CN1786617A - 热电联合*** - Google Patents

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Abstract

一种热电联合***，其包括：发电机；驱动源，其用来驱动发电机，并且从而使发电机产生电能，该驱动源在驱动源的运行期间产生废热；热泵型空调，其包括压缩机、四通阀、室内热交换器、膨胀设备和室外热交换器；加热器，其对在完成与室内热交换器的热交换之后经过室内热交换器周围的空气进行加热；和废热回收器，其在热泵型空调的加热操作期间回收驱动源的废热并且将回收的废热供应至加热器。驱动源的废热能被重新用来加热经过室内热交换器的空气，因此增大了热泵型空调的加热性能。

Description

热电联合***
技术领域
本发明涉及一种包括有热泵型空调的热电联合***，并且更具体地涉及一种热电联合***，其中适于驱动发电机的驱动源的废热被用于加热室内空气，并且从而最大化包括在热电联合***中的热泵型空调的加热效率。
背景技术
通常，热电联合***包括发动机、发电机，其利用从发动机输出的旋转力产生电能、热泵型空调，其随着从发电机产生的电能而运转并且在冷却和加热模式之间切换、贮热罐，其对水进行加热以供应热水、以及供热管线，其供应从发动机排出的废气中的热以及用来冷却发动机的冷却水中的热。
发电机具有连接于发动机输出轴的转子。
热泵型空调包括压缩机、四通阀、室内热交换器、膨胀设备以及室外热交换器，它们通过致冷剂管道顺序连接。
下文中将描述具有上述构造的常规热电联合***的运行。
当发动机驱动时，发电机的转子被发动机的输出轴转动，因此发电机产生电能。所产生的电能用来运转热泵型空调或诸如电灯的各种电器。
同时，发动机所产生的废热由供热管线供应至贮热罐以使得所供应的废气用作热源来对水进行加热以供应热水。
当热泵型空调在加热模式下运转时，压缩机被驱动来压缩致冷剂。此时，四通阀建立流动路径以允许压缩的致冷剂被以此顺序循环通过室内热交换器、膨胀设备、室外热交换器和压缩机。室内热交换器用作加热室内空气的冷凝器。
另一方面，当热泵型空调在制冷模式下运转时，压缩机被驱动来压缩致冷剂。此时，四通阀建立流动路径以允许压缩的致冷剂被以此顺序循环通过室外热交换器、膨胀设备、室内热交换器和压缩机。室内热交换器用作冷却室内空气的蒸发器。
然而，上述常规热电联合***具有低***效率的问题，因为发动机的废热仅仅用来对用于热水供应的水进行加热。
发明内容
本发明正是考虑到上述问题而作出的，并且其目标是提供一种热电联合***，其中在包括在热电联合***中的热泵型空调的加热运行期间，包括在热电联合***中的驱动源的废热用来加热室内空气，并且因此，最大化了热泵型空调的加热效率。
根据本发明，这个目标是通过提供一种热电联合***而完成的，该热电联合***包括：发电机；驱动源，其操作用来驱动发电机，并且从而使发电机产生电能，该驱动源在驱动源的运行期间产生废热；热泵型空调，其包括压缩机、四通阀、室内热交换器、膨胀设备和室外热交换器；加热器，其对在完成与室内热交换器的热交换之后经过室内热交换器周围的空气进行加热；和废热回收器，其在热泵型空调的加热操作期间回收驱动源的废热并且将回收的废热供应至加热器。
加热器可与室内热交换器成整体。
加热器可与室内热交换器分开。
废热回收器可包括：废气热交换器，其从由驱动源排出的废气中吸收热；冷却水热交换器，其从用来冷却驱动源的冷却水中吸收热；以及传热单元，其将热从废气热交换器和冷却水热交换器中的至少一个传递至加热器。
传热单元可以还包括：载热体循环管道，其如此地导向用于载热体循环的载热体以使得载热体经过废气热交换器同时被废气热交换器所加热，供给至加热器以将热传递至加热器，并且随后被返回至废气热交换器；和载热体循环泵，其泵送用于载热体循环的载热体。
传热单元可以还包括：冷却热交换器，其在热泵型空调的制冷操作期间对由废气热交换器加热的载热体进行冷却；和冷却热交换器循环管道，其连接于载热体循环管道以将待循环的载热体导向通过废气热交换器和冷却热交换器。
传热单元可以还包括：阀单元，其如此地控制载热体循环管道和冷却热交换器循环管道以使得载热体在热泵型空调的加热操作期间被循环通过废气热交换器和加热器，以及在热泵型空调的制冷操作期间被循环通过废气热交换器和冷却热交换器。
热电联合***可以还包括：吸入侧过热热交换器，其在热泵型空调的加热操作期间对被吸入压缩机的致冷剂进行加热；第二载热体循环管道，其如此地导向用于第二载热体循环的第二载热体以使得第二载热体经过冷却水热交换器同时被冷却水热交换器所加热，供给至吸入侧过热热交换器以将热传递至吸入侧过热热交换器，并且随后被返回至冷却水热交换器；和第二载热体循环泵，其泵送用于第二载热体循环的第二载热体。
热电联合***可以还包括：第二冷却热交换器，其在热泵型空调的制冷操作期间对由冷却水热交换器加热的第二载热体进行冷却；和第二冷却热交换器循环管道，其连接于第二载热体循环管道以将待循环的第二载热体导向通过冷却水热交换器和第二冷却热交换器。
