一种制冷制热空调系统技术方案

一种制冷制热空调系统，由内燃机、压缩式制冷机组、吸收式制冷机组、室内换冷器、室外换冷器、第一散热器、第二散热器、热交换器、室内蒸发器、室外蒸发器、水泵和热水容器等组成。本系统对压缩式制冷空调系统中热泵泵出的太阳热能进行了合理的利用，所泵出的全部太阳热能均进行了梯级开发利用。因此节约了大量能源，本发明专利技术为社会提供了一种低能耗，高效能的制冷制热空调系统，其经济效益和社会效益十分显著。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种调节室内气温的空调系统，尤其是由压缩式制冷机组成的空调系统。在现有的压缩式制冷机空调系统中，制冷机在制冷时泵出的大量热量通过散热器经水或空气带走，被带走的热量包括压缩机的功耗和制冷量的总和，制冷量是被冷却空间取出释放到另一环境的热量，它一般是被冷却空间中吸收的太阳热能。然而，这一太阳热能没有加以利用而白白地浪费掉。为了处理空调系统中泵出的这些太阳热能，通常的做法是修建一个冷却塔，用排风扇和淋水蒸发冷却散发到大气中，这不仅造成能源的大量浪费，还产生噪音，污染环境。而与此同时，空调系统的拥有者为了采暖和使用卫生热水的需要，又花费大量费用配备独立的供热系统，这些显然是相当不合理的。这种现象自从有空调系统以来，一直被人们所忽视，没有人考虑到在空调系统中充分利用太阳热能。在现有的吸收式制冷空调系统中，制冷机在制冷时需要使用热量来浓缩吸收介质溴化锂，又不得不燃烧大量的燃料来产生热量。一方面是太阳热能的大量浪费，一方面又需要大量热能供给。现有技术中，还有一种热泵式空调机，它只是在夏季利用其制冷，冬季利用其制热，但并没有把制冷中泵出的太阳热能利用起来，而是将其散发到空气中白白地浪费掉。本专利技术的目的在于将压缩式制冷空调系统中泵出的太阳热能进行充分利用，为制冷制热空调领域提供一个完整高效能的节能空调系统。为达到上述目的，本专利技术的第一技术方案是这样的一种制冷制热空调系统。它由内燃机、压缩式制冷机组、吸收式制冷机主机、第一散热器、第二散热器、热交换器、节流阀、室外蒸发器、室内蒸发器、室外换冷器、室内换冷器、水泵和热水容器等组成。压缩式制冷机组的高温蒸汽出口与两蒸发器进口之间依次串接有第一散热器、第二散热器和节流阀，压缩式制冷机组的低温进口与两蒸发器出口联接。吸收式制冷机主机的冷却水出口与热交换器、水泵、热水容器串接，两换冷器并联后与吸收式制冷机主机的冷水管和水泵串接。室外蒸发器与室内蒸发器的进口通过一只三通阀门并联接通，当室内蒸发器接通时，室外蒸发器关闭；当室外蒸发器接通时，室内蒸发器关闭。吸收式制冷主机的低温水管进口处通过一只三通阀门并连接通室内换冷器和室外换冷器，当室内换冷器接通时，室外换冷器关闭；当室外换冷器接通时，室内换冷器关闭。热交换器和热水容器之间用水管和水泵接通。压缩式制冷机组使用符合环保要求的致冷剂R142b(以下简称R142b)，它在压缩机出口处成为高温压缩气，将它的蒸汽管接到溴化锂吸收式制冷机主机的低压发生器，成为第一散热器，这时R142b已冷凝成液态，串接的管道通过热交换器成为第二散热器，然后R142b经节流阀接至室内蒸发器，对室内进行制冷，最后接回压缩机的进口处。内燃机的循环冷却水管也从热交换器中通过，将余热交换给水。在冬季只需要热不需要冷时，可将室内蒸发器、室内换冷器转接成室外蒸发器、室外换冷器。本专利技术的第二技术方案是一种制冷制热空调系统，由内燃机、压缩式制冷机组、散热器、热交换器、节流阀、室内蒸发器，室外蒸发器、水泵和热水容器组成。室外蒸发器与室内蒸发器的进口通过一只三通阀门并联接通，当室内蒸发器接通时，室外蒸发器关闭；当室外蒸发器接通时，室内蒸发器关闭。热交换器和热水容器之间用水管和水泵接通。压缩式制冷机组中，压缩机出口处的高温高压R142b蒸汽管接通的散热器通过热交换器，然后经节流阀接至室内蒸发器，最后接回压缩机的进口处。内燃机的循环冷却水管也从热交换器中通过。由于在上述两技术方案中对压缩式制冷机空调系统中泵出的太阳热能进行了合理的梯级开发利用，因此节约了大量能源，特别是在吸收式制冷机主机中，由于利用了压缩式制冷空调系统泵出的太阳热能，因此不仅节省了一只燃烧锅炉及其附属装置，更重要的是此吸收式致冷机不消耗电能也不消耗燃料，因而大幅度降低空调系统的运行费用，其经济效益和社会效益都是显而易见的。