热泵能量供应优化方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开的内容主要涉及空调领域，且尤其涉及采用废热、电供热和可燃材料供热的组合来优化热栗的能量利用的方法和系统。
背景
[0002]热栗通过从室外环境空气汲取热，并将热量传递到诸如家庭或商业的气候控制区域来运行。在制冷模式下，热栗通过从气候控制区域的空气汲取热到环境空气中来运行。在加热模式下，热栗通过从外部环境空气中汲取热，并将热量传递到气候控制区域来运行。通常，运行热栗比运行化石燃料的惯常锅炉更经济。然而，热栗的性能系数(COP)是环境空气温度的函数。在加热循环期间，由于随着环境温度下降，从环境空气中汲取热所需做的功更多，故而热栗的COP将降低。在加热循环期间，在某个点COP变得太小，以至于与锅炉或其它化石燃料加热源相比，不认为其更经济有效。
[0003]—种典型的方案是为热栗提供一个备用的加热器，以便在环境温度变得太低时，热栗停止运行，而诸如气体或电散热器的加热器将给气候控制环境提供热量。遗憾的是，因为需要热栗和加热器两个分立的系统，这种方法会增加成本和复杂性。另外，附加加热器不一定提供最高能率形式的加热。并且，一般这种双系统不能在合适的时间帧内，在热栗和附加加热器之间切换，以允许经济地控制气候控制区域的期望的目标温度。进一步的，这种系统不能提供在制冷循环期间优化热栗的能耗的方法。
[0004]另外，很多工业过程都产生低温废热，一般低于150°C，一般这种温度太低不能用于完成有用的工作。某些热力循环，例如吸收式制冷，可从低级热源提供环境制冷和加热。类似的，诸如聚集型或真空管型的太阳能集热器接收的太阳热能典型地为废热级别的，并且已被吸收式制冷机用来提供环境制冷。遗憾的是，一般使用的吸收式制冷循环效率低，一般COP不会实现高于约0.7，这里的术语COP被定义为A/AW，其中AQ被定义为加热/制冷负荷的变化量，而A W被定义为制冷系统消耗的功。其它类型的热栗实现更高的COPdS是废热/太阳能热源的能量输出并不是一直足以为这种热栗提供能量。
[0005]期望一种优化热栗的能量供应的方法和系统，以便使热栗的运行成本针对大范围的环境空气温度持续保持最小。
【发明内容】
[0006]鉴于上文提供的讨论以及其它考虑，本公开提供了用以克服在先和现有的热栗能量供应优化方法的部分和所有缺点的方法和装置。本文中也将描述本领域技术人员可以意识到的本方法和装置的其它新的和有用的优点。
[0007]在示例性的实施例中，提供了一种热栗装置，热栗装置包括:控制电路；第一能源输入端口，布置为接收来自第一能源的能量；第二能源输入端口，布置为接收来自第二能源的能量，第二能源不同于第一能源，第一和第二能源输入端口中的每一个布置为响应于控制电路为处理热栗装置内容纳的工作流体提供能量；以及与控制电路通信的环境温度传感器，环境温度传感器布置为感测环境空气的温度，其中控制电路布置为交替地选择第一能源输入端口和第二能源输入端口之一为处理工作流体提供能量，该选择响应于所感测的环境空气温度。
[0008]在一个实施例中，控制电路布置为，响应于所感测的环境温度确定第一能源和第二能源中的每一个为处理单个工作流体提供能量需要的能量输出，并且其中控制电路布置为响应于所确定的所需要的能量输出，确定由第一能源和第二能源中的每一个运行热栗装置的成本，响应于所确定的运行成本来执行选择。在另一实施例中，第一能源包括电源，第二能源包括可燃材料供能的水加热器。在又一实施例中，热栗装置进一步包括:与第一能源输入端口电连通的压缩机，压缩机布置为压缩工作流体；和与第二能源输入端口热连通的热交换器，热交换器布置为将热量从可燃材料供能的水加热器传递到工作流体。