热电联合***可以还包括：第二阀单元，其如此地控制第二载热体循环管道和第二冷却热交换器循环管道以使得第二载热体在热泵型空调的加热操作期间被循环通过冷却水热交换器和吸入侧过热热交换器，以及在热泵型空调的制冷操作期间被循环通过冷却水热交换器和第二冷却热交换器。
热电联合***可以还包括：致冷剂控制器，其控制朝着压缩机供应的致冷剂以便在热泵型空调的加热操作期间经过吸入侧过热热交换器之后被吸入压缩机，以及在热泵型空调的制冷操作期间被吸入压缩机而不经过吸入侧过热热交换器。
致冷剂控制器可包括：旁路管道，其将朝着压缩机供应的致冷剂导向为绕过吸入侧过热热交换器；和第三阀单元，其允许朝着压缩机供应的致冷剂经过吸入侧过热热交换器和旁路管道中选定的一个。
驱动源可以为发动机或燃料电池。
热泵型空调可使用由发电机所产生的电能。
驱动源、发电机、热泵型空调和加热器中的至少一个可包括有多个同样的部件。
根据本发明的热电联合***具有优点：驱动发电机的驱动源的废热被重新使用来加热经过室内热交换器的空气，因此增大了包括室内热交换器的热泵型空调的加热性能。
而且，根据本发明的热电联合***具有优点：除了驱动源的废气的废热之外，驱动源的冷却水的废热被重新利用，以再次加热经过室内热交换器的空气，因此最大化了热泵型空调的加热性能。
另外，根据本发明的热电联合***具有优点：驱动源的废气的废热被重新利用以再次加热经过室内热交换器的空气，并且驱动源的冷却水的废热被重新利用以对被吸引入压缩机的致冷剂进行加热，因此获得了最大的***效率。
附图说明
在阅读以下结合附图的详细描述之后，本发明的以上目标以及其它特征和优点将会变得更加明显，在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在加热模式下时的状态；
图2是根据本发明第一实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在制冷模式下时的状态；
图3是根据本发明第二实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在加热模式下时的状态；
图4是根据本发明第二实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在制冷模式下时的状态；
图5是根据本发明第三实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在加热模式下时的状态；
图6是根据本发明第三实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在制冷模式下时的状态；
图7是根据本发明第四实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在加热模式下时的状态；
图8是根据本发明第五实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在加热模式下时的状态；以及
图9是根据本发明第六实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在加热模式下时的状态。
具体实施方式
下文中将参考附图描述根据本发明的热电联合***的示例性实施例。在以下描述中，同样的元件涉及相同的名称并被标识为相同的附图标记，并且不进行重复性的描述。
图1是根据本发明第一实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在加热模式下时的状态。图2是根据本发明第一实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在制冷模式下时的状态。
如图1和2所示，根据本发明第一实施例的热电联合***包括发电机2，以及驱动源10，其用来驱动发电机2以产生电能并且在其运行期间产生废热。热电联合***还包括热泵型空调40，其包括压缩机41、四通阀42、室内热交换器43、膨胀设备44和室外热交换器45；适于对已经在完成与室内热交换器43的热交换之后经过室内热交换器43周围的空气进行加热的加热器50；适于回收驱动源10的废热并将回收的废热供应至加热器50的废热回收器60。
发电机2可以是交流发电机或直流发电机。发电机2包括有连接于驱动源10的输出轴的转子，因此发电机2在输出轴的旋转期间产生电能。
驱动源10包括发动机、燃料电池等。下文中的描述只是结合驱动源10包括发动机的情况给出。
发动机10包括限定在发动机10内部的燃烧室。
燃料管13和排气管14连接于发动机10。燃料管13适于将比如液化气或液化石油气等燃料供应入燃烧室。排气管14适于导向从燃烧室排出的废气。
