CN108317588A - 复合供热装置、供热控制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合供热装置、供热控制方法及其装置，该控制方法包括：根据电力热泵单位热量运行费用与燃料加热器单位热量运行费用确定工作流体的等价温度；根据所述等价温度和工作流体的设定温度的比较结果控制所述电力热泵和所述燃料加热器的工作状态。该控制方法可以更加合理的利用电力热泵和燃料加热器，降低电力热泵和燃料加热器的运行成本，使复合供热装置更加有效经济的运行。

Description

复合供热装置、供热控制方法及其装置

技术领域

本发明涉及供热控制技术领域，尤其涉及一种复合供热装置、供热控制方法及其装置。

背景技术

电力热泵因其具有节能、环保及安全等优点，广泛应用于生产及生活供热系统中。

但电力热泵在应用中面临的一个主要问题是，当环境温度较低时，其供热量不足，为解决供热量不足的问题，目前采取的主要措施之一是采用燃气加热器辅助电力热泵的混合供热方式。

混合供热的系统包括电力热泵、燃气加热器和散热单元，散热单元安装在待加热空间中，例如，办公室或者家庭卧室、客厅等空间中，电力热泵和燃气加热器通过流动回路与散热单元相连，流动回路中用于通过工作流体，该系统主要工作方式是：在通常情况下，采用电力热泵加热工作流体，工作流体通过流动回路进入散热单元，散热单元散热后工作流体温度下降，再通过流动回路进入电力热泵加热，反复循环，使待加热空间温度升高，当待加热空间的环境温度较低，电力热泵无法满足待加热空间的热量需求时，采用燃气加热器对工作流体辅助加热，以满足待加热空间的热量需求。

该混合供热系统的工作方式中电力热泵全程运行，而电力热泵和燃气加热器在环境温度不同情况下运行时的能效和运行成本会有较大差异，因此，该种供热方式从运行成本角度上有待进一步提高。

发明内容

针对背景技术的问题，本发明提供一种复合供热装置、供热控制方法及其装置。

根据本发明的第一个方面，提供一种复合供热装置，包括：

流动回路，用于使设定温度的工作流体流动至散热单元；

电力热泵，具有第一换热器和第一泵，所述第一换热器和所述第一泵连接在所述流动回路中，所述第一泵用于控制所述工作流体流经所述第一换热器，所述第一换热器用于加热流动至所述第一换热器的所述工作流体；

燃料加热器，具有第二换热器和第二泵，所述第二换热器和所述第二泵连接在所述流动回路中，所述第二泵用于控制所述工作流体流经所述第二换热器，所述第二换热器用于加热流动至所述第一换热器下游的工作流体。

可选的，还可以包括：第三泵，所述第三泵设置所述流动回路中，所述第三泵用于控制所述工作流体在流动回路中的流量。

可选的，所述流动回路包括第一管路、第二管路、第三管路和第四管路；

所述第一换热器的出口和所述散热单元的进口通过所述第一管路连接，所述散热单元的出口和所述第一换热器的进口通过所述第二管路连接；

所述第二换热器的出口通过所述第三管路与所述第一管路连接，所述第二换热器的进口通过所述第四管路与所述第二管路连接，所述第一管路与所述第四管路连接；

所述第一泵设置在所述第二管路中，所述第二泵设置在所述第四管路中，所述第三泵设置在所述第二管路中。

可选的，所述燃料加热器还经过供热回路与热水箱连接。

根据本发明的第二个方面，提供一种供热控制方法，应用于复合供热装置，所述复合供热装置包括：

流动回路，用于使设定温度的工作流体流动至散热单元；

电力热泵，具有第一换热器和第一泵，所述第一换热器和第一泵连接在所述流动回路中，所述第一泵用于控制所述工作流体流经所述第一换热器，所述第一换热器用于加热流动至所述第一换热器的工作流体；

燃料加热器，具有第二换热器和第二泵，所述第二换热器和所述第二泵连接在所述流动回路中，所述第二泵用于控制所述工作流体流经所述第二换热器，所述第二换热器用于加热流动至所述第一换热器下游的工作流体；

所述方法包括：

根据所述电力热泵单位热量运行费用与所述燃料加热器单位热量运行费用确定工作流体的等价温度；

根据所述等价温度和工作流体的设定温度的比较结果控制所述电力热泵和所述燃料加热器的工作状态。

可选的，根据热泵单位时间热能、热泵能耗系数和当前电价计算获得所述电力热泵单位热量运行费用；

根据燃料单位时间热能、所述第二泵的功率、燃料加热器效率、当前电价和当前燃料单价计算获得所述燃料加热器单位热量运行费用。

可选的，所述根据所述等价温度和设定温度的比较结果控制所述电力热泵和所述燃料加热器的工作状态，包括：

比较所述设定温度与所述等价温度和预设优化参数的和的大小；

若所述设定温度大于等于所述等价温度和预设优化参数的和，则确定工作流体的中间温度；

根据所述电力热泵的功率判断所述电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至所述中间温度；

若是，则控制所述电力热泵工作，通过第一泵控制所述工作流体流经所述第一换热器，通过所述第一换热器将工作流体的温度升高至所述中间温度；并控制所述燃料加热器工作，通过所述第二泵控制工作流体流经所述第二换热器，通过第二换热器将经第一换热器流出的工作流体的温度由所述中间温度加热至设定温度。

可选的，所述复合供热装置还包括第三泵，所述第三泵设置在所述流动回路中，所述方法中，在所述通过第二换热器将经第一换热器流出的工作流体的温度由所述中间温度加热至设定温度之后，还包括：

