專利名稱：熱電聯(lián)產系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱電聯(lián)產系統(tǒng)，更具體地說，涉及這樣一種熱電聯(lián)產系統(tǒng)，其中從發(fā)動機中回收的廢熱被供應到壓縮機的吸入側以提高加熱能力，并且室外熱交換器和廢熱供應熱交換器并聯(lián)設置以使熱交換器中至少一個能被選擇性使用。
背景技術：
通常，熱電聯(lián)產系統(tǒng)適合于從單一能量源產生電和熱量。
圖1是示出傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產系統(tǒng)的示意圖。
如圖1中所示，傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產系統(tǒng)包括發(fā)電機2，其產生電力；驅動源10，其運行以驅動發(fā)電機2并且在它的運行期間產生廢熱，諸如發(fā)動機(在下文中，驅動源10指的是“發(fā)動機”)；廢熱回收器20，其回收從發(fā)動機10中產生的廢熱；和諸如蓄熱罐的熱量消耗裝置30，其利用由廢熱回收器20回收的廢熱，例如蓄熱罐。
從發(fā)電機2中產生的電力被供應到包括熱泵型空調器4的各種的家用電器和各種家用照明設備上。
發(fā)電機2和發(fā)動機10安裝在與熱消耗裝置30隔開的發(fā)動機室中。
熱泵型空調器4包括壓縮機5、四通閥6、室內熱交換器7、膨脹裝置8和室外熱交換器9。
當熱泵型空調器4在制冷模式下運行時，每個壓縮機5壓縮吸入其中的制冷劑。壓縮的制冷劑按順序穿過四通閥6、室外熱交換器9、膨脹裝置8和室內熱交換器7并且通過四通閥6返回到壓縮機5。在這種情況下，每個室外熱交換器9用作冷凝器，并且每個室內熱交換器7用作蒸發(fā)器以吸收室內空氣的熱量。
另一方面，當熱泵型空調器4在加熱模式下運行時，在每個壓縮機5中壓縮的制冷劑按順序穿過四通閥6、室內熱交換器7、膨脹裝置8和室外熱交換器9并且通過四通閥6返回到壓縮機9。在這種情況下，每個室外熱交換器9用作蒸發(fā)器，并且每個室內熱交換器7用作冷凝器以加熱室內空氣。
廢熱回收器20包括廢氣熱交換器22，其吸收從發(fā)動機10中排出的廢氣的熱量；和冷卻水熱交換器24，其吸收用于冷卻發(fā)動機10的冷卻水的熱量。
廢氣熱交換器22經過第一熱供應管線23連接到熱消耗裝置30上。因此，廢氣熱交換器22能夠將從發(fā)動機10的廢氣中吸收的廢熱經過第一熱供應管線23傳送到熱消耗裝置30。如上所述，熱消耗裝置30可以是蓄熱罐。
冷卻水熱交換器24經過第二熱供應管線25連接到熱消耗裝置30上。因此，冷卻水熱交換器24能夠將從發(fā)動機10的冷卻水中吸收的廢熱經過第二熱供應管線25傳送到熱消耗裝置30。
但是，傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產系統(tǒng)具有一個問題，即由廢氣熱交換器22和冷卻水熱交換器24回收的廢熱僅僅應用于熱消耗裝置30，即蓄熱罐，所以不能使熱電聯(lián)產系統(tǒng)的效率最大化。

發(fā)明內容
因此針對上述問題提出本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個目的是提供一種熱電聯(lián)產系統(tǒng)，其中從驅動源中回收的廢熱可以供應到在熱電聯(lián)產系統(tǒng)中包含的空調器中的壓縮機的吸入側，以提高加熱性能，從而能提高系統(tǒng)效率。
根據一個方面，本發(fā)明提供一種熱電聯(lián)產系統(tǒng)，其包括發(fā)電機；驅動源，其運行以驅動發(fā)電機，從而使發(fā)電機發(fā)電，并且在驅動源的運行期間產生廢熱；廢熱回收器，其回收驅動源的廢熱；熱泵型空調器，其包括壓縮機，四通閥，室內熱交換器，膨脹裝置和室外熱交換器；第一廢熱供應熱交換器，其與室外熱交換器并聯(lián)設置，并且在熱泵型空調器的加熱運行期間將由廢熱回收器回收的廢熱供應到壓縮機的吸入側；和旁通管線，其在熱泵型空調器的加熱運行期間如此引導來自膨脹裝置的制冷劑，使得制冷劑繞過室外熱交換器，并且在穿過第一廢熱供應熱交換器之后進入壓縮機的吸入側。
