專利名稱：使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱電聯(lián)產(chǎn)(cogeneration)系統(tǒng)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電和廢熱都被利用，更具體地，涉及一種使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備，其中將發(fā)動(dòng)機(jī)在加熱操作中所產(chǎn)生的廢熱供應(yīng)給壓縮機(jī)的抽取和排放側(cè)二者，以提高加熱性能。
背景技術(shù)：
通常，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)適于從單一的能量源產(chǎn)生電和熱。
這樣的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可以回收發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪在發(fā)電操作中所產(chǎn)生的廢氣的熱或者冷卻水的廢熱，由此熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的能量效率可以比其他系統(tǒng)提高70-80％。由于這樣的優(yōu)點(diǎn)，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)近來(lái)成為建筑物的電熱供給源的亮點(diǎn)。特別地，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)展示了高效率的能量利用率，因?yàn)榛厥盏膹U熱主要用于加熱/冷卻封閉的空間并用來(lái)加熱水。
圖1是示出使用常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的加熱/冷卻設(shè)備的示意配置圖。
如圖1所示，常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1，以及由燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1所輸出的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)3，用來(lái)發(fā)電。發(fā)電機(jī)3所產(chǎn)生的電用于多種設(shè)備，包括冷卻/加熱單元20、照明設(shè)備、以及其他電氣產(chǎn)品。
在冷卻/加熱單元20的加熱操作期間，使用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1所產(chǎn)生的廢熱，即冷卻水在冷卻燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1時(shí)所產(chǎn)生的冷卻水的熱以及燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1所產(chǎn)生的排氣的熱。
這里，冷卻/加熱單元20是熱泵型的，因此冷卻/加熱單元20不僅可以用作冷卻單元，也可以用作加熱單元，在此狀態(tài)下，使冷卻/加熱單元20中建立的制冷劑循環(huán)中的制冷劑流動(dòng)方向反向。如同通常的熱泵型配置，冷卻/加熱單元20包括壓縮機(jī)21、4通閥23、室外熱交換器25、室外風(fēng)扇26、膨脹裝置27、以及室內(nèi)熱交換器29。
具體地，空氣預(yù)熱熱交換器30設(shè)置在室外熱交換器25側(cè)，以在冷卻/加熱單元20的加熱操作期間，使用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1的廢熱預(yù)加熱通過(guò)室外熱交換器25周圍的空氣。
為了將廢熱供應(yīng)給冷卻/加熱單元20，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還包括冷卻水熱交換器5，用來(lái)回收用于冷卻燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻水的熱量，還在排放管7處設(shè)置排氣熱交換器9，用來(lái)回收排氣的熱量。
冷卻水熱交換器5和排氣熱交換器9通過(guò)熱傳輸管路11連接到冷卻/加熱單元20的空氣預(yù)熱熱交換器30，熱傳輸介質(zhì)流過(guò)熱傳輸管路11，從而在冷卻/加熱單元20的加熱操作期間將廢熱供應(yīng)給空氣預(yù)熱熱交換器30。這樣，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)回收了發(fā)動(dòng)機(jī)熱量和排氣熱量，使用回收的熱量，通過(guò)空氣預(yù)熱熱交換器30預(yù)加熱了室外空氣，并且使得預(yù)加熱后的空氣與室外熱交換器25進(jìn)行熱交換，由此防止冷卻/加熱單元20的加熱性能的退化，該退化可能出現(xiàn)在室外空氣溫度較低的情況下。
當(dāng)冷卻/加熱單元20工作于冷卻模式時(shí)，熱傳輸介質(zhì)的流動(dòng)路徑改變?yōu)榕c散熱管路13相通，該散熱管路13連接到熱傳輸管路11，因?yàn)闆](méi)有必要供應(yīng)廢熱。在此情況下，廢熱通過(guò)包括熱交換器15和散熱風(fēng)扇16的散熱器17被排放到大氣中，或者供應(yīng)給并用于熱水器、熱水供應(yīng)器或其他系統(tǒng)。
