CN1789843A - 用于控制热电联产系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制热电联产系统的方法。该控制方法确定空调的工作负荷或电力负荷是否符合需要驱动发电机的负荷；当确定该空调的工作负荷符合该发电机驱动负荷时，控制该发电机进行工作；当该发电机工作正常时，控制该空调使其利用由该发电机产生的电力进行工作；并且当该空调的工作负荷不符合发电机驱动负荷或当发电机工作异常时，控制该空调使其利用市电电力进行工作。因此，本发明在经济性和安全性方面具有优越性。

Description

用于控制热电联产系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制热电联产系统(cogeneration system)的方法，并且特别涉及这样一种用于控制热电联产系统的方法，该方法根据热电联产系统中包括的空调的工作负荷(operaion load)确定是否驱动热电联产系统中包括的发电机。

背景技术

图1是显示传统的热电联产系统的示意图。

如图1所示，传统的热电联产系统包括：发电机2，其用于产生电力；驱动源10，其工作以驱动该发电机2，并且在工作过程中产生废热，该驱动源例如是发动机等(以下，驱动源10称为“发动机”)；废热回收器20，其回收由发动机10产生的废热；以及诸如蓄热罐(thermal storage tank)等热消耗装置30，其利用由废热回收器20回收的废热。

从发电机2产生的电力供给至包括空调4和各种家用照明装置的各种家用电器。为此，发电机2通过输电线3与家用电器连接。

空调4包括压缩机5、四通阀6、室内热交换器7、膨胀装置8和室外热交换器9。

当空调在制冷模式下工作时，每个压缩机5压缩引入到其中的制冷剂。被压缩的制冷剂依次经过四通阀6、室外热交换器9、膨胀装置8、室内热交换器7和四通阀6，并且返回压缩机5。这样，每个室外热交换器9起冷凝器的作用，而每个室内热交换器7起蒸发器的作用以从室内空气吸收热量。

另一方面，当空调在制热模式下工作时，每个压缩机5中压缩的制冷剂依次经过四通阀6、室内热交换器7、膨胀装置8、室外热交换器9和四通阀6，并且返回压缩机5。这样，每个室外热交换器9起蒸发器的作用，而每个室内热交换器7起冷凝器的作用以加热室内空气。

废热回收器20包括：废气热交换器22，其从发动机10排出的废气中吸收热量；以及冷却水热交换器24，其从用于冷却发动机10的冷却水中吸收热量。

废气热交换器22通过第一供热管线23与热消耗装置30连接。因此，废气热交换器22可以通过第一供热管线23将从发动机10的废气中吸收的废热传送至热消耗装置30。如上所述，该热消耗装置30可以为蓄热罐。

冷却水热交换器24通过第二供热管线25与热消耗装置30连接。因此，冷却水热交换器24可以通过第二供热管线25将从发动机10的冷却水中吸收的废热传送至热消耗装置30。

然而，在传统的热电联产系统中，驱动发动机10并不考虑包括空调4和各种家用照明装置在内的家用电器的工作负荷。由此产生一问题：当家用电器的工作负荷较低时，这种传统的热电联产系统是不经济的。

而且，传统的热电联产系统还具有如下的问题：发动机10的废热仅仅在诸如蓄热罐等热消耗装置30中被利用，而不能在空调4中利用，从而该热电联产系统的效率没有被最大化。

发明内容

针对上述问题提出本发明，本发明的目的是提供一种用于控制热电联产系统的方法，其中当该热电联产系统中包括的空调的电力负荷较小时，该空调通过利用市电驱动，并且当该空调的电力负荷较大时，该空调使用该热电联产系统中产生的电力驱动，由此，该热电联产系统是非常经济的。

本发明的另一个目的是提供一种用于控制热电联产系统的方法，其中当该热电联产系统中包括的空调中的制冷剂在空调的制热运行中使用该热电联产系统中包括的驱动源的废热而蒸发，所以可以提供恒定的制热容量而不必考虑室外温度。

依照一个方案，本发明提供一种用于控制热电联产系统的方法，其包括：第一步骤，接收用于空调的运行开启(ON)信号；第二步骤，在该第一步骤之后确定该空调的电力负荷是否符合需要驱动发电机的发电机驱动负荷；第三步骤，如果在该第二步骤中确定该电力负荷符合该发电机驱动负荷，则旋转散热风扇，将流速控制阀切换至散热模式，驱动热介质循环泵，并且驱动适用于驱动该发电机的驱动源；第四步骤，在该第三步骤之后，检查该发电机的电力产生情况；第五步骤，如果在该第四步骤中确定该发电机工作正常，则将供给该空调的电力从市电电力切换至从该发电机产生的电力；以及第六步骤，在该第五步骤之后，运行该空调。

在该驱动源开始工作之后经过预定时间时，可以在该第四步骤中检查该发电机的电力产生情况。

当该空调为热泵型空调，并且该运行开启信号是用于该热泵型空调的制热运行的开启信号时，该第六步骤可包括：将该流速控制阀切换至废热回收模式，以允许该驱动源的废热被废热供应热交换器回收，并且停止该散热风扇。

当该空调为热泵型空调，并且该运行开启信号是用于该热泵型空调的制热运行的开启信号时，该第六步骤包括：使该热泵型空调在制热模式下工作；在该热泵型空调工作之后，确定是否必须通过废热供应热交换器回收该驱动源的废热；并且当确定必须回收该驱动源的废热时，将该流速控制阀切换至废热回收模式以允许通过该废热供应热交换器回收该废热。