旁通管線可包括第一端，其連接到用于引導來自膨脹裝置的制冷劑到室外熱交換器中的室外熱交換器吸入管線上；和第二端，其連接到用于接收從室外熱交換器中排出的制冷劑的室外熱交換器排出管線上。
該熱電聯(lián)產系統(tǒng)還可包括第一閥單元，其打開/關閉室外熱交換器吸入管線和室外熱交換器排出管線，以使來自膨脹裝置的制冷劑繞開室外熱交換器，并且包括分別設置在室外熱交換器吸入管線和室外熱交換器排出管線中的閥。
熱電聯(lián)產系統(tǒng)還可包括第二閥單元，其設置在旁通管線中，以在熱泵型空調器的加熱運行期間打開旁通管線，并且在熱泵型空調器的制冷運行期間關閉旁通管線。
第二閥單元可設置在容器中，在該容器中安裝發(fā)電機，驅動源，廢熱回收器和第一廢熱供應熱交換器。
廢熱回收器可以包括廢氣熱交換器，其回收從驅動源中排出的廢氣的熱量；冷卻水熱交換器，其回收用于冷卻驅動源的冷卻水的熱量；第一熱介質循環(huán)管線，其將來自廢氣熱交換器和冷卻水熱交換器中至少一個的熱量傳送到第一廢熱供應熱交換器；和第一熱介質循環(huán)泵，其抽吸熱介質以使熱介質循環(huán)。
熱電聯(lián)產系統(tǒng)還包括第一散熱器，其在熱泵型空調器的制冷運行期間將來自廢熱回收器的熱量釋放到大氣中。
第一散熱器包括第一輻射熱交換器，其向大氣輻射由廢熱回收器回收的熱量；和第一輻射管線，其連接于第一熱介質循環(huán)管線，以將熱介質引導到第一輻射熱交換器。在這種情況下，該熱電聯(lián)產系統(tǒng)還可包括第一三通閥，其設置在第一熱介質循環(huán)管線中的一個區(qū)域，在該區(qū)域中第一熱介質循環(huán)管線連接到第一輻射管線。
該熱電聯(lián)產系統(tǒng)還可包括第二廢熱供應熱交換器，其在熱泵型空調器的加熱運行期間將由廢熱回收器回收的熱量的一部分供應到壓縮機的排出側；和第二熱介質循環(huán)管線，其引導由廢熱回收器加熱的熱介質到第二廢熱供應熱交換器中。
廢氣熱交換器可包括第一廢氣熱交換器，其與穿過第一廢熱供應熱交換器的熱介質進行熱交換；和第二廢氣熱交換器，其與穿過第二廢熱供應熱交換器的熱介質進行熱交換。
熱電聯(lián)產系統(tǒng)還可包括第二熱介質循環(huán)泵，其設置在第二熱介質循環(huán)管線中并且抽吸熱介質以使熱介質循環(huán)。
熱電聯(lián)產系統(tǒng)還可包括第二散熱器，其設置在第二熱介質循環(huán)管線中，以在熱泵型空調器的制冷運行期間向大氣釋放來自第二廢氣熱交換器的熱量。
該第二散熱器可包括第二輻射熱交換器，其向大氣輻射由第二廢氣熱交換器回收的熱量；和第二輻射管線，其連接于第二熱介質循環(huán)管線，以將熱介質引導到第二輻射熱交換器。在這種情況下熱電聯(lián)產系統(tǒng)還包括第二三通閥，其設置在第二熱介質循環(huán)管線中的一個區(qū)域，在該區(qū)域第二熱介質循環(huán)管線連接到第二輻射管線。


在參考附圖閱讀下面詳細的說明之后本發(fā)明的上述目的、和其他的特征以及優(yōu)點將變得更明顯，其中圖1是傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據本發(fā)明的第一實施例的熱電聯(lián)產系統(tǒng)的示意圖，示出在熱電聯(lián)產系統(tǒng)中包含的熱泵型空調器在加熱模式下運行的情況；圖3是根據本發(fā)明的第一實施例的熱電聯(lián)產系統(tǒng)的示意圖，示出熱泵型空調器在制冷模式下運行的情況；圖4是根據本發(fā)明的第二實施例的熱電聯(lián)產系統(tǒng)的示意圖，示出在熱電聯(lián)產系統(tǒng)中包含的熱泵型空調器在加熱模式下運行的情況；和圖5是根據本發(fā)明的第二實施例的熱電聯(lián)產系統(tǒng)的示意圖，示出熱泵型空調器在制冷模式下運行的情況。
具體實施例方式