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图一为第一技术方案空调系统原理图。图二为第一技术方案能源梯级开发方框图。图三为第二技术方案空调系统原理图。第一技术方案如图一所示，燃料油使内燃机1工作，带动压缩机2，压缩机2压缩R142b的蒸汽使它达到120℃左右的高温高压状态，然后，充满高温R142b蒸汽的第一散热器加热溴化锂吸收式制冷主机21的低压发生器3，其热能在这里被用来浓缩低浓度的溴化锂溶液，使溴化锂吸收式制冷机主机正常工作。R142b温度下降成为液体，R142b的第二散热器接到热交换器4，使热交换器中的水温升高，R142b通过节流阀5、三通阀6减压后，到室内蒸发器7蒸发，吸收室内空气中的太阳能热量，并使室内气温变低，此时，R142b由液态变为气态，通过管道又回到压缩机的进口处，完成了压缩制冷工作的一个循环。如此不断地循环工作，室内气温不断下降，热交换器中的水不断升温，最终达到调节室内气温，利用太阳热能的目的。与此同时，吸收式制冷机21在制冷过程中由冷媒水管泵回到制冷机的室内或室外太阳热量，由冷却水管换出，使冷却水升温，这一加热了的温水作为热交换器进口端的冷水，实现了冷却水的梯级升温。内燃机在不断驱动压缩机工作中，产生了热量，循环冷却水管将这热量传至热交换器4中。热交换器4的下部联接来自吸收式制冷机、吸了一部份热量的冷水管，上部出水口通过水管接水泵20，水泵20不停地将热交换器4内的热水抽至热水塔11中，热水塔11接有出水管，向外输送卫生热水。过多的热能通过热交换器4的水面(约95摄氏度)散掉，或者送去游泳池加以最后利用。在冬季只需要热不需要冷时，可将室内蒸发器7转接成室外蒸发器22，室内换冷器19转接成室外换冷器23，其目的是在冬季制热时，发挥热泵原理，将室外空气中的太阳能吸收，转移到制冷机中，最后转变为冷却水的热能，使冷却水变成热水，使热效能大幅度地提高。这样就可用热水塔中的热水输送至室内采暖片内，以利用热能，提高室内气温。本专利技术能源的利用是梯级开发的，而且即使是冷却水加热到卫生热水的加热过程也是梯级进行的，一步一步加热，从低温到高温。能量从高到低的开发过程见图二方框图。燃料燃烧的热能通过内燃机被转换成机械能，用以驱动压缩机，R142b蒸汽压缩式制冷机的制冷过程就是太阳能的泵出过程，泵出的热能用来浓缩吸收式制冷机中的溴化锂溶液，在吸收式制冷机中又完成一制冷循环，太阳能在这里发生了又一轮转移过程，最终的热能在热交换器中被转移到冷却水中成为卫生热水。整个过程中包含了两次制冷，而制冷中发生的太阳能转移都被利用。因此，如果不计过程中的损失，最后加热卫生热水的能量不仅包含了内燃机燃油能量，还包含了太阳能，是一种能量倍增系统。本系统的压缩机可以由内燃机带动，也可以由电动机带动。本系统中所指的三通阀门，可以是整体阀门，也可以是多个单只两通阀门或其它组合阀门，只要能实现其控制功能的，都属于本专利保护的范围。本系统的热能转换设备输送管道等温差大的部件采用保温隔热措施，并尽可能地缩短输送管道的长度，以减少热能在输送中的损失。图三为第二技术方案空调系统原理图。从图三可知，压缩式制冷机空调系统的压缩机出口处的R142b蒸汽的散热管只接至热交换器4中，该方案使热能更集中。它的工作原理与第一技术方案相类似，它适合只使用一套压缩式机械制冷机空调系统的场合。还有一点必须说明的是，本系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主要由压缩式制冷机组、节流阀、蒸发器组成的空调系统，其特征在于：它还有二个散热器，一个热交换器，一个热水容器，一个与室内蒸发器通过阀门并联的室外蒸发器，一个吸收式制冷机主机和一个与室内换冷器通过阀门并联的室外换冷器；压缩式制冷机组的高温蒸汽出口与两蒸发器进口之间依次串联有第一散热器、第二散热器和节流阀，压缩式制冷机组的低温进口与两蒸发器出口联接；吸收式制冷机主机的冷却水出口与热交换器、水泵、热水容器串接；两换冷器并联后与吸收式制冷机主机的冷水管和水泵串接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永言，
申请(专利权)人：刘永言，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]