專利名稱：熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，更具體地，涉及一種用于防止控制器被 引擎中產(chǎn)生的熱能過度加熱從而改善可靠性和效率的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)指的是一種從一個能量源中同時產(chǎn)生電能和熱能的 系統(tǒng)。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括發(fā)電機2，用于產(chǎn)生電 能；驅(qū)動源(以下稱為"引擎")，例如引擎4，用于驅(qū)動發(fā)電機2，并產(chǎn) 生熱能；廢熱回收單元，用于回收引擎4中產(chǎn)生的廢熱；熱能目標(biāo)單元(heat destination) 10，例如熱能儲存箱，利用廢熱回收單元的廢熱；以及控制盒 (未示出)，用于控制發(fā)電機等等的運行。發(fā)電機2中產(chǎn)生的電能被提供給家用照明裝置或者例如熱泵式空調(diào)12 的家用電器。熱泵式空調(diào)12包括室外機14，其設(shè)置有壓縮機、止回閥和室外熱交 換器；以及室內(nèi)機16，設(shè)置有膨脹單元和室內(nèi)熱交換器。廢熱回收單元包括廢氣熱交換器6，用于吸收從引擎4排放的廢氣熱 能；和冷水熱交換器8，用于回收冷卻引擎4的熱能。廢氣熱交換器6連接至熱能目標(biāo)單元10 (例如熱能儲存箱)和第一供熱 管線18。冷水熱交換器8連接至熱能目標(biāo)單元10 (例如熱能儲存箱)和第 二供熱管線20。發(fā)電機2和室外機14連接至用于供電的電力線22。下面將說明現(xiàn)有技術(shù)中具有上述構(gòu)造的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運行。 當(dāng)驅(qū)動引擎4時，引擎4的驅(qū)動力使發(fā)電機2產(chǎn)生電能。 發(fā)電機2中產(chǎn)生的電能經(jīng)由電力線22被供應(yīng)至熱泵式空調(diào)12。
引擎4中產(chǎn)生的廢熱被從廢氣熱交換器6和冷水熱交換器8中回收。從廢氣熱交換器6中回收的廢熱經(jīng)由第一供熱管線18被傳送至熱能目 標(biāo)單元10。從冷水熱交換器8中回收的廢熱經(jīng)由第二供熱管線20被傳送至 熱能目標(biāo)單元IO。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)具有這樣的缺點當(dāng)引擎室(E)由 于引擎4本身散發(fā)的熱能而處于高溫時，控制箱22內(nèi)部的溫度很容易升高， 從而引起控制箱22內(nèi)印制電路板(PCB)的異常運行，導(dǎo)致系統(tǒng)的可靠性降 低，這是因為引擎4、發(fā)電機2和控制箱22都安裝在由機箱形成的一個引擎 室(E)內(nèi)。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是至少解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題和缺點。本發(fā)明提供一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，用于獨立地劃分并冷卻引擎室的內(nèi)部， 從而防止引擎室過熱并改善系統(tǒng)的可靠性和效率。此外，本發(fā)明還提供一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，用于直接將外部空氣供應(yīng)至控 制器，從而防止引擎室過熱并改善系統(tǒng)的可靠性和效率。此外，本發(fā)明還提供一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，用于回收并利用引擎的冷水熱 能和廢氣熱能以及引擎的輻射熱，從而提高熱回收效率。為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點并且根據(jù)本發(fā)明的目的，作為具體實例和廣義說明，本發(fā)明提供一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括機箱、控制器冷卻單 元、以及驅(qū)動器冷卻單元。所述機箱設(shè)置有發(fā)電機、驅(qū)動源、廢熱回收單元、 以及控制器。所述發(fā)電機產(chǎn)生電能。所述驅(qū)動源驅(qū)動所述發(fā)電機并產(chǎn)生熱能。 所述廢熱回收單元回收所述驅(qū)動源的廢熱。所述控制器控制所述發(fā)電機、所 述驅(qū)動源和所述廢熱回收單元至少其中之一的運行。所述控制器冷卻單元將 空氣引入所述機箱內(nèi)部的一側(cè)，使引入的空氣循環(huán)，并冷卻所述發(fā)電機和所 述控制器至少其中之一。所述驅(qū)動器冷卻單元將空氣引入所述機箱內(nèi)部的另 一側(cè)，使引入的空氣循環(huán)，并冷卻所述驅(qū)動源和所述廢氣熱回收單元至少其 中之一。使用擋板將所述機箱分隔為容置所述控制器的控制器室和容置所述驅(qū) 動源的驅(qū)動器室。