控制所述第三泵减小工作流体在流动回路中的流量。

可选的，在所述控制所述第三泵减小工作流体在流动回路中的流量之后，还包括：

逐步升高所述设定温度后再逐步降低所述设定温度。

可选的，所述逐步升高或降低所述设定温度的步长和每相邻两次升高或降低所述设定温度的时间间隔根据散热单元所在的待加热空间的期望室温与检测室温之间的温差确定。

可选的，在所述通过第二换热器将经第一换热器流出的工作流体的温度由所述中间温度加热至设定温度之后，还包括：

获取散热单元所在的待加热空间的检测室温；

当所述检测室温小于期望室温且所述设定温度大于等于最大许可流动温度时，控制所述第三泵逐步提高工作流体在流动回路中的流量。

可选的，还包括：

当根据所述电力热泵的功率判断所述电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至所述中间温度的判断结果为否时，则控制所述燃料加热器工作，通过所述第二泵控制工作流体流经所述第二换热器，通过所述第二换热器将工作流体的温度加热至设定温度。

可选的，还包括：

若所述设定温度小于所述等价温度和预设优化参数的和，则根据所述电力热泵的功率判断所述电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至所述设定温度；

若是，则控制所述电力热泵工作，通过所述第一泵控制所述工作流体流经所述第一换热器，通过所述第一换热器将工作流体的温度升高至所述设定温度；

若否，则控制所述电力热泵以最大功率工作，通过所述第一泵控制所述工作流体流经所述第一换热器，通过所述第一换热器加热工作流体；并控制所述燃料加热器工作，通过所述第二泵控制所述工作流体流经所述第二换热器，通过所述第二换热器将经所述第一换热器流出的工作流体的温度加热至所述设定温度。

可选的，在所述根据所述电力热泵的功率判断所述电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至所述中间温度之前，还包括：

当判断相邻两次确定出的工作流体的中间温度的差值是否大于差值阈值；

若是，则执行所述根据所述电力热泵的功率判断所述电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至所述中间温度。

根据本发明的第三个方面，提供一种供热控制装置，应用于复合供热装置，所述控制装置包括：

等价温度确定单元，用于根据所述根据电力热泵单位热量运行费用与所述燃料加热器单位热量运行费用确定工作流体的等价温度；

控制单元，用于根据所述等价温度和工作流体的设定温度的比较结果控制所述电力热泵和燃料加热器的工作状态。

基于上述技术方案，本发明实施例的供热控制方法中，基于电力热泵和燃料加热器的运行费用确定等价温度，根据等价温度与设定温度的比较结构可以选择对应的控制方法，当电力热泵运行费用低或者是能效更高时可选择控制电力热泵工作对工作流体进行加热，当燃气加热器运行费用更低时可选择控制燃料加热器对工作流体进行辅助加热，可以更加合理的利用电力热泵和燃料加热器，降低电力热泵和燃料加热器的运行成本，使复合供热装置更加有效经济的运行。

附图说明

图1是本发明提供的一种实施方式中的供热控制方法的流程图；

图2是本发明提供的另一种实施方式中的供热控制方法的流程图；

图3是本发明提供的又一种实施方式中的供热控制方法的流程图；

图4是本发明提供的另一种实施方式中的供热控制方法的流程图；

图5是本发明提供的复合供热控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例提供一种供热控制方法，应用于复合供热装置，所述复合供热装置包括：

流动回路，用于使设定温度的工作流体流动至散热单元；

电力热泵，具有第一换热器和第一泵，所述第一换热器和第一泵连接在所述流动回路中，第一泵用于控制工作流体流经第一换热器，第一换热器用于加热流动至第一换热器的工作流体；

燃料加热器，具有第二换热器和第二泵，所述第二换热器和第二泵连接在所述流动回路中，第二泵用于控制工作流体流经第二换热器，第二换热器用于加热流动至第一换热器下游的工作流体。

如图1所示，所述方法包括：

步骤S10、根据电力热泵单位热量运行费用与燃料加热器单位热量运行费用确定工作流体的等价温度；

步骤S20、根据等价温度和工作流体的设定温度的比较结果控制电力热泵和燃料加热器的工作状态。

上述的复合供热装置可用于对待加热空间进行加热，散热单元用于安装在待加热空间，例如，办公室或者家庭卧室、客厅等待加热空间中，散热单元例如为暖气片、地热或对流式加热器等。

流动回路用以在散热单元、第一换热器和第二换热器之间形成回路，使工作流体(例如水或其他液体等)可以在散热单元、第一换热器和第二换热器之间循环流动，进而将工作流体的热量通过散热单元散发至待加热空间中，使待加热空间的环境温度升高。

工作流体在被第一换热器和/或第二换热器加热之后，在进入散热单元之间的温度可称为流动温度或者供给温度，或者本实施例所述的设定温度，从散热单元流出之后在被第一换热器和/或第二换热器加热之前的温度可称为回流温度。

设定温度可以由使用者根据需要设置，或者由复合供热装置的控制单元基于室外的环境温度确定，例如，如果室外的环境温度升高，则设定温度降低，如果室外的环境温度降低，则设定温度升高，从而可使待加热空间的室温达到期望的温度(以下称为期望室温)，设定温度的具体大小还可考虑使用者的期望室温。

