全热回收型发动机空气源空调制热装置及其控制方法与流程

本发明涉及一种全热回收型发动机空气源空调制热装置及其控制方法。

背景技术：

传统空调机组必须通过电力输入才能工作，而且对于空气源热泵型空调莱说，当环境温度低于-25℃时，空气源热泵机组的制热效率很低，普通的空调压缩机也会因为超极限运行而故障频繁。

我们知道，燃气机、汽油机、柴油机等发动机在工作过程中，用于输出功率的能量仅占发动机总功率的1/3，其余2/3的能量将被润滑油、缸套的冷却水系统和排烟系统排掉，传统的发动机热泵装置仅仅是采用发动机带动制冷压缩机，或者对发动机冷却水的废热进行了部分利用，提供高温生活热水，并没有从根本上解决发动机冷却水、排烟系统的全热回收利用问题，因此，这种发动机制冷空调设备仅仅适用于在缺电地区的应用而已，与普通电动机带动的空气源热泵型空调机组使用环境气候条件是一样的，在冬季采暖的性能并并没有提高。因此，如果能够突破技术瓶颈，发明一种全热回收型发动机空调热泵装置，那么对于调高发动机空调热泵装置在冬天制热过程中的性能系数，拓展发动机空调热泵装置的应用范围是非常有益的。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种通过对发动机冷却水废热、排烟废热的回收利用，提高空气源制热系统的蒸发器进风温度，从而提高制热系统的性能系数，拓宽制热系统的使用环境条件的全热回收型发动机空气源空调制热装置及其制热控制方法，其具体的技术方案如下：

一种全热回收型发动机空气源空调制热装置，其依次包括发动机、压缩机、换热器、高压贮热器、干燥过滤器、翅片式换热器、气液分离器，依次连接形成回路，发动机和翅片换热器之间设置发动机冷却水膨胀水箱、发动机排烟废热膨胀水箱，发动机和发动机冷却水膨胀水箱之间设置发动机冷却水循环水泵；发动机和发动机排烟废热膨胀水箱之间设置发动机排烟废热循环泵。

优化地，发动机冷却水废热回收换热器和压缩机润滑油废热回收换热器设置在蒸发器进风侧。

优化地，发动机排烟管废热回收换热器设置两级，一级排烟管废热换热器设置在排烟管处，二级排烟管废热换热器设置在蒸发器进风侧。

优化地，发动机冷却水换热器一端和发动机冷却水膨胀水箱连接，另一端通过发动机冷却水流量调节阀和发动机以及发动机冷却水废热换热器连接。

优化地，压缩机分别和翅片式换热器、气液分离器、换热器连接，其中和翅片换热器之间设置阀门，气液分离器和高压贮液器之间设置阀门，气液分离器通过阀门和节流阀和干燥过滤器连接，高压贮液器通过阀门和翅片式换热器连接，翅片式换热器的出口和入口都通过阀门和压缩机连接。

优化地，润滑油管路上设置油温传感器或者排气管路上设置排气温度传感器，蒸发器回气管路上设置回气管路压力传感器。

一种权利要求1所述的全热回收发动机空气源空调制热装置的控制方法，润滑油废热回收换热器的控制方法包括下列步骤：

A、根据权利要求1，全热回收发动机空气源空调制热装置制热运行的转换由CPU通过环境温度传感器T检测到的环境温度值自动转换，当环境温度值≤T（18℃）时，全热回收发动机空气源空调制热装置进入制热运行状态，按下启动按钮即可投入制热运行。

B、全热回收发动机空气源空调制热装置运行过程中，当CPU通过压缩机滑油传感器检测到的压缩机滑油温度值小于T1（30℃~70℃）、压缩机排气温度传感器检测到的压缩机排气温度值小于T2（65℃~120℃）时，全热回收发动机空气源空调制热装置继续保持运行，压缩机滑油废热回收器不工作；当全热回收发动机空气源空调制热装置运行过程中，当CPU通过压缩机滑油传感器检测到的压缩机滑油温度值大于T1，或者压缩机排气温度传感器检测到的压缩机排气温度值大于T2时，则全热回收发动机空气源空调制热装置的压缩机滑油废热回收器进入步骤C；

C、打开润滑油废热管路阀，压缩机润滑油泵打开；

D、全热回收发动机空气源空调制热装置运行过程中，CPU通过设置在回气管路上的压力传感器检测到的吸气压力值大于P1（0.2~0.5MPa）时，机组继续运行，冷却水废热回收器不投入工作；当CPU通过设置在回气管路上的压力传感器检测到的吸气压力值≤P1时，全热回收发动机空气源空调制热装置进入步骤E，即冷却水废热回收器投入工作；

E、打开发动机冷却水废热回收阀和水泵，则发动机冷却水废热回收期投入工作；冷却水废热回收器投入工作后，如果回气压力传感器检测到的回气压力值达到P1时，则CPU自动关闭冷却水阀并停止冷却水泵运行；

F、发动机冷却水废热回收期投入工作后，如果CPU通过设置在回气管上的压力传感器检测到的回气压力值≤P1时，全热回收发动机空气源空调制热装置进入步骤G，即排烟废热回收器投入工作；

G、打开排烟废热回收管路上的阀门、启动排烟管路上废热回收的水泵，则排烟废热回收器投入工作；排烟废热回收器投入工作后，如果回气压力传感器检测到的回气压力值达到P1时，则CPU自动关闭排烟废热回收管路上的水阀并停止冷却水泵运行。

由此可见，有利的是，当环境温度较低时，发动机带动制冷压缩机工作从环境大气中采集热量，并通过制冷压缩机润滑油冷却废热、发动机冷却水、排烟巨大热量的全热回收，不仅可以节约无谓的能量损耗，而且可以提高空气源热泵机组和空气源制热系统在冬季制热过程中性能系数，并适应于极低环境温度下，仍然可以采用空气源采暖方式满足采暖需求。