所述驅(qū)動器冷卻單元可以包括驅(qū)動器入口，用于將外部空氣引入所述 驅(qū)動器室；驅(qū)動器出口，用于將冷卻所述驅(qū)動器室的空氣排放至外部。所述控制器冷卻單元可以包括控制器入口，用于將外部空氣引入所述 控制器室；控制器出口，用于將冷卻所述控制器室的空氣排放至外部。所述控制器冷卻單元可以包括連接管道，用于將冷卻所述控制器的至 少部分空氣向所述驅(qū)動源排放。所述連接管道可以設(shè)置有離心風(fēng)扇，用于將冷卻所述控制器的空氣向所 述驅(qū)動源強制傳送。所述控制器冷卻單元可以包括控制器引入管道，用于將外部空氣引入 所述控制器的內(nèi)部；以及控制器排出管道，用于將冷卻所述控制器的空氣排 出至所述控制器外部。所述系統(tǒng)還可以包括輻射熱回收熱交換單元，用于 使熱能與冷卻所述驅(qū)動源的空氣進行交換，并回收所述驅(qū)動源的輻射熱。根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括發(fā)電機、 驅(qū)動源、輻射熱回收熱交換器、以及廢熱供應(yīng)熱交換器。所述發(fā)電機產(chǎn)生電 能。所述驅(qū)動源驅(qū)動所述發(fā)電機并產(chǎn)生熱能。所述輻射熱回收熱交換器回收 所述驅(qū)動源的輻射熱。所述廢熱供應(yīng)熱交換器將所述輻射熱回收熱交換器回 收的廢熱供應(yīng)給熱能目標(biāo)單元。根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括發(fā)電機， 用于產(chǎn)生電能；驅(qū)動器，用于驅(qū)動所述發(fā)電機，并產(chǎn)生熱能；驅(qū)動器冷卻單 元，利用空氣冷卻所述驅(qū)動器；以及輻射熱回收單元，用于從空氣中回收所 述驅(qū)動器的輻射熱。根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)具有以下效果機箱的內(nèi)部被擋板分隔為容 置控制器的控制器室和容置驅(qū)動源的驅(qū)動器室，從而防止驅(qū)動源產(chǎn)生的熱被 傳送至控制器，從而防止控制器過熱并改善了可靠性。此外，該熱電聯(lián)產(chǎn)系 統(tǒng)還具有以下效果外部空氣被獨立地供應(yīng)至控制器室和驅(qū)動器室，從而可 以實現(xiàn)更有效的冷卻并改善系統(tǒng)的效率。該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點附加的入口和擋板能夠使氣流通道復(fù) 雜，從而減少噪聲。該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點可以安裝引入管道以將外部空氣直接 供應(yīng)給控制器內(nèi)部，從而更有效地散發(fā)控制器的熱能。 該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點可以設(shè)置輻射熱回收熱交換器以回收 引擎中的輻射熱，從而提高了熱回收效率和系統(tǒng)的效率。


參考以下附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，在附圖中，相似的數(shù)字表示相似的元件。 圖1為示出現(xiàn)有技術(shù)中的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖。圖2為示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)單元的透視圖。 圖3為示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)單元的透視圖。 圖4為示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)單元的透視圖。 圖5為含有圖4中的熱電聯(lián)產(chǎn)單元的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在其處于空調(diào)運行和熱水供應(yīng)模式下的示意圖。圖6為含有圖4中的熱電聯(lián)產(chǎn)單元的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在其處于制熱運行和正常水供應(yīng)模式下的示意圖。圖7為示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)單元的透視圖。
具體實施方式
