专利名称：发电及空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发电及空调系统，其使用发动机发电，并且在空调中使用所发的电，尤其涉及一种在使用发动机发电操作过程中产生的废气来再次发电的发电及空调系统。
背景技术：
通常，发电及空调系统是通过使用由发动机输出的旋转力来发电的，并且通过使用产生的电力使空调运转。这种发电和空调系统主要用于多种形式的空调或大型的空调。
这种发电和空调系统包括一发动机；一发电机，其连接至该发动机的输出轴，以进行发电；一空调，其使用从该发电机产生的电运转。
然而，此传统的发电及空调系统具有一个问题，即，在发动机发电操作的过程中产生的废气被排放至大气而没有被再次用于发电，从而该系统显示出低的能量效率。
发明内容
本发明是考虑到上述问题而创作的，本发明的一个目的是提供一种发电及空调系统，其中一涡轮增压机安装到一发动机上，以增进该发动机的动力，并且使用该发动机发电操作过程中产生的废气来再次发电，以便该系统显示出提高了的能量效率。
根据一个方案，本发明提供一种发电及空调系统，包括一发动机；一第一发电机，其连接至该发动机的一输出轴，以进行发电；一涡轮增压机，其包括一涡轮，该涡轮借助从该发动机排出的废气旋转；一第二发电机，其连接至该涡轮，以进行发电；以及一空调，其使用从该第一和第二发电机中至少其中之一产生的电，并且该空调包括一压缩机、一室内热交换器、一膨胀装置及一室外热交换器。
根据另一方案，本发明提供一种发电及空调系统，包括一发动机；一第一发电机，其连接至该发动机的一输出轴，以进行发电；一涡轮增压机，其包括一涡轮，该涡轮借助从该发动机排出的废气旋转；一发电涡轮，其借助从该涡轮增压机排出的废气旋转；一第二发电机，其连接至该发电涡轮，以进行发电；以及一空调，其使用从该第一和第二发电机中至少其中之一产生的电，并且该空调包括一压缩机、一室内热交换器、一膨胀装置及一室外热交换器。
根据另一方案，本发明提供一种发电及空调系统，包括一发动机；一第一发电机，其连接至该发动机的一输出轴，以进行发电；一发电涡轮，其借助从该发动机排出的废气旋转；一第二发电机，其连接至该发电涡轮，以进行发电；以及一空调，其使用从该第一和第二发电机中至少其中之一产生的电，并且该空调包括一压缩机、一室内热交换器、一膨胀装置及一室外热交换器。
该发电及空调系统还可包括一加热器，其使用从该第一和第二发电机中至少其中之一产生的电来加热穿过该压缩机的一吸入管线或该压缩机的一排出管线的制冷剂。
该发电及空调系统还可包括废气废热回收装置，其回收从该发动机排出的废气的热量，并使用该回收的热量来加热穿过该压缩机的一排出管线的制冷剂。
该发电及空调系统还可包括冷却水废热回收装置，其回收用于冷却该发动机的冷却水的热量，并使用该回收的热量来预热吹入到该室外热交换器的空气。
该空调可以是一种热泵型空调。
该发动机、该第一发电机、该第二发电机、该室外热交换器和该室内热交换器中至少其中之一可包括有多个。
根据本发明的发电及空调系统具有这样的优点，即，连接至该发动机的输出轴的该第一发电机发电，该涡轮增压机借助从该发动机排出的废气运转，以提高该发动机的动力，并且连接至该涡轮增压机的该第二发电机发电，从而可以实现能量效率的提高。
在根据本发明的发电及空调系统中，连接至该发动机的输出轴的该第一发电机发电。该涡轮增压机借助从该发动机排出的废气运转，以提高该发动机的动力。此外，用于使该涡轮增压机运转的废气也可使该发电涡轮旋转，从而连接至该发电涡轮的该第二发电机发电。因此，可最小化该涡轮增压机的负荷并且实现能量效率的提高。
根据本发明的发电及空调系统还具有这样的优点，即，从该发动机排出的废气的热量被回收，并且被供给到该压缩机的该排出管线，以加热穿过该压缩机排出管线的制冷剂，从而实现该室内热交换器制热性能的提高。
根据本发明的发电及空调系统还具有这样的优点，即，用于冷却该发动机的冷却水的热量被回收，以预热吹入到该室外热交换器的空气，从而能防止该室外热交换器结霜，并实现制热性能的提高。
根据本发明的发电及空调系统包括一加热器，其使用从该第一和第二发电机至少其中之一产生的电来预热穿过该压缩机的吸入管线的制冷剂，从而可以随着该预热器的预热操作来提高该室内热交换器的制热性能或降低该压缩机的动力消耗。
