CN1222639A - 联合式空调系统 - Google Patents

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刘永言
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XIWANG ELECTRONIC RESEARCH INST CHENGDU CITY
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XIWANG ELECTRONIC RESEARCH INST CHENGDU CITY
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Abstract

本发明涉及了一种联合式空调系统,它由内燃机、压缩式制冷机组、机械动力传递机构、烟气换热机构、冷却水换热机构、冷却水循环泵、吸收式制冷机组、换热器等组成。内燃机将一次能源的热能转换成了驱动压缩式制冷机组运行的高品位机械能、烟气中所含的较高品位热能和运行中产生的次品位冷却热能。本系统对以上三种能源进行了多次梯级开发利用,最大限度地提高了一次能源的综合利用率和系统的效能比,节约了能源,并有利环境保护。

Description

联合式空调系统
本发明涉及一种空调系统，尤其是由压缩式制冷机组或吸收式制冷机组组成的中央空调系统。
现有的空调系统主要有两种制冷运行方式，一种是电力驱动压缩式制冷；一种是直接燃烧燃料或利用其它热源的吸收式制冷。
电力驱动压缩式制冷技术成熟，效能比高，但是该系统电力耗量大。电是高品位的二次能源，电用于制冷的经济性较差。随着生产工艺要求的不断完善和人们生活水准的提高，空调用量将越来越大，其消耗的电力也将大幅度增加，电力需求的增加与电力资源的紧缺形成了尖锐的矛盾，造成了空调系统运行费用越来越大。
吸收式制冷可以利用低品位能源，如蒸汽、热水、烟气等，也可以直接使用一次能源，如柴油、天然气，但是其制冷效率很低，也存在能源的浪费。而且蒸汽型，热水型吸收式制冷机组要配置锅炉，既增加了投资且又一次增加了因锅炉效率低引起的能源损失。
本发明的目的是提供一种新的空调系统，在制冷运行中实现能源的多次梯级式开发利用，最大限度地提高一次能源的综合利用率和系统的效能比。
为实现上述任务，本发明的解决方案是：开发出一种联合式空调系统，它由内燃机，机械动力传递机构、压缩式制冷机组、换热器、吸收式制冷机组、内燃机烟气换热机构、内燃机冷却水换热机构和冷却水循环泵组成。
内燃机将燃烧油或气的能量转换成机械能、热能，机械动力传递机构将机械能传递给压缩式制冷机组的制冷压缩机，维持压缩式制冷机组的制冷循环。内燃机烟气换热机构接在吸收式制冷机组的发生器中，把内燃机排出的高温烟气中的热能传递给吸收式制冷机组中的发生器；内燃机冷却水换热机构也接在吸收式制冷机组的发生器中，把内燃机冷却水中的热能传递给吸收式制冷机组中的发生器，高温烟气中的热能和冷却水中的热能均用来浓缩吸收式制冷机组中的工质溶液，二者共同维持吸收式制冷机组的制冷循环。换热器将内燃机排出的高温烟气中的余热进一步加以收集利用。冷却水循环泵用来维持内燃机冷却水的循环。
由于本发明对能源实现了合理的梯级开发综合利用，且在制冷运行上，高品位的机械动力能用于驱动高效的压缩式制冷机组，充分发挥了压缩式制冷机组的高效能优势，较次品位的热源分二级三次用于驱动吸收式制冷机组，发挥了吸收式制冷机组对低品位热源利用的优势。从而使本联合式空调系统较吸收式制冷机组的一次能源制冷效能比提高57％～72％，一次能源消耗减少37％～48％，运行费减少36％～47％。此外，由于对一次能源进行了充分利用，大幅度降低了因燃料未能完全利用而造成的污染物的排放，有益于环境保护。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图一为系统结构方框图；
图二为本系统能源利用流程图；
图三为本系统使用双效型吸收式制冷机组的原理图；
图四为本系统使用单效型吸收式制冷机组的第一种情况原理图；
图五为本系统使用单效型吸收式制冷机组的第二种情况原理图。