下面將參考附圖以更詳細(xì)的方式說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。 可以多種方式設(shè)置根據(jù)本發(fā)明實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其最理想的實施 例將在下面進行說明。圖2為示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)單元的透視圖。 如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括內(nèi)置的熱 電聯(lián)產(chǎn)單元，用于產(chǎn)生電能和熱能；熱能目標(biāo)單元(未示出)，使用熱電聯(lián) 產(chǎn)單元所產(chǎn)生的電能和熱能。熱能目標(biāo)單元(未示出)可以是運行在空調(diào)模式或制熱模式下的熱泵式 空調(diào)，或者也可以是熱水供應(yīng)箱。熱電聯(lián)產(chǎn)單元包括發(fā)電機51，用于產(chǎn)生電能；驅(qū)動源，用于驅(qū)動發(fā)電 機51并產(chǎn)生熱能；廢熱回收單元(未示出)，用于回收驅(qū)動源的廢熱；控 制器52，用于控制發(fā)電機51、驅(qū)動源和廢熱回收單元(未示出)的運行； 廢熱供應(yīng)熱交換器(未示出)，用于將廢熱回收單元(未示出)所回收的廢 熱供應(yīng)給熱能目標(biāo)單元(未示出)；以及散熱器(未示出)，用于使廢熱回
收單元(未示出)所回收的廢熱散出。驅(qū)動源可以包括燃料電池，或者可以包括使用化石燃料(例如天然氣或 者石油)來運行的引擎53。下面的描述將以引擎53為例。發(fā)電機51為交流發(fā)電機或直流發(fā)電機。以這樣的方式構(gòu)造發(fā)電機5h 將其轉(zhuǎn)子與引擎53的輸出軸連接，從而在引擎53的輸出軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生電能。 多個印制電路板(PCB)內(nèi)置于控制器52中，并控制熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運行。廢熱回收單元包括廢氣熱交換器54，安裝在引擎53的排氣管53a內(nèi) 并回收廢氣中的廢熱；和冷水熱交換器55，用于從冷卻引擎53的冷水中回 收廢熱。發(fā)電機51、引擎53、廢氣熱交換器54、冷水熱交換器55、以及控制器 52都安裝在一個機箱50 (chassis)內(nèi)部?？梢詫U熱供應(yīng)熱交換器(未示出)和散熱器(未示出)安裝在機箱50 內(nèi)?；蛘咭部梢詫U熱供應(yīng)熱交換器(未示出)和散熱器(未示出)安裝在 機箱50外。以下描述以將它們安裝在機箱50的外部為例。使用擋板60將機箱50分隔為控制器室61和驅(qū)動器室62。控制器室61 中容置有發(fā)電機51和控制器52。驅(qū)動器室62中容置有引擎53和廢熱回收 單元(未示出)。冷卻單元通過空氣冷卻機箱50的內(nèi)部。冷卻單元包括控制器冷卻單 元，用于冷卻控制器室61;和驅(qū)動器冷卻單元，用于冷卻驅(qū)動器室62?？刂破骼鋮s單元構(gòu)造為將外部空氣引入機箱內(nèi)的一側(cè)，使引入的空氣循 環(huán)，并冷卻發(fā)電機51和控制器52。驅(qū)動器冷卻單元構(gòu)造為將外部空氣引入 機箱內(nèi)的另一側(cè)，使引入的空氣循環(huán)，并冷卻引擎53、廢氣熱交換器54和 冷水熱交換器55。驅(qū)動器冷卻單元包括驅(qū)動器入口63，設(shè)置為將外部空氣吸入驅(qū)動器室 62;和驅(qū)動器出口64，設(shè)置為將用于冷卻驅(qū)動器室62的空氣排出。上述說明以將驅(qū)動器入口 63和驅(qū)動器出口 64都設(shè)置在機箱50的上表 面上為例。但是，這并非用于限制本發(fā)明的范圍，也可以將驅(qū)動器入口 63 和驅(qū)動器出口 64設(shè)置在其它位置。驅(qū)動器排氣管道65設(shè)置在驅(qū)動器出口 64的一側(cè)，并將驅(qū)動器室62內(nèi)
的空氣引至外部。排氣風(fēng)扇66安裝在驅(qū)動器排氣管道65內(nèi)部，并強制送出 空氣?？刂破骼鋮s單元包括控制器入口67，設(shè)置為將外部空氣吸入控制器室61;以及連接管道68，將控制器室61與驅(qū)動器室62連接，從而將用于冷卻 控制器室61的至少一部分空氣送至驅(qū)動器室62。下面的說明以將用于冷卻控制器室61的所有空氣送至驅(qū)動器室62為例。多個控制器輸入口 67以間隔預(yù)定距離的方式設(shè)置在機箱50的一側(cè)的表 面上。優(yōu)選地，控制器入口67朝向控制器52。連接管道68包括管道入口 68a，用于引入冷卻控制室61的空氣。離心 風(fēng)扇69設(shè)置在連接管道68內(nèi)部，并強行將空氣送至驅(qū)動器室62。下面的說 明將以使用西羅克(Sirocco)風(fēng)扇作為離心風(fēng)扇為例。離心風(fēng)扇69連接至 引擎53的輸出軸。下面將說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的熱電聯(lián)產(chǎn)單元 的冷卻方法。