在结合附图阅读完下面的详细描述之后，本发明的上述目的、其他特征和优点将变得更加清晰，其中图1是根据本发明第一实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态；图2是根据本发明第一实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制冷模式下运转的状态；图3是根据本发明第二实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态；图4是根据本发明第二实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制冷模式下运转的状态；图5是根据本发明第三实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态；图6是根据本发明第三实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制冷模式下运转的状态；图7是根据本发明第四实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态；图8是根据本发明第四实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制冷模式下运转的状态；图9是根据本发明第五实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态；图10是根据本发明第六实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态；图11是根据本发明第七实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态；图12是根据本发明第八实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态；图13是根据本发明第九实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态；图14是根据本发明第十实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态；以及图15是根据本发明第十一实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态。
具体实施例方式
下面，将参考附图描述根据本发明的发电及空调系统的典型实施例。
图1是根据本发明第一实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态。图2是根据本发明第一实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制冷模式下运转的状态。
如图1和图2所示，该发电及空调系统包括一发动机2；一第一发电机10，其连接至该发动机2的一输出轴，以进行发电；一涡轮增压机20，其包括一涡轮22，该涡轮22借助从该发动机2排出的废气旋转；一第二发电机30，其连接至该涡轮22，以进行发电；以及一空调40，其使用从该第一和第二发电机10和30中的至少其中之一产生的电。
该发动机2包括一限定在该发动机2内部的燃烧室。
一燃料管3和一排气管4连接至发动机2。燃料管3适于将燃料诸如液化气或液化石油气供给至燃烧室。排气管4适于导引从燃烧室排出的废气。
第一发电机10可以是一AC发电机或一DC发电机。
涡轮22连接至排气管4，从而涡轮22借助穿过排气管4的废气而旋转。除涡轮22之外，涡轮增压机20还包括一压缩机24，其连接至涡轮22，以将室外空气O供给到燃料管3。
第二发电机30可以是一AC发电机或一DC发电机。该第二发电机30具有连接至涡轮22的旋转轴32。
空调40可以是仅用于加热目的的空调，其包括一压缩机41、一室内热交换器42、一膨胀装置43以及一室外热交换器44。可选地，该空调40可以是一热泵型空调，其除了包括压缩机41、室内热交换器42、膨胀装置43以及室外热交换器44的结构之外，还包括一方向阀45，从而该空调可在制热模式和制冷模式之间转换。下文将仅结合该空调40是一热泵型空调的情形进行描述。
如图1所示，在热泵型空调40的制热操作中，已经在压缩机41中压缩了的制冷剂依次流过方向阀45、室内热交换器42、膨胀装置43、室外热交换器44以及方向阀45，然后进入压缩机41。这样，循环该制冷剂。在此操作中，室外热交换器44执行作为蒸发器的功能，而室内热交换器42则执行作为冷凝器的功能，由此将热量排出到室内空气。
另一方面，如图2所示，在热泵型空调40的制冷操作中，已经在压缩机41中压缩的制冷剂依次流过方向阀45、室外热交换器44、膨胀装置43、室内热交换器42以及方向阀45，然后进入压缩机41。这样，循环该制冷剂。在此操作中，室外热交换器44执行作为冷凝器的功能，而室内热交换器42则执行作为蒸发器的功能，由此从室内空气吸收热量。