在圖1中，參考字符P表示泵，每個(gè)泵都用于使熱傳輸介質(zhì)流過(guò)熱傳輸管路11的相關(guān)部分，參考字符V表示閥，每個(gè)閥都用于切換熱傳輸管路11和散熱管路13之間的熱傳輸介質(zhì)的流動(dòng)路徑。
然而，在使用上述常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備中存在一個(gè)問(wèn)題，即不可能獲得加熱性能上的提高，因?yàn)槿細(xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)1所產(chǎn)生的廢熱僅僅供應(yīng)給空氣預(yù)熱熱交換器30來(lái)對(duì)室外熱交換器25進(jìn)行預(yù)加熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的排氣的熱量和冷卻水的熱量在加熱操作期間被適當(dāng)?shù)胤峙浣o壓縮機(jī)的抽取和排放側(cè)，由此獲得加熱性能的提高和系統(tǒng)效率的提高。
根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備，包括發(fā)動(dòng)機(jī)，其驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電；冷卻/加熱單元，其包括至少一個(gè)壓縮機(jī)、4通閥、室外熱交換器、膨脹裝置和室內(nèi)熱交換器，用來(lái)建立熱泵型制冷劑循環(huán)；和排放側(cè)制冷劑加熱單元，其將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣的熱量供應(yīng)給連接到壓縮機(jī)的排放側(cè)制冷劑管路；排放側(cè)制冷劑溫度傳感器，其感應(yīng)流過(guò)排放側(cè)制冷劑管路的制冷劑的溫度；和分流單元，當(dāng)排放側(cè)制冷劑溫度傳感器所感應(yīng)到的制冷劑溫度不低于預(yù)定溫度時(shí)，其分流通過(guò)排放側(cè)制冷劑加熱單元供應(yīng)到排放側(cè)制冷劑管路的排氣熱量，以切斷排氣熱量的供應(yīng)或者調(diào)節(jié)所供應(yīng)的排氣熱量的量。
排放側(cè)制冷劑加熱單元可包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放管中的至少一個(gè)排氣熱交換器，用來(lái)與流過(guò)排放管的排氣進(jìn)行熱交換；排放側(cè)制冷劑加熱管路，其接收從排氣熱交換器回收的熱量；和排放側(cè)制冷劑加熱熱交換器，在其中，在排放側(cè)制冷劑加熱管路和排放側(cè)制冷劑管路之間進(jìn)行熱交換。
至少一個(gè)排氣熱交換器可包括第一排氣熱交換器，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放管中；和第二排氣熱交換器，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放管中，在排氣的流動(dòng)方向上設(shè)置在第一排氣熱交換器的下游。
分流單元可包括分流和散熱單元，其分流并向外輻射排氣熱量。
冷卻/加熱設(shè)備可進(jìn)一步包括抽取側(cè)制冷劑加熱單元，其將用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水的熱量和發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生排氣的熱量供應(yīng)給連接到壓縮機(jī)的抽取側(cè)制冷劑管路。
抽取制冷劑加熱單元可包括第三排氣熱交換器，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放管中，用來(lái)與流過(guò)排放管的排氣進(jìn)行熱交換；冷卻水管路，冷卻水流動(dòng)通過(guò)該冷卻水管路以吸收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量；冷卻水熱交換器，冷卻水管路延伸通過(guò)該冷卻水熱交換器；抽取側(cè)制冷劑加熱管路，其接收第三排氣熱交換器和冷卻水熱交換器所回收的熱量；和抽取側(cè)制冷劑加熱熱交換器，在其中，在抽取側(cè)制冷劑加熱管路和抽取側(cè)制冷劑管路之間進(jìn)行熱交換。
分流單元可通過(guò)抽取側(cè)制冷劑加熱單元的抽取側(cè)制冷劑加熱管路分流排氣熱量。
分流單元可包括分流管路，其從排放側(cè)制冷劑加熱管路分支，并連接到抽取側(cè)制冷劑加熱管路；和閥單元，其設(shè)置在分流管路的分支或連接點(diǎn)處，用于根據(jù)排放側(cè)制冷劑溫度傳感器所感應(yīng)的制冷劑溫度來(lái)調(diào)節(jié)流過(guò)分流管路的熱傳輸介質(zhì)的流速。