如图二所示，一次能源在内燃机中燃烧后产生了高品位热能、较高品位烟气热能和最次品位冷却热能。高品位热能经内燃机转换为高品位机械能，驱动压缩式制冷机组；较高品位烟气热能驱动吸收式制冷机组，次高品位的制冷剂蒸汽热能也被吸收式制冷机组自身利用；最次品位的冷却热能也驱动吸收式制冷机组，最终达到了一次能源的充分利用。
如图三所示，内燃机1燃烧一次能源(燃料)后产生的机械动力能通过机械动力传递机构2驱动压缩式制冷机组3的制冷压缩机，维持压缩式制冷机组3的制冷循环。
内燃机1排出的高温烟气经过管道引入双效型吸收式制冷机组的高压发生器9，通过烟气换热机构6加热、浓缩高压发生器中的工质溶液，高压发生器9中产生的制冷剂蒸汽又被引入吸收式制冷机组的低压发生器10，加热低压发生器10中的工质溶液。
内燃机1的冷却水吸收内燃机1的工作热后，被冷却水循环泵4压入换热器5，被从高压发生器9中出来的烟气再一次加热后，引入低压发生器10，通过冷却水换热机构7加热低压发生器10中的工质溶液，与内燃机1的烟气共同维持双效型吸收式制冷机组的制冷工作循环。冷却水放热降温后又被冷却水循环泵4压入内燃机1进行吸热，循环利用。
如图四所示，内燃机1燃烧一次能源(燃料)后产生的机械动力能通过机械动力传递机构2驱动压缩式制冷机组3的制冷压缩机，维持压缩式制冷机组3的制冷循环。
内燃机1排出的高温烟气通过管道引入吸收式制冷机组的发生器12，通过烟气换热机构6加热、浓缩吸收式制冷机组的工质溶液，驱动吸收式制冷机组。
由冷却水带出的内燃机冷却热被冷却水循环泵4压入换热器5，又被从发生器中放热后的烟气再一次加热，也被引入吸收式制冷机组的发生器12，通过冷却水换热机构7驱动吸收式制冷机组。冷却水放热降温后又被冷却水循环泵4压入内燃机进行吸热、循环利用。
如图五所示，内燃机1燃烧一次能源(燃料)产生的机械能通过机械动力传递机构2驱动压缩式制冷机组3的制冷压缩机，维持压缩式制冷机组3的制冷循环。同时，内燃机排出的高温烟气通过管道引入吸收式制冷机组的发生器12，通过烟气换热机构6加热、浓缩吸收式制冷机组的工质溶液，驱动吸收式制冷机组。
内燃机1的冷却水被冷却水循环泵4引入吸收式制冷机组的发生器12，同样通过冷却水换热机构7加热吸收式制冷机组的工质溶液，放热后的冷却水又被冷却水循环泵4压入内燃机进行吸热、循环利用。
压缩式制冷机组3或吸收式制冷机组的吸热后的一部分冷却水被引入换热器5，经过内燃机烟气再一次加热后，用于提供卫生热水。
本系统内燃机使用的一次能源燃料，可以是可燃液体，也可以是可燃气体，例如：柴油、天然气等。

Claims (3)

1.一种主要由压缩式制冷机组、吸收式制冷机组等组成的联合式空调系统，其特征在于：它有一个内燃机和传递内燃机输出机械动力至压缩式制冷机组的动力传递机构，一个输送内燃机排出的高温烟气热能至吸收式制冷机组发生器的烟气换热机构，一个输送内燃机冷却水热能至吸收式制冷机组发生器的冷却水换热机构和使内燃机冷却水循环工作的冷却水循环泵。
2.根据权利要求1所述的联合式空调系统，其特征在于：所述内燃机的排气管道上装有换热器，内燃机排出的高温烟气热能被吸收式制冷机组利用后，换热器使该余热进一步受到利用。
3.根据权利要求1所述的联合式空调系统，其特征在于：内燃机的驱动能源为可燃液体或可燃气体。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103452815A (zh) * 2013-08-18 2013-12-18 杭州哲达科技股份有限公司 利用空压余热提高空压机运行效率的装置及方法
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CN105805983A (zh) * 2016-04-20 2016-07-27 侴乔力 发电机梯级驱动锅炉压缩式热泵吸收式热泵
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CN114087829A (zh) * 2020-08-24 2022-02-25 中国科学院理化技术研究所 一种电蓄冷式供冷装置

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