该第六步骤还可包括：当该流速控制阀切换至该废热回收模式时，将该流速控制阀的开启度固定于初始的开启度，并且随后以预定的时间间隔执行流速控制过程。用于该流速控制阀的该流速控制过程包括：第一开启度变化值计算过程，基于该热泵型空调中包括的所述压缩机的当前排放压力和目标排放压力之差计算第一开启度变化值；第二开启度变化值计算过程，基于该热泵型空调中包括的所述压缩机的当前吸入过热度和目标吸入过热度之差计算第二开启度变化值；以及开启度变化过程，基于由该第二开启度变化值和该第一开启度变化值相加得到的最终开启度变化值，改变该流速控制阀的该最终开启度。

该热电联产系统包括：室外热交换器旁通管，其适于引导从该热泵型空调中包括的膨胀装置排出的、呈膨胀状态的制冷剂绕过该热泵型空调中包括的室外热交换器；多个废热供应热交换器连接管，其适于在该热泵型空调的制热运行期间，引导通过该室外热交换器旁通管绕行的该制冷剂在经过该废热供应热交换器之后进入四通阀；废热供应热交换器旁通管，其在该热泵型空调的制冷运行期间，引导从该四通阀排出的制冷剂绕过该废热供应热交换器；第一旁通阀，其设置于该室外热交换器旁通管；第二旁通阀和第三旁通阀，其设置于该废供热热交换器连接管；第一制冷运行控制阀，其设置在该室外热交换器旁通管的入口和该室外热交换器之间；以及第二制冷运行控制阀，其设置于该废供热热交换器旁通管，该第六步骤包括：第一过程，打开该第一、第二和第三旁通阀同时关闭该第二制冷运行控制阀，以使该热泵型空调中的制冷剂在绕过该室外热交换器之后通过该废热供应热交换器蒸发；第二过程，当该第二制冷运行控制阀关闭后经过预定时间时，关闭该第一制冷运行控制阀；和第三过程，用于当该第一制冷运行控制阀关闭后经过预定时间时，室外风扇停止。

该第六步还可骤还包括：第四过程，在该室外风扇停止后确定是否必须停止回收废热；和第五过程，如果在该第四过程中确定必须停止回收废热时，则转动该室外风扇，关闭该第一、第二和第三旁通阀，打开该第一和第二制冷运行控制阀，并且将流速控制阀切换至散热模式。

该第六步骤还可包括：第六过程，在该第五步骤执行后经过预定时间时，再次确定是否必须执行同收废热；以及第七过程，当在该第六过程中确定必须执行回收废热时，从该第一过程开始重复执行所述过程。

该控制方法还可包括：第七步骤，如果在该第六步骤中确定不必回收废热，则确定该热泵型空调的电力负荷是否符合不需要驱动发电机的发电机停止负荷；以及第八步骤，如果在该第七步骤中确定该热泵型空调的电力负荷符合该发电机停止负荷，则将供给该热泵型空调的电力从该产生的电力切换至该市电电力，并且使该热泵型空调在该加热模式下使用该产生的电力工作。

该控制方法还包括：当在该第八步骤将该电力从该产生的电力切换至该市电电力后经过预定时间时，停止该驱动源。

该控制方法还包括：在该驱动源停止之后经过预定时间时，停止该散热风扇和该热介质循环泵。

该控制方法还包括：在该散热风扇和该热介质循环泵停止之后，从该第二步骤开始重复所述的步骤。

该控制方法还包括：当在该第七步骤确定该热泵型空调的电力负荷不符合该发电机停止负荷，输入用于该热泵型空调的制热运行关闭信号，并且在输入该制热运行关闭信号之后的预定的时间内没有输入运行开启信号时，将供给该热泵型空调的该电力从该产生的电力切换至该市电电力，并且停止该驱动源。

依照另一个方案，本发明提供一种用于控制热电联产系统的方法，其包括：第一步骤，接收用于空调的制冷运行开启信号；第二步骤，在该第一步骤之后，切换在该空调中形成的制冷剂管路，以允许该空调中的制冷剂经过压缩机、室外热交换器、膨胀装置和室内热交换器循环，并且将流速控制阀切换至散热模式；第三步骤，驱动热介质循环泵，旋转散热风扇，并且驱动用于驱动该发电机的驱动源；第四步骤，在该第三步骤之后，检查该发电机的电力产生情况；第五步骤，如果在该第四步骤中确定该发电机工作正常，则将供给该空调的电力从市电电力切换至从该发电机产生的电力；以及第六步骤，在该第五步骤之后，使该空调在制冷模式下工作。

该热电联产系统包括：室外热交换器旁通管，其用于引导从该空调中包括的所述膨胀装置排出的、呈膨胀状态的制冷剂，使该制冷剂绕过该空调中包括的室外热交换器；多个废热供应热交换器连接管，其在该空调的制热运行期间，用于引导通过该室外热交换器旁通管绕行的该制冷剂，使该制冷剂在经过该废热供应热交换器之后进入四通阀；废热供应热交换器旁通管，其在该空调的制冷运行期间，引导从该四通阀排出的该制冷剂绕过该废热供应热交换器；第一旁通阀，其设置于该室外热交换器旁通管；第二旁通阀和第三旁通阀，其设置于所述废热供应热交换器连接管；第一制冷运行控制阀，其设置在该室外热交换器旁通管的入口和该室外热交换器之间；以及第二制冷运行控制阀，其设置于该废热供应热交换器旁通管；同时，该第二步骤包括：关闭该第一、第二和第三旁通阀，同时打开该第一和第二制冷运行控制阀。

该控制方法还包括：当在执行第六步骤期间输入该空调的制冷运行关闭信号，并且输入该制冷运行关闭信号之后的预定的时间内没有输入制冷运行开启信号时，将供给该空调的电力从该产生的电力切换至该市电电力，并且停止该驱动源。