根据本实施例的发电及空调系统还包括一加热器48，其使用从该第一和第二发电机10和30中至少其中之一产生的电来预热穿过该压缩机41的吸入管线41a的制冷剂。
根据一个方法，从第一发电机10产生的电和从第二发电机30产生的电可以收集在一起，以便将收集在一起的电分配给压缩机41和加热器48。
根据另一方法，可以使用从第一和第二发电机10和30其中之一例如第一发电机10产生的电来驱动压缩机41；并且可以使用另一个发电机例如第二发电机30产生的电来使加热器48运转。
根据另一方法，可以使用从第一和第二发电机10和30其中之一例如第一发电机10产生的电来驱动压缩机41，并且可以使用另一个发电机例如第二发电机30产生的电，根据热泵型空调40是在制冷模式下运转还是在制热模式下运转，来使压缩机41和加热器48中选出的一个运转。
对于根据第三方法的配电，第一和第二发电机10和30中的另一个发电机的馈电线，例如第二发电机30的馈电线经由一电源开关S可选择地连接至压缩机41和加热器48。在此情形下，在热泵型空调40的制热操作中，从第二发电机30产生的电经由电源开关S被供给到加热器48。另一方面，在热泵型空调40的制冷操作中，来自第二发电机30的电经由电源开关S被供给到压缩机41。
为了便于描述，下面仅结合这样的情形进行描述，即，从第一和第二发电机10和30中的另一个发电机产生的电，例如第二发电机30的馈电线，在热泵型空调40的制热操作中被供给到加热器48，并且在热泵型空调40的制冷操作中被供给到压缩机41。
附图标记46代表一室内风扇，用于将室内空气I吹至室内热交换器42，附图标记47代表一室外风扇，用于将室外空气O吹至室外热交换器44。
下面，将描述具有上述设置的发电及空调系统的运转。
当燃料经由燃料管3被供给到发动机2且发动机2随后即被驱动时，发动机2的输出轴旋转，从而致使第一发电机10发电。
从发动机2排出的废气E在穿过排气管4的同时使涡轮增压机20的涡轮22旋转，然后被排放至大气。涡轮增压机20的涡轮22驱动压缩机24，并且使第二发电机30的旋转轴32旋转。
在压缩机24的运转期间，室外空气O被压缩，然后被吸入到发动机2的燃烧室。这样，足量的空气被供给到发动机2的燃烧室，从而使被吸入的空气的温度降低，由此致使燃烧室中的燃料完全燃烧。因此，可以实现发动机2动力的提高并降低废气E中包含的烟量。
第二发电机30随着旋转轴32的旋转而发电。
如图1所示，在热泵型空调40的制热操作中，方向阀45转换到制热模式。在此情形下，使用从第一和第二发电机10和30产生的电来驱动压缩机41和加热器48。
压缩机41压缩低温低压的制冷剂气体，从而将制冷剂气体变成高温高压的状态。压缩后的高温高压的制冷剂气体在经由方向阀45穿过室内热交换器42的同时，向室内热交换器42释放热量，从而室内热交换器42向附近释放已吸收的热量，进而提高室内温度。
因此，制冷剂在穿过室内热交换器42的同时与室内空气进行热交换，从而制冷剂被冷凝。然后，制冷剂在依次穿过膨胀装置43、室外热交换器44及方向阀45之后被引入压缩机41的吸入管线41a。
引入压缩机41的吸入管线41a中的制冷剂被加热器48预热，然后循环通过压缩机41。这样，重复地使制冷剂循环。
由于制冷剂在重复循环之前被加热器48重复地预热，所以可提高室内热交换器42的制热性能或减少压缩机41的动力消耗。
另一方面，在空调40的制冷操作中，方向阀45被转换到制冷模式。在此情形下，使用从第一和第二发电机10和30产牛的电来驱动压缩机41，而使加热器48停止。
压缩机41压缩低温低压的制冷剂气体，从而将制冷剂气体变成高温高压的状态。如图2所示，压缩后的高温高压的制冷剂气体经由方向阀45穿过室外热交换器44，然后在经由膨胀装置43穿过室内热交换器42的同时从室内空气吸收热量，以便制冷剂蒸发。此后，制冷剂经由方向阀45循环进入压缩机中。
图3是根据本发明第二实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态。图4是根据本发明第二实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制冷模式下运转的状态。
如图3和图4所示，该发电及空调系统包括一发动机2；一第一发电机10，其连接至该发动机2的一输出轴，以进行发电；一涡轮增压机20，其包括一涡轮22，该涡轮22借助从该发动机2排出的废气而旋转；一发电涡轮28，其借助从该涡轮增压机20排出的废气而旋转；一第二发电机30，其连接至该发电涡轮28，以进行发电；以及一空调40，其使用从该第一和第二发电机10和30中的至少其中之一产生的电。
