專利名稱：熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)(cogeneration system)，特別是涉及一種這樣的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中僅僅在熱消耗裝置的制冷操作中，冷卻水的熱量通過散熱器從該冷卻水中釋放，其中該冷卻水是冷卻發(fā)動機而被加熱的。
背景技術(shù)：
通常，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括發(fā)動機；發(fā)電機，利用發(fā)動機輸出的旋轉(zhuǎn)力發(fā)電；將廢熱從發(fā)動機中排出的散熱器；以及熱傳遞裝置，其將該發(fā)動機的廢熱供應(yīng)到例如熱水器或空調(diào)的熱消耗裝置(heater consumer)。
從該發(fā)電機產(chǎn)生的電用于操作各種電力裝置，如電燈及空調(diào)等。
散熱器吸收用于冷卻發(fā)動機的冷卻水的廢熱，以及從該發(fā)動機排出的廢氣的廢熱，并將該吸收的廢熱排放到大氣中。
然而，該傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的問題在于散熱器必須將發(fā)動機冷卻水的廢熱和廢氣的廢熱都排出，這使得散熱器的尺寸、吹入散熱器的空氣量、噪音及費用增加。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，僅僅在熱消耗裝置的制冷操作中，冷卻水的熱量通過散熱器從該冷卻水中釋放，其中該冷卻水是冷卻發(fā)動機而被加熱的，使得能夠減小散熱器的尺寸和吹向散熱器的空氣的量，并能夠降低費用和噪音。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括發(fā)動機；發(fā)電機，連接到該發(fā)動機的輸出軸，用于發(fā)電；發(fā)動機冷卻熱交換器，用于從冷卻發(fā)動機的冷卻水中吸收熱量；廢氣熱交換器，用于從該發(fā)動機排出的廢氣中吸收熱量；熱消耗裝置，可在制冷模式和制熱模式之間切換操作；用于排出熱的散熱器；以及熱傳遞裝置，在熱消耗裝置運行在制熱模式時，用于將通過發(fā)動機冷卻熱交換器吸收的熱和廢氣熱交換器吸收的熱的至少其中之一傳遞給熱消耗裝置，并允許該熱消耗裝置利用該傳遞來的熱量；并在熱消耗裝置運行在制冷模式時，用于將通過發(fā)動機冷卻熱交換器吸收的熱量傳遞給散熱器，并由此使傳遞到散熱器的熱從該散熱器排出。
該熱消耗裝置是熱泵式空調(diào)，其包括壓縮機、方向閥、室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置以及室外熱交換器。
該熱泵式空調(diào)使用從該發(fā)電機產(chǎn)生的電。
該熱泵式空調(diào)進一步包括預(yù)熱器，用于接收來自該熱傳遞裝置的熱量，并由此預(yù)熱吹向室外熱交換器的空氣。
該熱泵式空調(diào)進一步包括壓縮機排出管加熱器，用于接收來自該熱傳遞裝置的熱量，并由此加熱穿過壓縮機的排出管的制冷劑。
該發(fā)動機、發(fā)電機、壓縮機、方向閥、室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置、以及室外熱交換器的至少其中之一的包括多個。
該散熱器包括散熱器熱交換器，連接到熱傳遞裝置；以及散熱器風(fēng)扇，用于將該室外空氣吹向散熱器熱交換器。
該熱傳遞裝置包括預(yù)熱器循環(huán)管路，用于引導(dǎo)熱介質(zhì)在發(fā)動機冷卻熱交換器、廢氣熱交換器以及預(yù)熱器之間循環(huán)；散熱器循環(huán)管路，用于引導(dǎo)該熱介質(zhì)在該發(fā)動機冷卻熱交換器和該散熱器之間循環(huán)；以及熱介質(zhì)循環(huán)泵，用于泵送熱介質(zhì)，并由此使熱介質(zhì)沿該預(yù)熱器循環(huán)管路、或散熱器循環(huán)管路循環(huán)。
該熱介質(zhì)循環(huán)泵直接連接到在發(fā)動機冷卻熱交換器和廢氣熱交換器之間的預(yù)熱器循環(huán)管路。該散熱器循環(huán)管路從位于熱介質(zhì)循環(huán)泵和廢氣熱交換器之間的預(yù)熱器循環(huán)管路分支出來，并匯合到發(fā)動機冷卻熱交換器上游的預(yù)熱器循環(huán)管路。
該熱傳遞裝置進一步包括閥裝置，用于開啟/關(guān)閉該預(yù)熱器循環(huán)管路或該散熱器循環(huán)管路。
該閥裝置包括第一閥，設(shè)置在散熱器循環(huán)管路從該預(yù)熱器循環(huán)管路分支的分支區(qū)域；以及第二閥，設(shè)置在散熱器循環(huán)管路與預(yù)熱器循環(huán)管路匯合的匯合區(qū)域。
該熱傳遞裝置進一步包括控制器，用于控制第一和第二閥，使得在熱泵式空調(diào)在制熱操作中，第一和第二閥運行在預(yù)熱器循環(huán)模式，其中，該預(yù)熱器循環(huán)管路開啟，并且散熱器循環(huán)管路關(guān)閉；并使得在熱泵式空調(diào)在制冷操作中，第一和第二閥運行在散熱器循環(huán)模式，其中，該預(yù)熱器循環(huán)管路關(guān)閉，并且散熱器循環(huán)管路開啟。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括發(fā)動機；發(fā)電機，連接到該發(fā)動機的輸出軸，用于產(chǎn)生電；發(fā)動機冷卻熱交換器，用于吸收來自冷卻發(fā)動機的冷卻水的熱；廢氣熱交換器，用于吸收從該發(fā)動機排出的廢氣的熱；熱泵式空調(diào)，其使用從該發(fā)電機產(chǎn)生的電，該熱泵式空調(diào)包括壓縮機、方向閥、室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置、以及室外熱交換器；預(yù)熱器，用于預(yù)熱吹向室外熱交換器的空氣；用于排出熱的散熱器；以及熱傳遞裝置，在熱泵式空調(diào)制熱運行時，用于將通過發(fā)動機冷卻熱交換器吸收的熱和廢氣熱交換器吸收的熱的至少其中之一傳遞給預(yù)熱器，并在熱泵式空調(diào)制冷運行時，用于將通過發(fā)動機冷卻熱交換器吸收的熱傳遞給散熱器，并由此使傳遞到散熱器的熱從該散熱器排出。