CN100483043C - 热电联合系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种热电联合系统。该热电联合系统包括：热泵型空调；废热回收器，其回收驱动源的废热；废热供应热交换器，其由废热回收器所回收的废热加热；以及旁通单元，其使得在热泵型空调的加热运行期间使废热供应热交换器用做蒸发器。利用这种构造，能够提高热泵型空调的加热能力而与室外温度无关，防止压缩机损坏，并且使得动力消耗最小化。

Description

热电联合系统

技术领域

本发明涉及一种热电联合系统，其中适于驱动发电机的驱动源的废热被用在热泵型空调中，并且更具体地涉及一种热电联合系统，其包括废热供应热交换器，该热交换器在热泵型空调的加热操作期间利用驱动源的废热加热制冷剂。

背景技术

图1是表示现有热电联合系统的示意图。

如图1所示，现有热电联合系统包括产生电能的发电机2；诸如发动机的驱动源10，其用来驱动发电机2并且在其运行期间产生废热(下文中将驱动源10称为发动机)；回收发动机10产生的废热的废热回收器20；以及诸如贮热罐的耗热装置30，其耗用由废热回收器20回收的废热。

发电机2产生的电能供应到包括热泵型空调4和各种家用照明装置在内的各种家用电器。

发电机2和发动机10设置在限定于机箱(未示出)内的发动机室E内，该发动机室E独立于耗热装置30构造。

热泵型空调4包括压缩机5、四通阀6、室内热交换器7、膨胀设备8和室外热交换器9。

当热泵型空调在制冷模式下运行时，每个压缩机5压缩导入其中的致冷剂。被压缩的制冷剂以此顺序通过四通阀6、室外热交换器9、膨胀设备8、室内热交换器7、和四通阀6并返回压缩机5。在此情况下，每个室外热交换器9用作冷凝器，而每个室内热交换器7用作从室内空气吸热的蒸发器。

另一方面，当热泵型空调在加热模式下运行时，在每个压缩机5内压缩的致冷剂以此顺序被循环通过四通阀6、室内热交换器7、膨胀设备8、室外热交换器9、和四通阀6并返回到压缩机5。在此情况下，每个室外热交换器9用作蒸发器，而每个室内热交换器7用作加热室内空气的冷凝器。

废热回收器20包括从由发动机10排出的废气中吸热的废气热交换器22，以及从用于冷却发动机10的冷却水中吸热的冷却水热交换器24。

废气热交换器22通过第一供热管线23连接于耗热装置30。因此，废气热交换器22可以将从发动机10的废气吸收的废热通过第一供热管线23传递到耗热装置30。如上所述，耗热装置30可以是贮热罐。

冷却水热交换器24通过第二供热管线24连接于耗热装置30。因此，冷却水热交换器24可以将从发动机10的冷却水吸收的废热通过第二供热管线24传递到耗热装置30。

但是，在上述常规热电联合系统中，发动机10的废热仅仅用在耗热装置30中，而没有用在热泵型空调4中。因此，不可能获得最大化的系统效率。

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系统，其包括废热供应热交换器，在热泵型空调的加热运行期间，该废热供应热交换器由发动机的废热加热，从而蒸发制冷剂，以便能够提高热泵型空调的加热能力，防止压缩机损坏，并且使得动力消耗最小化。

根据本发明，这个目标是通过提供一种热电联合系统而完成的，该热电联合系统包括：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；产生电能的发电机；驱动源，其操作用来驱动发电机，并且在驱动源的运行期间产生废热；废热回收器，其回收驱动源的废热；废热供应热交换器，其由废热回收器所回收的废热加热；以及旁通单元，其如此引导制冷剂，使得在热泵型空调的加热运行期间通过膨胀设备时膨胀的制冷剂旁通到室外热交换器，并在废热供应热交换器内蒸发之后进入四通阀，并且使得在热泵型空调的制冷操作期间在压缩机内压缩的制冷剂旁通到废热供应热交换器，并通过室外热交换器同时在室外热交换器内冷凝。

热电联合系统可进一步包括散热热交换器，用于发散由废热回收器回收的废热；以及废热分配器，用于将由废热回收器回收的废热分配到废热供应热交换器和散热热交换器。

热电联合系统可进一步包括载热体循环管道，它连接废热回收器和废热供应热交换器，并且载热体通过该载热体循环管道循环；散热旁通管道，它连接散热热交换器和载热体循环管道，并且引导通过载热体循环管道的载热体以旁通到废热供应热交换器。在此情况下，废热分配器可包括设置在散热旁通管道入口处的三通阀。