冷卻/加熱設(shè)備可進(jìn)一步包括連接到抽取側(cè)制冷劑加熱單元的散熱單元，用于調(diào)節(jié)供應(yīng)給抽取側(cè)制冷劑管路的熱量的量或者切斷所述熱量的供應(yīng)。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備，包括發(fā)動(dòng)機(jī)，其驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電；冷卻/加熱單元，其包括至少一個(gè)壓縮機(jī)、4通閥、室外熱交換器、膨脹裝置和室內(nèi)熱交換器，用來(lái)建立熱泵型制冷劑循環(huán)；和排放側(cè)制冷劑加熱單元，其將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣的熱量供應(yīng)給連接到壓縮機(jī)的排放側(cè)制冷劑管路；抽取側(cè)制冷劑加熱單元，其將用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水的熱量和發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的排氣的熱量供應(yīng)給連接到壓縮機(jī)的抽取側(cè)制冷劑管路；排放側(cè)制冷劑溫度傳感器，其感應(yīng)流過(guò)排放側(cè)制冷劑管路的制冷劑的溫度；和分流單元，當(dāng)排放側(cè)制冷劑溫度傳感器所感應(yīng)到的制冷劑溫度不低于預(yù)定溫度時(shí)，其分流通過(guò)排放側(cè)制冷劑加熱單元供應(yīng)到排放側(cè)制冷劑管路的排氣熱量，以切斷排氣熱量的供應(yīng)或者調(diào)節(jié)所供應(yīng)的排氣熱量的量。
所述排放側(cè)制冷劑加熱單元可包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放管中的第一排氣熱交換器，用于與流過(guò)排放管的排氣進(jìn)行熱交換；和設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放管中的第二排氣熱交換器，其在排氣流動(dòng)方向上設(shè)置于第一排氣熱交換器的下游，用于與流過(guò)排放管的排氣進(jìn)行熱交換。所述抽取側(cè)制冷劑加熱單元可包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放管中的第三排氣熱交換器，其在排氣的流動(dòng)方向上設(shè)置于第二排氣熱交換器的下游，用于與流過(guò)排放管的排氣進(jìn)行熱交換。
分流單元包括分流管路，其從排放側(cè)制冷劑加熱單元的熱傳輸管路分支，并連接到抽取側(cè)制冷劑加熱單元的熱傳輸管路；和閥單元，其設(shè)置在分流管路的分支或連接點(diǎn)處，用于根據(jù)排放側(cè)制冷劑溫度傳感器所感應(yīng)的制冷劑溫度來(lái)調(diào)節(jié)流過(guò)分流管路的熱傳輸介質(zhì)的流速。
冷卻/加熱設(shè)備可進(jìn)一步包括連接到抽取側(cè)制冷劑加熱單元的散熱單元，用于調(diào)節(jié)供應(yīng)給抽取側(cè)制冷劑管路的熱量的量或者切斷所述熱量的供應(yīng)。
由于根據(jù)本發(fā)明的使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備設(shè)置成適當(dāng)?shù)卦诩訜岵僮髌陂g將發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生排氣的熱量和冷卻水的熱量分配到壓縮機(jī)的抽取和排放側(cè)，有可能獲得加熱性能上的提高和系統(tǒng)效率上的提高。


在閱讀下面的詳細(xì)描述同時(shí)結(jié)合附圖參考之后，本發(fā)明的上述目的、其他特征以及優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，在附圖中圖1是示出使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的常規(guī)冷卻/加熱設(shè)備的示意配置框圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備的示意配置框圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在正常狀況下工作的狀態(tài)的示意配置框圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在制冷劑過(guò)熱狀況下工作的狀態(tài)的示意配置框圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備的示意配置框圖，其中使用了多個(gè)室內(nèi)熱交換器；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備的示意配置框圖，其中使用了多個(gè)冷卻/加熱單元；和圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備的示意配置框圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將結(jié)合附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備的示例實(shí)施例。
盡管可以有多個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備，下面的描述將是結(jié)合最優(yōu)選的實(shí)施例給出的。由于冷卻/加熱設(shè)備的基本配置與上述常規(guī)冷卻/加熱設(shè)備相同，因此這里不會(huì)給出對(duì)其詳細(xì)的描述。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備的示意配置框圖。