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括發(fā)動機；發(fā)電機，連接到該發(fā)動機的輸出軸，用于產(chǎn)生電；發(fā)動機冷卻熱交換器，用于從冷卻發(fā)動機的冷卻水中吸收熱量；廢氣熱交換器，用于從該發(fā)動機排出的廢氣中吸收熱量；熱泵式空調(diào)，其使用從該發(fā)電機產(chǎn)生的電，該熱泵式空調(diào)包括壓縮機、方向閥、室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置、以及室外熱交換器；壓縮機排出管加熱器，用于加熱通過壓縮機的排出管的制冷劑；用于排出熱的散熱器；以及熱傳遞裝置，在熱泵式空調(diào)制熱運行時，用于將發(fā)動機冷卻熱交換器吸收的熱和廢氣熱交換器吸收的熱的至少其中之一傳遞給壓縮機排出管加熱器，并在熱泵式空調(diào)制冷運行時，用于將發(fā)動機冷卻熱交換器吸收的熱傳遞給散熱器，并由此使傳遞到散熱器的熱從該散熱器排出。
根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)具有如下優(yōu)點在熱消耗裝置的制熱操作過程中，發(fā)動機冷卻熱交換器和廢氣熱交換器中的至少一個中的熱量被該熱消耗裝置利用；在熱消耗裝置的制冷操作過程中，該發(fā)動機冷卻熱交換器的熱傳遞給散熱器，以允許該傳遞的熱量從該散熱器排出，以便能夠最小化散熱器的尺寸和吹向散熱器的空氣的量，并能夠降低費用和噪音。
根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點熱消耗裝置是熱泵式空調(diào)，該空調(diào)包括壓縮機、方向閥、室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置、以及室外熱交換器，并且該熱泵式空調(diào)進一步包括預(yù)熱器，用于在熱泵式空調(diào)的制熱操作過程中，吸收來自該熱傳遞裝置的熱量，并由此預(yù)熱吹向室外熱交換器的空氣，以便可以在熱泵式空調(diào)的制熱過程中，防止室外熱交換器結(jié)霜。
此外，根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點熱消耗裝置是熱泵式空調(diào)，該空調(diào)包括壓縮機、方向閥、室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置、以及室外熱交換器，并且該熱泵式空調(diào)進一步包括壓縮機排出管加熱器，用于在熱泵式空調(diào)的制熱操作過程中，吸收來自該熱傳遞裝置的熱量，并由此加熱該壓縮機的排出管，使得可以在熱泵式空調(diào)的制熱操作中，增強室內(nèi)熱交換器的制熱性能。


通過結(jié)合附圖對本發(fā)明進行下面的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征、方面和優(yōu)點將變得更明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了包含于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱泵式空調(diào)處于制熱模式的狀態(tài)；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了熱泵式空調(diào)處于制冷模式的狀態(tài)；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了包含于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱泵式空調(diào)處于制熱模式的狀態(tài)；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了熱泵式空調(diào)處于制冷模式的狀態(tài)；圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了包含于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱泵式空調(diào)處于制熱模式的狀態(tài)；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了熱泵式空調(diào)處于制冷模式的狀態(tài)；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了包含于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱泵式空調(diào)處于制冷模式的狀態(tài)；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了包含于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱泵式空調(diào)處于制冷模式的狀態(tài)；
圖9是根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了包含于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱泵式空調(diào)處于制冷模式的狀態(tài)；具體實施方式
