[发明专利]组合式热电热泵

说明书

背景

加热、通风和/或空气调节系统(HVAC系统)被用在住宅的和/或商业的区域中以用于加热和/或制冷以在这些区域内部创建舒适的温度。这些温度受控的区域可被称为舒适区域。某些HVAC系统是热泵系统。热泵系统通常能够通过以冷却方法操作以用于利用制冷循环(即，反向兰金(Reverse Rankine)循环)将热量从舒适区域转移至周围区域而冷却舒适区域。热泵系统同样通常能够使通过HVAC系统的部件的制冷剂流动的方向反向从而使得热量从周围区域被转移至舒适区域(加热模式)，从而加热舒适区域。HVAC系统的效率可通过性能系数(COP)进行量化，该性能系数是描述有用的热移动与输入功的比率的量度，该输入功基本上等于电能输入。

发明概述

在某些实施例中，提供了操作一加热、通风和/或空气调节(HVAC)系统的方法。此方法可包括：操作一设备以产生电和废热中的至少一个以及(1)利用由发电设备所产生的电来对HVAC系统的部件供电和(2)利用废热的至少一部分加热HVAC系统的制冷剂中的至少一个。

在其它实施例中，提供了操作一加热、通风和/或空气调节(HVAC)系统的方法，该方法可包括：使流体在HVAC系统的设备和HVAC系统的回收热交换器之间的循环回路中循环，该设备被配置成生成电和热中的至少一个；将热从设备转移至流体；以及经由回收热交换器选择性地将热从流体转移至制冷剂。

在再其它实施例中，提供了加热、通风和/或空气调节(HVAC)系统。HVAC系统可包括配置成生成电和废热中的至少一个的设备、回收热交换器和配置成选择性地使流体在此设备和与HVAC系统的制冷剂相关联的回收热交换器之间循环的循环回路。

附图简述

为了对本公开及其优势的更完整理解，现在结合附图和详细描述参照下面的简要描述，其中相同的参考标记表示相同的部件。

图1是根据本公开的实施例的HVAC系统的示意图；

图2是图1的HVAC系统的另一示意图；

图3是根据本公开的实施例的操作HVAC系统的方法的流程图；以及

图4是适用于实现本公开的实施例的通用处理器(例如，电子控制器或计算机)系统的表示。

详细描述

此公开提供了用于操作HVAC系统的系统和方法，该HVAC系统包括产生用于由HVAC系统的热泵消耗的电的发电设备，同时还将来自发电设备的废热用作HVAC系统的附加的热源。当处于加热模式时，HVAC系统可利用回收热交换器来将废热转移至热泵的制冷剂。当处于冷却模式时，HVAC系统利用与室外单元相关联的排热交换器来将废热转移至周围区域而不是制冷剂。

现在参见图1，示出了根据本公开的实施例的HVAC系统100的简化示意图。HVAC系统100包括室内单元102、室外单元104和系统控制器106。在某些实施例中，系统控制器106可操作以控制室内单元102和/或室外单元104的操作。如所示，HVAC系统100是所谓的热泵系统，该热泵系统可选择性地进行操作以实现一个或多个基本封闭的热力学制冷循环以提供冷却功能和/或加热功能。在实施例中，HVAC系统100包括空气对空气的热泵。在图1的实施例中，室外单元104包括回收热交换器252和排热交换器254。进一步，HVAC系统100包括发电机190和连接热交换器252、254和发电机190的流体循环回路250。发电机190被配置成产生和供应电力和/或废热并由此提供HVAC系统100的能量消耗和/或热传递的至少一部分。

室内单元102包括室内热交换器108、室内风机110和室内计量设备112。室内热交换器108是板翅式热交换器，配置成允许在室内热交换器108的内部管内运送的制冷剂和接触室内热交换器108但被保持与制冷剂隔离的流体之间的热交换。在其它实施例中，室内热交换器108可包括脊翅式(spine fin)热交换器、微通道热交换器或任何其它合适类型的热交换器。

室内风机110是离心式鼓风机，该离心式鼓风机包括鼓风机外壳、至少部分地在鼓风机外壳内设置的鼓风机叶轮以及配置成选择性地使鼓风机叶轮旋转的鼓风机电机。在其它实施例中，室内风机110可包括混合流式风机和/或任何其它合适类型的风机。室内风机110被配置为能够以在一个或多个速度范围之上的许多速度进行操作的调制和/或可变速度风机。在其它实施例中，室内风机110可被配置为通过选择性地对室内风机110的电机的多个电磁线圈中的不同电磁线圈供电而能够以多个操作速度进行操作的多速风机。在又其它实施例中，室内风机110可以是单速风机。