进一步地，在发动机冷却水管路上设置一个间壁式换热器，可以满足生活热水的需要。

进一步地，将发动机与制冷系统其它设备组装在一个维护架构箱体内，可以形成一个完整的机组，有利于安装。

有利的是，废热回收换热器采用翅片换热器，有利于提高废热回收热量、减小热回收换热器的体积。

进一步地，发动机排烟废热采用循环水进行热回收，可以有效地解决排烟系统的阻力和换热器积碳问题。

进一步地，压缩机润滑油废热回收器置于发动机冷却水废热回收器、发动机排烟废热回收器的进风侧，有利于避免因发动机冷却水废热回收器、发动机排烟废热回收器回收的废热过多，导致润滑油温度冷却不到所要控制的温度。

进一步地，通过制冷系统的阀门转换，该系统在夏季可以满足夏季制冷的需要。

更加有利的是，当该制热系统作为空气源热泵型使用时，蒸发器（冬季运行时的蒸发器）采用节能型蒸发式冷凝器等换热器时，有利于夏季制冷运行时节约能耗。

更加有利的是，如果使用发动机带动一个副发电机，可以为生活、工作提供充足的电力供应。

附图说明

图1为本发明的实施例1结构示意图；

图2是本发明的实施例2的结构示意图；

图3是本发明的实施例3的结构示意图。

1：发动机；2：压缩机；3：换热器；4：节流阀；5翅片式换热器；6 高压贮液器；7干燥过滤器；8气液分离器；9发动机冷却水废热换热器；10发动机排烟废热回收换热器；11压缩机润滑油废热回收换热器；12发动机排烟管内废热回收换热器；13发电机；14 发动机冷却水循环泵；15 发动机排烟废热循环泵；16 压缩机润滑油循环泵；17 发动机冷却水膨胀水箱；18发动机排烟废热膨胀水箱、19发动机冷却水换热器、20风机；21三位四通阀；22-28阀门。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

实施例1：

如图1所示，本发明的全热回收型发动机空气源空调制热装置，其依次包括发动机、压缩机、换热器、高压贮热器、干燥过滤器、翅片式换热器、气液分离器，依次连接形成回路，发动机和翅片换热器之间设置发动机冷却水膨胀水箱、发动机排烟废热膨胀水箱，发动机和发动机冷却水膨胀水箱之间设置发动机冷却水循环水泵；发动机和发动机排烟废热膨胀水箱之间设置发动机排烟废热循环泵。发动机冷却水废热回收换热器和压缩机润滑油废热回收换热器设置在蒸发器进风侧。发动机排烟管废热回收换热器设置两级，一级排烟管废热换热器设置在排烟管处，二级排烟管废热换热器设置在蒸发器进风侧。发动机冷却水换热器一端和发动机冷却水膨胀水箱连接，另一端通过发动机冷却水流量调节阀和发动机以及发动机冷却水废热换热器连接。压缩机分别和翅片式换热器、气液分离器、换热器连接，其中和翅片换热器之间设置阀门，气液分离器和高压贮液器之间设置阀门，气液分离器通过阀门和节流阀和干燥过滤器连接，高压贮液器通过阀门和翅片式换热器连接，翅片式换热器的出口和入口都通过阀门和压缩机连接。润滑油管路上设置油温传感器或者排气管路上设置排气温度传感器，蒸发器回气管路上设置回气管路温度传感器。全热回收发动机空气源空调制热装置的控制方法，润滑油废热回收换热器的控制方法包括下列步骤：全热回收发动机空气源空调制热装置运行过程中，当CPU通过压缩机滑油传感器检测到的压缩机滑油温度值小于T1（30℃~70℃）、压缩机排气温度传感器检测到的压缩机排气温度值小于T2（65℃~120℃）时，全热回收发动机空气源空调制热装置继续保持运行，压缩机滑油废热回收器不工作；当全热回收发动机空气源空调制热装置运行过程中，当CPU通过压缩机滑油传感器检测到的压缩机滑油温度值大于T1，或者压缩机排气温度传感器检测到的压缩机排气温度值大于T2时，则全热回收发动机空气源空调制热装置的压缩机滑油废热回收器投入工作，打开润滑油废热管路阀，压缩机润滑油泵打开。

实施例2:

冷却水废热回收换热器的控制方法包括下列步骤：全热回收发动机空气源空调制热装置运行过程中，CPU通过设置在回气管路上的压力传感器检测到的吸气压力值大于P1（0.2~0.5MPa）时，机组继续运行，冷却水废热回收器不投入工作；当CPU通过设置在回气管路上的压力传感器检测到的吸气压力值≤P1时，全热回收发动机空气源空调制热装置的冷却水废热回收器投入工作，打开发动机冷却水废热回收阀和水泵，则发动机冷却水废热回收期投入工作；冷却水废热回收器投入工作后，如果回气压力传感器检测到的回气压力值达到P1时，则CPU自动关闭冷却水阀并停止冷却水泵运行。

实施例3：

排烟管废热回收散热器的控制方法包括下列步骤：发动机冷却水废热回收期投入工作后，如果CPU通过设置在回气管上的压力传感器检测到的回气压力值≤P1时，全热回收发动机空气源空调制热装置的排烟废热回收器投入工作，打开排烟废热回收管路上的阀门、启动排烟管路上废热回收的水泵，则排烟废热回收器投入工作；排烟废热回收器投入工作后，如果回气压力传感器检测到的回气压力值达到P1时，则CPU自动关闭排烟废热回收管路上的水阀并停止冷却水泵运行。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。