电力热泵可包括压缩机、第一换热器(在加热模式中用作蒸发器)、膨胀阀、第三换热器(在加热模式中用作冷凝器，通常用于设置在室外)和第一泵等，制冷剂在上述各部件形成的回路中循环。该第一泵可以控制工作流体流经第一换热器，即当电力热泵工作时，该第一泵也工作，此时工作流体可通过流动回路进入第一换热器；当电力热泵不工作时，第一泵也不工作，工作流体不再流经第一换热器。

可将流动回路与第一换热器连接，电力热泵可以在加热模式或制冷模式工作，在加热模式工作时，简单而言，制冷剂通过第三换热器从室外环境的空气中吸收热量，由于第一泵工作，工作流体可通过流动回路流经第一换热器，热量随后借助第一换热器从制冷剂传递至流经流动回路的工作流体，以对流动至第一换热器的工作流体进行加热。

燃料加热器是以燃气或者其他可燃烧物质为燃料，例如为锅炉或燃气加热器等，第二换热器例如为穿过或围绕或构成燃料燃烧的燃烧室一部分的管件形成，管件可连接在流动回路中，工作流体可流经该管件进入流动回路，当燃料加热器工作时，第二泵也工作，工作流体可通过流动回路流经第二换热器，其燃料燃烧产生的热量经由第二换热器传递至流经流动回路的工作流体，以对流动至第一换热器下游的工作流体进行加热；当燃料加热器不工作时，第二泵也不工作，工作流体不再流经第二换热器。

本实施例的上游或者下游以工作流体在流动回路中的流动方向为参考方向。

本发明实施例提供的复合供热装置，通过在电力热泵设置第一泵，可以控制工作流体是否流经第一换热器，进而当电力热泵工作时，通过第一换热器对工作流体进行加热；在燃料加热器中设置第二泵，可以控制工作流体是否流经第二换热器，进而当燃料加热器工作时，通过第二换热器对工作流体进行加热，这样通过两个泵可控制工作流体的流动方向，不需要在流动回路中设置三通阀等，并且，两个泵的工作状态与电力热泵和燃料加热器的工作状态同步，控制方式简单。

本实施例中的控制方法，从供热装置的运行成本的角度看，为了提高电力热泵的运行能效和燃料加热器的效率，根据电力热泵单位运行费用与燃料加热器单位时间运行费用确定工作流体的等价温度。

电力热泵单位热量运行费用指电力热泵单独工作时对工作流体进行加热所需的费用，电力热泵具有第一泵，在计算其单元运行费用时包含其中第一泵的运行费用在内。

燃料加热器单位热量运行费用指燃料加热器单独工作时对工作流体进行加热所需的费用，燃料加热器具有第二泵，因此，当其对工作流体进行加热时，在计算其单位热量运行费用时需要包含其中第二泵的运行费用，将该费用与电力热泵单位热量运行费用进行比较确定工作流体的等价温度。

工作流体的等价温度值当电力热泵单位热量时间运行费用与燃料加热器单位热量时间运行费用相等时确定的工作流体的温度。

在一个可选的实施方式中，根据热泵单位时间热能、热泵能耗系数和当前电价计算获得电力热泵单位热量运行费用COST_HP，例如，COST_HP＝热泵单位时间热能/热泵能耗系数×当前电价。

此处的热泵单位时间热能指电力热泵在加热模式工作时单位时间产生的热能，电力热泵工作时第一泵同时也工作，因此，上述公式中的电力热泵单位热量运行费用COST_HP已经包括了第一泵的费用。根据燃料单位时间热能、第二泵的功率、燃料加热器效率和当前燃料单价计算获得燃料加热器单位运行费用，例如，COST_Gas＝(燃料单位时间热能-第二泵的功率)/燃料加热器效率×当前燃料单价；

燃料单位时间热能指燃料加热器工作时单位时间产生的热能，燃料加热器工作时，第二泵同时也工作，但是燃料加热器是通过燃料燃烧加热，而第二泵是通过消耗电力工作，因此，此处在计算燃料加热器的单位热量运行费用时，还需要单独计算第二泵的单位热量运行费用，例如，COST_B＝第二泵的功率×当前电价，因此，燃料加热器单位热量运行费用为：COST_Gas+COST_B。

热泵能耗系数COP与环境温度和设定温度相关，可称为设定温度的能耗系数COP，可以是基于电力热泵在全负荷条件(指电力热泵的压缩机在最高可能频率条件下工作时)计算热泵能耗系数COP，以简化计算，然而，也可在电力热泵的实际条件下计算电力热泵在设定温度的能耗系数COP。

该COP可从关于具体设定温度、环境温度与COP值的关系图表中获得，或者根据设定温度和环境温度与COP的计算公式中获得，该关系图表和计算公式可以是预先设置的。

计算公式例如为下述公式：

COP＝aT₁ ²+bT₂ ²-cT₁T₂+dT₁+eT₂+f，其中，a、b、c、d、e、f为常数，T₁为环境温度，T₂为设定温度。

如果某一设定温度位于关系图表中某一较高设定温度和某一较低设定温度的两个图表之间，可以根据上述两个设定温度对应的两个图表中计算得到两个COP，该设定温度下的COP在上述两个COP之间进行插值计算得出。

燃料加热器效率的效率和第二泵的功率可以是固定数值，或者是取决于设定温度和/或回流温度和/或环境温度的数值。当前电价和当前燃料单价可预先设置，或者由电力和燃料提供者通过网络提供的数据中获得。当前电价和当前燃料单价可考虑按照白天和晚上进行区分，或者具有24小时的不同价格，甚至可以随着日期变化价格不同，例如，当前电价和当前燃料单价可在周末和一周之间改变。