废热回收器可包括：冷却水热交换器，其从用来冷却驱动源的冷却水中回收废热；第一废气热交换器，其从由驱动源排出的废气中回收废热；以及第二废气热交换器，其回收被第一废气热交换器吸收之后剩余的废气的废热。

热电联合系统可进一步包括传热单元，其将热从冷却水热交换器、第一废气热交换器和第二废气热交换器传递至废热供应热交换器。

热电联合系统可进一步包括传热单元，其将热从冷却水热交换器、第一废气热交换器和第二废气热交换器中的至少一个传递至废热供应热交换器；第二废热供应热交换器，其将热泵型空调的加热操作期间在压缩机内压缩的制冷剂加热；以及第二传热单元，其将热从冷却水热交换器、第一废气热交换器和第二废气热交换器中的剩余一个或多个传递至第二废热供应热交换器。

旁通单元可包括室外热交换器旁通管道，其引导在热泵型空调的加热运行期间被膨胀设备膨胀的制冷剂旁通到室外热交换器；废热供应热交换器连接管道，其引导在热泵型空调的加热运行期间旁通过室外热交换器旁通管道的制冷剂在通过废热供应热交换器之后进入四通阀；以及废热供应热交换器旁通管道，其引导在热泵型空调的制冷操作期间通过四通阀的制冷剂旁通到废热供应热交换器。

旁通单元可包括设置在室外热交换器旁通管道的第一加热操作控制阀；设置在废热供应热交换器连接管道的第二加热操作控制阀；设置在室外热交换器旁通管道的入口和室外热交换器之间的第一制冷操作控制阀；设置在室外热交换器旁通管道的出口和室外热交换器之间的第二制冷操作控制阀；以及设置在废热供应热交换器旁通管道的第三制冷操作控制阀。

第一和第二加热操作控制阀以及第一、第二和第三制冷操作控制阀中的每一个可以是双位阀。

热电联合系统可进一步包括机箱，其中设置有发电机、驱动源、废热回收器、以及废热供应热交换器。在此情况下，室外热交换器旁通管道、第一加热操作控制阀、第一制冷操作控制阀、以及第二制冷操作控制阀可以设置在热泵型空调内。而且，废热供应热交换器旁通管道、第二加热操作控制阀、以及第三制冷操作控制阀可以设置在机箱内。

可选地，室外热交换器旁通管道、废热供应热交换器旁通管道、第一和第二加热操作控制阀以及第一、第二和第三制冷操作控制阀可以设置在热泵型空调内。

旁通单元可包括分别设置在室外热交换器旁通管道的入口和室外热交换器旁通管道的出口的第一和第二三通阀；分别设置在废热供应热交换器旁通管道的入口和废热供应热交换器旁通管道的出口的第三和第四三通阀。

根据本发明的具有上述构造的热电联合系统具有优点：因为热电联合系统包括回收驱动源的废热以驱动发电机的废热回收器；由废热回收器所回收的废热加热的废热供应热交换器；以及使得废热供应热交换器在热泵型空调的加热运行期间用做蒸发器的旁通单元，因此能够提高热泵型空调的加热能力而与室外温度无关，并防止压缩机损坏。

而且，根据本发明的热电联合系统具有优点：因为热电联合系统包括发散由废热回收器回收的废热的散热热交换器；以及将由废热回收器回收的废热分配到废热供应热交换器和散热热交换器的废热分配器，因此能够仅仅为了所需要的目的而再次使用废热，并且应付热泵型空调的过载。

根据本发明的热电联合系统还具有优点：因为散热热交换器部分或全部设置在水加热罐和贮热罐内，因此能够不仅在热泵型空调中而且在水加热罐或贮热罐中使用发动机的废热。

根据本发明的热电联合系统还具有优点：因为发动机的废热部分传递到废热供应热交换器，并且废热的其余部分传递到用于加热压缩机内压缩的制冷剂的第二废热供应热交换器从而在由第二废热供应热交换器加热后制冷剂供应到室内热交换器，因此能够将热泵型空调的加热性能提高到最大，并且相应于加热性能的提高使得驱动压缩机所需的动力最小化。

根据本发明的热电联合系统还具有优点：因为旁通单元包括室外热交换器旁通管道、废热供应热交换器连接管道、废热供应热交换器旁通管道、第一和第二加热操作控制阀、以及第一到第三制冷操作控制阀，因此能够利用简单的结构旁通制冷剂。