當(dāng)冷卻引擎53和引擎53的排氣管道53a時，經(jīng)由驅(qū)動器入口 63引入 的外部空氣在驅(qū)動器室62中循環(huán)。在冷卻了驅(qū)動器室62后溫度升高了的空氣被排氣風(fēng)扇66送出，并經(jīng)由 驅(qū)動器排氣管道65和驅(qū)動器出口 64排出。經(jīng)由控制器入口 67引入的外部空氣在控制器室61中循環(huán)，以首先冷卻 控制器52和發(fā)電機51。此后，通過運行離心風(fēng)扇69，空氣被引入連接管道68，并經(jīng)由連接管 道68進入驅(qū)動器室62。進入驅(qū)動器室62的空氣在驅(qū)動器室62中循環(huán)，以其次冷卻驅(qū)動器室62。換句話說，冷卻控制器室61的空氣可以被引入驅(qū)動器室62，從而冷卻 驅(qū)動器室62，這是因為控制器室61的溫度低于驅(qū)動器室62的溫度。冷卻驅(qū)動器室62的空氣經(jīng)由驅(qū)動器出口 64排出。因此，控制器室61和驅(qū)動器室62被分隔開并各自獨立地被冷卻，從而 防止引擎53的熱能被傳送至控制器52和發(fā)電機51，并且有效地散出了控制 器52的熱能。 圖3為示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)單元的透視圖。 根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，熱電聯(lián)產(chǎn)單元包括均安裝在機箱70內(nèi)的 發(fā)電機71、引擎73、廢熱回收單元、和控制器72;控制器冷卻單元，用于將空氣引入機箱70內(nèi)的一側(cè)、使引入的空氣循環(huán)、并冷卻發(fā)電機71和控制 器72;以及驅(qū)動器冷卻單元，用于將空氣引入機箱70內(nèi)的另一側(cè)、使引入 的空氣循環(huán)、并冷卻引擎73和廢熱回收單元。驅(qū)動器冷卻單元包括驅(qū)動器入口 74，設(shè)置為將外部空氣吸入至引擎 73;驅(qū)動器出口75，設(shè)置為將冷卻機箱70內(nèi)部的空氣排向外部；上述設(shè)置并非用于限制本發(fā)明的范圍，還可以將驅(qū)動器入口 74和驅(qū)動 器出口 75設(shè)置在其它位置。驅(qū)動器排氣管道76設(shè)置在驅(qū)動器出口 75的一側(cè)，并將機箱70內(nèi)部的 空氣引至外部。排氣風(fēng)扇77安裝在驅(qū)動器排氣管道76內(nèi)部，并強制送出空 氣?？刂破?2為內(nèi)置有印刷電路板的箱形部件。控制器冷卻單元包括控制器引入管道80，用于直接將外部空氣引入控 制器72內(nèi)部；和控制器排氣管道81，用于將冷卻控制器72的空氣排到控制 器72之外。連接管道82連接至控制器排氣管道81，以將經(jīng)由控制器排氣管道81的 空氣排出至引擎73。優(yōu)選地，連接管道82設(shè)置為與發(fā)電機71的下表面相接觸，從而冷卻發(fā) 電機71。離心風(fēng)扇83安裝在連接管道82處，并將經(jīng)由控制器排氣管道81的空 氣強制送至引擎73。離心風(fēng)扇83連接至引擎73的輸出軸。優(yōu)選地，控制器引入管道80連接至控制器72的上側(cè)，并且控制器排氣 管道81和連接管道82設(shè)置在比控制器72低的位置。下面將說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的熱電聯(lián)產(chǎn)單元 的冷卻方法。經(jīng)由控制器引入管道80將外部空氣直接引入控制器72的內(nèi)部。 由于離心風(fēng)扇83的運行將空氣流導(dǎo)向下側(cè)，因此空氣流經(jīng)控制器72內(nèi)部。
流經(jīng)控制器72內(nèi)部的空氣將控制器72冷卻。冷卻控制器72的空氣流 經(jīng)連接管道82。當(dāng)流經(jīng)連接管道82的空氣冷卻了發(fā)電機71的下部之后，這些空氣通過 離心風(fēng)扇83而向引擎73排出。向引擎73排出的空氣與引入驅(qū)動器入口 74的外部空氣一起在機箱70 內(nèi)部循環(huán)，以冷卻引擎73和引擎73的排氣管道73a。冷卻引擎73的空氣通過排氣風(fēng)扇77被送出，并經(jīng)由驅(qū)動器排氣管道76 和驅(qū)動器出口 75排放至外部。因此，由于外部空氣直接被引入控制器72的內(nèi)部，控制器72的熱量可 以有效地散出。根據(jù)本發(fā)明第二實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的其它部分的結(jié)構(gòu)和功能與本 發(fā)明第一實施例中的相同，因此省略了對它們的詳細(xì)說明。圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)單元的透視圖。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)單元包括位于機箱90 內(nèi)的引擎91、發(fā)電機92、廢熱回收單元100、控制器93、驅(qū)動器冷卻單元 和控制器冷卻單元。