下面將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的實施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了包含于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱泵式空調(diào)處于制熱模式的狀態(tài)。圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了熱泵式空調(diào)處于制冷模式的狀態(tài)。
如圖1和圖2所示，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括發(fā)動機2；發(fā)電機10，連接到該發(fā)動機2的輸出軸，用于發(fā)電；發(fā)動機冷卻熱交換器20，用于吸收來自冷卻發(fā)動機2的冷卻水的熱量；以及廢氣熱交換器30，用于吸收從該發(fā)動機2排出的廢氣的熱。該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還包括熱消耗裝置40，可在制冷模式和制熱模式之間切換操作；用于排出熱的散熱器60；以及熱傳遞裝置，在熱消耗裝置40運行在制熱模式時，用于將發(fā)動機冷卻熱交換器20和廢氣熱交換器30吸收的熱量傳遞給熱消耗裝置40，并在熱消耗裝置40運行在制冷模式時，用于將發(fā)動機冷卻熱交換器20吸收的熱傳遞給散熱器60，并由此使傳遞到散熱器60的熱從該散熱器60排出。
該發(fā)動機2包括限定在發(fā)動機2內(nèi)部的燃燒室。
燃料管3和排氣管4連接到發(fā)動機2。該燃料管3適于給燃燒室供給燃料，例如液化氣或液化石油氣等。該排氣管4適于引導(dǎo)從該燃燒室排出的廢氣。
排氣管4設(shè)置于發(fā)動機2和廢氣熱交換器30之間。
該發(fā)動機冷卻熱交換器20通過水循環(huán)管路7和8連接到發(fā)動機2上，使得在冷卻發(fā)動機2時被加熱的冷卻水，在穿過發(fā)動機冷卻熱交換器20時，將熱量傳遞給發(fā)動機冷卻熱交換器20，并被再次循環(huán)進入到發(fā)動機2中。
冷卻水循環(huán)泵9連接到發(fā)動機2、發(fā)動機冷卻熱交換器20以及冷卻水循環(huán)管路7和8其中之一上。
該發(fā)電機10可以是交流(AC)發(fā)電機或直流(DC)發(fā)電機。
變換器12連接到發(fā)電機10，用于對從發(fā)電機10產(chǎn)生的電進行DC/AC轉(zhuǎn)換。
上述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可以實施為僅將發(fā)電機10產(chǎn)生的電供應(yīng)給熱消耗裝置40，或可選擇地將發(fā)電機10產(chǎn)生的電或從外部電源14供應(yīng)的電供應(yīng)給熱消耗裝置40。為了簡化描述，下面的說明中將僅給出從發(fā)電機10產(chǎn)生的電或從外部電源14供應(yīng)的電可選擇地供應(yīng)給熱消耗裝置40的情況。
電供應(yīng)開關(guān)16連接到外部電源14。該電供應(yīng)開關(guān)16具有通過供電線連接到熱消耗裝置40的輸出端17。該電供應(yīng)開關(guān)16還具有通過供電線連接到外部電源14的第一輸入端18，以及通過供電線連接到發(fā)電機10的第二輸入端19。
當電供應(yīng)開關(guān)16切換到外部供電模式時，該外部電源14的供電線和該熱消耗裝置40通過該電供應(yīng)開關(guān)16而連接。因此，在這種情況下，來自該外部電源14的電供應(yīng)到熱消耗裝置40。另一方面，當電供應(yīng)開關(guān)16切換到發(fā)電機供電模式時，該發(fā)電機10的供電線和該熱消耗裝置40通過電供應(yīng)開關(guān)16連接。因此，在這種情況下，來自該發(fā)電機10的電供應(yīng)到熱消耗裝置40。
為了便于描述，下面的說明中將僅給出從發(fā)電機10產(chǎn)生的電供應(yīng)給熱消耗裝置40的情況。
熱消耗裝置40包括熱泵式空調(diào)，其包括壓縮機41、方向閥42、室內(nèi)熱交換器43、膨脹裝置44以及室外熱交換器45。
該熱泵式空調(diào)40進一步包括室內(nèi)風(fēng)扇46，用于將室內(nèi)空氣吹向該室內(nèi)熱交換器43；以及室外風(fēng)扇47，用于將室外空氣吹向該室外熱交換器45。
該室內(nèi)熱交換器43和該室內(nèi)風(fēng)扇46組成了熱泵式空調(diào)40的室內(nèi)單元48。該壓縮機41、方向閥42、膨脹裝置44、室外熱交換器45、以及室外風(fēng)扇47組成了熱泵式空調(diào)40的室外單元49。
熱泵式空調(diào)40還包括預(yù)熱器52，用于接收來自熱傳遞裝置70的熱，并由此預(yù)加熱供給室外熱交換器45的空氣。
相對于朝向室外熱交換器45吹的室外空氣O的流動方向，該預(yù)熱器52設(shè)置的室外熱交換器45的上游，以加熱吹出的室外空氣O。
該散熱器60包括散熱器熱交換器62，連接到熱傳遞裝置70；以及散熱器風(fēng)扇64，用于將該室外空氣O吹向散熱器熱交換器62。
熱傳遞裝置70包括預(yù)熱器循環(huán)管路71和72，用于引導(dǎo)熱介質(zhì)在發(fā)動機冷卻熱交換器20、廢氣熱交換器30以及預(yù)熱器52中循環(huán)；散熱器循環(huán)管路73和74，用于引導(dǎo)該熱介質(zhì)在該發(fā)電機冷卻熱交換器20和該散熱器60中循環(huán)；以及熱介質(zhì)循環(huán)泵75，用于泵送該熱介質(zhì)，并由此使熱介質(zhì)在該預(yù)熱器循環(huán)管路71和72、或散熱器循環(huán)管路73和74中循環(huán)。