本实施例中，等价温度的确定方式为，当COST_HP与COST_Gas+COST_B相等时的COP对应的设定温度确定为工作流体的等价温度。

根据现有技术的混合供热方法，电力热泵会全程运行，当电力热泵无法满足待加热空间的热量需求时，才会采用燃气加热器对工作流体辅助加热，而本实施例的供热控制方法中，基于电力热泵和燃料加热器的运行费用确定等价温度，根据等价温度与设定温度的比较结构可以选择对应的控制方法，当电力热泵运行费用低或者是能效更高时可选择控制电力热泵工作对工作流体进行加热，当燃气加热器运行费用更低时可选择控制燃料加热器对工作流体进行辅助加热，可以更加合理的利用电力热泵和燃料加热器，降低电力热泵和燃料加热器的运行成本，使复合供热装置更加有效经济的运行。

在一个可选的实施方式中，如图2所示，上述步骤S20所述的根据等价温度和设定温度的比较结果控制电力热泵和燃料加热器工作状态，包括：

步骤S21、比较设定温度与等价温度和预设优化参数的和的大小；

步骤S22、若设定温度大于等于等价温度和预设优化参数的和，则确定工作流体的中间温度；

步骤S23、根据电力热泵的功率判断电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至中间温度；

步骤S24、若是，则控制电力热泵工作，通过第一泵控制所述工作流体流经所述第一换热器，通过第一换热器将工作流体的温度升高至中间温度；并控制所述燃料加热器工作，通过第二泵控制工作流体流经所述第二换热器，通过第二换热器将经第一换热器流出的工作流体的温度由所述中间温度加热至设定温度；

步骤S25、若否，则控制燃料加热器工作，通过第二泵控制工作流体流经第二换热器，通过第二换热器将工作流体的温度加热至设定温度。

上述的预设优化参数可根据经验设置，是对等价温度的一个适当的调整，等价温度是从运行费用角度看，对工作流体进行加热采用电力热泵和燃料加热器的单位运行费用相等的温度值，当设定温度大于等价温度和预设优化参数的和时，说明采用采用燃料加热器的单位运行费用更低。

当设定温度大于等价温度和预设优化参数的和时，确定工作流体的中间温度，电力热泵在中间温度对应的单位热量运行费用COST_HP小于燃料加热器在中间温度对应的单位热量运行费用COST_Gas与第二泵单位热量运行费用COST_B之和，也就是在将工作流体从某一温度加热到中间温度之前采用电力热泵的运行费用更低，而在将工作流体从中间温度加热到设定温度采用燃料加热器的运行费用更低，此时，采用电力热泵和燃料加热器共同加热的方式总体运行费用会比单独采用电力热泵的总体运行费用，但是由于电力热泵的功率也是有限的，在某些情况下，如果环境温度较低，仅采用电力热泵可能不足以将工作流体的温度升高至中间温度，因此，本实施例进一步的根据电力热泵的功率判断电力热泵是否能够满足将工作流体的温度升高至中间温度的需求，如果可以满足，则控制电力热泵工作，通过第一泵控制工作流体流经所述第一换热器，通过第一换热器将工作流体的温度升高至中间温度；并且控制燃料加热器工作，通过第二泵控制工作流体流经第二换热器，通过第二换热器将经第一换热器流出的工作流体的温度由所述中间温度加热至设定温度，以下称为第一混合工作模式；如果不能满足，为了保证加热需求，则控制燃料加热器工作，通过第二泵控制工作流体流经第二换热器，通过第二换热器将工作流体的温度加热至设定温度，以下称为第一工作模式。

为了更加清楚的说明本发明复合供热装置的结构和工作方式，下面结合附图1所示的复合供热装置的结构说明本发明实施例提供的控制方法。

参照图5所示，该复合供热装置包括：

流动回路、电力热泵2和燃料加热器3，流动回路包括第一管路101、第二管路102、第三管路103、第四管路104和第五管路105；

电力热泵2具有第一换热器201和第一泵51，其还可以包括压缩机202、蒸发器203、膨胀阀204、风扇205和水泵206等；燃料加热器3具有第二换热器(图中未示出)和第二泵52；

第一换热器201的出口和散热单元4的进口通过第一管路101连接，散热单元4的出口和第一换热器201的进口通过第二管路102连接；

第二换热器的出口通过第三管路103与第一管路连接，第二换热器的进口通过第四管路104与第二管路102连接，第一管路101与第四管路104连接；

第一泵51设置在第二管路102中，第二泵52设置在第四管路104中，在第四管路104中还可以设置第一单向阀61。

图5中所示，第一泵51设置在第一换热器201的上游，且第一泵51设置在第二管路102中且靠近第一换热器201的进口处；第二泵52设置在第四管路104中，且位于第一换热器201的下游。

图中所示第一泵和第二泵的设置位置仅是一种实施方式，实际上，第一泵可以位于第一换热器的上游，也可以位于第一换热器的下游，只要在第一泵工作时可以让工作流体流经第一换热器即可；同样，第二泵也可以位于第二换热器的上游或者下游，只要在第二泵工作时可以让工作流体流经第二换热器即可。

该复合供热装置的工作过程为，使用者可通过散热单元的操作装置，例如遥控器等设置期望室温，或者在复合供热装置的中央控制器中设置所有安装有散热单元的待加热空间的统一的期望室温，还可以同时设置当前电价、燃料单价、电力热泵的功率、变频泵的功率、燃料加热器效率、热泵单位时间热能、燃料单位时间热能等相关参数。