排气管14布置在发动机10和废气热交换器62之间，以便将从发动机10排出的废气E导向至废气热交换器62。在下文中将详细描述废气热交换器62。
发动机10通过冷却水循环管道17和18与冷却水热交换器64相连，以便在发动机和冷却水热交换器64之间循环冷却水。也就是，在冷却发动机10的同时被加热的冷却水经由冷却水循环管道18被供给至冷却水热交换器64，并且随后在将热传递至冷却水热交换器64之后经由冷却水循环管道17被返回至发动机10。
为了冷却水的循环，冷却水循环泵19连接于发动机10、冷却水热交换器64以及冷却水循环管道17和18之一。
热泵型空调40通过动力管线与发电机10相连，以使用由发电机2产生的电能。
当热泵型空调40在加热模式下运行时，致冷剂被压缩机41所压缩，并且随后以此顺序被循环通过四通阀42、室内热交换器43、膨胀设备44、室外热交换器45、四通阀42和压缩机41，如图1所示。在此情况下，室外热交换器45用作蒸发器，而室内热交换器43用作将热排放入室内空气的冷凝器。
另一方面，当热泵型空调40在制冷模式下运行时，致冷剂被压缩机41所压缩，并且随后以此顺序被循环通过四通阀42、室外热交换器45、膨胀设备44、室内热交换器43、四通阀42和压缩机41，如图2所示。在此情况下，室外热交换器45用作冷凝器，而室内热交换器43用作从室内空气吸热的蒸发器。
室内风扇47布置在室内热交换器43附近以迫使室内空气I经过室内热交换器43周围。室内热交换器43和室内风扇47构成了热泵型空调40的室内单元46。
室外风扇49布置在室外热交换器45附近以迫使室外空气O经过室外热交换器45周围。室外风扇49与压缩机41、四通阀42以及室外热交换器45一起构成了热泵型空调40的室外单元48。
室内热交换器43和加热器50可以彼此分离或者也可以彼此成整体。
当室内热交换器43和加热器50彼此分离时，室内热交换器43具有包括有致冷剂管和多个风扇的构造，致冷剂经过该致冷剂管，该风扇促进致冷剂管的热传递。在此情况下，加热器50具有包括有载热体管和多个风扇的构造，载热体经过该载热体管，该风扇促进载热体管的热传递。
室内热交换器43和加热器50可以彼此分离预定的距离，或者可以布置为彼此相接触。
另一方面，当室内热交换器43和加热器50彼此成整体时，其整体结构包括载热体经过的载热体管、致冷剂经过的致冷剂管、以及多个共用风扇，该共用风扇布置为与载热体管和致冷剂管都接触以促进载热体管的热传递和致冷剂管的热传递。
加热器50如此地安装在室内单元46里以使得对于室内空气I朝着室内热交换器43吹动的流动方向来说，加热器50布置在室内热交换器43的下游。
废热回收器60包括适于由从驱动源10，尤其是发动机，排出的废气中吸热的废气热交换器62，以及适于由用于冷却驱动源10，尤其是发动机，的冷却水中吸热的冷却水热交换器64。
排气管63连接于废气热交换器62以导向废气经过废气热交换器62周围。
废热回收器60还包括传热单元70，其适于将热从废气热交换器62和冷却水热交换器64中的至少一个传递至加热器50。
传热单元70可被构造为将热仅仅从废气热交换器62传递至加热器50，仅仅从冷却水热交换器64传递至加热器50，或者将热从废气热交换器62和冷却水热交换器64传递至加热器50。以下描述仅仅是结合传热单元70将热从废气热交换器62和冷却水热交换器64传递至加热器50的情况给出。
传热单元70包括载热体循环管道71、72和73以便为了载热体的循环而如此地导向载热体以使得载热体顺序地经过冷却水热交换器64和废气热交换器62同时被冷却水热交换器64和废气热交换器62所加热，供给至加热器50以加热该加热器50，并且随后返回至冷却水热交换器64。传热单元70还包括有载热体循环泵74以便为了载热体的循环而泵送载热体。
传热单元70还包括冷却热交换器80，其适于在热泵型空调40的制冷操作期间对由冷却水热交换器64和废气热交换器62所加热的载热体进行冷却。
冷却热交换器80如此地安装在贮热罐的内部以使得冷却热交换器80将从冷却水热交换器64和废气热交换器62吸收的热传递至贮热罐，或者将所吸收的热排出到大气中。以下描述仅仅是结合冷却热交换器80用作散热式热交换器的情况给出。
传热单元70还包括散热风扇81以将室外空气吹向冷却热交换器80。
传热单元70还包括冷却热交换器循环管道82和83，其分别连接于载热体循环管道72和73以将待循环的载热体导向通过冷却水热交换器64、废气热交换器62和冷却热交换器80。
冷却热交换器循环管道82的一端连接于废气热交换器62和加热器50之间的载热体循环管道72。冷却热交换器循环管道83的一端连接于冷却热交换器循环管道82的另一端，其另一端连接于加热器50和冷却水热交换器64之间的载热体循环管道73。
传热单元70还包括有阀单元，其适于如此地控制载热体循环管道72和73以及冷却热交换器循环管道82和83的打开/关闭以使得载热体在热泵型空调40的加热操作期间被循环通过冷却水热交换器64、废气热交换器62和加热器50，以及在热泵型空调40的制冷操作期间被循环通过冷却水热交换器64、废气热交换器62和冷却热交换器80。