該散熱器循環(huán)管路73和74從熱介質(zhì)循環(huán)泵75和廢氣熱交換器30之間的預(yù)熱器循環(huán)管路71或72分支出來，并匯合到發(fā)動機冷卻熱交換器20上游的預(yù)熱器循環(huán)管路71或72。
該熱介質(zhì)循環(huán)泵75直接連接到發(fā)動機冷卻熱交換器20和廢氣熱交換器30之間的預(yù)熱器循環(huán)管路71或72。
該熱傳遞裝置70進一步包括閥裝置，用于開啟/關(guān)閉該預(yù)熱器循環(huán)管路71和72、或該散熱器循環(huán)管路73和74。
該閥裝置包括第一閥76，設(shè)置在散熱器循環(huán)管路73和74從該預(yù)熱器循環(huán)管路71或72分支的分支區(qū)域；以及第二閥77，設(shè)置在散熱器循環(huán)管路73和74匯合到預(yù)熱器循環(huán)管路71或72的匯合區(qū)域。
該熱傳遞裝置70進一步包括控制器80，用于控制第一和第二閥76和77的操作，使得在熱泵式空調(diào)40在制熱操作中，第一和第二閥76和77運行在預(yù)熱器循環(huán)模式，其中該預(yù)熱器循環(huán)管路71和72開啟，并且散熱器循環(huán)管路73和74關(guān)閉；并使得在熱泵式空調(diào)40在制冷操作中，第一和第二閥76和77運行在散熱器循環(huán)模式，其中該預(yù)熱器循環(huán)管路71和72關(guān)閉，并且散熱器循環(huán)管路73和74開啟。
下面將描述具有上述設(shè)置的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運行。
當燃料通過燃料管3供應(yīng)到發(fā)動機2時，隨后該發(fā)動機2被驅(qū)動，該發(fā)動機2的輸出軸旋轉(zhuǎn)，因此使得該發(fā)電機10發(fā)電。
從該發(fā)動機2排出的廢氣通過排氣管4進入到廢氣熱交換器30，并之后在經(jīng)過將其熱量釋放到廢氣熱交換器30之后排出到大氣中。
在發(fā)動機2運行過程中，冷卻水循環(huán)泵9運行時，在冷卻發(fā)動機2時被加熱的冷卻水通過冷卻水循環(huán)管路7進入到發(fā)動機冷卻熱交換器20，并之后在將其熱量釋放到發(fā)動機冷卻熱交換器20之后，通過冷卻水循環(huán)管路8循環(huán)到發(fā)動機2。
同時，當熱消耗裝置，即，熱泵式空調(diào)40運行在制熱模式時，該熱介質(zhì)循環(huán)泵75被驅(qū)動，該第一和第二閥76和77被控制以運行在預(yù)熱器循環(huán)模式。在這種情況下，方向閥42切換到制熱模式，并且該壓縮機41被驅(qū)動。
當該第一和第二閥76和77被控制在預(yù)熱器循環(huán)模式下運行時，該預(yù)熱器循環(huán)管路71和72開啟，并且該散熱器循環(huán)管路73和74關(guān)閉。
在熱介質(zhì)循環(huán)泵75的運行過程中，預(yù)熱器循環(huán)管路71內(nèi)的熱介質(zhì)在經(jīng)過發(fā)動機冷卻熱交換器20時吸收來自發(fā)動機冷卻熱交換器20的熱，在經(jīng)過廢氣熱交換器30時吸收來自廢氣熱交換器30的熱。
該熱介質(zhì)如上所述在吸收來自發(fā)動機冷卻熱交換器20和廢氣熱交換器30的熱之后，通過預(yù)熱器循環(huán)管路72供給到預(yù)熱器52，使得該熱介質(zhì)將吸收的熱釋放到預(yù)熱器52。之后，該熱介質(zhì)繞發(fā)動機冷卻熱交換器20循環(huán)。
因此，來自發(fā)動機冷卻熱交換器20和廢氣熱交換器30的廢熱被回收到熱介質(zhì)中，并將該回收的廢熱傳遞到預(yù)熱器52。當方向閥42切換到制熱模式時，并且在廢熱傳遞過程中該壓縮機41被驅(qū)動，該壓縮機41壓縮低溫低壓的制冷劑氣體，由此將該制冷劑氣體改變成高溫高壓的狀態(tài)。該高溫高壓的制冷劑氣體通過方向閥42供給到室內(nèi)熱交換器43，并在經(jīng)過室內(nèi)熱交換器43時將其熱量釋放到室內(nèi)空氣，使得制冷劑氣體冷凝到液態(tài)。
接下來，該冷凝的制冷劑在經(jīng)過膨脹裝置44時被膨脹，并之后供給到室外熱交換器45。該膨脹的制冷劑在經(jīng)過室外熱交換器45時吸收室外空氣的熱，使得制冷劑被蒸發(fā)。
該蒸發(fā)的制冷劑通過方向閥42循環(huán)進入到壓縮機41。
另一方面，吹向室外熱交換器45的室外空氣O通過預(yù)熱器52加熱。然后，該加熱的室外空氣O經(jīng)過室外熱交換器45，由此防止該室外熱交換器45結(jié)霜。
同時，在熱消耗裝置，即熱泵式空調(diào)40在制冷模式下的運行過程中，該熱介質(zhì)循環(huán)泵75被驅(qū)動。在這種情況下，該第一和第二閥76和77也被控制運行在散熱器循環(huán)模式下。此外，該散熱器風(fēng)扇64被驅(qū)動，該方向閥42切換到制冷模式，并且該壓縮機41被驅(qū)動。
當?shù)谝缓偷诙y76和77被控制在散熱器循環(huán)模式下運行，該預(yù)熱器循環(huán)管路71和72關(guān)閉，并且該散熱器循環(huán)管路73和74開啟，如圖2所示。
在熱介質(zhì)循環(huán)泵75的運行過程中，熱介質(zhì)在經(jīng)過發(fā)動機冷卻熱交換器20時吸收來自發(fā)動機冷卻熱交換器20的熱量，并之后通過散熱器循環(huán)管路73供應(yīng)給散熱器熱交換器62。
供應(yīng)到散熱器熱交換器62的熱介質(zhì)將從該發(fā)動機冷卻熱交換器20吸收的熱量傳遞給散熱器熱交換器62，并通過熱交換器循環(huán)管路74繞發(fā)動機冷卻熱交換器20循環(huán)。
在散熱器風(fēng)扇64的運行過程中，室外空氣吹向散熱器熱交換器20，接下來，該散熱器熱交換器20將熱量釋放到該吹出的室外空氣。