廢熱回收單元100包括廢氣熱交換器101，用于回收 引擎91中廢氣的熱量；冷水熱交換器102，用于回收冷卻引擎91的冷水的 熱量；輻射熱回收熱交換器103，用于與冷卻引擎91的空氣進行熱交換，并 回收引擎91輻射的熱。驅(qū)動器冷卻單元和控制器冷卻單元的結(jié)構(gòu)和功能與本發(fā)明第二實施例 中的相同，因此，使用了相似的參考標(biāo)號并省略了其它詳細(xì)的說明。輻射熱回收熱交換器103安裝在驅(qū)動器出口 75的一側(cè)，用于將冷卻機 箱90內(nèi)部的空氣排放至機箱90外部。圖5為含有圖4中的熱電聯(lián)產(chǎn)單元的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在其處于空調(diào)運行和 熱水供應(yīng)模式下的示意圖。圖6為含有圖4中的熱電聯(lián)產(chǎn)單元的熱電聯(lián)產(chǎn)系 統(tǒng)在其處于制熱運行和正常水(normal water)供應(yīng)模式下的示意圖。如圖5和圖6所示，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括熱電聯(lián)產(chǎn)單元(EN);熱泵式 空調(diào)，用于從熱電聯(lián)產(chǎn)單元(EN)中接收廢熱；和散熱器(EX)，用于將 從熱電聯(lián)產(chǎn)單元(EN)中接收的廢熱散出。廢熱交換器120安裝在熱電聯(lián)產(chǎn)單元(EN)和熱泵式空調(diào)之間，并將從
廢熱回收單元100中回收的熱量傳送至熱泵式空調(diào)。熱電聯(lián)產(chǎn)單元包括引擎91、發(fā)電機92、和廢熱回收單元100，還包括用 于對水進行加熱的熱水供應(yīng)熱交換器94。發(fā)電機92通過電力線92a連接至熱泵式空調(diào)。引擎91包括出口91a，用于傳送引擎91中排出的廢氣；燃料注入口 91b，用于注入燃料；入口91c，用于引入外部空氣。冷水熱交換器102通過冷水循環(huán)流動通道104連接至引擎91。冷水循環(huán) 泵105安裝在冷水循環(huán)流管道104上。輻射熱回收熱交換器103安裝在熱介質(zhì)循環(huán)流動通道106上，該熱介質(zhì) 循環(huán)流動通道106用于使得從廢熱交換器101和冷水熱交換器102中回收熱 量的熱介質(zhì)循環(huán)。熱介質(zhì)循環(huán)流動通道106設(shè)置為使熱介質(zhì)順序通過輻射熱回收熱交換器 103、廢熱交換器101和冷水熱交換器102。熱水供應(yīng)單元連接至熱水供應(yīng)熱交換器94，并將水供應(yīng)至熱水供應(yīng)熱交 換器94。熱水供應(yīng)單元包括熱能儲存箱95，用于存儲水；和水循環(huán)流動 通道97，用于將熱能儲存箱95與熱水供應(yīng)熱交換器94連接。熱能儲存箱泵98安裝在水循環(huán)流動通道97上，并循環(huán)地抽吸熱能儲存 箱95。供水流動通道99連接至水循環(huán)流動管道97，并提供外部的水。供水流 動通道99包括止回閥99a和供水泵99b。止回閥99a防止水在水循環(huán)流動 通道97中經(jīng)由供水流動通道99而倒流。供水泵99b抽吸供水流動通道。熱水供應(yīng)熱交換器旁路流動通道107連接至水循環(huán)流動通道97，從而使 熱能儲存箱95向水循環(huán)流動通道97供應(yīng)的水能夠繞過熱水供應(yīng)熱交換器 94。熱水供應(yīng)熱交換器旁路陶108安裝在水循環(huán)流動通道97與熱水供應(yīng)熱 交換器旁路流動通道107之間的連接部分。水循環(huán)流動通道97包括設(shè)置在熱能儲存箱泵98和熱水供應(yīng)熱交換器旁 路閥108之間的止回閥97a。散熱器(EX)設(shè)置在熱電聯(lián)產(chǎn)單元(EN)與熱泵式空調(diào)之間。散熱器 (EX)包括散熱器熱交換器109;和散熱器風(fēng)扇110，用于根據(jù)需要將廢 熱回收單元100回收的熱部分或全部地散出。
散熱器熱交換器連接至熱介質(zhì)循環(huán)流動通道106上的散熱器流動通道 111。膨脹箱112連接在熱介質(zhì)循環(huán)流動通道106與散熱器流動通道111之 間。散熱器熱交換器旁路流動通道113設(shè)置在散熱器流動通道111上，以繞 過散熱器熱交換器109。散熱器熱交換器旁路閥114安裝在散熱器流動通道 111與散熱器熱交換器旁路流動通道113之間。廢熱供應(yīng)熱交換器旁路流動通道115和廢熱供應(yīng)熱交換器旁路閥116安 裝在散熱器流動通道111的出口側(cè)，從而使經(jīng)由散熱器熱交換器109的熱介 質(zhì)繞過廢熱供應(yīng)熱交換器120。熱泵式空調(diào)由室外機(0)和室內(nèi)機(I)組成?？