相对于废气流动方向，该发电涡轮28设置在涡轮增压机20的涡轮22的下游，以便在旋转涡轮22之后，发电涡轮28借助从涡轮增压机20的涡轮22排出的废气旋转。
第二发电机30具有连接至发电涡轮28的一旋转轴32。
当燃料经由燃料管3供给到发动机2中且具有上述设置的发电及空调系统中发动机2随后即被驱动时，发动机2的输出轴2旋转，从而致使第一发电机10发电。
从发动机2排出的废气E在穿过排气管4的同时使涡轮增压机20的涡轮22旋转。
随着涡轮22的旋转，压缩机24被驱动，从而室外空气O被压缩机24压缩，然后被供给到发动机2的燃烧室中。
在旋转涡轮22之后，从涡轮增压机20的涡轮22排出的废气E在使发电涡轮28旋转之后被排放至大气。发电涡轮28使第二发电机30的旋转轴32旋转。
第二发电机30随着旋转轴32的旋转而发电。
根据本实施例的发电及空调系统还包括一加热器48，其使用从第一和第二发电机10和30中的至少其中之一产生的电来预热穿过压缩机41的吸入管线41a的制冷剂。
在发动机2、第一发电机10、涡轮增压机20、空调40、电源开关S等方面，第二实施例的发电及空调系统具有与第一实施例相同的结构和功能。因此，分别与第一实施例相对应的第二实施例的构件被标以相同的附图标记，并且将不再对其进行详细描述。
图5是根据本发明第三实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态。图6是根据本发明第三实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制冷模式下运转的状态。
如图5和图6所示，该发电及空调系统包括一废气废热回收装置50，其回收从发动机2排出的废气的热量，并使用该回收的废气热量来加热穿过压缩机41的排出管线41b的制冷剂；以及一冷却水废热回收装置60，其回收用于冷却发动机2的冷却水的热量，并使用该回收的冷却水的热量来预热被吹至室外热交换器44的空气。
该废气废热回收装置50包括一废气废热回收热交换器52，以回收从发动机2排出的废气的热量；以及一压缩机排出管线加热器54，其使用由废气废热回收热交换器52回收的热量来加热穿过压缩机41的排出管线41b的制冷剂。
该废气废热回收热交换器52设置在排气管4的出口，由发动机2排出的废气穿过该排气管，从而从排气管4的出口排出的废气穿过该废气废热回收热交换器52。
该废气废热回收装置50还包括循环管道56和57，其连接该废气废热回收热交换器52和该压缩机排出管线加热器54，以引导从该废气废热回收热交换器52排出的热介质，从而在废气废热回收热交换器52中吸收来自废气的热量并随后加热压缩机排出管线加热器54中的制冷剂之后，该热介质循环到该废气废热回收热交换器52中。
该废气废热回收装置50还包括一热介质循环泵58，其直接连接至循环管道56和57中的一个，用于热介质的循环。
该冷却水废热回收装置60包括一冷却水废热回收热交换器62，以回收用于冷却发动机2的冷却水的热量；以及一预热器64，其使用由冷却水废热回收热交换器62回收的热量来预热被吹至室外热交换器44的空气。
该冷却水废热回收热交换器62经由冷却水循环管道7和8连接至发动机2。一冷却水循环泵9连接至发动机2、冷却水废热回收热交换器62及冷却水循环管道7和8的其中之一。
相对于吹至室外热交换器44的室外空气O的流动方向，该预热器64设置在室外热交换器44的上游，以加热吹来的室外空气O。
该冷却水废热回收装置60还包括热介质循环管道66和67，其连接该冷却水废热回收热交换器62和该预热器64，以引导从冷却水废热回收热交换器62排出的热介质，从而在冷却水废热回收热交换器62中吸收来自冷却水的热量并随后加热该预热器64之后，该热介质循环到冷却水废热回收热交换器62中。
该冷却水废热回收装置60还包括一热介质循环泵68，其直接连接至循环管道66和67中的其中之一，用于热介质的循环。
除了废气废热回收装置50和冷却水废热回收装置60之外，在发动机2、第一发电机10、涡轮增压机20、空调40、加热器48、电源开关S等方面，第三实施例的发电及空调系统具有与第一实施例相同的结构和功能。因此，分别与第一实施例相对应的第三实施例的构件被标以相同的附图标记，并且将不再对其进行详细描述。
在根据第三实施例的、具有上述设置的发电及空调系统中的空调40的制热操作中，方向阀45被转换到制热模式。在此情形下，驱动热介质循环泵58来回收废气中的废热，并且驱动冷却水循环泵9和热介质循环泵68来回收冷却水中的废热。此外还使用从第一发电机和第二发电机10和30产生的电来驱动压缩机41和加热器48。
方向阀45转换到制热模式的操作、随着压缩机41的运转实现的制冷剂循环、以及随着制冷剂循环实现的制热操作与第一实施例中的一样，所以将不再对其进行详细描述。