另外，根据本发明的热电联合系统具有优点：因为旁通单元包括室外热交换器旁通管道、废热供应热交换器连接管道、废热供应热交换器旁通管道、以及第一到第四三通阀，因此能够利用最少数量的阀旁通制冷剂。

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是表示现有热电联合系统的示意图；

图2是根据本发明第一实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了包含在热电联合系统中的热泵型空调加热操作期间所产生的载热体流和制冷剂流；

图3是根据本发明第一实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了热泵型空调制冷操作期间所产生的载热体流和制冷剂流；

图4是根据本发明第二实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了包含在热电联合系统中的热泵型空调加热操作期间所产生的载热体流和制冷剂流；

图5是根据本发明第二实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了热泵型空调制冷操作期间所产生的载热体流和制冷剂流；

图6是根据本发明第三实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了包含在热电联合系统中的热泵型空调加热操作期间所产生的载热体流和制冷剂流；

图7是根据本发明第三实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了热泵型空调制冷操作期间所产生的载热体流和制冷剂流；

图8是根据本发明第四实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了包含在热电联合系统中的热泵型空调加热操作期间所产生的载热体流和制冷剂流；以及

图9是根据本发明第四实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了热泵型空调制冷操作期间所产生的载热体流和制冷剂流。

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系统的示例性实施例。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2是根据本发明第一实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了包含在热电联合系统中的热泵型空调加热操作期间所产生的载热体流和制冷剂流。图3是根据本发明第一实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了热泵型空调制冷操作期间所产生的载热体流和制冷剂流。

如图2和3所示，根据该实施例的热电联合系统包括热泵型空调50，其包括压缩机52、四通阀54、室内热交换器56、膨胀设备58和膨胀设备59、以及室外热交换器60。热电联合系统还包括产生电能的发电机110；驱动源120，其操作用来驱动发电机110，并且在驱动源的运行期间产生废热。热电联合系统进一步包括废热回收器130，其回收驱动源120的废热；废热供应热交换器140，其由废热回收器130所回收的废热加热。热电联合系统进一步包括旁通单元150，其如此引导制冷剂，使得在热泵型空调50的加热运行期间通过膨胀设备58和59时膨胀的制冷剂旁通到室外热交换器60，并在废热供应热交换器140内蒸发之后进入四通阀54，并且使得在热泵型空调50的制冷操作期间在压缩机52内压缩的制冷剂旁通到废热供应热交换器140，并通过室外热交换器60同时在室外热交换器60内冷凝。

四通阀54控制形成在热泵型空调50内的制冷剂通路，以在热泵型空调50的加热运行期间将在压缩机52内压缩的制冷剂引导到室内热交换器56，如图2所示，以及将压缩机52压缩的制冷剂引导到室外热交换器60，如图3所示。

室内风扇57布置在每个室内热交换器56附近以将室内空气吹送到经过室内热交换器56。

每个膨胀设备58和59包括毛细管或线性膨胀阀(LEV)。为简化说明，下文中的描述只是结合每个膨胀设备58和59包括LEV的情况给出。

室外风扇62布置在室外热交换器60附近以将室外空气吹送到室外热交换器60。

压缩机52、四通阀54以及室外热交换器60构成了热泵型空调50的室外单元O。

室内热交换器56构成了热泵型空调50的各个室内单元I。

膨胀设备58是共用的膨胀设备，其设置在室外单元O内，而膨胀设备59是独立的膨胀设备，它们构成分配器D。

尽管热泵型空调50包括多个室内热交换器56并因此多个室内单元I，以及多个独立的膨胀设备59，但是可以使用单个室内热交换器56并因此单个室内单元I，以及单个膨胀设备59。为简化说明，下文中的描述只是结合使用多个室内热交换器56并因此多个室内单元I，以及多个独立的膨胀设备59的情况给出。

发电机110可以是交流发电机或直流发电机。发电机110包括有连接于驱动源120的输出轴的转子，因此发电机110在输出轴的旋转期间产生电能。

发电机110通过动力管线111连接于热泵型空调50，以通过动力管线111将所产生的电能供应到热泵型空调50。

驱动源120包括燃料电池或发动机，其利用诸如液化气或液化石油气的燃料工作。为简化说明，下文中的描述只是结合驱动源包括发动机的情况给出。

燃料供应管121、空气供应管122和排气管123连接于发动机120。燃料供应管121适于将比如液化气或液化石油气的燃料供应到发动机120。空气供应管122连接于燃料供应管121以向发动机120供应空气。排气管123适于排放从发动机120产生的废气。