如圖2所示，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括在根據(jù)本發(fā)明所示出的實(shí)施例的冷卻/加熱設(shè)備中，包括發(fā)動(dòng)機(jī)50，其使用諸如天然氣或石油氣的礦物燃料進(jìn)行工作；發(fā)電機(jī)52，其使用發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)力來(lái)發(fā)電。熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還包括第一排氣熱交換器71、第二排氣熱交換器72、第三排氣熱交換器83，對(duì)它們按這種順序在排放管54中進(jìn)行配置，以回收發(fā)動(dòng)機(jī)50所產(chǎn)生的排氣的熱量。熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)一步包括冷卻水管路81和冷卻水熱交換器82，其回收用來(lái)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)50的冷卻水的熱量。
冷卻/加熱設(shè)備還包括冷卻/加熱單元60，其利用發(fā)動(dòng)機(jī)50產(chǎn)生的廢熱來(lái)使用熱泵型制冷劑循環(huán)。冷卻/加熱單元60包括至少一個(gè)壓縮機(jī)61、4通閥62、室外熱交換器63、膨脹裝置64、以及室內(nèi)熱交換器65，如同根據(jù)冷卻/加熱單元的制冷劑循環(huán)中的制冷劑流的反轉(zhuǎn)而可用作冷卻單元和加熱單元的通用熱泵型冷卻/加熱單元一樣。
特別地，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括制冷劑加熱單元，適于將用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)50的冷卻水的熱量和發(fā)動(dòng)機(jī)50所產(chǎn)生的排氣的熱量供應(yīng)到連接到冷卻/加熱單元60中的壓縮機(jī)61的抽取側(cè)的抽取側(cè)制冷劑管路66，并且將發(fā)動(dòng)機(jī)50所產(chǎn)生的排氣的熱量供應(yīng)到連接到壓縮機(jī)的排放側(cè)的排放側(cè)制冷劑管路67。
制冷劑加熱單元包括排放側(cè)制冷劑加熱單元70，適于將發(fā)動(dòng)機(jī)50所排放的排氣的熱量供應(yīng)給冷卻/加熱單元60中的壓縮機(jī)61的排放側(cè)制冷劑管路67；抽取側(cè)制冷劑加熱單元80，適于將用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)50的冷卻水的熱量以及發(fā)動(dòng)機(jī)50所排放的排氣的熱量供應(yīng)到冷卻/加熱單元60中的壓縮機(jī)61的抽取側(cè)制冷劑管路66。
第一和第二排氣熱交換器71和72都設(shè)置在排放管54中，用來(lái)與流過(guò)排放管54的排氣進(jìn)行熱交換，都包括在排放側(cè)制冷劑加熱單元中。第三排氣熱交換器83設(shè)置在排放管54中，用來(lái)與流過(guò)排放管54的排氣進(jìn)行熱交換，包括在抽取側(cè)制冷劑加熱單元80中。第三排氣熱交換器83設(shè)置在第二排氣熱交換器72的下游，而第二排氣熱交換器72設(shè)置在第一排氣熱交換器71的下游。
除了第一和第二排氣熱交換器71和72之外，排放側(cè)制冷劑加熱單元70包括排放側(cè)制冷劑加熱管路73，其接收從第一和第二排氣熱交換器71和72回收的熱量；排放側(cè)制冷劑加熱熱交換器74，在其中，在排放側(cè)制冷劑加熱管路73和壓縮機(jī)61的排放側(cè)制冷劑管路67之間進(jìn)行熱交換。
抽取側(cè)制冷劑加熱單元80包括冷卻水管路81，冷卻水流過(guò)該冷卻水管路81以吸收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)50的熱量；冷卻水熱交換器82，冷卻水管路81延伸通過(guò)該冷卻水熱交換器82。抽取側(cè)制冷劑加熱單元80還包括抽取側(cè)制冷劑加熱管路84，其接收由第三排氣熱交換器83和冷卻水熱交換器82所回收的熱量；抽取側(cè)制冷劑加熱熱交換器85，在其中，在抽取側(cè)制冷劑加熱管路84和壓縮機(jī)61的抽取側(cè)制冷劑管路66之間進(jìn)行熱交換。
散熱單元86設(shè)置于抽取側(cè)制冷劑加熱管路84中。散熱單元86輻射熱量，以防止熱量供應(yīng)到壓縮機(jī)61的抽取側(cè)制冷劑管路66，從而使熱量以適當(dāng)控制的量供應(yīng)到抽取側(cè)制冷劑管路66。散熱單元86包括散熱管路88，通過(guò)3通閥89連接到抽取側(cè)制冷劑加熱管路84，以使抽取側(cè)制冷劑加熱管路84中的熱傳輸介質(zhì)繞過(guò)抽取側(cè)制冷劑加熱熱交換器85；散熱熱交換器87，設(shè)置在散熱管路88中。
散熱熱交換器87可以連接到另一系統(tǒng)，諸如熱水供應(yīng)器或熱水器，以便使用回收的廢熱。
具體地，根據(jù)所示出的實(shí)施例，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還包括排放側(cè)制冷劑溫度傳感器75，適于感應(yīng)流經(jīng)壓縮機(jī)61的排放側(cè)制冷劑管路67的制冷劑的溫度。熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)一步包括分流單元76，當(dāng)排放側(cè)制冷劑溫度傳感器75所感應(yīng)的制冷劑的溫度不低于預(yù)定溫度時(shí)，適于分流通過(guò)排放側(cè)制冷劑加熱單元70供應(yīng)到排放側(cè)制冷劑管路67的一部分或所有的排氣熱量。