当热介质循环泵58运转时，已经在废气废热回收热交换器52中被废气加热了的热介质经由热介质循环管道56供给到压缩机排出管线加热器54，从而热介质释放热量到压缩机排出管线加热器54中。此后热介质经由热介质循环管道57循环到废气废热回收热交换器52中。
在热介质的循环期间，压缩机排出管线加热器54加热被压缩机41压缩之后穿过该压缩机41的排出管线41b的高温高压的制冷剂气体。从压缩机排出管线加热器54排出的已加热的制冷剂经由方向阀45穿过室内热交换器42，从而比制冷剂未被压缩机排出管线加热器54加热的情形更能提高室内温度。
同时，当冷却水循环泵9运转时，已经在冷却发动机2时被加热的冷却水经由冷却水循环管道8供给到冷却水废热回收热交换器62，从而该冷却水释放热量到该冷却水废热回收热交换器62中。此后，该冷却水经由冷却水循环管道7循环到发动机2内。
当热介质循环泵68运转时，已经在冷却水废热回收热交换器62中被废气加热的热介质经由热介质循环管道66供给到预热器64，从而该热介质释放热量到该预热器64中。此后，该热介质经由热介质循环管道67循环到冷却水废热回收热交换器62中。
在该热介质的循环期间，吹向室外热交换器44的室外空气O在被预热器64加热之后穿过该室外热交换器44。由此，防止室外热交换器44结霜。
另一方面，在空调40的制冷操作中，方向阀45被转换到制冷模式。在此情形下，驱动冷却水循环泵9。此外，使用从第一和第二发电机10和30产生的电来驱动压缩机41，而热介质循环泵58、热介质循环泵68及加热器48则不运转。
方向阀45转换到制冷模式的操作、随着压缩机41的运转实现的制冷剂循环、以及随着制冷剂循环实现的制冷操作与第一实施例中的一样，所以将不再对其进行详细描述。
从发动机排出的废气在穿过废气废热回收热交换器52时，向该废气废热回收热交换器52传递热量。该废气废热回收热交换器52向大气释放从废气吸收的热量。
此外，如在制热操作中一样，用于冷却发动机2的冷却水在通过冷却水废热回收热交换器62和发动机2循环时，向该冷却水废热回收热交换器62传递热量。冷却水废热回收热交换器62向大气释放从冷却水吸收的热量。
图7是根据本发明第四实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态。图8是根据本发明第四实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制冷模式下运转的状态。
如图7和图8所示，该发电及空调系统包括一废气废热回收装置50，其回收从发动机2排出的废气的热量，并使用该回收的废气热量来加热穿过压缩机41的排出管线41b的制冷剂；以及一冷却水废热回收装置60，其回收用于冷却发动机2的冷却水的热量，并使用该回收的冷却水的热量来预热吹入到室外热交换器44的空气。
除了废气废热回收装置50和冷却水废热回收装置60之外，在发动机2、第一发电机10、涡轮增压机20、发电涡轮28、第二发电机30、空调40、加热器48、电源开关S等方面，第四实施例的发电及空调系统具有与第二实施例相同的结构和功能。因此，分别与第二实施例相对应的第四实施例的构件被标以相同的附图标记，并且将不对其进行详细描述。废气废热回收装置50和冷却水废热回收装置60与第三实施例中的相同，所以将不再对其进行详细描述。
图9是根据本发明第五实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态。
如图9所示，该发电及空调系统包括一加热器48’，以加热穿过压缩机41的排出管线41b的制冷剂。除了该加热器48’之外，第五实施例的发电及空调系统具有与第一实施例或第三实施例相同的结构和功能。因此，分别与第一实施例或第三实施例相对应的第五实施例的构件被标以相同的附图标记，并且将不再对其进行详细描述。
在本实施例的发电及空调系统中，在热泵型空调40的制热操作期间，穿过压缩机41的排出管线41b的制冷剂被加热，从而提高了室内热交换器42的制热性能。
图10是根据本发明第六实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态。
如图10所示，该发电及空调系统包括一加热器48’，以加热穿过压缩机41的排出管线41b的制冷剂。除了该加热器48’之外，第六实施例的发电及空调系统具有与第二实施例或第四实施例相同的结构和功能。因此，分别与第二实施例或第四实施例相对应的第六实施例的构件被标以相同的附图标记，并且将不再对其进行详细描述。
在本实施例的发电及空调系统中，在热泵型空调40的制热操作期间，穿过压缩机41的排出管线41b的制冷剂被加热，从而提高了室内热交换器42的制热性能。