同時，當方向閥42切換到制冷模式時，并且壓縮機41被驅(qū)動，該壓縮機41壓縮低溫低壓的制冷劑氣體，由此，將該制冷劑氣體改變成高溫高壓的狀態(tài)。該高溫高壓的制冷劑氣體通過方向閥42后供給到室外熱交換器45，并在經(jīng)過室外熱交換器45時將其熱量釋放到室外空氣，使得制冷劑氣體冷凝到液態(tài)。
接下來，該冷凝的制冷劑在經(jīng)過膨脹裝置44時被膨脹，并之后供給到室內(nèi)熱交換器43。該膨脹的制冷劑在經(jīng)過室內(nèi)熱交換器43時吸收室內(nèi)空氣的熱量，使得制冷劑被蒸發(fā)。
該蒸發(fā)的制冷劑通過方向閥42循環(huán)進入到壓縮機41。
另一方面，廢氣熱交換器30將從廢氣中吸收的熱量排放到大氣中。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了包含于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱泵式空調(diào)處于制熱模式的狀態(tài)。圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了熱泵式空調(diào)處于制冷模式的狀態(tài)。
如圖3和圖4所示，該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括壓縮機排出管加熱器54，用于加熱通過壓縮機41的排出管41a的制冷劑；以及熱傳遞裝置70’，在熱消耗裝置，即熱泵式空調(diào)40的制熱操作過程中，該熱傳遞裝置70’將來自發(fā)動機冷卻熱交換器20的熱和來自廢氣熱交換器30的熱傳遞給壓縮機排出管加熱器54，并且在熱泵式空調(diào)40的制冷操作過程中，該熱傳遞裝置70’將來自發(fā)動機冷卻熱交換器20的熱傳遞給散熱器60，并由此使散熱器60排出該傳遞來的熱量。在有關(guān)除了壓縮機排出管加熱器54和熱傳遞裝置70’之外的發(fā)動機2和其他元件方面，該第二實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)與第一實施例具有相同的構(gòu)造和功能。因此，在該實施例中，使用相同的附圖標記表示與第一實施例中相應(yīng)的組成元件，并且省去了其詳細描述。
該壓縮機排出管加熱器54設(shè)置在壓縮機41的排出管41a的一側(cè)，或設(shè)置成環(huán)繞該壓縮機41的排出管41a。
熱傳遞裝置70’包括壓縮機排出管加熱器循環(huán)管路71’和72’，用于引導(dǎo)熱介質(zhì)在發(fā)動機冷卻熱交換器20、廢氣熱交換器30以及壓縮機排出管加熱器54中循環(huán)；散熱器循環(huán)管路73’和74’，用于引導(dǎo)該熱介質(zhì)在該發(fā)電機冷卻熱交換器20和該散熱器60中循環(huán)；以及熱介質(zhì)循環(huán)泵75’，用于泵送該熱介質(zhì)，并由此使熱介質(zhì)穿過該壓縮機排出管加熱器循環(huán)管路71’和72’、或散熱器循環(huán)管路73’和74’循環(huán)。
該散熱器循環(huán)管路73’和74’從熱介質(zhì)循環(huán)泵75’和廢氣熱交換器30之間的排出管加熱器循環(huán)管路71’或72’分支出來，并匯合到發(fā)動機冷卻熱交換器20上游的排出管加熱器循環(huán)管路71’或72’。
該熱介質(zhì)循環(huán)泵75’直接連接到發(fā)動機冷卻熱交換器20和廢氣熱交換器30之間的壓縮機排出管加熱器循環(huán)管路71’或72’。
該熱傳遞裝置70’進一步包括閥裝置，用于開啟/關(guān)閉該壓縮機排出管加熱器循環(huán)管路71’和72’、或該散熱器循環(huán)管路73’和74’。
該閥裝置包括第一閥76’，設(shè)置在散熱器循環(huán)管路73’和74’從該壓縮機排出管加熱器循環(huán)管路71’或72’分支的分支區(qū)域；以及第二閥77’，設(shè)置在散熱器循環(huán)管路73’和74’匯合到壓縮機排出管加熱器循環(huán)管路71’或72’的匯合區(qū)域。
該熱傳遞裝置70’進一步包括控制器80’，用于控制第一和第二閥76’和77’，使得在熱泵式空調(diào)40在制熱操作中，第一和第二閥76’和77’運行在壓縮機排出管加熱器循環(huán)模式，其中該壓縮機排出管加熱器循環(huán)管路71’和72’開啟，并且散熱器循環(huán)管路73’和74’關(guān)閉；并使得在熱泵式空調(diào)40在制冷操作中，第一和第二閥76’和77’運行在散熱器循環(huán)模式，其中該壓縮機排出管加熱器循環(huán)管路71’和72’關(guān)閉，并且散熱器循環(huán)管路73’和74’開啟。
在根據(jù)該實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，在熱泵式空調(diào)40的制熱操作中，當來自發(fā)動機冷卻熱交換器20的熱量傳遞到壓縮機排出管加熱器54時，經(jīng)過壓縮機41的排出管41a的制冷劑被壓縮機排出管加熱器54加熱。
加熱的制冷劑通過方向閥42穿過室內(nèi)熱交換器43，由此與制冷劑沒有被壓縮機排出管加熱器54加熱的情況相比，增加了室內(nèi)溫度。
其他操作和功能與第一實施例的相同，故省略了其詳細描述。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了包含于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱泵式空調(diào)處于制熱模式的狀態(tài)。圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了熱泵式空調(diào)處于制冷模式的狀態(tài)。