阀单元包括布置在载热体循环管道71、72和73之一的一部分上的第一阀85，以及布置在载热体循环管道71、72和73中另一个的一部分上的第二阀88，冷却热交换器循环管道82的一端连接于该第一阀，以允许由废气热交换器62所加热的载热体被供应至冷却热交换器80或加热器50，冷却热交换器循环管道83的另一端连接于该第二阀，以允许自加热器50出现的载热体被供应至冷却水热交换器64而没有被供应至冷却热交换器80，或者以允许自冷却热交换器80出现的载热体被供应至冷却水热交换器64而没有被供应至加热器50。
根据本发明第一实施例的热电联合***还包括有控制器以控制热泵型空调40。在热泵型空调40的加热操作期间，该控制器控制载热体循环泵74运行，以及控制第一阀85和第二阀88在加热模式下运行。而且，在热泵型空调40的制冷操作期间，该控制器控制载热体循环泵74运行，以及控制第一阀85和第二阀88在制冷模式下运行。
在下文中，将描述根据本发明第一实施例的热电联合***的运行。
当燃料经由燃料管13被供应至发动机10时，发动机10被驱动，因此发动机10的输出轴被旋转，从而使发电机2产生电能。
在发动机10的运行期间从发动机10排出的废气在经过废气热交换器62时将热释放给废气热交换器62，并且随后被排放到大气中。
在发动机10的运行期间，冷却水泵19被驱动，因此在冷却发动机10的同时被加热的冷却水经由冷却水循环管道18被供给至冷却水热热交换器64，如图1和2所示。在将热释放至冷却水热交换器64之后，冷却水经由冷却水循环管道17被返回至发动机10。
同时，当热泵型空调40在加热模式下运行时，压缩机41被发电机2所产生的电能驱动。在此情况下，四通阀42被切换至加热模式，并且室内风扇47和室外风扇49被驱动，如图1所示。而且，第一阀85和第二阀88被控制为在加热模式下运行，并且载热体循环泵74被驱动。
当四通阀42在压缩机41运行的情况下被切换至加热模式时，在压缩机41中被压缩的致冷剂以此顺序经过四通阀42、室内热交换器43、膨胀设备44、室外热交换器45和四通阀42，并且随后返回至压缩机41。在此情况下，室内热交换器43用作冷凝器以加热室内空气。
第一阀85和第二阀88在分别打开载热体循环管道72和73时分别关闭冷却热交换器循环管道82和83。载热体循环泵74泵送载热体。
由载热体循环泵74泵送的载热体在经过冷却水热交换器64时被加热，并且随后经由载热体循环管道71被引入废气热交换器62。载热体再次被废气热交换器62加热，并且随后经由载热体循环管道72被引入加热器50。
通过载热体循环管道72被引入加热器50的载热体在经过加热器50时再次加热由室内热交换器53所加热的室内空气，从而实现加热性能的提高。载热体通过载热体循环管道73返回至冷却水热交换器64。
另一方面，当热泵型空调40在制冷模式下运行时，压缩机41被发电机2所产生的电能驱动。在此情况下，四通阀42被切换至制冷模式，并且室内风扇47和室外风扇49被驱动，如图2所示。而且，第一阀85和第二阀88被控制为在制冷模式下运行，并且载热体循环泵74被驱动。散热风扇81也被转动。
当四通阀42在压缩机41运行的情况下被切换至制冷模式时，在压缩机41中被压缩的致冷剂以此顺序经过四通阀42、室外热交换器45、膨胀设备44、室内热交换器43和四通阀42，并且随后返回至压缩机41。在此情况下，室内热交换器43用作蒸发器以冷却室内空气。
第一阀85和第二阀88在分别关闭载热体循环管道72和73时分别打开冷却热交换器循环管道82和83。载热体循环泵74泵送载热体。
由载热体循环泵74泵送的载热体在经过冷却水热交换器64时被加热，并且随后经由载热体循环管道71被引入废气热交换器62。载热体再次被废气热交换器62加热，并且随后通过冷却热交换器循环管道82被引入冷却热交换器80。
通过冷却热交换器循环管道82被引入冷却热交换器80的载热体在经过冷却热交换器82时根据散热风扇81的旋转排出热。载热体通过冷却热交换器循环管道83返回至冷却水热交换器64。
图3是根据本发明第二实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在加热模式下时的状态。图4是根据本发明第二实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在制冷模式下时的状态。
在根据这个实施例的热电联合***中，如图3和4所示，在热泵型空调40的加热操作期间，来自废气热交换器62和冷却水热交换器64之一的热被回收以供应至加热器50，并且来自废气热交换器62和冷却水热交换器64中另一个的热被排放到大气中。以下描述只是结合其中废气热交换器62的热被传递单元70`回收并被供应至加热器50而冷却水热交换器64的热被排放到大气中的情况给出。