图11是根据本发明第七实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态。
如图11所示，该发电及空调系统包括一发动机2；一第一发电机10，其连接至该发动机2的一输出轴，以进行发电；一发电涡轮28，其借助从该发动机排出的废气旋转；一第二发电机30，其连接至该发电涡轮28，以进行发电；以及一空调40，其使用从该第一和第二发电机10和30中至少其中之一产生的电，并且该空调40包括一压缩机41、一室内热交换器42、一膨胀装置43以及一室外热交换器44。该发电及空调系统还包括一加热器48，其使用从该第一和第二发电机10和30中至少其中之一产生的电来预热穿过压缩机41的吸入管线41a的制冷剂。
该发电涡轮28设置在连接至发动机2的排出管线4处，从而该发电涡轮28借助穿过排出管线4的废气旋转。
该发电及空调系统还包括一废气废热回收装置50，其回收从发动机2排出的废气的热量，并使用该回收的废气热量来加热穿过压缩机41的排出管线41b的制冷剂；以及一冷却水废热回收装置60，其回收用于冷却发动机2的冷却水的热量，并使用该回收的冷却水的热量来预热被吹至室外热交换器44的空气。
除了发电涡轮28之外，在发动机2等方面，第七实施例的发电及空调系统具有与第一实施例到第四实施例中的任一个实施例相同的结构和功能。因此，分别与第一到第四实施例中的任一个实施例相对应的第七实施例的构件被标以相同的附图标记，并且将不再对其进行详细描述。
图12是根据本发明第八实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态。
如图12所示，该发电及空调系统包括一加热器48’，以加热穿过压缩机41的排出管线41b的制冷剂。除了该加热器48’之外，第八实施例的发电及空调系统具有与第五实施例相同的结构和功能。因此，分别与第五实施例相对应的第八实施例的构件被标以相同的附图标记，并且将不再对其进行详细描述。
图13是根据本发明第九实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态。
如图13所示，该发电及空调系统包括多个发动机2、2’……。该发电及空调系统还包括多个连接至发动机2、2’……各自的轴的发电机10、10’……。除了该发动机2、2’……和发电机10、10’……之外，第九实施例的发电及空调系统具有与第一到第四实施例相同的结构和功能。因此，分别与第一到第四实施例相对应的第九实施例的构件被标以相同的附图标记，并且将不再对其进行详细描述。
发动机2、2’……中的一个或多个根据制冷或制热的负载运转。
燃料管3、3’……连接至各自的发动机2、2’……上。此外，多对冷却水循环管道7和8、7’和8’……分别连接至各自的发动机2、2’……。
排气管4、4’……并联连接。
冷却水循环管道7和8、7’和8’……并联连接。
冷却水循环泵9、9’……分别直接连接至冷却水循环管道7或8、冷却水循环管道7’或8’……。
图14是根据本发明第十实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态。
如图14所示，该空调，即包含在该发电及空调系统中的空调40是多类型的。也就是说，该空调40包括多个室内单元110、120……，及一个室外单元130。该室内单元110、120……包括室内热交换器42、42’……，其分别并联连接。除了该空调40包括多个室内单元110、120……，并由此包括多个室内热交换器42、42’……之外，本实施例的发电及空调系统具有与从第一到第四实施例中的任一个实施例相同的结构和功能。因此，分别与第一到第四实施例中的任一个实施例相对应的第十实施例的构件被标以相同的附图标记，并且将不再对其进行详细描述。
该室内单元110、120……还分别包括室内鼓风机46、46’……。
图15是根据本发明第十一实施例的发电及空调系统的示意图，其示出了该系统在制热模式下运转的状态。
