组合式热电热泵的制作方法
【专利说明】组合式热电热泵
背景
[0001]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
[0002]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(I)利用由发电设备所产生的电来对HVAC系统的部件供电和⑵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。
[0003]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。
[0004]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
[0005]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。
[0006]图1是根据本公开的实施例的HVAC系统的示意图；
[0007]图2是图1的HVAC系统的另一示意图；
[0008]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
[0009]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)系统的表不。
详细描述
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]室内计量设备112是电子控制的电机驱动的电子膨胀阀(EEV)。在替代性实施例中，室内计量设备112可包括恒温膨胀阀、毛细管组件和/或任何其它合适的计量设备。室内计量设备112可包括制冷剂止回阀和/或制冷剂旁路和/或与制冷剂止回阀和/或制冷剂旁路相关联以用于当通过室内计量设备112的制冷剂流动的方向是这样的使得室内计量设备112不旨在计量或大幅度限制通过室内计量设备112的制冷剂的流动时使用。
[0015]室外单元104包括室外热交换器114、压缩机116、室外风机118、室外计量设备120和换向阀122。室外热交换器114是脊翅式热交换器，配置成允许在室外热交换器114的内部通道内运送的制冷剂和接触室外热交换器114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，室外热交换器114可包括板翅式热交换器、微通道热交换器或任何其它合适类型的热交换器。
[0016]压缩机116是多速滚动式压缩机，配置成以多个质量流速选择性地泵送制冷剂。在替代性实施例中，压缩机116可包括能够在一个或多个速度范围上操作的调制压缩机，压缩机116可包括往复式压缩机，压缩机116可以是单速压缩机，和/或压缩机116可包括任何其它合适的制冷压缩机和/或制冷泵。
[0017]室外风机118是包括风机叶片组件和配置成选择性地使风机叶片组件旋转的风机电机的轴流风机。在其它实施例中，室外风机118可包括混合流式风机、离心式鼓风机和/或任何其它合适类型的风机和/或鼓风机。室外风机118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，室外风机118可被配置为通过选择性地对室外风机118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，室外风机118可以是单速风机。
[0018]室外计量设备120是恒温膨胀阀。在替代性实施例中，室外计量设备120可包括电子控制的电机驱动的EEV、毛细管组件和/或任何其它合适的计量设备。室外计量设备120可包括制冷剂止回阀和/或制冷剂旁路和/或与制冷剂止回阀和/或制冷剂旁路相关联以用于当通过室外计量设备120的制冷剂流动的方向是这样的使得室外计量设备120不旨在计量或大幅度限制通过室外计量设备120的制冷剂的流动时使用。
[0019]在某些实施例中，室内EEV控制器138可被配置成接收关于室内单元102中的制冷剂的温度和压力的信息。更具体地，室内EEV控制器138可被配置成接收关于进入、离开室内热交换器108和/或在室内热交换器108内的制冷剂的温度和压力的信息。进一步，室内EEV控制器138可被配置成与室内计量设备112进行通信和/或影响对室内计量设备112的控制。室内EEV控制器138可被配置成与室外计量设备120进行通信和/或影响对室外计量设备120的控制。
[0020]室外控制器126可被耦合至室外单元104并且可被配置成接收信息输入、传送信息输出以及经由通信总线128和/或任何其它合适的通信介质与系统控制器106、室内控制器124和/或任何其它设备进行通信。在某些实施例中，室外控制器126可被配置成与室外个性模块140进行通信，该室外个性模块140可包括与室外单元104的识别和/或操作有关的信息。在某些实施例中，室外控制器126可被配置成接收涉及与室外单元104相关联的环境温度的信息、与室外热交换器114的温度有关的信息和/或与