该控制方法还包括：在该驱动源停止之后经过预定时间时，停止该散热风扇和该热介质循环泵停止。

该控制方法还包括：在该散热风扇旋转的同时，旋转该通风风扇，并且当该散热风扇停止时，该通风风扇停止。

依照本发明的热电联产系统的控制方法在经济和安全方面具有优越性，因为该控制方法确定空调的工作负荷或电力负荷是否符合发电机驱动负荷；当确定空调的工作负荷符合发电机驱动负荷时，控制发电机工作；当发电机工作正常时，控制空调使其利用从发电机产生的电力工作，并且当空调的工作负荷不符合发电机驱动负荷或当发电机工作不正常时，控制空调使其利用市电电力工作。

依照本发明的热电联产系统的控制方法还具有优点：因为当空调在制热模式下工作时，空调的制冷剂在驱动源驱动发电机工作期间使用从驱动源产生的废热蒸发，从而可以提供恒定的加热量而不考虑室外温度。

附图说明

在参考附图阅读以下详细的描述之后，本发明上述目的、以及其它特征及优点将更加清楚。其中：

图1是显示传统的热电联产系统的示意图；

图2是应用了依照本发明实例的控制方法的热电联产系统的示意图，其示出了该热电联产系统在废热回收和制热模式下工作的状态；

图3是应用了依照本发明实例的控制方法的热电联产系统的示意图，其示出了该热电联产系统在常规制热模式下工作的状态；

图4是应用了依照本发明实例的控制方法的热电联产系统的示意图，其示出了该热电联产系统在制冷模式下工作的状态；

图5是由依照本发明实例的控制方法控制的热电联产系统的制热运行的流程图；

图6是显示图5的废热回收过程的流程图；

图7是显示当流速控制阀在废热回收模式下工作时，执行图6的控制过程的流程图；以及

图8是显示依照本发明实例的控制方法控制的热电联产系统的制热运行的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图描述依照本发明的热电联产系统的典型实施例。在接下来的描述中，相同的元件以相同的名称和相同的附图标记表示，从而省略其多余的说明。

图2是应用依照本发明实例的控制方法的热电联产系统的示意图，其示出了该热电联产系统在废热回收和制热模式下工作的状态。图3是应用依照本发明实例的控制方法的热电联产系统的示意图，其示出了热电联产系统在常规的制热模式下工作的状态。图4是应用依照本发明实例的控制方法的热电联产系统的示意图，其示出了该热电联产系统在制冷模式下工作的状态。

如图2至图4所示，依照该实施例的热电联产系统包括：热泵型空调50，其包括压缩机52、四通阀54、室内热交换器56、膨胀装置58、膨胀装置59和室外热交换器60；发电机110，其产生电能；驱动源120，其工作以驱动该发电机110，并且在工作过程中产生废热；废热回收器130，其回收由驱动源120产生的废热；以及废热供应热交换器140，其可被废热回收器130加热。

收集器53安置于吸入管，压缩机52连接于收集器53以从吸入管吸入制冷剂。收集器53收集经过吸入管的制冷剂的液体部分。

压缩机52、四通阀54和室外热交换器60组成热泵型空调50的室外单元O。

室外风扇62设置在室外单元O内以将室外空气吹送至室外热交换器60。

四通阀54控制热泵型空调50中设置的内部制冷剂管路，以在热泵型空调50的制热运行期间将压缩机52压缩的制冷剂引导至室内热交换器56，如图2和图3所示；并且将压缩机52压缩的制冷剂引导至室外热交换器60，如图4所示。

室内热交换器56分别组成热电联产系统的室内单元I。室内风扇57设置在每个室内单元I内，以将室内空气吹送至相应的一个室内热交换器56。

膨胀装置58和59均包括线性膨胀阀(LEV)。膨胀装置58为共用膨胀装置，其设置在室外单元O内，而膨胀装置59为单一的膨胀装置，其组成分配器D。

尽管热泵型空调50包括多个室内热交换器56，并且由此可以使用多个室内单元I和多个单一的膨胀装置59、单一热交换器56，并且由此使用单一的室内单元I和单一的膨胀装置59。以下仅仅结合使用多个室内热交换器56、由此使用多个室内单元I和多个单一的膨胀装置59的情形进行描述。

发电机110可为AC发电机或DC发电机。发电机110包括：转子，其连接于驱动源120的输出轴，从而在输出轴的旋转过程中，发电机110产生电力。

换流器(inverter)112连接于发电机110以使产生的电力在DC和AC之间转换。

换流器112通过输电线114与热泵型空调50连接，以将产生的电力通过输电线114供给热泵型空调50。

在热电联产系统中，从市电电源116提供的市电电力，或从发电机110产生的电力选择性地供给热泵型空调50。为此，在输电线114上设置电力切换开关118。

当电力切换开关118切换至市电供应模式时，电力切换开关118连接市电电源116的输电线(power supply line)和热泵型空调50的通电线(powerapplication line)。这样，从市电电力116供应的电力由此被施加至热泵型空调50。

另一方面，当电力切换开关118切换至发电机的供电模式时，电力切换开关118连接发电机110的输电线和热泵型空调50的通电线(powerapplication line)。这样，从发电机110供应的电力由此被施加至热泵型空调50。

驱动源120包括燃料箱或发动机，其利用诸如液化气或液化石油气等燃料工作。以下仅仅结合驱动源120包含发动机的情形进行描述。

燃料供应管121、空气供应管122和排气管123连接于驱动源120。燃料供应管121适用于向驱动源120供应诸如液化气或液化石油气等燃料。空气供应管122与燃料供应管121接合以向驱动源120提供空气。排气管123适用于排出由驱动源120产生的废气。

废热回收器130包括：冷却水热交换器132，其通过冷却水管线124与驱动源120连接，以回收用于冷却驱动源120的冷却水的热量；第一废气热交换器134，其设置于排气管123，以回收从驱动源120排出的废气的热量；以及第二废气热交换器136，其设置于排气管123，以回收已经向第一废气热交换器134释放废热的废气的残留热量。