如图15所示，根据本实施例的发电及空调系统包括一发动机2；一第一发电机10，其连接至该发动机2的一输出轴，以进行发电；一涡轮增压机20，其包括一涡轮22，该涡轮22借助从该发动机2排出的废气旋转；一第二发电机30，其连接至该涡轮22，以进行发电；以及一空调40，其使用从该第一和第二发电机10和30中至少其中之一产生的电；并且该空调40包括多个室内单元110、120……、以及多个室外单元130、140……。该发电及空调系统还包括分别设置在各自的室外单元130、140……中的加热器48、48’……，其使用从该第一和第二发电机10和30中至少其中之一产生的电来预热穿过包含在室外单元130、140……中的压缩机41、41’……的各自吸入管线41a的制冷剂；一废气废热回收热交换器52，以回收从发动机2排出的废气的热；以及多个压缩机排出管线加热器54、54’……，其分别设置在室外单元130、140……中，以使用由废气废热回收热交换器52回收的热量来加热穿过设置在各自室外单元130、140……中的压缩机41、41’……的各自排出管线41b、41b’……的制冷剂。该发电及空调系统还包括一冷却水废热回收热交换器62，以回收用于冷却发动机2的冷却水的热量；以及多个预热器64、64’……，其分别设置在室外单元130、140……中，以使用由冷却废热回收热交换器62回收的热量来预热吹至室外单元130、140……的各自室外热交换器44、44’……的空气。除了多个室内单元110、120……以及多个室外单元130、140……之外，本实施例的发电及空调系统具有与第一到第四实施例相同的结构和功能。因此，分别与第一到第四实施例相对应的第十一实施例的构件被标以相同的附图标记，并且将不再对其进行详细描述。
该室内单元110、120……包括各自的室内热交换器42、42’……以及各自的室内鼓风机46、46’……。
该室外单元130、140……包括各自的压缩机41、41’……、方向阀45、45’……、各自的膨胀装置43、43’……、各自的室外热交换器44、44’……、室外鼓风机47、47’……、加热器48、48’……、压缩机排出管线加热器54、54’……、以及各自的预热器64、64’……。
在该空调40中，分别包含在室内单元110、120……中的制冷剂导管可以并联连接。分别包含在室外单元130、140……中的制冷剂导管也可以并联连接。下面将结合这样的情形进行描述，即，每个室外单元130、140……连接至室内单元110、120……中相关联的一个，以组成一空调组，并且每一空调组独立于其他的空调组运转。
多对热介质循环管道56和57、56’和57’……设置在废气废热回收热交换器52和各自的压缩机排出管线加热器54、54’……之间，以连接废气废热回收热交换器52和各自的压缩机排出管线加热器54、54’……。热介质循环泵58、58’……直接连接至各自的热介质循环管道56和57、56’和57’……。
在废气废热回收热交换器52中吸收来自废气的热量之后，热介质可以被分配到所有压缩机排出管线加热器54、54’……，以提高室内单元110、120……的制热性能。可选地，该热介质可仅被供给到当前正在运转的室外单元的压缩机排出管线加热器，例如，室外单元130的压缩机排出管线加热器54。在此情形下，可以集中地提高连接至当前正在运转的室外单元130的室内单元110的制热性能。
热介质循环管道56和57、56’和57’……并联连接。
多对热介质循环管道66和67、66’和67’……设置在冷却水废热回收热交换器62和各自的预热器64和64’……之间，以连接冷却水废热回收热交换器62和各自的预热器64和64’……。热介质循环泵68、68’……直接连接至各自的热介质循环管道66和67、66’和67’……。
热介质循环管道66和67、66’和67’……并联连接。
在冷却水废热回收热交换器62中吸收来自冷却水的热量之后，热介质可以被分配到所有的预热器64和64’……，以防止所有的室外热交换器44、44’……结霜。可选地，该热介质可仅被供给到当前正在运转的室外单元的预热器，例如，室外单元130的预热器64。在此情形下，可以防止当前正在运转的室外单元130的室外热交换器44结霜。
从上面的描述中很明显的是，根据本发明的发电及空调系统具有的优点是连接至发动机的输出轴的第一发电机发电，涡轮增压机借助从该发动机排出的废气运转，以提高发动机的动力；并且连接至涡轮增压机的第二发电机发电，从而可以实现能量效率的提高。
在根据本发明的发电及空调系统中，连接至发动机的输出轴的第一发电机发电。涡轮增压机借助从该发动机排出的废气运转，以提高发动机的动力。此外，用于使涡轮增压机运转的废气也可使发电涡轮旋转，从而连接至该发电涡轮的第二发电机发电。因此，可以最小化涡轮增压机的负载并实现能量效率的提高。
根据本发明的发电及空调系统还具有一个优点从发动机排出的废气的热量被回收，并被供给到压缩机的排出管线，以加热穿过压缩机排出管线的制冷剂，从而实现室内热交换器的制热性能的提高。
根据本发明的发电及空调系统还具有一个优点用于冷却发动机的冷却水的热量被回收，以预热吹至室外热交换器的空气，从而可以防止室外热交换器结霜，并且实现制热性能的提高。
根据本发明的发电及空调系统包括一加热器，其使用从第一和第二发电机中至少其中之一产生的电，来预热穿过压缩机的吸入管线的制冷剂，从而随着该预热器的预热操作可以提高室内热交换器的制热性能或减少压缩机的动力消耗。