废热回收器130包括通过冷却水管线124连接于发动机120的冷却水热交换器132，其回收用于冷却发动机120的冷却水的热；设置在排气管123的第一废气热交换器134，其回收从发动机120排出的废气的热；以及设置在排气管123的第二废气热交换器136，其回收已经向第一废气热交换器134释放废热的废气中的剩余废热。

冷却水循环泵125设置于发动机120或冷却水管线124，以使冷却水循环经过发动机120和冷却水热交换器132。

冷却水热交换器132、第一废气热交换器134、以及第二废气热交换器136通过传热管线141连接于废热供应热交换器140，以将所回收的废热传递到废热供应热交换器140。

传热单元141包括载热体循环管道142，以引导载热体按此顺序循环经过冷却水热交换器132、第二废气热交换器136、第一废气热交换器134、以及废热供应热交换器140；以及设置于载热体循环管道142的载热体循环泵143以便为了载热体的循环而泵送载热体。

热电联合系统进一步包括散热热交换器144，用于发散由废热回收器130回收的废热。

散热热交换器144通过散热旁通管道145连接于载热体循环管道142，从而通过载热体循环管道142的载热体旁通到废热供应热交换器140，并且通过散热热交换器144。

热电联合系统进一步包括废热分配器146，用于将由废热回收器130回收的废热分配到废热供应热交换器140和散热热交换器144。

废热分配器146包括三通阀，它设置在载热体循环管道142的分支出散热旁通管道145的部分。

热电联合系统可以构造为散热热交换器144的热用在水加热罐147中或者贮热罐(未示出)中或者发散到大气。

在热电联合系统构造为散热热交换器144的热用在水加热罐147中或者贮热罐中的情况下，散热热交换器144部分或全部设置在水加热罐147中或者贮热罐中。

另一方面，在热电联合系统可以构造为散热热交换器144的热发散到大气的情况下，散热风扇148设置在散热热交换器144附近以将室外空气吹送到散热热交换器144。

尽管热电联合系统包括多个废热供应热交换器140，但是可以使用单个废热供应热交换器140。而且，废热供应热交换器140可以串联或并联连接。为简化说明，下文中的描述只是结合使用多个并联连接的废热供应热交换器140的情况给出。

热电联合系统进一步包括机箱149，其中限定有发动机室E，以设置发电机110、发动机120、废热回收器130、以及废热供应热交换器140。

旁通单元150包括室外热交换器旁通管道152，其引导在热泵型空调50的加热运行期间被膨胀设备58和59膨胀的制冷剂旁通到室外热交换器60；废热供应热交换器连接管道160和162，其引导在热泵型空调50的制冷运行期间当旁通室外热交换器60时通过室外热交换器旁通管道152的制冷剂在通过废热供应热交换器140之后进入四通阀54；以及废热供应热交换器旁通管道170，其引导在热泵型空调50的制冷操作期间通过四通阀54的制冷剂旁通到废热供应热交换器140。

室外热交换器旁通管道152设置在热泵型空调50内，特别是室外单元O内。

废热供应热交换器旁通管道170设置在机箱149内部。

旁通单元150进一步包括设置在室外热交换器旁通管道152的第一加热操作控制阀154；分别设置在废热供应热交换器连接管道160和162的第二加热操作控制阀164和166；设置在室外热交换器旁通管道的分支点或入口152a和室外热交换器60之间的第一制冷操作控制阀157；设置在室外热交换器旁通管道152的交汇点或出口152b和室外热交换器60之间的第二制冷操作控制阀158；以及设置在废热供应热交换器旁通管道170的第三制冷操作控制阀172。

第一加热操作控制阀154包括双位阀，其设置在热泵型空调50内，特别是室外单元O内，以在热泵型空调50的加热操作期间打开室外热交换器旁通管道152，并且在热泵型空调50的制冷操作期间关闭室外热交换器旁通管道152。

第二加热操作控制阀164和166包括双位阀，设置在机箱149内部，以在热泵型空调50的制冷操作期间分别关闭限定在废热供应热交换器旁通管道170的分支点170a和废热供应热交换器140之间的制冷剂通路以及限定在废热供应热交换器旁通管道170的交汇点170b和废热供应热交换器140之间的制冷剂通路，并且因此防止制冷剂进入废热供应热交换器140内。

第一制冷操作控制阀157包括双位阀，其设置在热泵型空调50内，特别是室外单元O内，以防止在热泵型空调50的加热操作期间在膨胀设备58内膨胀的制冷剂进入室外热交换器60内，并且引导在热泵型空调50的制冷操作期间通过室外热交换器60的制冷剂进入膨胀设备58内。