冷却水循环泵125设置于驱动源120或冷却水管线124，以使冷却水通过驱动源120和冷却水热交换器132循环。

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的热量通过热传送单元141传送至废热供应热交换器140。

热传送单元141包括：热介质循环管142，其引导热介质循环通过冷却水热交换器132、第二废气热交换器136、第一废气热交换器134和废热供应热交换器140；以及热介质循环泵143，其设置于热介质循环管142以抽出热介质。

同时，该热电联产系统还包括散热热交换器144，其适用于放出由废热同收器130回收的热量。

散热热交换器144通过散热旁通管145连接于热介质循环管142，以使经过热介质循环管142的热介质绕过废热供应热交换器140，并且通过散热热交换器144循环。

热电联产系统还包括流速控制阀146，其适用于将废热回收器130回收的废热选择性地分配至废热供应热交换器140或散热热交换器144。

散热风扇(radiating fan)148靠近散热热交换器144设置，以将室外空气吹送至散热热交换器144。

热电联产系统还包括底盘(chassis)149，其中限定机舱(engine room)E以容置发电机110、驱动源120、废热回收器130和废热供应热交换器140。

空气入口149a和空气出口149b形成于底盘149，用于机舱E的通风。通风风扇149c同样安装于底盘149以通过空气入口149a将室外空气吸入机舱E，并且在迫使空气经过机舱E之后，通过空气出口149b将空气从机舱E向外排出。

热电联产系统还包括室外热交换器旁通管152，以在热泵型空调50的废热回收和制热运行中，引导自膨胀装置58和59排出的、呈膨胀状态的制冷剂绕过室外热交换器60。热电联产系统还包括废热供应热交换器连接管160和162，以在热泵型空调50的废热回收和制热运行中，引导通过室外热交换器旁通管152绕行的制冷剂，使该制冷机在经过废热供应热交换器140之后进入四通阀54。热电联产系统还包括废热供应热交换器旁通管170，以在热泵型空调50的制冷运行中，引导自四通阀54排出的制冷剂使该制冷剂绕过废热供应热交换器140。

热电联产系统还包括：第一旁通阀154，其设置于室外热交换器旁通管152上；第二旁通阀164，其设置于废热供应热交换器连接管162上；以及第三旁通阀166，其设置于废热供应热交换器连接管160上。热电联产系统还包括：第一制冷运行控制阀158，其设置在室外热交换器旁通管152的分支点或入口152a和室外热交换器60之间；以及第二制冷运行控制阀172，其设置于废热供应热交换器旁通管170上。

图5是由依照本发明实例的控制方法控制的热电联产系统的制热运行的流程图。

首先，响应接收到用于热泵型空调50的制热运行开启(ON)信号(步骤S1)，热电联产系统确定热泵型空调50的工作负荷(operation load)或电力负荷(power load)(步骤S2)。

可以基于要工作的室内单元I的数目，或基于驱动压缩机52所需要的电量(the amount of electric power)确定电力负荷。除了这些方法以外还可以使用各种其它方法。例如，可以基于从市电电源116施加至热泵型空调50的电量确定电力负荷。以下结合基于要工作的室内单元I的数目确定电力负荷的情形进行描述。

当要工作的室内单元I的数目为3或更多时，确定电力负荷符合需要驱动发电机110的负荷(以下称作发电机驱动负荷)。另一方面，当要工作的室内单元I的数目为2或更少时，确定电力负荷不符合发电机驱动负荷(步骤S2)。

当确定电力负荷不符合发电机驱动负荷时，热电联产系统控制电力切换开关118切换至市电供应模式，并且使用市电电力控制热泵型空调50在常规的制热模式下工作，如图3所示(步骤S3)。

即，四通阀54切换至制热模式。驱动压缩机52，并且旋转室外风扇62。此外，第一旁通阀154、第二旁通阀164和第三旁通阀166关闭，而第一制冷运行控制阀158和第二制冷运行控制阀172打开。

在压缩机52中被压缩的制冷剂依次经过四通阀54、室内热交换器56、膨胀装置58和59、室外热交换器60、四通阀54和收集器53，然后返回压缩机52。这样，各室外热交换器60起蒸发器的作用，而各室内热交换器56起冷凝器的作用，由此加热室内空气。

另一方面，当确定电力负荷符合发电机驱动负荷时，热电联产系统控制电力切换开关118切换至发电机电力供应模式。这样，由发电机110产生的电力供应至热泵型空调50。

随后，旋转散热风扇148和通风风扇149c。流速控制阀146同样切换至散热模式。并且驱动热介质循环泵143和驱动源120(步骤S4)。

在驱动源120工作期间，发电机110的转子旋转，由此产生电力。产生的电力通过输电线114供给热泵型空调50，如图2所示。

在驱动源120工作期间，驱动源120的废气的废热和驱动源120冷却水的废热分别通过第一废气热交换器134、第二废气热交换器136和冷却水热交换器132回收。

当流速控制阀146在热介质循环泵143被驱动的条件下切换至散热模式时，热介质循环管142中的热介质通过冷却水热交换器132、第一废气热交换器134、第二废气热交换器136和散热热交换器144循环，如图2所示。在该循环中，热介质向散热热交换器144传送冷却水热交换器132、第一废气热交换器134和第二废气热交换器136的热量。传送至散热热交换器144的热量通过随着散热风扇148的旋转吹送来的室外空气排放至室外环境。

同时，当驱动源120开始工作之后经过预定时间(例如，30秒)时，热电联产系统检查发电机110的电力产生的情况(步骤S5)。

发电机110的电力产生情况的检查按下述方式执行：当发电机110的电压在预定电压范围内，并且发电机的转速(RPM)在预定转速范围内时，确定发电机110的电力产生情况正常；而当发电机110的电压超过预定电压范围，或者发电机的转速超过预定转速范围时，确定发电机110的电力产生情况异常(步骤S6)。