传热单元70`包括有散热风扇65以将用于冷却驱动源10的冷却水的热，也就是冷却水热交换器64的热，排出到大气中。
传热单元70`还包括有载热体循环管道72`和73`以便为了载热体的循环而如此地导向由废气热交换器62加热的载热体以使得载热体在将热传递至加热器50之后被返回至废气热交换器62，以及还包括有为了载热体的循环而泵送载热体的载热体循环泵74`。
传热单元70`还包括冷却热交换器80`，其适于在热泵型空调40的制冷操作期间冷却由废气热交换器62所加热的载热体。
传热单元70`还包括散热风扇81`以将室外空气吹向冷却热交换器80`。
传热单元70`还包括冷却热交换器循环管道82`和83`，其分别连接于载热体循环管道72`和73`以将待循环的载热体导向通过废气热交换器62和冷却热交换器80`。
冷却热交换器循环管道82`的一端连接于载热体循环管道72`。冷却热交换器循环管道83`的一端连接于冷却热交换器循环管道82`的另一端，其另一端连接于载热体循环管道73`。
传热单元70`还包括有阀单元，其适于如此地控制载热体循环管道72`和73`以及冷却热交换器循环管道82`和83`的打开/关闭以使得载热体在热泵型空调40的加热操作期间被循环通过废气热交换器62和加热器50，以及在热泵型空调40的制冷操作期间被循环通过废气热交换器62和冷却热交换器80`。
阀单元包括布置在载热体循环管道72`和73`之一的一部分上的第一阀85`，以及布置在载热体循环管道72`和73`中另一个的一部分上的第二阀86`，冷却热交换器循环管道82`的一端连接于该第一阀，以允许由废气热交换器62`所加热的载热体被供应至冷却热交换器80`或加热器50，冷却热交换器循环管道83`的另一端连接于该第二阀，以允许自加热器50出现的载热体被供应至废气热交换器62而没有被供应至冷却热交换器80`，或者以允许自冷却热交换器80`出现的载热体被供应至废气热交换器62而没有被供应至加热器50。
除了散热器90之外，第二实施例的热电联合***就发电机2、驱动源10、热泵型空调40、加热器50、废气热交换器62和冷却水热交换器64而言具有与第一实施例相同的构造和功能。于是，第二实施例分别相当于第一实施例的构件被标识为相同的附图标记，并且不再给出详细的描述。
当热泵型空调40在加热模式下运行时，第一阀85`和第二阀86`被控制为在加热模式下运行，并且载热体循环泵74`被驱动，如图3所示。传热单元70`的散热风扇65被转动。
第一阀85`和第二阀86`在分别打开载热体循环管道72`和73`时分别关闭冷却热交换器循环管道82`和83`。载热体循环泵74`泵送载热体。
由载热体循环泵74`泵送的载热体在经过废气热交换器62时被加热，并且随后经由载热体循环管道72`被引入加热器50。类似于第一实施例，通过载热体循环管道72`被引入加热器50的载热体在经过加热器50时再次加热由室内热交换器53所加热的室内空气，从而实现加热性能的提高。载热体通过载热体循环管道73`返回至废气热交换器62。
其中，传递至冷却水热交换器64的热在散热风扇65的旋转期间被排出到大气中。
另一方面，当热泵型空调40在制冷模式下运行时，第一阀85`和第二阀86`被控制为在制冷模式下运行，并且载热体循环泵74`被驱动，如图4所示。传热单元70`的散热风扇65和81`也被转动。
第一阀85`和第二阀86`在分别关闭载热体循环管道72`和73`时分别打开冷却热交换器循环管道82`和83`。载热体循环泵74`泵送载热体。
由载热体循环泵74`泵送的载热体在经过废气热交换器62时被加热，并且随后经由载热体循环管道82`被引入冷却热交换器80`。载热体在经过冷却热交换器80`时根据散热风扇81`的旋转释放热。此后，载热体通过冷却热交换器循环管道83`返回至废气热交换器62。
其中，传递至冷却水热交换器64的热在散热风扇65的旋转期间被排出到大气中。
图5是根据本发明第三实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在加热模式下时的状态。图6是根据本发明第三实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在制冷模式下时的状态。
在根据这个实施例的热电联合***中，如图5和6所示，在热泵型空调40的加热操作期间，来自废气热交换器62和冷却水热交换器64之一的热被回收以供应至加热器50，并且来自废气热交换器62和冷却水热交换器64中另一个的热被回收以供应至被吸入压缩机41的致冷剂。以下描述只是结合其中废气热交换器62的热被第一传递单元，即传热单元70`，回收并被供应至加热器50而冷却水热交换器64的热被第二传递单元100回收并被供应至被吸入压缩机41的致冷剂的情况给出。