第二制冷操作控制阀158包括双位阀，其设置在热泵型空调50内，特别是室外单元O内，以防止在热泵型空调50的加热操作期间通过室外热交换器旁通管道150的制冷剂回流到室外热交换器60，并且引导在热泵型空调50的制冷操作期间在旁通到废热供应热交换器140之后流向热泵型空调50的制冷剂进入室外热交换器60内。

第三制冷操作控制阀172包括双位阀，其设置在机箱149的内部，以在热泵型空调50的加热操作期间关闭废热供应热交换器旁通管道170，并且在热泵型空调50的制冷操作期间打开废热供应热交换器旁通管道170。

在下文中，将描述具有上述结构的热电联合系统的运行。

当发动机120被驱动时，发电机110的转子转动，从而产生电能。电能经由动力管线111供应到热泵型空调50以及其他装置，如图2和3所示。

在发动机120的运行期间，发动机120的废气中的废热和发动机120的冷却水中的废热分别由废气热交换器134和136以及冷却水热交换器132回收。

在热泵型空调50的加热操作期间，载热体循环泵143被驱动，并且三通阀146进行流动通路切换操作，使得载热体流到废热供应热交换器140。

传热管线142中的载热体由载热体循环泵143泵送，从而载热体按此顺序循环经过冷却水热交换器132、第二废气热交换器136、第一废气热交换器134、以及废热供应热交换器140，如图2所示。在此情况下，热从冷却水热交换器132和第一及第二废气热交换器134和136传递到废热供应热交换器140，从而废热供应热交换器140被加热。

另一方面，在热泵型空调50的加热操作期间，载热体循环泵143被驱动，并且三通阀146进行流动通路切换操作，使得载热体流到散热热交换器144。在此情况下，散热风扇148也被转动。

如图3所示，传热管线142中的载热体由载热体循环泵143泵送，从而载热体按此顺序循环经过冷却水热交换器132、第二废气热交换器136、第一废气热交换器134、以及废热供应热交换器140。在此情况下，热从冷却水热交换器132和第一及第二废气热交换器134和136传递到散热热交换器144，该散热热交换器144转而将热发散到大气。热可以被传递到水加热罐147或贮热罐。

这样，发动机120的废热在热泵型空调50的加热操作期间被用于加热废热供应热交换器140，并且被排放到大气，并在热泵型空调50的制冷操作期间被用在水加热罐147内或存储在贮热罐内。

同时，当热泵型空调50在加热模式下运行时，压缩机52被驱动，四通阀54被切换至加热模式。而且，第一和第二加热操作控制阀154、164和166打开，并且第一到第三制冷操作控制阀157、158和172被关闭。

在压缩机52中被压缩的致冷剂在通过四通阀54之后进入室内热交换器56。制冷剂在通过室内热交换器56时向室内空气释放热，从而制冷剂被冷凝。此后，制冷剂在通过膨胀设备58和59时被膨胀。

由于第一制冷操作控制阀157的阻塞功能，膨胀的制冷剂通过室外热交换器旁通管道152而不会进入室外热交换器60。然后由于第二制冷操作控制阀158的阻塞功能，制冷剂通过废热供应热交换器连接管道160而不会向室外热交换器60回流。

随后，制冷剂经由废热供应热交换器连接管道160被送入机箱149的发动机室E。然后由于第三制冷操作控制阀172的阻塞功能，制冷剂进入废热供应热交换器140而不会旁通废热供应热交换器旁通管道170。因此，制冷剂通过接收来自废热供应热交换器140的热而蒸发。

由于第三制冷操作控制阀172的阻塞功能，蒸发的制冷剂经由废热供应热交换器连接管道162被再次送入热泵型空调50而不会向废热供应热交换器旁通管道170回流。然后制冷剂在通过四通阀54之后被吸入压缩机52。

吸入压缩机52的制冷剂重复上述循环，从而使得室内热交换器56用做加热器。在此情况下，热泵型空调50提供恒定的加热能力而与室外温度无关，因为制冷剂不是在室外热交换器60内蒸发，而是在废热供应热交换器140内蒸发。

另一方面，当热泵型空调50在制冷模式下运行时，压缩机52被驱动，四通阀54被切换至制冷模式。而且，室外风扇61被转动，室外热交换器旁通阀154关闭，第一加热操作控制阀154和第二加热操作控制阀164和166被关闭，并且第一到第三制冷操作控制阀157、158和172被打开。