在下文中將參考附圖描述根據本發(fā)明的熱電聯(lián)產系統(tǒng)的典型的實施例。
圖2是根據本發(fā)明的第一實施例的熱電聯(lián)產系統(tǒng)的示意圖，示出在熱電聯(lián)產系統(tǒng)中包含的熱泵型空調器在加熱模式下運行的情況。圖3是根據本發(fā)明的第一實施例的熱電聯(lián)產系統(tǒng)的示意圖，示出熱泵型空調器在制冷模式下運行的情況。
如在圖2和3中所示，根據本發(fā)明的第一實施例的熱電聯(lián)產系統(tǒng)包括發(fā)電機51；驅動源，其運行以驅動發(fā)電機51以便使發(fā)電機51發(fā)電，并且在它的運行期間產生廢熱；和廢熱回收器60，其回收由驅動源產生的廢熱。熱電聯(lián)產系統(tǒng)還包括熱泵型空調器，其包括壓縮機53、四通閥54、室內熱交換器55、膨脹裝置56和室外熱交換器57。
熱電聯(lián)產系統(tǒng)還包括第一廢熱供應熱交換器70，其與室外熱交換器57并聯(lián)設置以將在熱泵型空調器的加熱運行期間從廢熱回收器60中回收的熱量供應到壓縮機53的吸入側。熱電聯(lián)產系統(tǒng)還包括旁通管線71，其在熱泵型空調器的加熱運行期間引導來自膨脹裝置56的制冷劑，以便制冷劑在繞過室外熱交換器57同時穿過第一廢熱供應熱交換器70之后被供應到壓縮機53的吸入側。
發(fā)電機51可以是AC(交流)發(fā)電機或者DC(直流)發(fā)電機。發(fā)電機51包括耦合到驅動源的輸出軸的轉子，所以發(fā)電機51在輸出軸旋轉期間產生電力。
可以使用發(fā)動機52或者燃料電池當作驅動源。僅僅結合其中使用發(fā)動機52當作驅動源的情況給出下面的說明。
燃燒室限定在發(fā)動機52的內部。燃料供應管50連接于燃燒室以將諸如液化氣或者液化石油氣的燃料供應到燃燒室。排氣導管58也連接于燃燒室以排出在燃燒室中產生的廢氣。
由于熱泵型空調器包括多個壓縮機53，公用儲液器59設置在連接于壓縮機53的吸入側的吸入管線中。公用儲液器59積聚穿過吸入管線的制冷劑的液體部分。
四通閥54控制在熱泵型空調器中建立的內部制冷劑路徑，以便如在圖2中所示，在熱泵型空調器的加熱運行期間將由壓縮機53所壓縮的制冷劑引導到室內熱交換器55，并且如在圖3中所示，在熱泵型空調器的制冷運行期間將壓縮的制冷劑引導到室外熱交換器57。
壓縮機53、四通閥54、室外熱交換器57和膨脹裝置56組成熱泵型空調器的室外單元O。室內熱交換器55分別組成熱泵型空調器的室內單元I。室內單元I經過其中設置有檢修閥的制冷管線分別連接到室外單元O上。
雖然示出熱泵型空調器包括每個配備有一個室內熱交換器55的多個室內單元，但是在熱泵型空調器中可以包括單獨的室內單元I。結合其中熱泵型空調器包括多個室內單元I的情況給出下面的說明。
發(fā)電機51、發(fā)動機52、廢熱回收器60和第一廢熱供應熱交換器70安裝在熱電聯(lián)產系統(tǒng)所包括的容器C中。
廢熱回收器60包括廢氣熱交換器，其回收從發(fā)動機52中排出的廢氣的熱量；冷卻水熱交換器63，其回收用于冷卻發(fā)動機52的冷卻水的熱量；第一熱介質循環(huán)管線64，其將來自廢氣熱交換器和冷卻水熱交換器63中至少一個的熱量傳送到第一廢熱供應熱交換器70；和第一熱介質循環(huán)泵65，其抽吸熱介質。
廢氣熱交換器包括兩個廢氣熱交換器，即第一廢氣熱交換器61和第二廢氣熱交換器62，它們連接于發(fā)動機52的排氣導管58。
第一熱介質循環(huán)管線64引導熱介質，使得熱介質按順序穿過冷卻水熱交換器63，第一廢氣熱交換器61和第二廢氣熱交換器62，同時被加熱，并且在穿過第一廢熱供應熱交換器70以將熱量傳送到第一廢熱供應熱交換器70之后返回到冷卻水熱交換器63。
冷卻水熱交換器63通過冷卻水循環(huán)管線66連接到發(fā)動機52上。在冷卻發(fā)動機52的同時已被加熱的冷卻水穿過冷卻水循環(huán)管線66。冷卻水循環(huán)泵67設置在冷卻水循環(huán)管線66中以抽吸冷卻水。