梢詫⒁粋€室內(nèi)機(I) 連接至一個室外機(O)，也可以將多個室內(nèi)機(I)并聯(lián)連接至多個室外機(O);可以將多個室外機(O)彼此并聯(lián)連接，也可以將多個室內(nèi)機(I) 彼此并聯(lián)連接。室外機(O)包括壓縮機121、四通閥122、室外熱交換器123、以及室 外膨脹閥124。室內(nèi)機(I)包括室內(nèi)熱交換器125和室內(nèi)膨脹閥126。室外機(O)還包括用于使制冷劑繞過室外熱交換器123的室外熱交換 器旁路單元。室外熱交換器旁路單元包括室外熱交換器旁路流動通道127。當(dāng)熱泵式 空調(diào)處于空調(diào)模式或制熱模式時，室外熱交換器旁路流動通道127的一端連 接至與室外熱交換器123的入口側(cè)相連接的制冷劑流動通道，另一端連接至 與室外熱交換器123的出口側(cè)相連接的制冷劑流動通道。室外熱交換器旁路流動通道127設(shè)置有室外膨脹閥124，并且還設(shè)置有 室外膨脹閥旁路流動通道128，用于在熱泵式空調(diào)處于空調(diào)模式時使引入室 外熱交換器旁路流動通道127的制冷劑能夠繞過室外膨脹閥124。室外膨脹閥旁路流動通道128包括止回閥128a，其用于在熱泵式空調(diào)處 于空調(diào)模式時使制冷劑通過，在熱泵式空調(diào)處于制熱模式時禁止制冷劑通 過，從而允許制冷劑流經(jīng)室外膨脹閥124。室外熱交換器旁路流動通道127設(shè)置有室外熱交換器旁路流動通道開/ 關(guān)閥129，用于打開和關(guān)閉室外熱交換器旁路流動通道127。當(dāng)熱泵式空調(diào)處于制熱模式時，室外熱交換器旁路單元包括室外熱交換
器開/關(guān)閥130，其安裝在與室外熱交換器123的出口側(cè)相連接的制冷劑流動 通道內(nèi)。室外熱交換器旁路單元還包括連接流動通道131，用于在制熱模式下，連接室外熱交換器旁路流動通道127與連接至室外熱交換器123的入口側(cè)的 制冷劑流動通道；以及連接流動通道開/關(guān)閥132，用于打開和關(guān)閉連接流動 通道131。室外熱交換器旁路單元包括止回閥，其位于與室外熱交換器123的出口 側(cè)連接的制冷劑流動通道內(nèi)，以在熱泵式空調(diào)處于制熱模式時防止制冷劑被 引入室外熱交換器123，而不通過室外膨脹閥124。下面說明根據(jù)本發(fā)明第三實施例的具有上述結(jié)構(gòu)的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運行。當(dāng)驅(qū)動引擎91時，發(fā)電機92產(chǎn)生電能并經(jīng)由電力線92a將電能提供給 熱泵式空調(diào)。熱介質(zhì)順序地在輻射熱回收熱交換器103、廢氣熱交換器101、以及冷 水熱交換器102中循環(huán)，以回收發(fā)電機中所有的輻射熱、廢氣熱和冷水熱。如圖5所示，在空調(diào)運行和熱水供應(yīng)模式下，熱泵式空調(diào)控制從輻射熱 回收熱交換器103、廢氣熱交換器101、以及冷水熱交換器102中回收熱的 熱介質(zhì)，使其向熱水供應(yīng)熱交換器94循環(huán)。熱泵式空調(diào)控制經(jīng)由熱水供應(yīng)熱交換器94的熱介質(zhì)，使其通過散熱器 熱交換器旁路流動通道113而繞過散熱器熱交換器109 (113 — 109)，從而 將熱介質(zhì)引入廢熱供應(yīng)熱交換器120。熱泵式空調(diào)控制壓縮機121中壓縮的制冷劑，使其在通過廢熱供應(yīng)熱交 換器120之后，經(jīng)由室外熱交換器旁路流動通道127引入并繞過室外熱交換 器123。繞過室外熱交換器123的制冷劑在通過室內(nèi)膨脹閥126和室內(nèi)熱交換器 125后，經(jīng)由四通閥122循環(huán)至壓縮機121。圖6示出了當(dāng)熱泵式空調(diào)處于制熱運行和正常水供應(yīng)模式時的運行?；厥找?1中的熱的熱介質(zhì)在順序經(jīng)過輻射熱回收熱交換器103、廢氣 熱交換器IOI、以及冷水熱交換器102時，繞過熱水供應(yīng)熱交換器94。繞過熱水供應(yīng)熱交換器94的熱介質(zhì)被引入廢熱供應(yīng)熱交換器120，并將
熱能提供給廢熱供應(yīng)熱交換器120。熱泵式空調(diào)控制壓縮機121中壓縮的制冷劑，使其通過室內(nèi)熱交換器125和室內(nèi)膨脹閥126，隨后經(jīng)由室外熱交換器旁路流動通道127被引入廢熱供 應(yīng)熱交換器120。制冷劑在廢熱供應(yīng)熱交換器120中蒸發(fā)，在室內(nèi)熱交換器125中冷凝， 從而加熱內(nèi)部。因此，熱介質(zhì)還回收了引擎91發(fā)出的輻射熱，從而提高了引擎熱回收 率和系統(tǒng)效率。圖7為示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)單元的透視圖。 