在压缩机52中被压缩的致冷剂在通过四通阀54之后进入废热供应热交换器连接管道162。然后制冷剂经由废热供应热交换器连接管道162被送入机箱149的发动机室E。然后由于第二加热操作控制阀164和166的阻塞功能，制冷剂通过废热供应热交换器旁通管道170而不会进入废热供应热交换器140。

由于第二加热操作控制阀164和166的阻塞功能，来自废热供应热交换器旁通管道170的制冷剂经由废热供应热交换器连接管道160被再次送入热泵型空调50而不会向废热供应热交换器140回流。

由于第一加热操作控制阀154的阻塞功能，送入到热泵型空调50的制冷剂进入室外热交换器60而不会旁通室外热交换器旁通管道152。

进入室外热交换器60的制冷剂与由室外风扇61吹送的空气进行热交换，从而制冷剂被冷凝。然后冷凝的制冷剂由膨胀设备58和59膨胀而不会回流到室外热交换器旁通管道152。

由膨胀设备58和59膨胀的制冷剂在通过室内热交换器58时与室内热交换58进行热交换，从而制冷剂被蒸发。随后，制冷剂经由四通阀54被吸入到压缩机52内。

吸入压缩机52的制冷剂重复上述循环，从而使得室内热交换器56用做制冷器。

图4是根据本发明第二实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了包含在热电联合系统中的热泵型空调加热操作期间所产生的载热体流和制冷剂流。图5是根据本发明第二实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了热泵型空调制冷操作期间所产生的载热体流和制冷剂流。

如图4和5所示，根据该实施例的热电联合系统除了第一实施例的结构外还包括传热单元141`，用于将冷却水热交换器132、第一废气热交换器134、和第二废气热交换器136中的至少一个的热，例如冷却水热交换器132和第二废气热交换器136的热，传递到废热供应热交换器140；第二废热供应热交换器180，其在热泵型空调50的加热操作期间加热在压缩机52内压缩的制冷剂；以及第二传热单元190，用于将冷却水热交换器132、第一废气热交换器134、和第二废气热交换器136中其余的一个或多个的热，例如第一废气热交换器134的热，传递到第二废热供应热交换器180。第二实施例的热电联合系统除了传热单元141`、第二废热供应热交换器180、和第二传热单元190之外与第一实施例具有相同的构造和功能。因此，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。

为了简化说明，以下说明仅仅结合传热单元141`将冷却水热交换器132和第二废气热交换器136的热传递到废热供应热交换器140以及第二传热单元190将第一废气热交换器134的热传递到第二废热供应热交换器180的情况给出。

传热单元141`包括载热体循环管道142`，以引导载热体按此顺序循环经过冷却水热交换器132、第二废气热交换器136、以及废热供应热交换器140；以及设置于载热体循环管道142`的载热体循环泵143`以便为了载热体的循环而泵送载热体。

尽管热电联合系统包括单个第二废热供应热交换器180，但是可以使用多个第二废热供应热交换器180。在此情况下，废热供应热交换器140可以串联或并联连接。为简化说明，下文中的描述只是结合使用单个第二废热供应热交换器180的情况给出。

第二传热单元190包括第二载热体循环管道192，以引导载热体循环经过第一废气热交换器134和第二废热供应热交换器180；以及设置于第二载热体循环管道192的载热体循环泵193以便为了载热体的循环而泵送载热体。

热电联合系统进一步包括第二散热热交换器194，用于发散由第一废气热交换器134回收的热。

第二散热热交换器194通过第二散热旁通管道195连接于第二载热体循环管道192，从而通过第二载热体循环管道192的载热体旁通到第二废热供应热交换器180，并且通过第二散热热交换器194。

热电联合系统进一步包括第二废热分配器196，用于将由第一废气热交换器134回收的热分配到第二废热供应热交换器180和第二散热热交换器194。

第二废热分配器196包括第二三通阀，它设置在第二载热体循环管道192的分支出第二散热旁通管道195的部分。

热电联合系统可以构造为第二散热热交换器194的热用在第二水加热罐197中或者第二贮热罐(未示出)中或者发散到大气。

在热电联合系统构造为第二散热热交换器194的热用在第二水加热罐197中或者贮热罐中的情况下，第二散热热交换器194部分或全部设置在第二水加热罐197中或者贮热罐中。

另一方面，在热电联合系统可以构造为第二散热热交换器194的热发散到大气的情况下，第二散热风扇198设置在第二散热热交换器194附近以将室外空气吹送到第二散热热交换器194。