第三实施例的热电联合***就发电机2、驱动源10、热泵型空调40、加热器50、废气热交换器62和冷却水热交换器64而言具有与第一实施例相同的构造和功能。于是，第三实施例分别相当于第一实施例的构件被标识为相同的附图标记，并且不再给出详细的描述。而且，第三实施例的热电联合***就传热单元70`而言具有与第二实施例相同的构造和功能。于是，第三实施例分别相当于第二实施例的构件被标识为相同的附图标记，并且不再给出详细的描述。
第二传热单元100包括有在热泵型空调40的加热操作期间对吸入压缩机41的致冷剂进行加热的吸入侧过热热交换器102、为了第二载热体的循环而如此地导向由冷却水热交换器64所加热的第二载热体以使得第二载热体在将热传递给吸入侧过热热交换器102之后返回到冷却水热交换器64的第二载热体循环管道104和106，以及为了第二载热体的循环而泵送第二载热体的第二载热体循环泵108。
第二传热单元100还包括第二冷却热交换器112，其适于在热泵型空调40的制冷操作期间对由冷却水热交换器64所加热的第二载热体进行冷却。
第二冷却热交换器112如此地安装在贮热罐内部以使得第二冷却热交换器112将从冷却水热交换器64吸收的热传递至贮热罐，或者将所吸收的热排出到大气中。以下描述仅仅是结合第二冷却热交换器112用作散热式热交换器的情况给出。
第二传热单元100还包括散热风扇113以将室外空气吹向第二冷却热交换器112。
第二传热单元100还包括第二冷却热交换器循环管道114和116，其分别连接于第二载热体循环管道104和106以将待循环的第二载热体导向通过冷却水热交换器64和第二冷却热交换器112。
第二冷却热交换器循环管道114的一端连接于第二载热体循环管道104。第二冷却热交换器循环管道116的一端连接于第二冷却热交换器循环管道114的另一端，其另一端连接于第二载热体循环管道106。
第二传热单元100还包括有第二阀单元，其适于如此地控制第二载热体循环管道104和106以及第二冷却热交换器循环管道114和116的打开/关闭以使得第二载热体在热泵型空调40的加热操作期间被循环通过冷却水热交换器64和吸入侧过热热交换器102，以及在热泵型空调40的制冷操作期间被循环通过冷却水热交换器64和第二冷却热交换器112。
第二阀单元包括布置在第二载热体循环管道104和106之一的一部分上的第三阀118，以及布置在第二载热体循环管道104和106中另一个的一部分上的第四阀120，第二冷却热交换器循环管道114的一端连接于该第三阀，以允许由冷却水热交换器64所加热的第二载热体被供应至第二冷却热交换器112或吸入侧过热热交换器102，第二冷却热交换器循环管道116的另一端连接于该第四阀，以允许自吸入侧过热热交换器102出现的第二载热体被供应至冷却水热交换器64而没有被供应至第二冷却热交换器112，或者以允许自第二冷却热交换器112出现的第二载热体被供应至冷却水热交换器64而没有被供应至吸入侧过热热交换器102。
第二传热单元100还包括致冷剂控制器122，其控制朝着压缩机41供应的致冷剂以便在热泵型空调40的加热操作期间经过吸入侧过热热交换器102之后被吸入压缩机41，以及在热泵型空调40的制冷操作期间被吸入压缩机41而不经过吸入侧过热热交换器102。
致冷剂控制器122包括有将朝着压缩机41供应的致冷剂导向为绕过吸入侧过热热交换器102的旁路管道124，以及允许朝着压缩机41供应的致冷剂经过吸入侧过热热交换器102和旁路管道124中选定一个的第三阀单元。
旁路管道124的一端连接于在四通阀42和吸入侧过热热交换器102之间延伸的致冷剂管道41a，其另一端连接于在吸入侧过热热交换器102和压缩机41之间延伸的致冷剂管道41b。
第三阀单元包括布置在旁路管道124一端处的第五阀126，以及布置在旁路管道124另一端处的第六阀128。
当热泵型空调40在加热模式下运行时，第三阀118和第四阀120被控制为在加热模式下运行，并且第二载热体循环泵108被驱动，如图5所示。第五阀126和第六阀128也被控制为在加热模式下运行。
第三阀118和第四阀120在分别打开第二载热体循环管道104和106时分别关闭第二冷却热交换器循环管道114和116。第二载热体循环泵108泵送第二载热体。
由第二载热体循环泵108泵送的第二载热体在经过冷却水热交换器64时被加热，并且随后经由第二载热体循环管道104被引入吸入侧过热热交换器102。第二载热体在经过吸入侧过热热交换器102时加热该吸入侧过热热交换器102。此后，第二载热体通过第二载热体循环管道106返回至废气热交换器62。
第五阀126和第六阀128在分别打开连接于四通阀42和吸入侧过热热交换器102之间的致冷剂管道41a以及连接于吸入侧过热热交换器102和压缩机41之间的致冷剂管道41b时，关闭旁路管道124。
在此情况下，自四通阀42出现的致冷剂在经过吸入侧过热热交换器102时被加热，并且随后被压缩机41压缩。压缩的致冷剂随后经由四通阀42经过室内热交换器43。由于致冷剂被吸入侧过热热交换器102所加热，升高温度的热从致冷剂传递至室内热交换器43。于是，增大了热泵型空调40的加热性能。