可根据期望室温和检测到的环境温度(可通过温度传感器检测获得)确定期望室温所需的设定温度，当然也可以直接设置设定温度。

热泵能耗系数与环境温度和回流温度(可以在第一换热器进口处设置温度传感器，将检测获取的温度作为回流温度)之间的温差，而回流温度又与设定温度有关，可通过上述提到的关系图表或者计算公式获得设定温度下的热泵能耗系数，进而再根据设置的相关参数计算获得电力热泵单位热量运行费用、燃料加热器单位热量运行费用，据此确定工作流体的等价温度，再将等价温度和工作流体的设定温度进行比较，如果设定温度大于等于等价温度和预设优化参数的和，则确定工作流体的中间温度，进一步的再根据电力热泵的功率判断电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至中间温度，若是，则控制电力热泵工作通过第一换热器将工作流体的温度升高至中间温度，电力热泵可能会在部分负荷下工作，即电力热泵的压缩机会在比最高频率低的频率下工作，电力热泵当然也可在全负荷下工作，即电力热泵的压缩机会在最高频率下工作。

此时，如图5所示，复合供热装置在第一混合工作模式下工作，其具体过程为，工作流体从散热单元4的出口流出，进入第二管路102，经第二管路102进入第一换热器201的进口，而第二管路102与第一换热器201的进口连接，因此，工作流体可经第二管路102进入第一换热器201的进口再从第一换热器201的出口流出。

当电力热泵2工作时，经过压缩机202的高温高压气态制冷剂经过第一换热器201(此时作为冷凝器)降温降压逐渐变成液态，释放热量，由于第一泵51工作，工作流体可经过第二管路102进入第一换热器201，通过第一换热器201释放的热量对工作流体进行加热，将工作流体的温度加热至中间温度，加热后的工作流体从第一换热器201的出口流出。

制冷剂释放热量后接着通过膨胀阀205降压降温变成气液两态的混合物，然后再经过第三换热器203(此时作为蒸发器，通常设置在室外)后变成低温低压气体，吸收室外环境热量，室外周围环境的空气温度降低，通过风扇204将冷空气从第三换热器203(蒸发器)中吹过，散发到大气中，经过第三换热器204(蒸发器)的低温低压气体制冷剂再次通过压缩机202压缩，如此反复循环，第一换热器201反复对流入的工作流体进行加热，将工作流体的温度加热至中间温度。

电力热泵由于包括第一泵51，当电力热泵工作时，该第一泵51也工作，使工作流体可在第一管路101、第二管路102、第一换热器201和散热单元4之间循环流动。

同时，燃料加热器3工作，第二泵也工作，此时，第一单向阀61为打开状态，通过第二泵52控制工作流体经第一管路101的部分流过进入第四管路104，再经第四管路104进入燃料加热器3的第二换热器中第二泵52可使工作流体在第一管路101、第四管路104、第二换热器和散热单元4之间循环流动，当工作流体经第四管路104进入燃料加热器3的第二换热器后，将工作流体的温度由中间温度加热至设定温度，然后从第二散热器的出口流出，经第三管路103流入部分第一管101路再进入散热单元4，通过散热单元4后工作流体的温度会降低对待加热空间加热，使室内的环境温度升高，工作流体再次进入第一换热器201，上述的过程可以反复循环使室内温度升高并保持在期望室温。

当复合供热装置在第一工作模式工作时，其此时电力热泵停止工作，燃料加热器工作，具体过程为，工作流体从散热单元4的出口流出，第一单向阀61打开，第二泵52工作，控制工作流体经第二管路102和第四管路104进入燃料加热器3的第二换热器，由于电力热泵停止工作，第一泵51也相应停止工作，因此，工作流体不再进入第一换热器201，由燃料加热器3的第二换热器将工作流体的温度由中间温度加热至设定温度，然后从燃料加热器3的第二散热器的出口流出，经第三管路103流入部分第一管101路再进入散热单元4，通过散热单元4后工作流体的温度会降低对待加热空间加热，使室内的环境温度升高，上述的过程可以反复循环使室内温度升高并保持在期望室温。

在一个可选的实施方式中，如图5所示，上述的复合供热装置还可以包括第三泵53，第三泵53设置在流动回路中，第三泵53用于控制工作流体在流动回路中的流量。

较佳的，该第三泵53设置在第一换热器201的上游，且在第二管路102中且靠近散热单元4的出口处，当然，第三泵也可以设置在其他位置，例如，位于散热单元的进出处，或者设置在组成流动回路的其他管路中均可，第三泵的作用用于使工作流体在流动回路中循环，本发明实施例对此其设置位置并不限定。

当复合供热装置在第一混合工作模式工作时，如图3所示，在上述步骤S24中所述的通过第二换热器将经第一换热器流出的工作流体的温度由中间温度加热至设定温度之后，可以进一步的包括：

步骤S26、控制第三泵减小工作流体在流动回路中的流量，可通过控制降低第三泵的输入电压频率或者其他方式使第三泵的转速降低，进而减小工作流体在流动回路中的流量。该第三泵较佳的选用变频泵，可以更有效的控制工作流体在流动回路中的流量。

在通常情况下，当电力热泵和/或燃料加热器工作时，第三泵也工作，以某一预设转速转动，工作流体的流量保留一定的流速，当需要减小工作流体在流动回路中的流量时，可控制第三泵的转速降低，小于预设转速，使工作流体的流量减小。当然在电力热泵和/或燃料加热器工作时，如果不需要调节工作流体在流动回路中的流量，也可以不设置第三泵，或者第三泵不工作；或者是第一泵和第二泵为变频泵，通过第一泵和第二泵控制工作流体在流动回路中的流量也是可行的。