在根据这个实施例的热电联合系统中，在热泵型空调50的加热操作期间，由冷却水热交换器132和第二废气热交换器136回收的废热被传递到废热供应热交换器140，从而废热供应热交换器140用做热泵型空调50的蒸发器。因此，热泵型空调50的加热性能得以提高而与室外温度无关。而且，由第一废气热交换器134回收的废热被传递到第二废热供应热交换器180，该热转而加热由压缩机52压缩的制冷剂。由第二废热供应热交换器180加热的制冷剂进入室内热交换器56。因此，热泵型空调50的加热性能得以提高。

另一方面，在热泵型空调50的制冷操作期间，由冷却水热交换器132和第二废气热交换器136回收的废热从散热热交换器144发散或者被用在水加热罐147或贮热罐中。而且，由第一废气热交换器134回收的废热从散热热交换器144发散或者被用在水加热罐147或贮热罐中。

图6是根据本发明第三实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了包含在热电联合系统中的热泵型空调加热操作期间所产生的载热体流和制冷剂流。图6是根据本发明第三实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了热泵型空调制冷操作期间所产生的载热体流和制冷剂流。

如图5和6所示，根据该实施例的热电联合系统除了所有的室外热交换器旁通管道152、废热供应热交换器旁通管道170`、第一和第二加热操作控制阀154和164`、以及第一到第三制冷操作控制阀157、158和172`设置在热泵型空调50内之外，与第一和第二实施例具有相同的构造和功能。因此，第三实施例分别相当于第一和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。

图8是根据本发明第四实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了包含在热电联合系统中的热泵型空调加热操作期间所产生的载热体流和制冷剂流。图9是根据本发明第四实施例的热电联合系统的示意图，其中示出了热泵型空调制冷操作期间所产生的载热体流和制冷剂流。

如图8和9所示，根据该实施例的热电联合系统除了用在第一实施例中的第一和第二加热操作控制阀154、164和166之外，还包括分别设置在室外热交换器旁通管道152的分支点和交汇点152a和152b的第一和第二三通阀200和202；以及分别设置在废热供应热交换器旁通管道170的分支点和交汇点170a和170b的第三和第四三通阀204和206。该实施例的热电联合系统除了第一和第二三通阀200和202以及第三和第四三通阀204和206之外与第一和第二实施例具有相同的构造和功能。因此，第四实施例分别相当于第一和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。

根据本发明上述任何一个实施例的热电联合系统具有各种功效。

也就是，首先，根据本发明的热电联合系统具有优点：因为热电联合系统包括回收驱动源的废热以驱动发电机的废热回收器；由废热回收器所回收的废热加热的废热供应热交换器；以及使得废热供应热交换器在热泵型空调的加热运行期间用做蒸发器的旁通单元，因此能够提高热泵型空调的加热能力而与室外温度无关，并防止压缩机损坏。

其次，根据本发明的热电联合系统具有优点：因为热电联合系统包括发散由废热回收器回收的废热的散热热交换器；以及将由废热回收器回收的废热分配到废热供应热交换器和散热热交换器的废热分配器，因此能够仅仅为了所需要的目的而再次使用废热，并且应付热泵型空调的过载。

第三，根据本发明的热电联合系统还具有优点：因为散热热交换器部分或全部设置在水加热罐和贮热罐内，因此能够不仅在热泵型空调中而且在水加热罐或贮热罐中使用发动机的废热。

第四，根据本发明的热电联合系统还具有优点：因为发动机的废热部分传递到废热供应热交换器，并且废热的其余部分传递到用于加热压缩机内压缩的制冷剂的第二废热供应热交换器从而在由第二废热供应热交换器加热后制冷剂供应到室内热交换器，因此能够将热泵型空调的加热性能提高到最大，并且相应于加热性能的提高使得驱动压缩机所需的动力最小化。

第五，根据本发明的热电联合系统还具有优点：因为旁通单元包括室外热交换器旁通管道、废热供应热交换器连接管道、废热供应热交换器旁通管道、第一和第二加热操作控制阀、以及第一到第三制冷操作控制阀，因此能够利用简单的结构旁通制冷剂。

第六，根据本发明的热电联合系统具有优点：因为旁通单元包括室外热交换器旁通管道、废热供应热交换器连接管道、废热供应热交换器旁通管道、以及第一到第四三通阀，因此能够利用最少数量的阀旁通制冷剂。

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 (12)