如圖5和圖6所示，該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括熱傳遞裝置70”，在熱消耗裝置，即熱泵式空調(diào)40的制熱操作過程中，該熱傳遞裝置70”將來自發(fā)動機冷卻熱交換器20的熱傳遞給熱泵式空調(diào)40，并由此允許該傳遞的熱被該熱泵式空調(diào)40利用，在熱泵式空調(diào)40的制冷操作過程中，該熱傳遞裝置70”將來自發(fā)動機冷卻熱交換器20的熱傳遞給散熱器60，并由此使散熱器60排出該傳遞的熱量。
該熱傳遞裝置70”包括連接發(fā)動機冷卻熱交換器20和預(yù)熱器52的預(yù)熱器循環(huán)管路71”和72”，用于引導(dǎo)熱介質(zhì)繞發(fā)動機冷卻熱交換器20和預(yù)熱器52且不經(jīng)過廢氣熱交換器30循環(huán)。
除了熱傳遞裝置70”之外，該第三實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)與第一實施例或第二實施例具有相同的構(gòu)造和功能。因此，在該實施例中，使用相同的附圖標記表示與第一或第二實施例中相應(yīng)的組成元件，并且省去了其詳細描述。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了包含于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱泵式空調(diào)處于制冷模式的狀態(tài)。
如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括多個發(fā)動機2、2’…。該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還包括連接到各自的發(fā)動機2、2’…的軸上的多個發(fā)電機10、10’…。除了發(fā)動機2、2’…和發(fā)電機10、10’…之外，該第四實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)與第一實施例至第三實施例中任一實施例具有相同的構(gòu)造和功能。因此，在該實施例中，使用相同的附圖標記表示與第一或第三實施例中相應(yīng)的組成元件，并且省去了其詳細描述。
根據(jù)制冷或制熱的負載，僅有一個或至少兩個以上的發(fā)動機2、2’…運行。
燃料管3、3’…連接到各個發(fā)動機2、2’…。此外，冷卻水循環(huán)管路對7和8、7’和8’…連接到各個的發(fā)動機2、2’…。
排氣管4、4’…并聯(lián)連接。
冷卻水循環(huán)管路7和8、7’和8’…并聯(lián)連接。
冷卻水循環(huán)泵9、9’…直接連接到各個冷卻水循環(huán)管路對7或8、冷卻水循環(huán)管路對7’或8’…。
除了使用多個發(fā)動機2、2’…、多個燃料管3、3’…、多個排氣管4、4’…、多個冷卻水循環(huán)管路7、8、7’、8’…，以及多個發(fā)電機10、10’…之外，該第四實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)與第一實施例至第三實施例中任一實施例具有相同的構(gòu)造和功能。因此，在該實施例中，使用相同的附圖標記表示與第一或第三實施例中相應(yīng)的組成元件，并且省去了其詳細描述。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了包含于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱泵式空調(diào)處于制冷模式的狀態(tài)。
如圖8所示，包含于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的熱消耗裝置，即熱泵式空調(diào)40是多用戶型(multi-type)的。也就是說，該熱泵式空調(diào)40包括多個室內(nèi)單元48、48’…，以及單個室外單元49。該室內(nèi)單元48、48’…分別包括并聯(lián)連接的室內(nèi)熱交換器43、43’…。
該室內(nèi)單元48、48’…還分別包括室內(nèi)鼓風(fēng)機46、46’…。
除了熱泵式空調(diào)40包括多個室內(nèi)單元48、48’…以及多個室內(nèi)熱交換器43、43’…之外，該實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)與第一實施例至第四實施例中的任一實施例具有相同的構(gòu)造和功能。因此，在本實施例中，使用相同的附圖標記表示與第一或第四實施例中相應(yīng)的組成元件，并且省去了其詳細描述。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，描述了包含于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱泵式空調(diào)處于制冷模式的狀態(tài)。
如圖9所示，包含于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的熱消耗裝置，即熱泵式空調(diào)40，包括多個室內(nèi)單元48、48’…，以及多個室外單元49、49’…。
在該熱泵式空調(diào)40中，分別包含于該室內(nèi)單元48、48’…的制冷劑管路可以并聯(lián)連接。分別包含于該室外單元49、49’…的制冷劑管路也可以并聯(lián)連接。下面將就每一室外單元49、49’…均連接到相應(yīng)的一個室內(nèi)單元48、48’…而組成一個空調(diào)裝置的情況進行描述，每一空調(diào)裝置獨立于其他空調(diào)裝置運行。
該室內(nèi)單元48、48’…包括各自的室內(nèi)熱交換器43、43’…，以及各自的室內(nèi)鼓風(fēng)機46、46’…。