另一方面，当热泵型空调40在制冷模式下运行时，第三阀118和第四阀120被控制为在制冷模式下运行，并且第二载热体循环泵108被驱动，如图6所示。第五阀126和第六阀128也被控制为在制冷模式下运行。而且，第二传热单元100的散热风扇113也被转动。
第三阀118和第四阀120在分别关闭第二载热体循环管道104和106时分别打开第二冷却热交换器循环管道114和116。第二载热体循环泵108泵送第二载热体。
由第二载热体循环泵108泵送的第二载热体在经过冷却水热交换器64时被加热，并且随后经由第二冷却热循环管道114被引入第二冷却热交换器112。第二载热体在经过第二冷却热交换器112时根据散热风扇113的旋转释放热。此后，第二载热体通过第二冷却热交换器循环管道116返回至冷却水热交换器64。
其中，第五阀126和第六阀128在分别关闭连接于四通阀42和吸入侧过热热交换器102之间的致冷剂管道41a以及连接于吸入侧过热热交换器102和压缩机41之间的致冷剂管道41b时，打开旁路管道124。
在此情况下，自四通阀42出现的致冷剂在经过旁路管道124之后被吸引入压缩机41，因此致冷剂被压缩机41压缩。
图7是根据本发明第四实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在加热模式下时的状态。
如图7所示，根据这个实施例的热电联合***包括多个驱动源10、10`…，以及多个连接于驱动源10、10`…各个旋转轴的发电机2、2`…。
驱动源10、10`…中只是一个或至少两个根据热泵型空调40的冷却或加热负载而运行。
燃料管13、13`…连接于各个驱动源10、10`…。排气管14、14`…也连接于各个驱动源10、10`…。而且，成对的冷却水循环管道17和18、17`和18`…连接于各个驱动源10、10`…。
排气管14、14`…平行地连接。
冷却水循环管道17和18、17`和18`…平行地连接。
冷却水循环泵19、19`…分别地直接连接于冷却水循环管道17或18、冷却水循环管道17`或18`…。
第四实施例的热电联合***具有与第一至第三实施例中任一个相同的构造和功能，除了使用了多个驱动源10、10`…和多个发电机2、2`…之外。于是，第四实施例分别相当于第一至第三实施例中任一个的构件被标识为相同的附图标记，并且不再给出详细的描述。
图8是根据本发明第五实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在加热模式下时的状态。
如图8所示，根据这个实施例的热电联合***的热泵型空调40为多重类型。也就是，热泵型空调40包括多个室内单元46、46`…，以及一单个室外单元48，室内单元46、46`…连接于该室外单元。室内单元46、46`…包括分别平行连接的室内热交换器43、43`…。
室内单元46、46`…还分别包括室内风扇47、47`…。
加热器50、50`…安装在各个室内单元46、46`…里。
载热体循环管道72`和73`连接于加热器50、50`…中的每一个。
这个实施例的热电联合***具有与第一至第三实施例中任一个相同的构造和功能，除了热泵型空调40包括多个室内单元46、46`…和多个加热器50、50`…之外。于是，第实施例分别相当于第一至第三实施例中任一个的构件被标识为五相同的附图标记，并且不再给出详细的描述。
图9是根据本发明第六实施例的热电联合***的示意图，其中示出了热电联合***运行在加热模式下时的状态。
如图9所示，根据这个实施例的热电联合***的热泵型空调40包括多个室内单元46、46`…，以及多个室外单元48、48`…。
在热泵型空调40中，分别包括在室内单元46、46`…的致冷剂管道可平行地连接。分别包括在室外单元48、48`…的致冷剂管道也可平行地连接。以下描述结合其中每个室外单元48、48`…连接于室内单元46、46`…中相关的一个以构成一个空调组并且每个空调组与其它空调组独立地运行的情况进行描述。
室内单元46、46`…包括各自的室内热交换器43、43`…，各自的室内风扇47、47`…，以及各自的加热器50、50`…。
载热体循环管道72`和73`连接于加热器50、50`…中的每一个。
室外单元48、48`…包括各自的压缩机41、41`…，各自的四通阀42、42`…，各自的膨胀设备44、44`…，各自的室外热交换器45、45`…，以及各自的室外风扇49、49`…。
压缩机41、41`…经由各自的致冷剂管道平行地连接于吸入侧过热热交换器102。
这个实施例的热电联合***具有与第一至第三实施例中任一个相同的构造和功能，除了使用了多个室内单元46、46`…、多个室外单元48、48`…和多个加热器50、50`…之外。于是，第六实施例分别相当于第一至第三实施例中任一个的构件被标识为相同的附图标记，并且不再给出详细的描述。