同時，熱電聯(lián)產系統(tǒng)還包括第一散熱器80，其在熱泵型空調器的制冷運行期間向大氣輻射由冷卻水熱交換器63、第一廢氣熱交換器61和第二廢氣熱交換器62回收的熱量。
第一散熱器80包括第一輻射熱交換器81，其向大氣輻射由冷卻水熱交換器63、第一廢氣熱交換器61和第二廢氣熱交換器62回收的熱量；和第一輻射管線82，其連接于第一熱介質循環(huán)管線64以將熱介質引導到輻射熱交換器81。
第一三通閥83設置在第一熱介質循環(huán)管線64中的一個區(qū)域，在該區(qū)域第一熱介質循環(huán)管線64連接到第一輻射管線82，以便改變熱介質的流動路徑。
第一輻射風扇84設置在第一輻射熱交換器81的一側以將室外空氣吹向第一輻射熱交換器81。
旁通管線71連接在第一廢熱供應熱交換器70和室外熱交換器57之間。旁通管線71在它的一端連接到吸入管線72，吸入管線72連接到室外熱交換器57的吸入側，以使來自膨脹裝置56的制冷劑能夠被吸入到室外熱交換器57中。旁通管線71還在它的另一端連接到排出管線73，排出管線73連接到室外熱交換器57的排出側，以使制冷劑從室外熱交換器57中排出。
還設有第一閥單元，用于打開/關閉室外熱交換器吸入管線72和室外熱交換器排出管線73，以便使來自膨脹裝置56的制冷劑繞過室外熱交換器57。
第一閥單元包括設置在室外熱交換器吸入管線72中的第一開/閉閥74，和設置在室外熱交換器排出管線73中的第二開/閉閥75。
第二閥單元同樣設置在旁通管線71中。第二閥單元用于在熱泵型空調器的加熱運行期間打開旁通管線71，并且在熱泵型空調器的制冷運行期間關閉旁通管線71。
第二閥單元包括設置在旁通管線71中的第三開/閉閥76，用于關閉連接于第一廢熱供應熱交換器70的入口側的旁通管線71的部分；和設置在旁通管線71中的第四開/閉閥77，用于關閉連接于第一廢熱供應熱交換器70的出口側的旁通管線71的部分。
雖然示出第三開/閉閥76和第四開/閉閥77安裝在熱電聯(lián)產的容器C中，但是它們可以安裝在室內單元O中。
雖然在示出的情況中使用多個第一廢熱供應熱交換器70和多個室外熱交換器57，但是也可以使用單個第一廢熱供應熱交換器70和單個室外熱交換器57。同樣，在前者的情況下，多個熱交換器可以串連或者并聯(lián)設置。
在下文中將描述根據本發(fā)明的第一實施例的熱電聯(lián)產系統(tǒng)的運行。
當發(fā)動機52被驅動時，發(fā)電機51發(fā)電，電又供應到熱泵型空調器等中。
在發(fā)動機52運行期間，第一廢氣熱交換器61和第二廢氣熱交換器62以及冷卻水熱交換器63從發(fā)動機52排出的廢氣和用于冷卻發(fā)動機52的冷卻水中回收廢熱。
如圖2所示，當熱泵型空調器在加熱模式下運行時，第一熱介質循環(huán)泵65運行以使熱介質通過第一熱介質循環(huán)管線64循環(huán)。
在這種情況下，第一三通閥83改變熱介質的流動路徑使得熱介質被引入到第一廢熱供應熱交換器70中。
也就是說，在第一熱介質循環(huán)管線64中的熱介質被第一熱介質循環(huán)泵65抽吸，使得熱介質按順序穿過冷卻水熱交換器63、第一廢氣熱交換器61，和第二廢氣熱交換器62。然后熱介質被引入到第一廢熱供應熱交換器70并且向第一廢熱供應熱交換器70放熱。
在熱泵型空調器的加熱模式中，四通閥54切換到相應于加熱模式的閥位置。
在這種情況下，在壓縮機53中所壓縮的制冷劑在穿過室內熱交換器55的同時向室內空氣放熱，因此制冷劑被冷凝。當制冷劑隨后穿過膨脹裝置56時被膨脹。
在熱泵型空調器的加熱模式中，關閉第一開/閉閥74和第二開/閉閥75，并且打開第三開/閉閥76和第四開/閉閥77。
因此，因為室外熱交換器吸入管線72和室外熱交換器排出管線73通過第一開/閉閥74和第二開/閉閥75關閉，所以在膨脹裝置56中膨脹的制冷劑被引導到旁通管線71中。因此，膨脹的制冷劑被引入到第一廢熱供應熱交換器70中。
引入到第一廢熱供應熱交換器70中的制冷劑從第一廢熱供應熱交換器70中吸收熱量，所以制冷劑蒸發(fā)。
因此，在熱泵型空調器的加熱模式中，不使用室外熱交換器57，第一廢熱供應熱交換器70用作蒸發(fā)器。