当发电机110的电力产生情况正常时，将供给热泵型空调50的电力从市电电力切换至所产生的电力(步骤S7)。

因此，如图3所示，热电联产系统控制热泵型空调50在常规的制热运行模式下使用所产生的电力工作(步骤S8)。

即，为了热泵型空调50的制热运行，四通阀54切换至制热模式。利用所产生的电力驱动压缩机52和室外风扇62。而且，第一旁通阀154、第二旁通阀164和第三旁通阀166被关闭，而第一制冷运行控制阀158和第二制冷运行控制阀172打开。

在压缩机52中被压缩的制冷剂依次经过四通阀54、室内热交换器56、膨胀装置58和59、室外热交换器60、四通阀54以及收集器53，然后返回压缩机52。这样，各室外热交换器60起蒸发器的作用，而各室内热交换器56起冷凝器的作用，由此加热室内空气。

当常规的制热运行开始之后经过预定时间(例如，5分钟)时，热电联产系统确定是否必须回收驱动源120的废热(步骤S9)。

考虑室内单元I所需容量、室外温度、目标制热温度、室内温度等，可以确定是否必须回收驱动源120的废热。以下结合基于室外温度和室内单元I所需容量确定是否必须回收驱动源120的废热的情形进行描述。

当室外温度不高于预定温度(例如15℃)，并且室内单元I所需容量不小于预定容量(例如，室内单元I的总容量的20％)时，热电联产系统确定必须回收废热(步骤S10)。另一方面，当室外温度高于预定温度(例如15℃)，或者室内单元I所需容量小于预定容量(例如，室内单元总容量的20％)时，热电联产系统确定不必回收废热(步骤S11)。

当确定不必回收废热时，热电联产系统还确定热泵型空调50的工作负荷和电力负荷是否符合不需要驱动发电机110的负荷(以下称为发电机停止负荷)(步骤S11)。

基于热泵型空调50的电力负荷确定电力负荷是否符合发电机停止负荷。

当确定发电机驱动负荷符合发电机停止负荷时，将供给热泵型空调50的电力从所产生电力切换至市电电力(步骤S12)。

因此，热电联产系统控制热泵型空调50使用市电电力在常规的制热模式下工作，如图3所示。当电力切换至市电电力之后经过预定时间(例如，30秒)时，停止驱动源120，以停止产生电力(步骤S13)。

同样，当驱动源120停止后经过预定时间(例如，30秒)时，散热风扇148和通风风扇149c停止。热介质循环泵143也停止(步骤S14)。

随后，热电联产系统控制热泵型空调50在常规的制热运行模式下使用市电电力工作，如图3所示(步骤S3)。接着，根据发电机驱动负荷的变化重复上述步骤S2、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S3。

同时，当在确定不必回收废热的条件下不输入热泵型空调50的制热运行关闭(OFF)信号(步骤S9)，并且确定发电机驱动负荷不符合发电机停止负荷(步骤S11)时，热电联产系统再次确定是否必须回收废热，同时控制热泵型空调50在常规的制热模式下使用所产生的电力持续工作(步骤S15)。

另一方面，在确定不必回收废热(步骤S9)并且确定电力负荷不符合发电机停止负荷(步骤S11)的条件下，当输入制热运行关闭信号(步骤S15)，并且在输入制热运行关闭信号后的预定时间(例如，5分钟)内未输入热泵型空调50的制热运行开启信号时，将供给热泵型空调50的电力从所产生的电力切换至市电电力，并停止驱动源120(步骤S16)。

随后，当驱动源120停止后经过预定时间(例如，30秒)时，停止散热风扇148和通风风扇149c，并且停止热介质循环泵143(步骤S17)。

其后，热电联产系统等待新的工作指令。

图6是显示图5的废热回收过程的流程图。

当确定必须回收废热时(步骤S10)时，热电联产系统控制流速控制阀146使其切换至废热回收模式，并且控制第一旁通阀154、第二旁通阀164和第三旁通阀166将其打开，同时控制第二制冷运行控制阀172将其关闭，由此使热泵型空调50中的制冷剂在绕过室外热交换器60之后进入废热供应热交换器140(步骤S20)。因此，制冷剂通过废热供应热交换器150蒸发。

在这种情况下，第一制冷运行控制阀158打开，以回收残留在室外热交换器60中的制冷剂。

当第二制冷运行控制阀172关闭后经过预定时间(例如，1分钟)时，热电联产系统关闭第一制冷运行控制阀158(步骤S21)。

当第一制冷运行控制阀158关闭后经过预定时间(例如，30秒)时，热电联产系统使室外风扇62停止运转(步骤S22)。

同时，当流速控制阀146切换至废热回收模式时，热介质循环泵142中的热介质通过冷却水热交换器132、第一废气热交换器134、第二废气热交换器136和废热供应热交换器140循环。结果，随后被驱动源120的废热加热的冷却水热交换器132、第一废气热交换器134和第二废气热交换器136的热量被传送至废热供应热交换器140。

而且，在第一旁通阀154、第二旁通阀164和第三旁通阀166打开，且第一制冷运行控制阀158和第二制冷运行控制阀172关闭的条件下，经过膨胀装置58和59时被膨胀的制冷剂，经过室外热交换器旁通管152同时绕过室外热交换器60，接着通过废热供应热交换器连接管160进入废热供应热交换器140。结果，制冷剂在废热供应热交换器140中被蒸发。

然后，蒸发的制冷剂通过废热供应热交换器连接管162供应至四通阀54，接着经过压缩机52循环。在这种情况下，因为通过膨胀装置58和59膨胀的制冷剂在废热供应热交换器140中蒸发，所以热电联产系统可提供恒定的制热容量而不考虑室外温度的变化。

