25，开始回收排气热量。即打开排气热量回收装置开始回收排气热量。进而开始加热热媒。

这时，若从发动机21排出的排气温度太低，致使热媒不能保持足够的温度，热媒的温度下降，则控制装置15在温度范围T3-T4内控制辅助锅炉控制装置43打开或关上辅助锅炉3的燃烧器31。这时，若热媒温度检测器13测得的温度达到T4，则打开燃烧器31，开始加热热媒。若由于燃烧器对热媒的加热使热媒温度上升，且由热媒温度检测器测得的温度达到T3，则关闭燃烧器31，停止对热媒的加热。这时，若温度为T2或更低，排气热量回收装置1的流路切换机构将从发动机21排出的排气切换流到换热器25中，其中排气热量回收装置1将从发动机21回收的热量传给热媒。相应的，辅助锅炉3工作以补充所不足的热量，将热媒的温度提高到T3以上。

另一方面，若有空气调节的要求，并由切换开关45选择为供热工作，则控制装置15控制电源箱41开关两个三向阀9a，9b，使流经热媒管线7的热媒可经旁路管线11流入冷热水管线17。控制装置15只启动装设在热媒管线7b中的热媒泵37，并停止装设在冷热水管线17a中的冷水泵39、图中未示的冷却塔35的冷却风扇及装设在冷却水管线33中的冷却水泵53。从而不将热媒送入吸收式制冷机5中，并通过排气热量回收装置1和室内机19之间的旁路管线11循环流动。热媒导入室内机19中，使热空气从室内机19中吹出。

在这样的供热操作中，若热媒的温度过高，从室内机吹出的温度过高就导致了这样的现象出现：室内的温度很难均匀分布，舒适性也更差。另外，有这样一些情况：超过空调器19或控制阀65的耐热温度，空调器的工作出现障碍。因此，控制装置15控制排气热量回收装置1的流路切换机构并通过辅助锅炉控制装置43控制辅助锅炉3的工作。在供热时，控制装置15在温度范围T5-T6内控制流路切换机构，如图3所示。这时，设定T4高于T5，T5高于T6。

即控制装置15控制流路切换机构这样切换，使从发动机排出的气体可流入排气管线29，排气从而由发动机21流入排气管线29，若热媒温度检测器13测得的温度达到T5，停止进行排气热量回收。从而停止加热热媒。停止对热媒进行加热，热媒温度下降，若热媒温度检测器13测得的温度达到T6，控制装置15控制流路切换机构这样切换，使由发动机21排出的气体能流入热交换器25，从而使排气流入热交换器25，开始回收排放热。从而开始加热热媒。

这时，若发动机21排出的排气温度太低，使热媒不能保持足够的温度，热媒的温度下降，则控制装置15在温度范围T7-T8内控制辅助锅炉控制装置43打开或关上辅助锅炉3的燃烧器31。此时，设定T5高于T7，T6高于T8。若热媒的温度下降且热媒温度检测器测得的温度达到T8，则控制装置15控制燃烧器31打开，开始加热热媒。若由于燃烧器31的加热使热媒的温度升高，而热媒温度检测器测得的温度达到T7，则关掉燃烧器31，停止加热热媒。

此时若温度为T6或更低，排气热量回收装置1的流路切换机构随时切换从发动机21排出的排气流入热交换器25，从而使排气热量回收装置1从发动机21回收排气热量。因此，供热时，辅助锅炉3也工作以补充不足的热量，将热媒温度提高到T8以上。这样，在供热时流路切换机构和辅助锅炉3受控制的温度范围比制冷时要低。即热媒温度调节装置由排气热量回收装置1、辅助锅炉3和控制装置15组成，它调节热媒的温度，使其在热媒流入吸收式制冷机5时高于当热媒流入旁路管线11时的温度。