在第一廢熱供應熱交換器70中蒸發(fā)的制冷劑按順序穿過第四開/閉閥77和四通閥54，然后重新進入壓縮機53中。
因此，從冷卻水熱交換器63和第一廢氣熱交換器61以及第二廢氣熱交換器62中回收的熱量通過第一廢熱供應熱交換器70供應到壓縮機53的吸入側。
吸入到壓縮機53中的制冷劑加熱室內空氣同時重復上述循環(huán)。在這種情況下，熱泵型空調器能夠提供不變的加熱能力，不管室外溫度的變化，因為制冷劑不在室外熱交換器57中蒸發(fā)，而是在第一廢熱供應熱交換器70中蒸發(fā)。
同樣，由于發(fā)動機52的廢熱供應到壓縮機53的吸入側，因此冷凝制冷劑的壓力增加。因此，獲得加熱能力的提高。同樣，在壓縮機吸入側的制冷劑壓力增加。因此，可以防止壓縮機53被損壞。
同時，如必要的話，通過打開第一開/閉閥74和第二開/閉閥75可以同時使用室外熱交換器57和第一廢熱供應熱交換器70。在這種情況下，因為室外熱交換器57和和第一廢熱供應熱交換器70并聯(lián)，所以可以減小任何壓力下降。因此，與其中交換器57和70串連的情況相比，可以提高系統(tǒng)的效率。
另一方面，如圖3所示，當熱泵型空調器在制冷模式下運行時，在第一熱介質循環(huán)管線64中的熱介質被第一熱介質循環(huán)泵65抽吸，使得熱介質按順序穿過冷卻水熱交換器63、第一廢氣熱交換器61和第二廢氣熱交換器62以回收廢熱。
在熱泵型空調器的制冷模式下，第一三通閥83改變熱介質的流動路徑使得熱介質流過第一輻射熱交換器81。因此，由熱介質回收的廢熱經過第一熱輻射管線82被傳送到第一輻射熱交換器81中，所以廢熱被釋放到大氣中。
同樣，四通閥54切換到相應于制冷模式的閥位置。在制冷模式下，還打開第一開/閉閥74和第二開/閉閥75來以打開室外熱交換器吸入管線72和室外熱交換器排出管線73，而關閉第三閥76和第四閥77以關閉旁通管線71。
因此，在壓縮機53壓縮的制冷劑按順序穿過四通閥54、室外熱交換器57、膨脹裝置56和室內熱交換器55，然后通過四通閥54返回壓縮機53。
壓縮機53壓縮的制冷劑在穿過室外熱交換器57的同時與室外空氣進行熱交換，以便冷凝制冷劑。當穿過膨脹裝置56時，膨脹冷凝的制冷劑。膨脹的制冷劑在穿過室內熱交換器55的同時與室內空氣進行熱交換，以便蒸發(fā)制冷劑。由于該蒸發(fā)，制冷劑冷卻室內空氣，并且因此冷卻諸如室內空氣流動的房間的有限空間。
因此，在熱泵型空調器的制冷模式下，從發(fā)動機52中回收的全部廢熱通過第一輻射熱交換器81釋放到大氣中。同樣，室外熱交換器57用作冷凝器，并且室內熱交換器55作用蒸發(fā)器。因此，熱泵型空調器進行制冷運行。
圖4是根據本發(fā)明的第二實施例的熱電聯(lián)產系統(tǒng)的示意圖，示出在熱電聯(lián)產系統(tǒng)中包含的熱泵型空調器在加熱模式下運行的情況。圖5是根據本發(fā)明的第二實施例的熱電聯(lián)產系統(tǒng)的示意圖，示出熱泵型空調器在制冷模式下運行的情況。
如在圖4和5中所示，根據本發(fā)明的第二實施例的熱電聯(lián)產系統(tǒng)在發(fā)電機51、發(fā)動機52、第一廢熱供應熱交換器70、旁通管線71和熱泵型空調器方面具有與第一實施例相同的結構和功能，除了熱電聯(lián)產系統(tǒng)還包括第二廢熱供應熱交換器90和第二熱介質循環(huán)管線91，其中第二廢熱供應熱交換器90用于在熱泵型空調器的加熱運行期間將由廢熱回收器60回收的部分熱量供應到壓縮機53的排出側，第二熱介質循環(huán)管線91用于引導由廢熱回收器60加熱的熱介質到第二廢熱供應熱交換器90中。因此，分別相應于第一實施例的組成元件的第二實施例的組成元件通過相同的附圖標記表示，并且將不再給出它們的詳細說明。
類似于本發(fā)明的第一實施例，根據本發(fā)明的第二實施例的廢熱回收器60包括第一廢氣熱交換器61和第二廢氣熱交換器62，它們回收從發(fā)動機52中排出廢氣的熱；冷卻水熱交換器63，其回收用于冷卻發(fā)動機52的冷卻水的熱量；第一熱介質循環(huán)管線92，其將第一廢氣熱交換器61和第二廢氣熱交換器62以及冷卻水熱交換器63中至少一個的熱量傳送到第一廢熱供應熱交換器70；和第一熱介質循環(huán)泵93，其抽吸熱介質以循環(huán)熱介質。