同时，在废热回收以及制热运行期间，热电联产系统确定是否必须停止回收废热(步骤S23)。

在此，确定是否必须停止回收废热就是要确定是否出现了必须停止回收废热的情形，如安全控制模式。例如，如果出现诸如系统压力巨大变化(例如，压缩机的吸入压力或排放压力)等突然变化，则热电联产系统确定必须停止回收废热。否则，热电联产系统确定必须继续废热回收。

当确定必须停止废热回收时，热电联产系统控制室外风扇62使其旋转，控制第一旁通阀154、第二旁通阀164和第三旁通阀166将其关闭，控制第一制冷运行控制阀158和第二制冷运行控制阀172将其打开，并且控制流速控制阀146将其切换至散热模式，如图3所示(步骤S24)。

在流速控制阀146切换至散热模式的条件下，室外风扇62旋转，第一旁通阀154、第二旁通阀164和第三旁通阀166关闭，并且第一制冷运行控制阀158和第二制冷运行控制阀172打开，热泵型开启调节器50的各室外热交换器60起蒸发器的作用。

当室外风扇62开始旋转后经过预定时间(例如，3分钟)时，热电联产系统再次确定是否必须停止回收废热(步骤S25)。

在此，再次确定是否必须回收废热是按下述方式执行的：当室外温度不高于预定温度(例如，15℃)，并且所需室内单元容量不小于预定容量(例如，室内单元总容量的20％)时，确定必须回收废热；而当室外温度高于预定温度(例如，15℃)，或者所需室内单元容量小于预定容量(例如，室内单元总容量的20％)时，确定不回收废热。

当确定必须回收废热时(步骤S25)，热电联产系统重复上述步骤S20、S21、S22、S23、S24。

另一方面，当确定不必回收废热时(步骤S25)，热电联产系统再次确定电力负荷是否符合发电机停止负荷(步骤S26)。

基于热泵型空调50的电力负荷，确定电力负荷是否符合发电机停止负荷。

当确定电力负荷符合发电机停止负荷时，将供给热泵型空调50的电力从产生的电力切换至市电电力(步骤S27)。

因此，热电联产系统控制热泵型空调50在常规的制热模式下使用市电电力工作。当电力切换至市电电力后经过预定时间(例如，30秒)时，热电联产系统控制驱动源120使其停止，以停止产生电力(步骤S28)。

此外，当驱动源120停止后经过预定时间(例如，30秒)时，热电联产系统控制散热风扇148和通风风扇149c使其停止，并且控制热介质循环泵143使其停止(步骤S29)。

随后，热电联产系统控制热泵型空调50使其在常规的制热模式下使用市电电力工作，如图3所示。

同时，当在确定不必回收废热的条件下不输入热泵型空调50的制热运行关闭(OFF)信号(步骤S25)，并且确定电力负荷不符合发电机停止负荷(步骤S26)时，热电联产系统再次确定是否必须回收废热，同时控制热泵型空调50使其在常规的制热模式下使用所产生的电力持续工作(步骤S30)。

另一方面，在确定不必回收废热(步骤S25)并且确定电力负荷不符合发电机停止负荷(步骤S26)的条件下，当输入制热运行关闭信号(步骤S30)，并且在输入制热运行关闭信号后预定时间(例如，5分钟)内未输入热泵型空调50的制热运行开启信号时，将供给热泵型空调50的电力从所产生的电力转换至市电电力，并且停止驱动源120(步骤S31)。

随后，当驱动源120停止后经过预定时间(例如，30秒)时，热电联产系统控制散热风扇148和通风风扇149c将其停止，并且控制热介质循环泵143将其停止(步骤S32)。

此后，热电联产系统等待新的工作指令。

图7是显示当流速控制阀在废热回收模式下工作时，图2至图4执行的控制过程的流程图。

当确定必须回收废热时，热电联产系统对流速控制阀146执行流速控制工作，其中，当流速控制阀146在热电联产系统的控制下切换至废热回收模式时，热电联产系统将流速控制阀146的开启度(opening degree)控制在初始(initial)开启度，接着以预定的时间间隔改变流速控制阀146的开启度(步骤S41)。

在流速控制工作中，基于热泵型空调50中的压缩机52的当前排放压力与目标排放压力之差计算第一(primary)开启度变化值(步骤S42)。

通过从压缩机52的目标排放压力中减去当前排放压力，将减去后得到的值除以100，由此得到第一Ep值，把第一Ep值用于表格，该表格中存储有分别对应于多个Ep值的开启度变化值，由此得到对应于第一Ep值的开启度变化值，并且将得到的开启度变化值乘以0.65，从而计算出第一开启度变化值。

其后，基于热泵型空调中的压缩机52的当前吸入过热度和预定吸入过热度之差计算第二开启度变化值(步骤S43)。

通过从目标过热度中减去当前过热度，由此得到第二Ep值，把第二Ep值用于表格，由此得到对应于第二Ep值的开启度变化值，并且将得到的开启度变化值乘以0.65，从而计算出第二开启度变化值。

最后，通过将第二开启度变化值和第一开启度变化值相加计算出最终开启度变化值。基于最终开启度变化值，热电联产系统改变流速控制阀146的开启度(步骤S44)。

同时，当压缩机52的排出温度不低于预定温度(例如，100℃)时，热电联产系统控制流速控制阀146使其保持当前开启度，而不考虑最终开启度变化值。

图8是显示依照本发明的实例的控制方法控制的热电联产系统制热运行的流程图。

首先，一旦接收到用于热泵型空调50的制冷运行开启信号(步骤S51)，热电联产系统控制热泵型空调50切换制冷剂管路以使制冷剂循环依次经过压缩机52、四通阀54、室外热交换器60、膨胀装置58和59、室内热交换器56、四通阀54以及压缩机52(步骤S52)。流速控制阀同样切换至散热模式。