優(yōu)選地，分流單元76設(shè)置成通過(guò)抽取側(cè)制冷劑加熱單元80的抽取側(cè)制冷加熱管路84分流排氣熱量。
也就是說(shuō)，分流單元76包括分流管路77，其從排放側(cè)制冷劑加熱管路73分支，連接到抽取側(cè)制冷劑加熱管路84；閥單元78，設(shè)置在分流管路77的分支點(diǎn)或連接點(diǎn)處，適于根據(jù)排放側(cè)制冷劑溫度傳感器75所感應(yīng)的制冷劑溫度來(lái)調(diào)節(jié)流過(guò)分流管路77的熱傳輸介質(zhì)的流速。閥單元78可以包括3通閥。在所示出的例子中，兩個(gè)閥單元78分別設(shè)置在分流管路77的分支點(diǎn)和連接點(diǎn)處。簡(jiǎn)便起見(jiàn)，下面的描述將結(jié)合只設(shè)置一個(gè)閥單元78的例子來(lái)給出。
熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可包括獨(dú)立的分流和散熱單元176，如圖7所示，以代替連接到抽取側(cè)制冷劑加熱管路84的分流單元76。
在此情況下，分流和散熱單元176包括分流管路177，其在排放側(cè)制冷劑加熱熱交換器74的上游位置從排放側(cè)制冷劑加熱管路73分支，并在排放側(cè)制冷劑加熱熱交換器74的下游位置連接到排放側(cè)制冷劑加熱管路73；3通閥178，設(shè)置在分流管路177的分支點(diǎn)或連接點(diǎn)處，適于調(diào)節(jié)流過(guò)分流管路177的熱傳輸介質(zhì)的流速；分流熱交換器179，設(shè)置在分流管路177中，適于向外輻射熱傳輸介質(zhì)的熱量。在所示出的例子中，兩個(gè)閥單元178分別設(shè)置在分流管路177的分支點(diǎn)和連接點(diǎn)處。
由于本實(shí)施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括若干熱交換器，包括第一排氣熱交換器71、第二排氣熱交換器72、排放側(cè)制冷劑加熱熱交換器74、第三排氣熱交換器83、冷卻水熱交換器82、以及抽取側(cè)制冷劑加熱熱交換器85，所以有可能通過(guò)根據(jù)給出的設(shè)計(jì)條件，適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)具有熱交換功能的水加熱熱交換器或水加熱容器，其從上面的熱交換器接收熱量，從而甚至在加熱操作期間操作熱水器或其他加熱消費(fèi)產(chǎn)品。
為了便于參考，圖2中的參考字符P表示泵，每個(gè)泵都用于使熱傳輸介質(zhì)流過(guò)相關(guān)管路。
現(xiàn)在將根據(jù)本發(fā)明所示出的實(shí)施例描述具有上述配置的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的工作。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的所示出的實(shí)施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在正常狀況下工作的狀態(tài)的示意配置框圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的所示出的實(shí)施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在制冷劑過(guò)熱狀況下工作的狀態(tài)的示意配置框圖。
在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中使用來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)力所產(chǎn)生電可以用于需要電的組件，諸如冷卻/加熱單元60的壓縮機(jī)61和控制器等。
在冷卻/加熱單元60中，執(zhí)行加熱操作，制冷劑循環(huán)依次通過(guò)壓縮機(jī)61、4通閥62、室內(nèi)熱交換器65、膨脹裝置64、以及室外熱交換器63。
通過(guò)抽取側(cè)制冷劑管路66引入到壓縮機(jī)61的制冷劑被用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)50的冷卻水的熱量和發(fā)動(dòng)機(jī)50所產(chǎn)生的排氣的熱量進(jìn)行預(yù)加熱。預(yù)加熱后的制冷劑隨后引入到壓縮機(jī)61中。
冷卻水熱量和排氣熱量分別通過(guò)冷卻水熱交換器82和第三排氣熱交換器83被傳輸?shù)匠槿?cè)制冷劑加熱熱交換器85。
壓縮機(jī)61通過(guò)排放側(cè)制冷劑管路67所排放的制冷劑在流經(jīng)排放側(cè)加熱熱交換器74的時(shí)候被加熱。加熱后的制冷劑隨后引入到室內(nèi)熱交換器65。
這樣，使用發(fā)動(dòng)機(jī)50的廢熱在壓縮機(jī)抽取和排放側(cè)處對(duì)制冷劑進(jìn)行預(yù)加熱，由此制冷劑被引入到用作冷凝器的室內(nèi)熱交換器65，其狀態(tài)保持在或多或少增加的溫度。因此，更高溫度的熱量可以供應(yīng)給房間，由此有可能獲得加熱性能上的提高。
而且，壓縮機(jī)61的抽取側(cè)使用冷卻水熱量和第三排氣熱量，其溫度低于供應(yīng)給壓縮機(jī)61的排放側(cè)的主排氣熱量和次排氣熱量。因此，有可能防止制冷劑過(guò)度增溫，這樣，防止了壓縮機(jī)61被過(guò)度加熱。另一方面，流經(jīng)壓縮機(jī)61的排放側(cè)的制冷劑通過(guò)排放側(cè)制冷劑加熱熱交換器74吸收相對(duì)高溫的熱量，然后被引入到室內(nèi)熱交換器65。因此，有可能防止壓縮機(jī)61由于壓力過(guò)度增加而帶來(lái)?yè)p壞。