在根據本發(fā)明的第二實施例中，從第一廢氣熱交換器61中回收的熱量被供應到第一廢熱供應熱交換器70，而從第二廢氣熱交換器62中回收的熱量被供應到第二廢熱供應熱交換器90。
第一熱介質循環(huán)管線92引導熱介質，使得來自冷卻水熱交換器63的熱介質經過第一廢氣熱交換器61被引入到第一廢熱供應熱交換器70。
第二熱介質循環(huán)管線91引導熱介質，使得通過在第二廢氣熱交換器62的熱介質回收的熱量被供應到第二廢熱供應熱交換器90。
第二熱介質循環(huán)泵94設置在第二熱介質循環(huán)管線91中以抽吸熱介質并且因此循環(huán)熱介質。
第二散熱器100設置在第二熱介質循環(huán)管線91中，以便在熱泵型空調器的制冷運行期間向大氣輻射來自第二廢氣熱交換器62的熱量。
第二散熱器100包括第二輻射熱交換器101，其向大氣輻射從第二廢氣熱交換器62中回收的熱量；和第二輻射管線102，其連接到第二熱介質循環(huán)管線91以引導熱介質到第二輻射熱交換器101。
第二三通閥104設置在第二熱介質循環(huán)管線91中的一個區(qū)域，在該區(qū)域第二熱介質循環(huán)管線91連接到第二輻射管線102，以便改變熱介質的流動路徑。
第二輻射風扇103設置在第二輻射熱交換器101的一側以將室外空氣吹向第二輻射熱交換器101。
在下文中將描述根據本發(fā)明的第二實施例的熱電聯(lián)產系統(tǒng)的運行。
如圖4所示，當熱泵型空調器在加熱模式下運行時，第一熱介質循環(huán)泵93被驅動。同樣，第一三通閥83改變熱介質的流動路徑使得熱介質被引入到第一廢熱供應熱交換器70中。
也就是說，在第一熱介質循環(huán)管線92中的熱介質通過第一熱介質循環(huán)泵93抽吸，使得熱介質按順序穿過冷卻水熱交換器63和第一廢氣熱交換器61。然后熱介質被引入到第一廢熱供應熱交換器70并且向第一廢熱供應熱交換器70放熱。
同樣，第二熱介質循環(huán)泵94運行以抽吸在第二熱介質循環(huán)管線91中的熱介質，使得熱介質被引入到第二廢氣熱交換器62中。在與第二廢氣熱交換器62進行熱交換之后，熱介質被引入到第二廢熱供應熱交換器90并且向第二廢熱供應熱交換器90放熱。
在熱泵型空調器的加熱模式下，第二三通閥104改變熱介質的流動路徑，使得熱介質不被引入到第二散熱器100中而是引入到第二廢熱供應熱交換器90中。
四通閥54同樣切換到相應于加熱模式的閥位置。同樣，第一開/閉閥74和第二開/閉閥75關閉，并且第三開/閉閥76和第四開/閉閥77打開。
在這種情況下，在壓縮機53中壓縮的制冷劑經過四通閥54被引入到第二廢熱供應熱交換器90中。
引入到第二廢熱供應熱交換器90中的制冷劑從熱介質中吸收熱量，所述熱介質在第二熱介質循環(huán)管線91中循環(huán)時被加熱，所以制冷劑被蒸發(fā)。蒸發(fā)的制冷劑被引入到室內熱交換器55中。
因此，從第二廢氣熱交換器62中回收的熱量經過第二廢熱供應熱交換器90被供應到壓縮機53的排出側。
來自室內熱交換器55的制冷劑通過膨脹裝置56膨脹，然后經過旁通管線71被引入到第一廢熱供應熱交換器70中。
引入到第一廢熱供應熱交換器70中的制冷劑從熱介質中吸收熱量，所述熱介質在第一熱介質循環(huán)管線92中循環(huán)時被加熱，所以制冷劑被蒸發(fā)。蒸發(fā)的制冷劑被吸入壓縮機53中。
因此，在熱泵型空調器的加熱模式下，從冷卻水熱交換器63和第一廢氣熱交換器61中回收的熱量經過第一廢熱供應熱交換器70供應到壓縮機53的吸入側。
同時，如必要的話，通過打開第一開/閉閥74和第二開/閉閥75可以同時使用室外熱交換器57和第一廢熱供應熱交換器70。
另一方面，如圖5所示，當熱泵型空調器在制冷模式下運行時，在第一熱介質循環(huán)管線92中的熱介質被第一熱介質循環(huán)泵93抽吸，使得熱介質按順序穿過冷卻水熱交換器63和第一廢氣熱交換器61以回收廢熱。