1.一种热电联合系统，其包括：

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；

产生电能的发电机；

驱动源，其操作用来驱动发电机，并且在驱动源的运行期间产生废热；

废热回收器，其回收驱动源的废热；

废热供应热交换器，其由废热回收器所回收的废热加热；以及

旁通单元，其如此引导制冷剂，使得在热泵型空调的加热运行期间通过膨胀设备时膨胀的制冷剂流入废热供应热交换器而不经过室外热交换器，并在废热供应热交换器内蒸发之后进入四通阀，并且使得在热泵型空调的制冷操作期间在压缩机内压缩的制冷剂流入室外热交换器而不经过废热供应热交换器，并在室外热交换器内冷凝。

2.根据权利要求1的热电联合系统，进一步包括：

散热热交换器，用于发散由废热回收器回收的废热；以及

废热分配器，用于将由废热回收器回收的废热分配到废热供应热交换器和散热热交换器。

3.根据权利要求2的热电联合系统，进一步包括：

载热体循环管道，它连接废热回收器和废热供应热交换器，并且载热体通过该载热体循环管道循环；

散热旁通管道，它连接散热热交换器和载热体循环管道，并且引导通过载热体循环管道的载热体以旁通到废热供应热交换器，

其中废热分配器包括设置在散热旁通管道入口处的三通阀。

4.根据权利要求1的热电联合系统，其中废热回收器包括：

冷却水热交换器，其从用来冷却驱动源的冷却水中回收废热；

第一废气热交换器，其从由驱动源排出的废气中回收废热；以及

第二废气热交换器，其回收被第一废气热交换器吸收之后剩余的废气的废热。

5.根据权利要求4的热电联合系统，进一步包括：

传热单元，其将热从冷却水热交换器、第一废气热交换器和第二废气热交换器传递至废热供应热交换器。

6.根据权利要求4的热电联合系统，进一步包括：

第一传热单元，其将热从冷却水热交换器、第一废气热交换器和第二废气热交换器中的至少一个传递至第一废热供应热交换器；

第二废热供应热交换器，其将热泵型空调的加热操作期间在压缩机内压缩的制冷剂加热；以及

第二传热单元，其将热从冷却水热交换器、第一废气热交换器和第二废气热交换器中的剩余一个或多个传递至第二废热供应热交换器。

7.根据权利要求1的热电联合系统，其中旁通单元包括：

室外热交换器旁通管道，其引导在热泵型空调的加热运行期间被膨胀设备膨胀的制冷剂经由室外热交换器旁通管道流入废热供应热交换器，而不经过室外热交换器；

废热供应热交换器连接管道，其引导在热泵型空调的加热运行期间流过室外热交换器旁通管道的制冷剂在通过废热供应热交换器之后进入四通阀；以及

废热供应热交换器旁通管道，其引导在热泵型空调的制冷操作期间通过四通阀的制冷剂经由废热供应热交换器旁通管道流入室外热交换器，而不经过废热供应热交换器。

8.根据权利要求7的热电联合系统，其中旁通单元包括：

设置在室外热交换器旁通管道的第一加热操作控制阀；

设置在废热供应热交换器连接管道的第二加热操作控制阀；

设置在室外热交换器旁通管道的入口和室外热交换器之间的第一制冷操作控制阀；

设置在室外热交换器旁通管道的出口和室外热交换器之间的第二制冷操作控制阀；以及

设置在废热供应热交换器旁通管道的第三制冷操作控制阀。

9.根据权利要求8的热电联合系统，其中第一和第二加热操作控制阀以及第一、第二和第三制冷操作控制阀中的每一个是双位阀。

10.根据权利要求8的热电联合系统，进一步包括：

机箱，其中设置有发电机、驱动源、废热回收器、以及废热供应热交换器，

其中室外热交换器旁通管道、第一加热操作控制阀、第一制冷操作控制阀、以及第二制冷操作控制阀设置在热泵型空调内，

其中废热供应热交换器旁通管道、第二加热操作控制阀、以及第三制冷操作控制阀设置在机箱内。

11.根据权利要求8的热电联合系统，进一步包括：

机箱，其中设置有发电机、驱动源、废热回收器、以及废热供应热交换器，

其中室外热交换器旁通管道、废热供应热交换器旁通管道、第一和第二加热操作控制阀以及第一、第二和第三制冷操作控制阀设置在热泵型空调内。

12.根据权利要求7的热电联合系统，其中旁通单元包括：

分别设置在室外热交换器旁通管道的入口和室外热交换器旁通管道的出口的第一和第二三通阀；以及

分别设置在废热供应热交换器旁通管道的入口和废热供应热交换器旁通管道的出口的第三和第四三通阀。

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