根据本发明上述实施例中任何一个的热电联合***具有很多作用。
也就是，首先，根据本发明的热电联合***具有优点：驱动发电机的驱动源的废热被重新使用来加热经过室内热交换器的空气，因此增大了包括室内热交换器的热泵型空调的加热性能。
其次，根据本发明的热电联合***具有优点：除了驱动源的废气的废热之外，驱动源的冷却水的废热被重新利用，以再次加热经过室内热交换器的空气，因此最大化了热泵型空调的加热性能。
第三，根据本发明的热电联合***具有优点：驱动源的废气的废热被重新利用以再次加热经过室内热交换器的空气，并且驱动源的冷却水的废热被重新利用以对被吸引入压缩机的致冷剂进行加热，因此获得了最大的***效率。
尽管已经为了示例的目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员能理解到，在不背离本发明如所附权利要求所公开的范围和精神的前提下，很多修改、增加和替换都是可能的。

Claims (15)

1.一种热电联合***，其包括：
发电机；
驱动源，其操作用来驱动发电机，并且从而使发电机产生电能，该驱动源在驱动源的运行期间产生废热；
热泵型空调，其包括压缩机、四通阀、室内热交换器、膨胀设备和室外热交换器；
加热器，其对在完成与室内热交换器的热交换之后经过室内热交换器周围的空气进行加热；和
废热回收器，其在热泵型空调的加热操作期间回收驱动源的废热并且将回收的废热供应至加热器。
2.根据权利要求1的热电联合***，其中加热器与室内热交换器成整体。
3.根据权利要求1的热电联合***，其中加热器与室内热交换器分开。
4.根据权利要求1的热电联合***，其中废热回收器包括：
废气热交换器，其从由驱动源排出的废气中吸收热；
冷却水热交换器，其从用来冷却驱动源的冷却水中吸收热；和
传热单元，其将热从废气热交换器和冷却水热交换器中的至少一个传递至加热器。
5.根据权利要求4的热电联合***，其中传热单元还包括：
载热体循环管道，其如此地导向用于载热体循环的载热体以使得载热体经过废气热交换器同时被废气热交换器所加热，供给至加热器以将热传递至加热器，并且随后被返回至废气热交换器；和
载热体循环泵，其泵送用于载热体循环的载热体。
6.根据权利要求5的热电联合***，其中传热单元还包括：
冷却热交换器，其在热泵型空调的制冷操作期间对由废气热交换器加热的载热体进行冷却；和
冷却热交换器循环管道，其连接至载热体循环管道以将待循环的载热体导向通过废气热交换器和冷却热交换器。
7.根据权利要求5的热电联合***，其中传热单元还包括：
阀单元，其如此地控制载热体循环管道和冷却热交换器循环管道以使得载热体在热泵型空调的加热操作期间被循环通过废气热交换器和加热器，以及在热泵型空调的制冷操作期间被循环通过废气热交换器和冷却热交换器。
8.根据权利要求4的热电联合***，其还包括：
吸入侧过热热交换器，其在热泵型空调的加热操作期间对被吸引入压缩机的致冷剂进行加热；
第二载热体循环管道，其如此地导向用于第二载热体循环的第二载热体以使得第二载热体经过冷却水热交换器同时被冷却水热交换器所加热，供给至吸入侧过热热交换器以将热传递至吸入侧过热热交换器，并且随后被返回至冷却水热交换器；和
第二载热体循环泵，其泵送用于第二载热体循环的第二载热体。
9.根据权利要求8的热电联合***，其还包括：
第二冷却热交换器，其在热泵型空调的制冷操作期间对由冷却水热交换器加热的第二载热体进行冷却；和
第二冷却热交换器循环管道，其连接于第二载热体循环管道以将待循环的第二载热体导向通过冷却水热交换器和第二冷却热交换器。
10.根据权利要求9的热电联合***，其还包括：
第二阀单元，其如此地控制第二载热体循环管道和第二冷却热交换器循环管道以使得第二载热体在热泵型空调的加热操作期间被循环通过冷却水热交换器和吸入侧过热热交换器，以及在热泵型空调的制冷操作期间被循环通过冷却水热交换器和第二冷却热交换器。
11.根据权利要求10的热电联合***，其还包括：
致冷剂控制器，其控制朝着压缩机供应的致冷剂以便在热泵型空调的加热操作期间经过吸入侧过热热交换器之后被吸入压缩机，以及在热泵型空调的制冷操作期间被吸入压缩机而不经过吸入侧过热热交换器。
12.根据权利要求11的热电联合***，其中致冷剂控制器包括：
旁路管道，其将朝着压缩机供应的致冷剂导向为绕过吸入侧过热热交换器；和
第三阀单元，其允许朝着压缩机供应的致冷剂经过吸入侧过热热交换器和旁路管道中选定的一个。
13.根据权利要求1至12中任一项的热电联合***，其中驱动源为发动机或燃料电池。
14.根据权利要求1至12中任一项的热电联合***，其中热泵型空调使用由发电机所产生的电能。
15.根据权利要求1至12中任一项的热电联合***，其中驱动源、发电机、热泵型空调和加热器中的至少一个包括由多个同样的部件。
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