在熱泵型空調器的制冷模式下，第一三通閥83改變熱介質的流動路徑使得熱介質流過第一輻射熱交換器81。因此，由熱介質回收的廢熱經過第一熱輻射管線82被傳送到第一輻射熱交換器81中，所以廢熱被釋放到大氣中。
同樣，在第二熱介質循環(huán)管線91中的熱介質被第二熱介質循環(huán)泵94抽吸，使得熱介質穿過第二廢氣熱交換器62以回收廢熱。在制冷模式下，第二三通閥104改變熱介質的流動路徑，使得熱介質被引導到第二輻射熱交換器101中。因此，回收的廢熱經過第二輻射管線102被傳送到第二輻射熱交換器101，所以廢熱被釋放到大氣中。
因此，在冷卻水熱交換器63和第一廢氣熱交換器61中回收的廢熱通過第一輻射熱交換器81輻射而不傳送到第一廢熱供應熱交換器70中。同樣，在第二廢氣熱交換器62中回收的廢熱通過第二輻射熱交換器101輻射而不傳送到第二廢熱供應熱交換器90中。
在制冷模式下，四通閥54同樣切換到相應于制冷模式的閥位置。在制冷模式下，第一開/閉閥74和第二開/閉閥75也打開室外熱交換器吸入管線72和室外熱交換器排出管線73，而第三開/閉閥76和第四開/閉閥77關閉旁通管線71。
因此，在壓縮機53中壓縮的制冷劑按順序穿過四通閥54、室外熱交換器57、膨脹裝置56和室內熱交換器55，然后在穿過第二廢熱供應熱交換器90之后返回壓縮機53。
在這種情況下，在第二廢熱供應熱交換器90中沒有進行熱交換。
因此，在熱泵型空調器的制冷模式下，從發(fā)動機52中回收的全部廢熱經過第一輻射熱交換器81和第二輻射熱交換器101釋放到大氣中。同樣，在熱泵型空調器中，室外熱交換器57用作冷凝器，并且室內熱交換器55作用蒸發(fā)器。
根據本發(fā)明的上述實施例中任一個的熱電聯(lián)產系統(tǒng)具有很多效果。
也就是說，在根據本發(fā)明的熱電聯(lián)產系統(tǒng)中，第一廢熱供應熱交換器在熱泵型空調器的加熱運行期間將從發(fā)動機中回收的廢熱供應到壓縮機的吸入側。因此可以在不損壞壓縮機的情況下使制冷能力和熱泵型空調器的效率最大化，并且減少能量消耗。
同樣，由于第一廢熱供應熱交換器并聯(lián)到室外熱交換器上，根據本發(fā)明的熱電聯(lián)產系統(tǒng)與串聯(lián)的相比具有閥的數量減小的優(yōu)點。
由于第一廢熱供應熱交換器通過旁通管線連接到室外熱交換器上，因此可以在加熱運行期間引導熱介質繞過室外熱交換器，使得單獨使用第一廢熱供應熱交換器作為蒸發(fā)器，或者在加熱運行期間同時使用室外熱交換器和第一廢熱供應熱交換器。在后一種情況下，可以減小壓降并且因此增加加熱能力和效率。
在本發(fā)明的熱點聯(lián)產系統(tǒng)中，在制冷運行期間一個或多個散熱器將從發(fā)動機中回收的廢熱釋放到大氣中。因此，通過上述的配置不會降低制冷能力。
同樣，在本發(fā)明的熱電聯(lián)產系統(tǒng)中，第二廢熱供應熱交換器供應從發(fā)動機中回收的廢熱到壓縮機的排出側。因此，由于可以將熱量供應到壓縮機的吸入和排出側所以存在提高系統(tǒng)效率的優(yōu)點。
雖然為了說明的目的已經公開了本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，在本領域的一般技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書中所公開的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進行各種修改，增加和置換。
權利要求
1.一種熱電聯(lián)產系統(tǒng)，包括發(fā)電機；驅動源，其運行以驅動發(fā)電機，從而使發(fā)電機發(fā)電，并且在驅動源的運行期間產生廢熱；廢熱回收器，其回收驅動源的廢熱；熱泵型空調器，其包括壓縮機、四通閥、室內熱交換器、膨脹裝置和室外熱交換器；第一廢熱供應熱交換器，其與室外熱交換器并聯(lián)設置，并且在熱泵型空調器的加熱運行期間將由廢熱回收器回收的廢熱供應到壓縮機的吸入側；和旁通管線，其在熱泵型空調器的加熱運行期間引導來自膨脹裝置的制冷劑，使得制冷劑繞過室外熱交換器，并且在穿過第一廢熱供應熱交換器之后進入壓縮機的吸入側。