在本实施例中，控制温度范围T1-T2高于温度范围T3-T4，如图2和3所示，但若T1高于T3而T2高于T4，则可以这样设定温度范围T1-T2和T3-T4，使温度范围T1-T2和温度范围T4-T5可重叠。同样，可控制温度范围T5-T6高于温度范围T7-T8，但若T5高于T7而T6高于T8，则温度范围T5-T6和温度范围T7-T8可这样设定，使温度范围T5-T6与温度范围T7-T8可重叠。

这样，本实施例的空调器、其供热工作可通过由切换三向阀9a，9b直接给室内机19提供热媒来完成，使得在供热时热媒流经旁路管线11。即在供热工作中，吸收式制冷机5或与吸收式制冷机5的工作相关的装置，例如冷水泵39和冷却水泵53可停止工作。由热媒调节装置控制热媒温度，该装置包括排气热量回收装置1、热媒温度检测器13和控制装置15，使制冷时热媒温度可高于供热时的温度。因此，可在供热时避免了房间内的低舒适性、空调器工作故障及导致制冷或供热效率低。因此提高了空调器的节能性。

另外，本实施例的空调器具有用作为热媒温度调节装置的辅助锅炉。若热媒温度低于所要求的温度，辅助锅炉3的燃烧器31在排气热量回收装置1的流路切换机构切换从发动机21排出的气体流入换热器25的情况下被打开或关掉，即发生将排气热量回收给热媒的情况下。因此为了将热媒温度设定在所要求的温度上，辅助锅炉3补充只靠排气回收的热量所缺的热量，提高节能性。但在排气源永远有足够的热量的情况下，也可不装设辅助锅炉3。另外，在本实施例中装设辅助锅炉3用作为辅助加热器，但也可采用通过加热器或换热器来加热热媒的各种辅助加热器。

另外，在本实施例中，控制装置15根据热媒温度检测器13测得的温度来控制排气热量回收装置1的流路切换机构，但流路切换装置或热媒温度检测器的控制装置可装设在排气热量回收装置1中，以通过接受从控制装置15发出的用于确定是制冷还是供热工作的工作指令来控制流路切换机构。另外，在本实施例中,采用水来作为热媒或制冷剂，但热媒或制冷剂不局限于水，可采用各种流体。

另外，在本实施例中，具有流路切换机构的排气热量回收装置1被用作为热媒温度调节装置，但热媒温度调节装置可以各种方式构成，只要能调节热媒的温度。例如，排气热量回收装置不是热媒温度调节装置，但在热媒管线7a上装配有用于将热媒的热量辐射到环境中以调节热媒温度的装置。

在本实施例中，例举了带有室内机19的空调器，其中，排气热量是从发动机21的排气中回收的。但本发明并不局限于上述的实施例，可应用于各种空调器，如使用各种排气热源和具有各种室内机的空调器。可采用各种来自于燃料电池、工业废热、地热源或温泉作为排气热源。另外，排放热量并不局限于排出气体，例如也可从发动机的冷却水中回收热量。

采用本发明的结构，使空调器的节能性能得到提高。但本发明不受此实施例的限制。

Claims (9)

1.一种空调器，它包括：

一个吸收式制冷机，它具有一个由所述热媒温度调节装置经过热媒管线提供的所述热媒确定的热源，热媒通过所述热媒管线流动；

一个装设在所述热媒管线中的阀；

一个从所述阀分支出的旁路管线；及

一个室内机，供给它来自于所述吸收式制冷机的制冷剂和来自于所述热媒温度调节装置、通过所述旁路管线的所述热媒中的一种，

其特征在于，该空调器还包括用于调节热媒温度的热媒温度调节装置，所述热媒流经所述吸收式制冷机，所述热媒温度调节装置在所述热媒处于第一温度范围中的最高温度时停止加热所述热媒，而在所述热媒处于最低温度时开始加热所述热媒，并且