該室外單元49、49’…包括各自的壓縮機41、41’…、方向閥42、42’…、各自的膨脹裝置44、44’…、各自的室外熱交換器45、45’…，以及各自的室外鼓風(fēng)機47、47’…。該室外單元49、49’…還分別包括預(yù)熱器52、52’…，或壓縮機排出管加熱器。
每一預(yù)熱器52、52’…均設(shè)置于其相關(guān)的室外熱交換器45、45’…的上游。
并聯(lián)連接的預(yù)熱器循環(huán)管路對71和72、71’和72’連接到各自的預(yù)熱器52、52’…，以引導(dǎo)熱介質(zhì)繞該預(yù)熱器52、52’…循環(huán)。
除了熱泵式空調(diào)40包括多個室內(nèi)單元48、48’…、多個室外單元49、49’…、多個預(yù)熱器52、52’…、以及多個預(yù)熱器循環(huán)管路71、72、71’、72’…之外，本實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)與第一實施例至第五實施例中的任一實施例具有相同的構(gòu)造和功能。因此，在本實施例中，使用相同的附圖標記表示與第一或第五實施例中相應(yīng)的組成元件，并且省去了其詳細描述。
根據(jù)以上任一個描述的實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)具有不同的效果。
也就是說，根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)具有如下優(yōu)點在熱消耗裝置的制熱操作過程中，發(fā)動機冷卻熱交換器和廢氣熱交換器的至少其中一個的熱量被該熱消耗裝置所利用，在熱消耗裝置的制冷操作過程中，該發(fā)動機冷卻熱交換器的熱量傳遞給散熱器，以允許該傳遞的熱從該散熱器排出，以便能夠最小化散熱器的尺寸和吹向散熱器的空氣的量，并能夠降低費用和噪音。
根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點熱消耗裝置是熱泵式空調(diào)，該空調(diào)包括壓縮機、方向閥、室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置以及室外熱交換器，并且該熱泵式空調(diào)進一步包括預(yù)熱器，用于在熱泵式空調(diào)的制熱操作過程中，吸收來自該熱傳遞裝置的熱量，并由此預(yù)熱吹向室外熱交換器的空氣，使得可以在熱泵式空調(diào)的制熱操作過程中，防止室外熱交換器結(jié)霜。
此外，根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點熱消耗裝置是熱泵式空調(diào)，該空調(diào)包括壓縮機、方向閥、室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置以及室外熱交換器，并且該熱泵式空調(diào)進一步包括壓縮機排出管加熱器，用于在熱泵式空調(diào)的制熱操作過程中，吸收來自該熱傳遞裝置的熱量，并由此加熱該壓縮機的排出管，使得在熱泵式空調(diào)的制熱操作中，可以增強室內(nèi)熱交換器的制熱性能。
雖然為了說明的目的，揭示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以了解，在不脫離如所附權(quán)利要求揭示的范圍和構(gòu)思的情況下，可以對本發(fā)明進行各種改型、添加和替換。
權(quán)利要求
1.一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括一發(fā)動機；一發(fā)電機，連接到該發(fā)動機的輸出軸，用于發(fā)電；一發(fā)動機冷卻熱交換器，用于從冷卻該發(fā)動機的冷卻水中吸收熱量；一廢氣熱交換器，用于從該發(fā)動機排出的廢氣中吸收熱量；一熱消耗裝置，在制冷模式和制熱模式之間可切換地運行；一散熱器，用于排出熱量；以及一熱傳遞裝置，在該熱消耗裝置運行在制熱模式時，用于將該發(fā)動機冷卻熱交換器吸收的熱量和該廢氣熱交換器吸收的熱量的至少其中之一傳遞給該熱消耗裝置，并由此允許該熱消耗裝置利用該傳遞來的熱量；并在該熱消耗裝置運行在制冷模式時，將該發(fā)動機冷卻熱交換器吸收的熱量傳遞給該散熱器，并由此使傳遞到該散熱器的熱量從該散熱器排出。
2.如權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中該熱消耗裝置是熱泵式空調(diào)，其包括壓縮機、方向閥、室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置以及室外熱交換器。
3.如權(quán)利要求2所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中該熱泵式空調(diào)使用該發(fā)電機所發(fā)的電。
4.如權(quán)利要求2所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中該熱泵式空調(diào)進一步包括預(yù)熱器，用于接收來自該熱傳遞裝置的熱，并由此預(yù)熱吹向該室外熱交換器的空氣。
5.如權(quán)利要求2所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中該熱泵式空調(diào)進一步包括壓縮機排出管加熱器，用于接收來自該熱傳遞裝置的熱量，并由此加熱經(jīng)過該壓縮機的排出管的制冷劑。
6.如權(quán)利要求2至5中任一項所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中該發(fā)動機、發(fā)電機、壓縮機、方向閥、室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置以及室外熱交換器的至少其中之一包括多個。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中該散熱器包括散熱器熱交換器，連接到該熱傳遞裝置；以及散熱器風(fēng)扇，用于將室外空氣吹向該散熱器熱交換器。