特別地，熱傳輸介質(zhì)的流動(dòng)路徑在排放側(cè)制冷劑加熱管路73和抽取側(cè)制冷劑加熱管路84之間切換。
也就是說(shuō)，當(dāng)排放側(cè)制冷劑溫度傳感器75所感應(yīng)的制冷劑溫度不低于預(yù)定溫度時(shí)，熱傳輸介質(zhì)的流動(dòng)路徑通過(guò)閥單元78切換到分流管路77，如圖4所示。在此情況中，相應(yīng)地，將流過(guò)排放側(cè)制冷劑加熱管路73的熱傳輸介質(zhì)通過(guò)分流管路77分流到抽取側(cè)制冷劑加熱管路84而不流過(guò)排放側(cè)制冷劑加熱熱交換器74。這樣，有可能防止制冷劑由于溫度的過(guò)度增加而退化。
當(dāng)然，從壓縮機(jī)61排放的制冷劑的溫度可以通過(guò)控制流過(guò)排放側(cè)制冷劑加熱熱交換器74的熱傳輸介質(zhì)的流速而由閥單元78進(jìn)行調(diào)節(jié)。而且，有可能通過(guò)施加通過(guò)排放側(cè)制冷劑加熱管路73供應(yīng)的排氣熱量到抽取側(cè)制冷劑加熱熱交換器85而加熱要引入到壓縮機(jī)61的制冷劑。
當(dāng)也希望防止發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水熱量和排氣熱量供應(yīng)給抽取側(cè)制冷劑加熱熱交換器85或希望調(diào)節(jié)供應(yīng)給抽取側(cè)制冷劑加熱熱交換器85的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水熱量和排氣熱量的量時(shí)，可以使用散熱單元86的3通閥89來(lái)實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō)，可以使用3通閥89向外輻射適當(dāng)量的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水熱量和排氣熱量。
當(dāng)散熱單元86的3通閥89中限定的流動(dòng)路徑在流過(guò)排放側(cè)制冷劑加熱管路73的熱傳輸介質(zhì)通過(guò)分流管路77分流到抽取側(cè)制冷劑加熱管路84的條件下切換到散熱管路88時(shí)，允許熱傳輸介質(zhì)在流過(guò)散熱管路88和散熱熱交換器87的同時(shí)向外輻射熱量，然后循環(huán)通過(guò)抽取側(cè)制冷劑加熱管路84。因此，有可能調(diào)節(jié)傳輸?shù)脚欧艂?cè)制冷劑加熱熱交換器74和抽取側(cè)制冷劑加熱熱交換器85的熱量的量。
這樣，有可能使用散熱單元86對(duì)系統(tǒng)的整體部分執(zhí)行散熱功能，散熱單元86安裝在排放側(cè)制冷劑加熱單元70和抽取制冷劑加熱單元80中的僅一個(gè)之中。
同時(shí)，防止發(fā)動(dòng)機(jī)50所產(chǎn)生的排氣的熱量和用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)50的冷卻水的熱量在冷卻/加熱單元60的冷卻操作期間或者在冷卻/加熱單元60停止冷卻或加熱操作的狀況下供應(yīng)給冷卻/加熱單元60。這是通過(guò)切換閥單元78和3通閥89來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在此狀態(tài)中，發(fā)動(dòng)機(jī)50的廢熱不會(huì)供應(yīng)給排放側(cè)制冷劑加熱熱交換器74或抽取側(cè)制冷劑加熱熱交換器85，因此制冷劑在制冷劑保持正常溫度的狀況下循環(huán)通過(guò)制冷劑循環(huán)。因此，冷卻操作通常是在這種狀態(tài)下執(zhí)行的。
另一方面，圖5是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備的示意配置框圖，其中，使用了多個(gè)室內(nèi)熱交換器。在此情況中，多個(gè)室內(nèi)熱交換器65A、65B和65C串聯(lián)設(shè)置或并聯(lián)設(shè)置在單獨(dú)的冷卻/加熱單元60中，分別用來(lái)冷卻/加熱多個(gè)封閉空間。
圖5所示的配置的組成元件與圖2所示的配置相同。相應(yīng)地，這些組成元件都分別通過(guò)與圖2相同的參考標(biāo)號(hào)來(lái)表示，并且將不再給出其描述。相似地，后面將會(huì)描述的圖6的組成元件，對(duì)應(yīng)于圖2，也是分別通過(guò)相同的參考標(biāo)號(hào)來(lái)表示的，并且不會(huì)給出其描述。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備的示意配置框圖，其中，使用了多個(gè)冷卻/加熱單元。在此情況中，在抽取側(cè)和排放側(cè)制冷劑管路66和67處分別設(shè)置了分配器90和95，用于將熱量分配給多個(gè)冷卻/加熱單元60A、60B和60C。
同時(shí)，上述熱交換器可以具有多種熱傳輸配置，例如，通過(guò)熱導(dǎo)體執(zhí)行熱傳輸?shù)臒醾鬏斉渲?，或者通過(guò)呈現(xiàn)在熱交換器中的流體來(lái)執(zhí)行熱傳輸?shù)臒醾鬏斉渲茫湟罁?jù)給定的設(shè)計(jì)條件或給定的要求。