当所述热媒流经所述旁路管线时，所述热媒温度调节装置在所述热媒处于第二温度范围中的最高温度时停止加热所述热媒，所述第二温度范围低于热媒温度的所述第一温度范围，在所述热媒处于第二温度范围中的最低温度时开始加热所述热媒。

2.如权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述热媒温度调节装置包括：

一个排气热量回收装置，用于从一个排气热源回收排气热量；

一个温度检测器，用于检测所述热媒的温度；及

一个控制装置，至少用于控制所述排气热量回收装置和所述温度检测器。

3.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，当所述热媒通过所述吸收式制冷机时，若所述温度检测器测得为第一温度范围中的最高温度，则所述控制装置使排气热量回收装置停止将排气热量回收给所述热媒，而若所述温度检测器测得温度为最低温度，则所述控制装置启动排气热量回收装置开始回收排气热量给所述热媒，以及

当所述热媒通过所述旁路管线时，若所述温度检测器测得为低于第一温度范围的第二温度范围中的最高温度，则所述控制装置使所述排气热量回收装置停止将排气热量回收给所述热媒，而若所述温度检测器测得为第二温度范围中的最低温度，则控制装置启动所述排气热量回收装置开始将排气热量回收给所述热媒。

4.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，所述热媒温度调节装置包括：

一个辅助加热器；和

一个辅助控制装置，用于控制所述辅助加热器的工作。

5.根据权利要求4所述的空调器，其特征在于，当所述热媒通过所述吸收式制冷机时，若所述温度检测器测得为低于所述第一温度范围中的最高温度的第三温度范围中的最高温度，则所述辅助控制装置使所述辅助加热器停止加热所述热媒，而若所述温度检测器测得为第三温度范围中的最低温度，则所述辅助控制装置启动所述辅助加热器加热所述热媒，以及

当所述热媒流经所述旁路管线时，若所述温度检测器测得为低于所述第二温度范围中的最高温度的第四温度范围中的最高温度，则所述控制装置使所述辅助加热器停止加热所述热媒，而若所述温度检测器测得为第四温度范围中的最低温度，则所述辅助控制装置启动所述辅助加热器加热所述热媒。

6.根据权利要求3所述的空调器，其特征在于，所述热媒温度调节装置包括：

一个辅助加热器；和

一个辅助控制装置，用于控制所述辅助加热器的工作。

7.根据权利要求6所述的空调器，其特征在于，当所述热媒流经所述吸收式制冷机时，若所述温度检测器测得为低于所述第一温度范围中的最高温度的第三温度范围中的最高温度，则所述辅助控制装置使所述辅助加热器停止加热所述热媒，而若所述温度检测器测得为第三温度范围中的最低温度，则所述辅助控制装置启动所述辅助加热器加热所述热媒，以及

当所述热媒流经所述旁路管线时，若所述温度检测器测得为低于所述第二温度范围中的最高温度的第四温度范围中的最高温度，则所述辅助控制装置使所述辅助加热器停止加热所述热媒，而若所述温度检测器测得为第四温度范围中的最低温度，则所述辅助控制装置启动所述辅助加热器加热所述热媒。

8.根据权利要求3所述的空调器，其特征在于，所述热媒温度调节装置包括一个辅助加热器。

9.根据权利要求8所述的空调器，其特征在于，当所述热媒流经所述吸收式制冷机时，若所述温度检测器测得为低于所述第一温度范围中的最高温度的第三温度范围中的最高温度，则所述控制装置使所述助加热器停止加热所述热媒，而若所述温度检测器测得为第三温度范围中的最低温度，则所述控制装置启动所述辅助加热器加热所述热媒，以及

当所述热媒流经所述旁路管线时，若所述温度检测器测得为低于所述第二温度范围中的最高温度的第四温度范围中的最高温度，则所述控制装置使所述辅助加热器停止加热所述热媒，而若所述温度检测器测得为第四温度范围中的最低温度，则所述控制装置启动所述辅助加热器加热所述热媒。