在根據(jù)本發(fā)明第四實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)單元中，使用擋板60,將機箱50 分隔為容置控制器52的控制器室61和容置引擎53的驅(qū)動器室62。冷卻控 制器室61的控制器室冷卻單元130包括控制器入口 131，用于將外部空氣 引入控制器室61;和控制器出口，用于將冷卻控制器室61的空氣釋放至外 部。根據(jù)本發(fā)明第四實施例的熱電聯(lián)產(chǎn)單元的其它結(jié)構(gòu)和功能與本發(fā)明第一 實施例中的相同，并采用相似的標(biāo)號，省略了對它們的詳細(xì)說明。控制器排氣風(fēng)扇133安裝在控制器的出口 132的前面,并強制送出空氣。 因此，經(jīng)由控制器入口 131引入的空氣在冷卻了控制器52之后，經(jīng)由 控制器出口 132排出。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)具有以下效果機箱的內(nèi)部被擋 板分隔為容置控制器的控制器室和容置驅(qū)動源的驅(qū)動器室，從而防止驅(qū)動源 產(chǎn)生的熱被傳送至控制器，從而防止控制器過熱并改善了可靠性。此外，該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還具有以下效果外部空氣被獨立地供應(yīng)至控制器室和驅(qū)動器室，從而可以實現(xiàn)更有效的冷卻并改善系統(tǒng)的效率。該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點附加的入口和擋板能夠使氣流通道復(fù) 雜，從而減少噪聲。該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點可以安裝引入管道以將外部空氣直接 供應(yīng)給控制器內(nèi)部，從而更有效地散發(fā)控制器的熱能。該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點可以設(shè)置輻射熱回收熱交換器以回收 引擎中的輻射熱，從而提高了熱回收效率和系統(tǒng)的效率。以上描述了本發(fā)明。明顯地，可以以多種方式對本發(fā)明做出變化。這種
變化不應(yīng)認(rèn)為是脫離本發(fā)明的精神和范圍的，并且對本領(lǐng)域人員顯而易見的 是，所有的變化都應(yīng)包括在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括機箱；發(fā)電機，容置在所述機箱內(nèi)，用于產(chǎn)生電能；驅(qū)動器，容置在所述機箱內(nèi)，用于驅(qū)動所述發(fā)電機并產(chǎn)生熱能；廢熱回收單元，用于從所述驅(qū)動器中回收廢熱。控制器，用于控制所述發(fā)電機、所述驅(qū)動器、和所述廢熱回收單元至少其中之一的運行；控制器冷卻單元，用于冷卻所述控制器；以及驅(qū)動器冷卻單元，用于冷卻所述驅(qū)動器。
2. 如權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中所述控制器冷卻單元還用于 冷卻所述發(fā)電機。
3. 如權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中所述驅(qū)動器冷卻單元還用于 冷卻所述廢熱回收單元。
4. 如權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中所述控制器冷卻單元將空氣 引入所述控制器所處的機箱區(qū)域，并使所述空氣循環(huán)。
5. 如權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中所述驅(qū)動器冷卻單元將空氣 引入所述驅(qū)動器所處的機箱區(qū)域，并使所述空氣循環(huán)。
6. 如權(quán)利要起l所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，還包括分隔部件，其將所述機箱 分隔為容置所述控制器的控制器室和容置所述驅(qū)動器的驅(qū)動器室。
7. 如權(quán)利要求6所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中所述驅(qū)動器冷卻單元包括 驅(qū)動器室入口，外部空氣經(jīng)由所述驅(qū)動器室入口進入所述驅(qū)動器室；以及驅(qū)動器室出口 ，空氣經(jīng)由所述驅(qū)動器室出口排出所述機箱。
8. 如權(quán)利要求6所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中所述控制器冷卻單元包括 控制器室入口，外部空氣經(jīng)由所述控制器室入口進入所述控制器室；以及控制器室出口，空氣經(jīng)由所述控制器室出口排出所述控制器室。
9. 如權(quán)利要求6所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，還包括連接管道，空氣經(jīng)由所述 連接管道從所述控制器室傳送到所述驅(qū)動器室。