本实施例中，如果工作流体的流量减小，则使得回流至第一换热器的工作流体的回流温度降低，而回流温度降低时电力热泵的加热效果会提升，因此，回流温度越低，则由电力热泵提供的热量比例越高，这样可以提高电力热泵的热负荷和能效，并且提高电力热泵的热负荷会同时降低燃料加热器热负荷，使复合供热装置的总体的运行费用进一步降低。

并且降低回流温度降低时，会使中间温度大于回流温度，使复合供热装置在上述电力热泵和燃料加热器共同工作的模式下工作，使复合供热装置更加有效经济的运行。

然而，如果回流温度降低，则进入和离开散热单元的工作流体的温度的平均温度会下降，则散热单元的散热能力下降，为了补偿散热能力下降损失可能影响待加热空间的舒适度问题，进一步，如图3所示，在控制变频泵减小工作流体在流动回路中的流量之后，还包括：

步骤S27、逐步升高设定温度后再逐步降低。

通过升高设定温度，回流温度也会逐步升高，可以提高散热单元的散热能力，由于工作流体的温度并非在一次性的而是逐步地升高直到达到散热单元所需平均温度对应的流动温度，因而达到所需散热能力对应的工作流体的设定温度的时间间隔会延长，在该时间阶段，由电力热泵提供的热负荷的比例会高于如果仅一次性的升高设定情形下提供的热负荷比例，因此，可以进一步的提供电力热泵运行的能效，降低运行成本。

此外，当升高设定温度后，由于散热单元的散热能力增加，经过一段时间后待加热空间的环境温度可能会超过期望室温某一数值，例如1或2摄氏度，此时，可以进一步逐步降低设定温度，以再次增大由电力热泵提供的热负荷的比例。

另外上述逐步升高或降低所述设定温度的步长和每相邻两次升高或降低设定温度的时间间隔根据散热单元所在的待加热空间的检测室温和期望室温确定。

本实施例中，步长和时间间隔取决于待加热空间的期望室温和检测室温之间的温差，如果期望室温比检测室温低得多，即温差较大，则步长和时间间隔可以为较大的数值，这样可以使待加热空间的温度较快的恢复到期望室温，提高使用者的舒适度。如果检测室温仅仅略高于期望室温，即温差较小，则步长和时间间隔可以为较小的数值，防止待加热空间的室温快速下降。

在一些例子中，上述步骤S24所述的通过第二换热器将经第一换热器流出的工作流体的温度由所述中间温度加热至设定温度之后，还包括：

步骤S28、获取散热单元所在的待加热空间的检测室温；

步骤S29、当检测室温小于期望室温且设定温度大于等于最大许可流动温度时，控制第三泵逐步提高工作流体在流动回路中的流量。

可在待加热空间设置温度传感器检测待加热空间的温度获得检测室温，如果该复合供热装置运行一段时间后，该段时间可以为较长的一段时间，或者是由于室外的环境温度下降等，使检测室温小于期望室温，说明散热单元的散热能力不能满足加热需求，并且设定温度已经超过最大许可流动温度时，此时，不能在通过提高设定温度的方式提高散热单元的散热能力，可提高工作流体在流动回路中的流量，这样，由于流量增加，也可以提高散热单元的散热能力，逐步提高的方式，是为了使室温逐步升高到期望温度，提高使用者的舒适度。

在一个可选的实施方式中，如图4所示，该方法还包括：

步骤S30、若设定温度小于等价温度和预设优化参数的和，则根据电力热泵的功率判断电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至设定温度；

步骤S31、若是，则控制电力热泵工作，通过第一泵控制工作流体流经所述第一换热器，通过第一换热器将工作流体的温度升高至设定温度；

步骤S31、若否，则控制电力热泵以最大功率工作，通过第一泵控制工作流体流经第一换热器，通过第一换热器加热工作流体；并控制燃料加热器工作，通过第二泵控制工作流体流经第二换热器，通过第二换热器将经第一换热器流出的工作流体的温度加热至设定温度。

本实施例中，当设定温度小于等价温度和预设优化参数的和时，不需要确定中间温度，此时，电力热泵在设定温度对应的单位运行费用COST_HP小于燃料加热器在设定温度对应的单位时间运行费用COST_Gas与第二泵单位热量运行费用COST_B之和，也就是在将工作流体从某一温度加热到设定温度采用电力热泵的运行费用更低，但是由于电力热泵的功率也是有限的，在某些情况下，如果环境温度较低，仅采用电力热泵可能不足以将工作流体的温度升高至设定温度，因此，本实施例进一步的根据电力热泵的功率判断电力热泵是否能够满足将工作流体的温度升高至设定温度的需求，如果可以满足，则仅控制电力热泵工作通过第一换热器将工作流体的温度升高至设定温度，以下称为第二工作模式。

如果不满足，则控制所述电力热泵以最大功率工作，通过第一泵控制工作流体流经第一换热器，通过第一换热器加热工作流体；并控制燃料加热器工作，通过第二泵控制工作流体流经第二换热器，通过第二换热器将经第一换热器流出的工作流体的温度加热至设定温度，以下称为第二混合工作模式。

由于此时采用电力热泵加热的运行成本更低，因此，使电力热泵以最大功率工作可以最大程度的利用电力热泵提供热负荷，但是电力热泵不能满足加热需求，因此，还需要采用燃料加热器进行辅助加热，可以使复合供热装置满足加热需求并且从运行成本最经济。