2.如權利要求1所述的熱電聯(lián)產系統(tǒng)，其中旁通管線具有第一端，其連接到引導來自膨脹裝置的制冷劑到室外熱交換器中的室外熱交換器吸入管線上；和第二端，其連接到接收從室外熱交換器中排出的制冷劑的室外熱交換器排出管線上。
3.如權利要求2所述的熱電聯(lián)產系統(tǒng)，還包括第一閥單元，其打開/關閉室外熱交換器吸入管線和室外熱交換器排出管線，以使來自膨脹裝置的制冷劑繞開室外熱交換器，并且包括分別設置在室外熱交換器吸入管線和室外熱交換器排出管線中的閥。
4.如權利要求2所述的熱電聯(lián)產系統(tǒng)，還包括第二閥單元，其設置在旁通管線中，以在熱泵型空調器的加熱運行期間打開旁通管線，并且在熱泵型空調器的制冷運行期間關閉旁通管線。
5.如權利要求4所述的熱電聯(lián)產系統(tǒng)，其中第二閥單元設置在容器中，在該容器中安裝發(fā)電機、驅動源、廢熱回收器和第一廢熱供應熱交換器。
6.如權利要求1所述的熱電聯(lián)產系統(tǒng)，其中廢熱回收器包括廢氣熱交換器，其回收從驅動源中排出的廢氣的熱量；冷卻水熱交換器，其回收用于冷卻驅動源的冷卻水的熱量；第一熱介質循環(huán)管線，其將來自廢氣熱交換器和冷卻水熱交換器中至少一個的熱量傳送到第一廢熱供應熱交換器；以及第一熱介質循環(huán)泵，其抽吸熱介質以使熱介質循環(huán)。
7.如權利要求1所述的熱電聯(lián)產系統(tǒng)，還包括第一散熱器，其在熱泵型空調器的制冷運行期間將來自廢熱回收器的熱量釋放到大氣中。
8.如權利要求7所述的熱電聯(lián)產系統(tǒng)，其中第一散熱器包括第一輻射熱交換器，其向大氣釋放由廢熱回收器回收的熱量；和第一輻射管線，其連接于第一熱介質循環(huán)管線，以將熱介質引導到第一輻射熱交換器，還包括第一三通閥，其設置在第一熱介質循環(huán)管線中的一個區(qū)域，在該區(qū)域第一熱介質循環(huán)管線連接到第一輻射管線。
9.如權利要求1所述的熱電聯(lián)產系統(tǒng)，還包括第二廢熱供應熱交換器，其在熱泵型空調器的加熱運行期間將由廢熱回收器回收的熱量的一部分供應到壓縮機的排出側；和第二熱介質循環(huán)管線，其引導由廢熱回收器加熱的熱介質到第二廢熱供應熱交換器中。
10.如權利要求9所述的熱電聯(lián)產系統(tǒng)，其中廢氣熱交換器包括第一廢氣熱交換器，其與穿過第一廢熱供應熱交換器的熱介質進行熱交換；和第二廢氣熱交換器，其與穿過第二廢熱供應熱交換器的熱介質進行熱交換。
11.如權利要求10所述的熱電聯(lián)產系統(tǒng)，還包括第二熱介質循環(huán)泵，其設置在第二熱介質循環(huán)管線中并且抽吸熱介質以使熱介質循環(huán)。
12.如權利要求10所述的熱電聯(lián)產系統(tǒng)，還包括第二散熱器，其設置在第二熱介質循環(huán)管線中，以在熱泵型空調器的制冷運行期間向大氣釋放來自第二廢氣熱交換器的熱量。
13.如權利要求12所述的熱電聯(lián)產系統(tǒng)，其中第二散熱器包括第二輻射熱交換器，其向大氣輻射由第二廢氣熱交換器回收的熱量；和第二輻射管線，其連接于第二熱介質循環(huán)管線，以將熱介質引導到第二輻射熱交換器，還包括第二三通閥，其設置在第二熱介質循環(huán)管線中的一個區(qū)域，在該區(qū)域第二熱介質循環(huán)管線連接到第二輻射管線。
全文摘要
公開的是一種熱電聯(lián)產系統(tǒng)，其包括用于在熱泵型空調器的加熱運行期間將從發(fā)動機中回收的廢熱供應到壓縮機的吸入側的廢熱供應熱交換器，在不損壞壓縮機的情況下使熱泵型空調器的制冷能力和效率最大化，并且減小能量消耗。
文檔編號F02G5/00GK1796901SQ20051013572
公開日2006年7月5日 申請日期2005年12月28日 優(yōu)先權日2004年12月28日
發(fā)明者崔永燮, 趙殷晙, 李在元, 黃尹提, 柳潤鎬 申請人:Lg電子株式會社