即，四通阀54切换至制冷模式。第一旁通阀154、第二旁通阀164和第三旁通阀166关闭，而第一制冷运行控制阀158和第二制冷运行控制阀172打开。

然后，热电联产系统控制热介质循环泵143使其工作，控制散热风扇148和通风风扇149c使其旋转，并且控制驱动源120使其工作(步骤S53)。

在驱动源120的工作过程中，驱动源120的废气的废热和驱动源120冷却水的废热分别通过第一废气热交换器134和第二废气热交换器136以及冷却水热交换器132回收。

当在热介质循环泵143被驱动的条件下流速控制阀146切换至散热模式时，热介质循环泵143中的热介质经过冷却水热交换器132、第一废气热交换器134、第二废气热交换器136以及散热热交换器144循环，如图4所示。在该循环中，热介质向散热热交换器144传送冷却水热交换器132、第一废气热交换器134以及第二废气热交换器136的热量。传送至散热热交换器144的热量通过随着散热风扇148的旋转吹送来的室外空气排放至大气(atmosphere)。

同时，当驱动源120开始工作后经过预定时间(例如，30秒)时，热电联产系统检查发电机110的电力产生情况(步骤S54)。

发电机110的电力产生情况的检查与热泵型空调50制热运行中电力产生情况的检查以同样的方式执行，所以，将不提供详细的描述。

当发电机110的电力产生情况正常时(步骤S55)，供给热泵型空调50的电力从市电电力切换至所产生的电力(步骤S56)。

这样，热电联产系统控制热泵型空调50在常规的制热运行模式下使用所产生的电力工作，如图4所示(步骤S57)。

即，为了热泵型空调50的制冷运行，使用产生的电力驱动压缩机52。四通阀54切换至制冷模式。压缩机52中被压缩的制冷剂依次经过四通阀54、室外热交换器60、膨胀装置58和59、室内热交换器56以及四通阀54，然后返回压缩机52。在这种情况下，各室外热交换器60起冷凝器的作用，而各室内热交换器56起蒸发器的作用，由此使室内空气变冷。

当在使用产生的电力进行制冷运行期间输入用于热泵型空调50的制冷运行关闭信号(步骤S58)，并且在输入制冷运行关闭信号之后预定时间(例如，5分钟)内没有输入制冷运行开启信号时，供给热泵型空调50的电力从产生的电力切换至市电电力。此外，热电联产系统还控制驱动源120使其停止，以停止产生电力(步骤S59)。

此外，当驱动源120停止后经过预定时间(例如，30秒)时，散热风扇148和通风风扇149c停止运转。热介质循环泵143也停止运转(步骤S60)。

同时，尽管本发明的控制方法结合典型实施例进行了描述，但是本发明不局限于此。例如，当电力负荷符合发电机驱动负荷，并且发电机110的电力产生情况正常时，可以执行废热回收(步骤S10)，而不用确定是否必须执行废热回收(步骤S9)。

依照本发明任一上述实施例的热电联产系统具有各种效果。

即，首先，依照本发明的热电联产系统的控制方法在经济和安全方面具有优越性，原因是：该控制方法确定空调的工作负荷或电力负荷是否符合发电机驱动负荷；当确定空调的工作负荷符合发电机驱动负荷时，控制发电机使具工作；当发电机工作正常时，控制空调使其利用发电机产生的电力工作；并且，当空调的工作负荷不符合发电机驱动负荷或当发电机工作不正常时，控制空调使用市电电力工作。

其次，依照本发明的热电联产系统的控制方法的优点在于：由于空调在制热模式下工作时，空调的制冷剂在驱动源驱动发电机工作的过程中使用从驱动源产生的废热蒸发，所以可以提供恒定的制热量而不考虑室外温度。

尽管为说明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应当明白，在不脱离如所附权利要求书公开的本发明的范围和实质的情况下，仍然可能有多种修改、补充和替代。

Claims (14)

1.一种用于控制热电联产系统的方法，其包括：

第一步骤：接收用于空调的运行开启信号；

第二步骤：在该第一步骤之后，确定该空调的电力负荷是否符合需要驱动发电机的发电机驱动负荷；

第三步骤：如果在该第二步骤中确定该电力负荷符合该发电机驱动负荷，则旋转散热风扇，将流速控制阀切换至散热模式，驱动热介质循环泵，并且驱动适用于驱动该发电机的驱动源；

第四步骤：在该第三步骤之后，检查该发电机的电力产生情况；

第五步骤：如果在该第四步骤中确定该发电机工作正常，则将供给该空调的电力从市电电力切换至从该发电机产生的电力；以及

第六步骤：在该第五步骤之后，运行该空调。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

当该空调为热泵型空调，并且该运行开启信号是用于该热泵型空调的制热运行的开启信号时，

该第六步骤包括：将该流速控制阀切换至废热回收模式，以允许该驱动源的废热被废热供应热交换器回收，并且停止该散热风扇。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

当该空调为热泵型空调，并且该运行开启信号是用于该热泵型空调的制热运行的开启信号时，

该第六步骤包括：使该热泵型空调在制热模式下工作；在该热泵型空调工作之后，确定是否必须通过废热供应热交换器回收该驱动源的废热；并且当确定必须回收该驱动源的废热时，将该流速控制阀切换至废热回收模式以允许通过该废热供应热交换器回收该驱动源的废热。