從上面的描述可以顯而易見(jiàn)地看出，根據(jù)本發(fā)明的使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備設(shè)置成在加熱操作期間適當(dāng)?shù)貙l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣的熱量和冷卻水的熱量分配給壓縮機(jī)的抽取和排放側(cè)，由此獲得加熱性能上的提高和系統(tǒng)效率上的提高。
而且，根據(jù)本發(fā)明，使用分流單元和散熱單元適當(dāng)?shù)乜刂乒?yīng)給壓縮機(jī)的抽取和排放側(cè)的熱量的量。由此，有可能簡(jiǎn)化系統(tǒng)的散熱結(jié)構(gòu)。此外，由于制冷劑被適當(dāng)加熱，有可能防止制冷劑退化。
盡管出于說(shuō)明性目的公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，各種修改、添加和替換都是可能的，而不背離如所附權(quán)利要求中公開(kāi)的本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備，包括發(fā)動(dòng)機(jī)，其驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電；冷卻/加熱單元，其包括至少一個(gè)壓縮機(jī)、4通閥、室外熱交換器、膨脹裝置和室內(nèi)熱交換器，用來(lái)建立熱泵型制冷劑循環(huán)；和排放側(cè)制冷劑加熱單元，其將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣的熱量供應(yīng)給連接到壓縮機(jī)的排放側(cè)制冷劑管路；排放側(cè)制冷劑溫度傳感器，其感應(yīng)流過(guò)排放側(cè)制冷劑管路的制冷劑的溫度；和分流單元，當(dāng)排放側(cè)制冷劑溫度傳感器所感應(yīng)到的制冷劑溫度不低于預(yù)定溫度時(shí)，其分流通過(guò)排放側(cè)制冷劑加熱單元供應(yīng)到排放側(cè)制冷劑管路的排氣熱量，以切斷排氣熱量的供應(yīng)或者調(diào)節(jié)所供應(yīng)的排氣熱量的量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻/加熱設(shè)備，其中，排放側(cè)制冷劑加熱單元包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放管中的至少一個(gè)排氣熱交換器，用來(lái)與流過(guò)排放管的排氣進(jìn)行熱交換；排放側(cè)制冷劑加熱管路，其接收從排氣熱交換器回收的熱量；和排放側(cè)制冷劑加熱熱交換器，其中在排放側(cè)制冷劑加熱管路和排放側(cè)制冷劑管路之間進(jìn)行熱交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的冷卻/加熱設(shè)備，其中，至少一個(gè)排氣熱交換器包括第一排氣熱交換器，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放管中；和第二排氣熱交換器，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放管中，在排氣的流動(dòng)方向上位于第一排氣熱交換器的下游。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻/加熱設(shè)備，其中，分流單元包括分流和散熱單元，其分流并向外輻射排氣熱量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)的冷卻/加熱設(shè)備，進(jìn)一步包括抽取側(cè)制冷劑加熱單元，其將用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水的熱量和發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生排氣的熱量供應(yīng)給連接到壓縮機(jī)的抽取側(cè)制冷劑管路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的冷卻/加熱設(shè)備，其中，抽取制冷劑加熱單元包括第三排氣熱交換器，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放管中，用來(lái)與流過(guò)排放管的排氣進(jìn)行熱交換；冷卻水管路，冷卻水流動(dòng)通過(guò)該冷卻水管路以從自發(fā)動(dòng)機(jī)吸收熱量；冷卻水熱交換器，冷卻水管路延伸通過(guò)該冷卻水熱交換器；抽取側(cè)制冷劑加熱管路，其接收第三排氣熱交換器和冷卻水熱交換器所回收的熱量；和抽取側(cè)制冷劑加熱熱交換器，其中在抽取側(cè)制冷劑加熱管路和抽取側(cè)制冷劑管路之間進(jìn)行熱交換。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的冷卻/加熱設(shè)備，其中，分流單元通過(guò)抽取側(cè)制冷劑加熱單元的抽取側(cè)制冷劑加熱管路分流排氣熱量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的冷卻/加熱設(shè)備，其中，分流單元包括分流管路，其從排放側(cè)制冷劑加熱管路分支，并連接到抽取側(cè)制冷劑加熱管路；和閥單元，其設(shè)置在分流管路的分支點(diǎn)或連接點(diǎn)處，用于根據(jù)排放側(cè)制冷劑溫度傳感器所感應(yīng)的制冷劑溫度來(lái)調(diào)節(jié)流過(guò)分流管路的熱傳輸介質(zhì)的流速。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的冷卻/加熱設(shè)備，進(jìn)一步包括連接到抽取側(cè)制冷劑加熱單元的散熱單元，用于調(diào)節(jié)供應(yīng)給抽取側(cè)制冷劑管路的熱量的量或者切斷所述熱量的供應(yīng)。