下面结合图2分别说明复合供热装置在第二工作模式工作和第二混合工作模式工作的过程。

当复合供热装置在第二工作模式工作时，电力热泵2工作，第一泵51对应工作，而燃料加热器3停止工作，即第二泵52对应停止工作，如图5所示，其具体过程为，工作流体从散热单元4的出口流出，进入第二管路102，经第二管路102进入第一换热器201的进口，而第二管路102与第一换热器201的进口连接，第一换热器201的出口通过第一管路101与散热单元4的进口连接，具体而言，第二管路102可与第一换热器中201的管路的一端连接，第一换热器201中的管路的另一端与第一管路101连接，且第一泵51工作，因此，工作流体可经第二管路102进入第一换热器201的进口再从第一换热器201的出口流出进入第一管路101，再进入散热单元4后工作流体的温度会降低对待加热空间加热，此时，第一单向阀61关闭，第二泵52停止工作，工作流体不再经第四管路进行第二换热器，上述的过程反复循环使室内温度升高并保持在期望室温。

当复合供热装置在第二混合工作模式下工作时，与第一混合工作模式相同之处在于，电力热泵工作，对应的第一泵工作，同时燃料加热器工作，对应的第二泵也工作，工作流体的流动路径与第一混合工作模式相同，不同之处在于，此时，电力热泵以最大功率工作，而在第一混合工作模式时，电力热泵通常不需要以最大功率工作，并且，此时，不需要设置中间温度，电力热泵在最大功率工作时可以将工作流体加热到一定温度，该温度小于设定温度，之后通过燃料加热器辅助加热，使工作流体的温度加热到设定温度。

如图5所示，复合供热装置燃料加热器3还经过供热回路105与热水箱7连接，热水箱7用于为使用者提供热水。

供水管路105中还可以设置第二单向阀62和第四泵54，当使用者需要使用热水箱7加热热水箱7中热水时，第二单向阀打开，第四泵54工作，使热水箱7中的水可以经供热回路105进入燃料加热单元3的第二换热器加热，加热后的热水再经燃料加热器3的第二换热器的出口流出通过供热回路105进入热水箱7。

在一个可选的实施方式中，上述步骤S23所述的根据电力热泵的功率判断电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至中间温度之前，还包括：

步骤S221、判断相邻两次确定出的工作流体的中间温度的差值是否大于差值阈值，若是，则执行步骤S23所述的根据电力热泵的功率判断电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至中间温度。

在复合供热装置运行过程，该供热控制方法也实时在执行，该方法执行时，也会实时的确定中间温度，由于在确定中间温度后需要根据中间温度确定该供热装置的工作模式，如果相邻两次计算出的中间温度的差值很小，可能也会涉及工作模式的切换，这样可能造成工作模式反复切换，不利于供热装置稳定运行，并且，确定出的中间温度可能也存在一定的误差，为避免这种情况，本实施例中，进一步的判断相邻两次确定出的中间温度的差值，当差值大于差值阈值(差值阈值可以根据需要设置，例如为3°-7°)时，也就是当相邻两次确定出的中间温度的差值有一定差距时，才执行后续的步骤，这样可以避免供热装置工作模式反复切换，有利于供热装置的稳定运行。

需要说明的是，上述的电力热泵还可以用于制冷，可以使工作流体的温度降低，进而降低待加热空间的温度，具体而言，参照图5所示，当电力热泵2在制冷模式工作时，制冷剂的流动方向与制热方向相反，可通过四通阀控制制冷剂的流动方向，此时，压缩机202将作为冷媒的低温低压气态制冷剂压缩成高温高压气体，通过第三换热器203(此时作为冷凝器)降温降压逐渐变成液态，向室外环境释放热量，室外周围环境的空气温度升高，通过风扇204将热空气从第三换热器203(冷凝器)中吹过，散发到大气中；接着通过膨胀阀205降压降温变成气液两态的混合物，然后再经过第一换热器201(此时作为蒸发器)后变成低温低压气体，吸收热量，使经第二管路102进而第一换热器的工作流体温度降低后流出经第一管路101进入散热单元4，从而降低室内的环境温度，经过第一换热器201(蒸发器)的低温低压气态制冷剂再次通过压缩机202压缩，如此反复循环，室内的环境温度就会逐渐下降。

本发明实施例还提供一种供热控制装置，该供热装置应用于复合供热装置，所述控制装置包括：

等价温度确定单元，用于根据所述根据电力热泵单位热量运行费用与所述燃料加热器单位热量运行费用确定工作流体的等价温度；

控制单元，用于根据所述等价温度和工作流体的设定温度的比较结果控制所述电力热泵和燃料加热器工作状态。

上述控制装置的各单元可以集成于一体，也可以分离部署。上述各单元可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。

通过以上的实施方式的描述，本实施例的控制装置可借助软件的方式实现，或者软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以应用在空调中，例如应用在复合供热装置的控制器中，通过在控制器中安装对应的软件产品实现上述的供热控制方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种复合供热装置，其特征在于，包括：

流动回路，用于使设定温度的工作流体流动至散热单元；

电力热泵，具有第一换热器和第一泵，所述第一换热器和所述第一泵连接在所述流动回路中，所述第一泵设置在所述第一换热器的上游，所述第一泵用于控制所述工作流体流经所述第一换热器，所述第一换热器用于加热流动至所述第一换热器的所述工作流体；

燃料加热器，具有第二换热器和第二泵，所述第二换热器和所述第二泵连接在所述流动回路中，所述第二泵用于控制所述工作流体流经所述第二换热器，所述第二换热器用于加热流动至所述第一换热器下游的工作流体。