8.如權(quán)利要求4所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中該熱傳遞裝置包括一預(yù)熱器循環(huán)管路，用于引導(dǎo)該熱介質(zhì)在該發(fā)動機冷卻熱交換器、該廢氣熱交換器以及該預(yù)熱器之間循環(huán)；一散熱器循環(huán)管路，用于引導(dǎo)該熱介質(zhì)在該發(fā)動機冷卻熱交換器和該散熱器之間循環(huán)；以及一熱介質(zhì)循環(huán)泵，用于泵送該熱介質(zhì)，并由此使該熱介質(zhì)沿該預(yù)熱器循環(huán)管路或該散熱器循環(huán)管路循環(huán)。
9.如權(quán)利要求8所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中該熱介質(zhì)循環(huán)泵直接連接到位于該發(fā)動機冷卻熱交換器和該廢氣熱交換器之間的預(yù)熱器循環(huán)管路上；以及該散熱器循環(huán)管路從位于該熱介質(zhì)循環(huán)泵和該廢氣熱交換器之間的該預(yù)熱器循環(huán)管路分支出來，并匯合到該發(fā)動機冷卻熱交換器上游的預(yù)熱器循環(huán)管路。
10.如權(quán)利要求9所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中，該熱傳遞裝置進一步包括閥裝置，用于開啟/關(guān)閉該預(yù)熱器循環(huán)管路或該散熱器循環(huán)管路。
11.如權(quán)利要求10所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中，該閥裝置包括一第一閥，設(shè)置在該散熱器循環(huán)管路從該預(yù)熱器循環(huán)管路分支的分支區(qū)域；以及一第二閥，設(shè)置在該散熱器循環(huán)管路匯合到預(yù)熱器循環(huán)管路的匯合區(qū)域。
12.如權(quán)利要求11所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中，該熱傳遞裝置進一步包括一控制器，用于控制該第一和第二閥，使得該熱泵式空調(diào)在制熱操作中，第一和第二閥運行在預(yù)熱器循環(huán)模式，其中該預(yù)熱器循環(huán)管路開啟，且該散熱器循環(huán)管路關(guān)閉；并使得熱泵式空調(diào)在制冷操作中，該第一和第二閥運行在散熱器循環(huán)模式，其中該預(yù)熱器循環(huán)管路關(guān)閉，并且該散熱器循環(huán)管路開啟。
13.一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括一發(fā)動機；一發(fā)電機，連接到該發(fā)動機的輸出軸，用于發(fā)電；一發(fā)動機冷卻熱交換器，用于從冷卻該發(fā)動機的冷卻水中吸收熱量；一廢氣熱交換器，用于從該發(fā)動機排出的廢氣中吸收熱量；一熱泵式空調(diào)，其使用該發(fā)電機產(chǎn)生的電，該熱泵式空調(diào)包括壓縮機、方向閥、室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置以及室外熱交換器；一預(yù)熱器，用于預(yù)熱吹向該室外熱交換器的空氣；一散熱器，用于排出熱量；以及一熱傳遞裝置，在該熱泵式空調(diào)的制熱操作中，用于將該發(fā)動機冷卻熱交換器吸收的熱量和該廢氣熱交換器吸收的熱量的至少其中之一傳遞給該預(yù)熱器；并在該熱泵式空調(diào)的制冷操作中，將該發(fā)動機冷卻熱交換器吸收的熱量傳遞給該散熱器，并由此使傳遞到該散熱器的熱量從該散熱器中排出。
14.一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括一發(fā)動機；一發(fā)電機，連接到該發(fā)動機的輸出軸，用于發(fā)電；一發(fā)動機冷卻熱交換器，用于從冷卻該發(fā)動機的冷卻水中吸收熱量；一廢氣熱交換器，用于從該發(fā)動機排出的廢氣中吸收熱量；一熱泵式空調(diào)，其使用該發(fā)電機產(chǎn)生的電，該熱泵式空調(diào)包括壓縮機、方向閥、室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置以及室外熱交換器；一壓縮機排出管加熱器，用于加熱通過該壓縮機的排出管的制冷劑；一散熱器，用于排出熱量；以及一熱傳遞裝置，在該熱泵式空調(diào)的制熱操作中，用于將該發(fā)動機冷卻熱交換器吸收的熱量和該廢氣熱交換器吸收的熱量的至少其中之一傳遞給該壓縮機排出管加熱器；并在該熱泵式空調(diào)的制冷操作中，將該發(fā)動機冷卻熱交換器吸收的熱量傳遞給該散熱器，并由此使傳遞到該散熱器的熱量從該散熱器中排出。
全文摘要
一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中在熱消耗裝置的制熱操作中，發(fā)動機冷卻熱交換器的熱量和廢氣熱交換器的熱量的至少其中之一被該熱消耗裝置利用，并在熱消耗裝置的制冷操作中，發(fā)動機冷卻熱交換器的熱量傳遞給散熱器，以允許傳遞到散熱器的熱量從該散熱器排出，使得能夠最小化散熱器的尺寸和吹向散熱器的空氣的量，并能夠降低費用和噪音。
文檔編號F25B30/02GK1737465SQ20051000824
公開日2006年2月22日 申請日期2005年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月17日
發(fā)明者金哲民, 高哲洙, 河深復(fù), 鄭百永 申請人:Lg電子株式會社