10.一種使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備，包括發(fā)動(dòng)機(jī)，其驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電；冷卻/加熱單元，其包括至少一個(gè)壓縮機(jī)、4通閥、室外熱交換器、膨脹裝置和室內(nèi)熱交換器，用來(lái)建立熱泵型制冷劑循環(huán)；和排放側(cè)制冷劑加熱單元，其將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣的熱量供應(yīng)給連接到壓縮機(jī)的排放側(cè)制冷劑管路；抽取側(cè)制冷劑加熱單元，其將用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水的熱量和發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的排氣的熱量供應(yīng)給連接到壓縮機(jī)的抽取側(cè)制冷劑管路；排放側(cè)制冷劑溫度傳感器，其感應(yīng)流過(guò)排放側(cè)制冷劑管路的制冷劑的溫度；和分流單元，當(dāng)排放側(cè)制冷劑溫度傳感器所感應(yīng)到的制冷劑溫度不低于預(yù)定溫度時(shí)，其分流通過(guò)排放側(cè)制冷劑加熱單元供應(yīng)到排放側(cè)制冷劑管路的排氣熱量，以切斷排氣熱量的供應(yīng)或者調(diào)節(jié)所供應(yīng)的排氣熱量的量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的冷卻/加熱設(shè)備，其中所述排放側(cè)制冷劑加熱單元包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放管中的第一排氣熱交換器，用于與流過(guò)排放管的排氣進(jìn)行熱交換；和設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放管中的第二排氣熱交換器，其在排氣流動(dòng)方向上位于第一排氣熱交換器的下游，用于與流過(guò)排放管的排氣進(jìn)行熱交換；并且所述抽取側(cè)制冷劑加熱單元包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排放管中的第三排氣熱交換器，其在排氣的流動(dòng)方向上設(shè)置于第二排氣熱交換器的下游，用于與流過(guò)排放管的排氣進(jìn)行熱交換。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的冷卻/加熱設(shè)備，其中，分流單元包括分流管路，其從排放側(cè)制冷劑加熱單元的熱傳輸管路分支，并連接到抽取側(cè)制冷劑加熱單元的熱傳輸管路；和閥單元，其設(shè)置在分流管路的分支點(diǎn)或連接點(diǎn)處，用于根據(jù)排放側(cè)制冷劑溫度傳感器所感應(yīng)的制冷劑溫度來(lái)調(diào)節(jié)流過(guò)分流管路的熱傳輸介質(zhì)的流速。
13.根據(jù)權(quán)利要求10到12中任一項(xiàng)的冷卻/加熱設(shè)備，進(jìn)一步包括連接到抽取側(cè)制冷劑加熱單元的散熱單元，用于調(diào)節(jié)供應(yīng)給抽取側(cè)制冷劑管路的熱量的量或者切斷所述熱量的供應(yīng)。
全文摘要
公開(kāi)一種使用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的冷卻/加熱設(shè)備。該設(shè)備包括排放側(cè)制冷劑加熱單元，將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排氣熱量供應(yīng)給連接到包括在冷卻/加熱單元內(nèi)的壓縮機(jī)的排放側(cè)制冷劑管路；抽取側(cè)制冷劑加熱單元，將用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水的熱量和排氣熱量供應(yīng)給連接到壓縮機(jī)的抽取側(cè)制冷劑管路；排放側(cè)制冷劑溫度傳感器，感應(yīng)流過(guò)排放側(cè)制冷劑管路的制冷劑的溫度；和分流單元，當(dāng)排放側(cè)制冷劑溫度傳感器所感應(yīng)到的制冷劑溫度不低于預(yù)定溫度時(shí)，分流通過(guò)排放側(cè)制冷劑加熱單元供應(yīng)到排放側(cè)制冷劑管路的排氣熱量，以切斷排氣熱量的供應(yīng)或者調(diào)解所供排氣熱量的量。適當(dāng)?shù)貙⑴艢鉄崃亢屠鋮s水熱量分配給壓縮機(jī)的抽取和排放側(cè)，由此有可能獲得加熱性能上的提高和系統(tǒng)效率上的提高。
文檔編號(hào)F02G5/02GK1789864SQ20051013699
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者崔昶民, 姜?jiǎng)贂? 崔源宰, 林亨洙, 黃尹提 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社