[0009]在一个实施例中，热栗装置进一步包括第三能源输入端口，布置为接收来自第三能源的能量，第三能源不同于第一和第二能源，第三能源输入端口布置为为处理工作流体提供能量，其中控制电路进一步布置为确定第三能源的能量输出，只有在所确定的第三能源的能量输出小于热栗装置的能量需求的情况下才执行选择。在又一实施例中，第三能源包括废热源和太阳能水加热器之一。
[0010]在再一实施例中，热栗装置进一步包括与以下热连通的热交换器:第二能源输入端口 ；以及第三能源输入端口。在另一实施例中，为处理工作流体提供能量的第三能源输入的布置响应于控制电路，其中在所确定的第三能源确定的能量输出小于热栗装置的能量需求的情况下，控制电路进一步布置为控制第三能源输入端口为处理工作流体提供能量。
[0011]在一个独立的实施例中，提供了一种优化热栗能量供应的方法，该方法包括:感测环境温度；响应于所感测的环境温度，选择第一能源和第二能源之一为处理热栗的工作流体提供能量，第二能源不同于第一能源。
[0012]在一个实施例中，方法进一步包括:响应于所感测的环境温度，确定第一能源和第二能源中的每一个为处理工作流体提供能量需要的能量输出；以及响应于所确定的所需要的能量输出，确定由第一能源和第二能源中的每一个运行热栗的成本，响应于所确定的运行成本来执行选择。在另一实施例中，第一能源包括电源，第二能源包括可燃材料供能的水加热器。在又一实施例中，选择第一能源包括将电能从电源供应到压缩机，其中选择第二能源包括将热量从可燃材料供能的水加热器供应到热交换器。
[0013]在一个实施例中，方法进一步包括确定第三能源的能量输出，第三能源不同于第一和第二能源，只有在所确定的第三能源的能量输出小于热栗的能量需求的情况下才执行选择。在进一步的实施例中，第三能源包括废热源和太阳能水加热器之一。
[0014]在又一实施例中，方法进一步包括将从第二和第三能源输出的热量供应到热交换器。在另一实施例，方法进一步包括，在所确定的第三能源的能量输出小于热栗的能量需求的情况下，为处理工作流体提供从第三能源输出的能量。
[0015]在另一独立的实施例中，提供了存储有指令的非瞬态计算机可读介质，当由一个或多个处理器来执行指令时，致使一个或多个处理器执行操作，操作包括:感测环境温度；和响应于所感测的环境温度，选择第一能源和第二能源之一为处理热栗的工作流体提供能量，第二能源不同于第一能源。
[0016]在一个实施例中，操作进一步包括:响应于感测的环境温度，确定第一能源和第二能源中的每一个为处理工作流体提供能量需要的能量输出；和响应于所确定的所需要的能量输出，确定由第一能源和第二能源的每一个运行热栗的成本，响应于确定的运行成本执行选择。在另一实施例中，第一能源包括电源，第二能源包括可燃材料供能的水加热器。在又一实施例中，选择的第一能源包括将电能从电源供应到压缩机，并且其中选择的第二能源包括将热量从可燃材料供能的水加热器供应到热交换器。
[0017]在一个实施例中，操作进一步包括确定第三能源的能量输出，第三能源不同于第一和第二能源，只有在所确定的第三能源的能量输出小于热栗的能量需求情况下才执行选择。在又一实施例中，第三能源包括废热源和太阳能水加热器之一。
[0018]在再一实施例中，操作进一步包括将第二和第三能源输出的热量供应到热交换器。在另一实施例中，操作进一步包括，在所确定的第三能源的能量输出小于热栗的能量需求的情况下，为处理工作流体提供从第三能源输出的能量。
[0019]在阅读了下文的附图和说明之后，本发明的附加特征和优点将更加明显。
附图的简要说明
[0020]为了更好地理解本发明和显示如何实现本发明，现将纯粹以举例的方式来参照附图，在遍历附图中相同的附图标记指示对应的元件或部分。
[0021]现在特别详细地参照附图，要强调的是，所示细节只是举例而已，其目的仅是说明性地讨论本发明的优选实施例，是为了提供所谓对本发明原理和概念方面最有用和容易理解的描述才给出这些