2.根据权利要求1所述的复合供热装置，其特征在于，还包括：

第三泵，所述第三泵设置在所述流动回路中，所述第三泵用于控制所述工作流体在流动回路中的流量。

3.根据权利要求2所述的复合供热装置，其特征在于，

所述流动回路包括第一管路、第二管路、第三管路和第四管路；

所述第一换热器的出口和所述散热单元的进口通过所述第一管路连接，所述散热单元的出口和所述第一换热器的进口通过所述第二管路连接；

所述第二换热器的出口通过所述第三管路与所述第一管路连接，所述第二换热器的进口通过所述第四管路与所述第二管路连接，所述第一管路与所述第四管路连接；

所述第一泵设置在所述第二管路中，所述第二泵设置在所述第四管路中，所述第三泵设置在所述第二管路中。

4.根据权利要求1-3任一项所述的复合供热装置，其特征在于，

所述燃料加热器还经过供热回路与热水箱连接。

5.一种供热控制方法，其特征在于，应用于复合供热装置，所述复合供热装置包括：

流动回路，用于使设定温度的工作流体流动至散热单元；

电力热泵，具有第一换热器和第一泵，所述第一换热器和第一泵连接在所述流动回路中，所述第一泵用于控制所述工作流体流经所述第一换热器，所述第一换热器用于加热流动至所述第一换热器的工作流体；

燃料加热器，具有第二换热器和第二泵，所述第二换热器和所述第二泵连接在所述流动回路中，所述第二泵用于控制所述工作流体流经所述第二换热器，所述第二换热器用于加热流动至所述第一换热器下游的工作流体；

所述方法包括：

根据所述电力热泵单位热量运行费用与所述燃料加热器单位热量运行费用确定工作流体的等价温度；

根据所述等价温度和工作流体的设定温度的比较结果控制所述电力热泵和所述燃料加热器的工作状态。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，

根据热泵单位时间热能、热泵能耗系数和当前电价计算获得所述电力热泵单位热量运行费用；

根据燃料单位时间热能、所述第二泵的功率、燃料加热器效率、当前电价和当前燃料单价计算获得所述燃料加热器单位热量运行费用。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述等价温度和设定温度的比较结果控制所述电力热泵和所述燃料加热器工作状态，包括：

比较所述设定温度与所述等价温度和预设优化参数的和的大小；

若所述设定温度大于等于所述等价温度和预设优化参数的和，则确定工作流体的中间温度；

根据所述电力热泵的功率判断所述电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至所述中间温度；

若是，则控制所述电力热泵工作，通过第一泵控制所述工作流体流经所述第一换热器，通过所述第一换热器将工作流体的温度升高至所述中间温度；并控制所述燃料加热器工作，通过所述第二泵控制工作流体流经所述第二换热器，通过第二换热器将经第一换热器流出的工作流体的温度由所述中间温度加热至设定温度。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述复合供热装置还包括第三泵，所述第三泵设置在所述流动回路中，所述方法中，在所述通过第二换热器将经第一换热器流出的工作流体的温度由所述中间温度加热至设定温度之后，还包括：

控制所述第三泵减小工作流体在流动回路中的流量。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在所述控制所述第三泵减小工作流体在流动回路中的流量之后，还包括：

逐步升高所述设定温度后再逐步降低所述设定温度。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述逐步升高或降低所述设定温度的步长和每相邻两次升高或降低所述设定温度的时间间隔根据散热单元所在的待加热空间的期望室温与检测室温之间的温差确定。

11.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在所述通过第二换热器将经第一换热器流出的工作流体的温度由所述中间温度加热至设定温度之后，还包括：

获取散热单元所在的待加热空间的检测室温；

当所述检测室温小于期望室温且所述设定温度大于等于最大许可流动温度时，控制所述第三泵逐步提高工作流体在流动回路中的流量。

12.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，还包括：

当根据所述电力热泵的功率判断所述电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至所述中间温度的判断结果为否时，则控制所述燃料加热器工作，通过所述第二泵控制工作流体流经所述第二换热器，通过所述第二换热器将工作流体的温度加热至设定温度。

13.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，还包括：

若所述设定温度小于所述等价温度和预设优化参数的和，则根据所述电力热泵的功率判断所述电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至所述设定温度；

若是，则控制所述电力热泵工作，通过所述第一泵控制所述工作流体流经所述第一换热器，通过所述第一换热器将工作流体的温度升高至所述设定温度；

若否，则控制所述电力热泵以最大功率工作，通过所述第一泵控制所述工作流体流经所述第一换热器，通过所述第一换热器加热工作流体；并控制所述燃料加热器工作，通过所述第二泵控制所述工作流体流经所述第二换热器，通过所述第二换热器将经所述第一换热器流出的工作流体的温度加热至所述设定温度。

14.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，在所述根据所述电力热泵的功率判断所述电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至所述中间温度之前，还包括：

当判断相邻两次确定出的工作流体的中间温度的差值是否大于差值阈值；

若是，则执行所述根据所述电力热泵的功率判断所述电力热泵是否能够将工作流体的温度升高至所述中间温度。

15.一种供热控制装置，其特征在于，应用于复合供热装置，所述控制装置包括：

等价温度确定单元，用于根据所述根据电力热泵单位热量运行费用与所述燃料加热器单位热量运行费用确定工作流体的等价温度；

控制单元，用于根据所述等价温度和工作流体的设定温度的比较结果控制所述电力热泵和燃料加热器的工作状态。