4.根据权利要求3所述的方法，其中该第六步骤还包括：

当该流速控制阀切换至该废热回收模式时，将该流速控制阀的开启度固定于初始开启度，并且随后以预定的时间间隔执行流速控制过程；

其中用于该流速控制阀的该流速控制过程包括：

第一开启度变化值计算过程：基于该热泵型空调中包括的所述压缩机的当前排放压力和目标排放压力之差计算第一开启度变化值；

第二开启度变化值计算过程：基于该热泵型空调中包括的所述压缩机的当前吸入过热度和目标吸入过热度之差计算第二开启度变化值；以及

开启度变化过程：基于由该第二开启度变化值和该第一开启度变化值相加得到的最终开启度变化值，改变该流速控制阀的开启度。

5.根据权利要求3所述的方法，其中：

该热电联产系统包括：室外热交换器旁通管，其用于引导从该热泵型空调中包括的膨胀装置排出的、呈膨胀状态的制冷剂绕过该热泵型空调中包括的室外热交换器；多个废热供应热交换器连接管，其在该热泵型空调的制热运行期间，用于引导通过该室外热交换器旁通管绕行的该制冷剂在经过该废热供应热交换器之后进入四通阀；废热供应热交换器旁通管，其在该热泵型空调的制冷运行期间，用于引导从该四通阀排出的制冷剂绕过该废热供应热交换器；第一旁通阀，其设置于该室外热交换器旁通管；第二旁通阀和第三旁通阀，其设置于所述废热供应热交换器连接管；第一制冷运行控制阀，其设置在该室外热交换器旁通管的入口和该室外热交换器之间；以及第二制冷运行控制阀，其设置于该废热供应热交换器旁通管；且

该第六步骤包括：

第一过程：打开该第一旁通阀、该第二旁通阀和该第三旁通阀，同时关闭该第二制冷运行控制阀，以使该热泵型空调中的制冷剂在绕过该室外热交换器之后通过该废热供应热交换器蒸发；

第二过程：在该第二制冷运行控制阀关闭后经过预定时间时，关闭该第一制冷运行控制阀；

第三过程：在该第一制冷运行控制阀关闭后经过预定时间时，使室外风扇停止；

第四过程：在该室外风扇停止后，确定是否必须停止回收废热；

第五过程：如果在该第四过程中确定必须停止回收废热，则旋转该室外风扇，关闭该第一旁通阀、该第二旁通阀和该第三旁通阀，打开该第一制冷运行控制阀和该第二制冷运行控制阀，并且将流速控制阀切换至该散热模式；

第六过程：在该第五过程执行后经过预定时间时，再次确定是否必须执行回收废热；以及

第七过程：当在该第六过程中确定必须执行回收废热时，从该第一过程开始重复所述过程。

6.根据权利要求3所述的方法，其中该方法还包括：

第七步骤，如果在该第六步骤中确定不必回收废热，则确定该热泵型空调的电力负荷是否符合不需要驱动发电机的发电机停止负荷；以及

第八步骤，如果在该第七步骤中确定该热泵型空调的电力负荷符合该发电机停止负荷，则将供给该热泵型空调的电力从该产生的电力切换至该市电电力，并且使该热泵型空调在该制热模式下使用该产生的电力工作。

7.根据权利要求6所述的方法，其中该方法还包括：

当在该第八步骤将该电力从该产生的电力切换至该市电电力后经过预定时间时，停止该驱动源。

8.根据权利要求7所述的方法，其中该方法还包括：

在该驱动源停止后经过预定时间时，停止该散热风扇和该热介质循环泵。

9.根据权利要求8所述的方法，其中该方法还包括：

在该散热风扇和该热介质循环泵停止之后，从该第二步骤开始重复所述的步骤。

10.根据权利要求6所述的方法，其中该方法还包括：

当在该第七步骤确定该热泵型空调的电力负荷不符合该发电机停止负荷，输入用于该热泵型空调的制热运行关闭信号，并且在输入该制热运行关闭信号之后的预定时间内没有输入运行开启信号时，将供给该热泵型空调的该电力从该产生的电力切换至该市电电力，并且停止该驱动源。

11.一种用于控制热电联产系统的方法，其包括：

第一步骤：接收用于空调的制冷运行开启信号；

第二步骤：在该第一步骤之后，切换在该空调中形成的制冷剂管路，以允许该空调中的制冷剂经过压缩机、室外热交换器、膨胀装置和室内热交换器循环，并且将流速控制阀切换至散热模式；

第三步骤：驱动热介质循环泵，旋转散热风扇，并且驱动用于驱动该发电机的驱动源；

第四步骤：在该第三步骤之后，检查该发电机的电力产生情况；

第五步骤：如果在该第四步骤中确定该发电机工作正常，则将供给该空调的电力从市电电力切换至从该发电机产生的电力；以及

第六步骤：在该第五步骤之后，使该空调在制冷模式下工作。

12.根据权利要求11所述的方法，其中：

该热电联产系统包括：室外热交换器旁通管，其用于引导从该空调中包括的所述膨胀装置排出的、呈膨胀状态的制冷剂绕过该空调中包括的室外热交换器；多个废热供应热交换器连接管，其在该空调的制热运行期间，用于引导通过该室外热交换器旁通管绕行的该制冷剂在经过该废热供应热交换器之后进入四通阀；废热供应热交换器旁通管，其在该空调的制冷运行期间，用于引导从该四通阀排出的该制冷剂绕过该废热供应热交换器；第一旁通阀，其设置于该室外热交换器旁通管；第二旁通阀和第三旁通阀，其设置于所述废热供应热交换器连接管；第一制冷运行控制阀，其设置在该室外热交换器旁通管的入口和该室外热交换器之间；以及第二制冷运行控制阀，其设置于该废热供应热交换器旁通管；且

该第二步骤包括：

关闭该第一旁通阀、该第二旁通阀和该第三旁通阀，同时打开该第一制冷运行控制阀和该第二制冷运行控制阀。

13.根据权利要求11所述的该方法，其中该方法还包括：

当在执行第六步骤期间输入用于该空调的制冷运行关闭信号，并且在输入该制冷运行关闭信号之后的预定时间内没有输入制冷运行开启信号时，将供给该空调的电力从该产生的电力切换至该市电电力，并且停止该驱动源。

14.根据权利要求11或13所述的该方法，其中该方法还包括：

在该驱动源停止之后经过预定时间时，停止该散热风扇和该热介质循环泵。

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