10. 如權(quán)利要求9所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，還包括經(jīng)由所述連接管道吸入 空氣的風(fēng)扇。
11. 如權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中所述控制器冷卻單元包括: 控制器引入管道，外部空氣經(jīng)由所述控制器引入管道進入所述控制器的內(nèi)部；以及控制器排出管道，空氣經(jīng)由所述控制器排出管道從所述控制器的內(nèi)部排出。
12. 如權(quán)利要求11所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中所述控制器冷卻單元包括連接管道，通過所述連接管道將從所述控制器的內(nèi)部排出的空氣向所述驅(qū)動 器排放。
13. 如權(quán)利要求12所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，還包括經(jīng)由所述連接管道吸入空氣的風(fēng)扇。
14. 如權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，還包括輻射熱回收單元，通過 與所述驅(qū)動器冷卻單元用于冷卻所述驅(qū)動器的空氣進行熱交換，回收所述驅(qū) 動器輻射的熱能。
15. 如權(quán)利要求l所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中所述廢熱回收單元包括廢氣熱交換器，用于回收所述驅(qū)動器排除的廢氣中的熱能； 冷水熱交換器，用于回收冷卻所述驅(qū)動器的水中的熱能；以及 輻射熱回收熱交換器，用于回收冷卻所述驅(qū)動器的空氣中的輻射熱能。
16. 如權(quán)利要求15所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，還包括驅(qū)動器出口，冷卻所述 驅(qū)動器的空氣通過所述驅(qū)動器出口排出所述機箱，其中所述輻射熱回收熱交 換器設(shè)置在所述驅(qū)動器出口附近。
17. 如權(quán)利要求15所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，還包括驅(qū)動器排氣管道，冷卻 所述驅(qū)動器的空氣通過所述驅(qū)動器排氣管道排出所述機箱，其中所述輻射熱 回收熱交換器設(shè)置在所述驅(qū)動器排氣管道內(nèi)。
18. 如權(quán)利要求17所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中所述廢熱回收單元回收的廢熱被提供給廢熱供應(yīng)熱交換器，所述廢熱供應(yīng)熱交換器將熱能傳送至熱能 目標(biāo)單元。
19. 如權(quán)利要求18所述的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中所述廢熱回收單元還包括熱介質(zhì)循環(huán)流動通道，用于將所述廢氣熱交換器、所述冷水熱交換器、 以及所述輻射熱回收熱交換器至少其中之一的熱能傳送至所述廢熱供應(yīng)熱 交換器；以及熱介質(zhì)循環(huán)泵，用于循環(huán)地抽吸熱介質(zhì)。
20. —種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括發(fā)電機，用于產(chǎn)生電能；驅(qū)動器，用于驅(qū)動所述發(fā)電機，并產(chǎn)生熱能； 驅(qū)動器冷卻單元，利用空氣冷卻所述驅(qū)動器；以及 輻射熱回收單元，用于從空氣中回收所述驅(qū)動器的輻射熱。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括機箱、控制器冷卻單元、以及驅(qū)動器冷卻單元。所述機箱設(shè)置有發(fā)電機、驅(qū)動源、廢熱回收單元、以及控制器。所述發(fā)電機產(chǎn)生電能。所述驅(qū)動源驅(qū)動所述發(fā)電機并產(chǎn)生熱能。所述廢熱回收單元回收所述驅(qū)動源的廢熱。所述控制器控制所述發(fā)電機、所述驅(qū)動源和所述廢熱回收單元的運行。所述控制器冷卻單元將空氣引入所述機箱內(nèi)部的一側(cè)，使引入的空氣循環(huán)，并冷卻所述發(fā)電機和所述控制器至少其中之一。所述驅(qū)動器冷卻單元將空氣引入所述機箱內(nèi)部的另一側(cè)，使引入的空氣循環(huán)，并冷卻所述驅(qū)動源和所述廢氣熱回收單元至少其中之一。
文檔編號F01P5/06GK101117925SQ200710138240
公開日2008年2月6日 申請日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日
發(fā)明者趙南俊, 金亨壽, 黃本昌 申請人:Lg電子株式會社