尽管为了说明的目的揭示了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在不脱离如所附权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下，可进行各种修改、增加和替代。
权利要求
1.一种发电及空调系统，包括一发动机；一第一发电机，其连接至该发动机的一输出轴，以进行发电；一涡轮增压机，其包括一涡轮，该涡轮借助从该发动机排出的废气旋转；一第二发电机，其连接至该涡轮，以进行发电；以及一空调，其使用从该第一和第二发电机中至少其中之一产生的电，并且该空调包括一压缩机、一室内热交换器、一膨胀装置及一室外热交换器。
2.一种发电及空调系统，包括一发动机；一第一发电机，其连接至该发动机的一输出轴，以进行发电；一涡轮增压机，其包括一涡轮，该涡轮借助从该发动机排出的废气旋转；一发电涡轮，其借助从该涡轮增压机排出的废气旋转；一第二发电机，其连接至该发电涡轮，以进行发电；以及一空调，其使用从该第一和第二发电机中至少其中之一产生的电，并且该空调包括一压缩机、一室内热交换器、一膨胀装置及一室外热交换器。
3.一种发电及空调系统，包括一发动机；一第一发电机，其连接至该发动机的一输出轴，以进行发电；一发电涡轮，其借助从该发动机排出的废气旋转；一第二发电机，其连接至该发电涡轮，以进行发电；以及一空调，其使用从该第一和第二发电机中至少之一产生的电，并且该空调包括一压缩机、一室内热交换器、一膨胀装置及一室外热交换器。
4.如权利要求1至3中任一项所述的发电及空调系统，其中该系统还包括一加热器，其使用从该第一和第二发电机中至少其中之一产生的电来加热穿过该压缩机的一吸入管线或该压缩机的一排出管线的制冷剂。
5.如权利要求1至3中任一项所述的发电及空调系统，其中该系统还包括废气废热回收装置，其回收从该发动机排出的废气的热量，并使用该回收的热量来加热穿过该压缩机的一排出管线的制冷剂。
6.如权利要求1至3中任一项所述的发电及空调系统，其中该系统还包括冷却水废热回收装置，其回收用于冷却该发动机的冷却水的热量，并使用该回收的热量来预热吹至该室外热交换器的空气。
7.如权利要求1至3中任一项所述的发电及空调系统，其中该系统还包括一加热器，其使用从该第一和第二发电机中至少其中之一产生的电来加热穿过该压缩机的一吸入管线或该压缩机的一排出管线的制冷剂；以及废气废热回收装置，其回收从该发动机排出的废气的热量，并使用该回收的热量来加热穿过该压缩机的该排出管线的制冷剂。
8.如权利要求1至3中任一项所述的发电及空调系统，其中该系统还包括一加热器，其使用从该第一和第二发电机中至少其中之一产生的电来加热穿过该压缩机的一吸入管线或该压缩机的一排出管线的制冷剂；以及冷却水废热回收装置，其回收用于冷却该发动机的冷却水的热量，并使用该回收的热量来预热吹至该室外热交换器的空气。
9.如权利要求1至3中任一项所述的发电及空调系统，其中该系统还包括废气废热回收装置，其回收从该发动机排出的废气的热量，并使用该回收的废气的热量来加热穿过该压缩机的一排出管线的制冷剂；以及冷却水废热回收装置，其回收用于冷却该发动机的冷却水的热量，并使用该回收的冷却水的热量来预热吹至该室外热交换器的空气。
10.如权利要求1至3中任一项所述的发电及空调系统，其中该系统还包括一加热器，其使用从该第一和第二发电机中至少其中之一产生的电来加热穿过该压缩机的一吸入管线或该压缩机的一排出管线的制冷剂；废气废热回收装置，其回收从该发动机排出的废气的热量，并使用该回收的废气的热量来加热穿过该压缩机的该排出管线的制冷剂；以及冷却水废热回收装置，其回收用于冷却该发动机的冷却水的热量，并使用该回收的冷却水的热量来预热吹至该室外热交换器的空气。
11.如权利要求1至3中任一项所述的发电及空调系统，其中该空调是一热泵型空调。
12.如权利要求1至3中任一项所述的发电及空调系统，其中该发动机、该第一发电机、该第二发电机、该室外热交换器和该室内热交换器中的至少其中之一包括有多个。
全文摘要
一种发电及空调系统，包括一第一发电机，其连接至发动机的输出轴，以进行发电；一涡轮增压机，其借助从该发动机排出的废气运转，并由此提高该发动机的动力；以及一第二发电机，其连接至该涡轮增压机，以进行发电，从而可以实现能量效率的提高。
文档编号F25B30/02GK1737458SQ20051000794
公开日2006年2月22日 申请日期2005年2月4日 优先权日2004年8月17日
发明者姜胜晫, 崔昶民, 崔源宰, 林亨洙, 黄尹提 申请人:Lg电子株式会社