熱泵的制作方法
【專利摘要】熱泵(10)包括流體回路(10A)和控制布置(8)。流體回路包括第一熱交換器(2)、第二熱交換器(6)、第三熱交換器(4)和用于驅(qū)動(dòng)流體回路周圍的流體的驅(qū)動(dòng)器(1)?？刂撇贾镁哂幸环N或多種運(yùn)行模式。第一熱交換器被布置為在流體回路的流體和另外的流體之間交換熱量?？刂撇贾帽慌渲脼樵谶\(yùn)行模式中的至少一種模式下控制流動(dòng)控制機(jī)制(2A)，以控制第一熱交換器的另外的流體的流速。
【專利說(shuō)明】
熱泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能量效率。本發(fā)明的各方面提供熱泵、泵送熱的方法、管理電力需求的方法和能量?jī)?chǔ)存設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]性能系數(shù)(COP)是對(duì)加熱系統(tǒng)和/或冷卻系統(tǒng)性能的度量。COP是有用的加熱或冷卻與所供應(yīng)能量的量的比。舉例說(shuō)明，在具有電阻式電加熱元件的簡(jiǎn)單的水加熱器中，水以等于所供應(yīng)的電能的量被加熱，從而COP是I。
[0003]簡(jiǎn)單的空氣調(diào)節(jié)器是熱泵的一種形式。各種現(xiàn)有的空氣調(diào)節(jié)器包括在流體回路附近間隔設(shè)置的壓縮機(jī)、第一熱交換器、膨脹閥和第二熱交換器。壓縮機(jī)用于驅(qū)動(dòng)關(guān)于流體回路的制冷劑并壓縮氣態(tài)的制冷劑。因此，壓縮機(jī)將熱的高壓的制冷劑傳送至第一熱交換器。
[0004]第一熱交換器通常被布置為與外部空氣相通，以在外部空氣和制冷劑之間產(chǎn)生熱交換的效果，從而制冷劑冷凝并且向外部空氣釋放其潛熱。第一熱交換器因此常常被稱為“冷凝器”。來(lái)自第一熱交換器的制冷劑穿過(guò)膨脹閥，從膨脹閥中以降低的壓強(qiáng)被傳送給第二熱交換器。
[0005]第二熱交換器被布置為通過(guò)冷的低壓的制冷劑從空氣中接收熱并且蒸發(fā)，在制冷劑和住宅中的空氣之間產(chǎn)生熱交換的效果，以冷卻住宅內(nèi)部的空氣。第二熱交換器常常被稱為“蒸發(fā)器”。制冷劑從第二熱交換器返回至壓縮機(jī)，以完成流體回路。
[0006]此熱泵的性能系數(shù)等于住宅內(nèi)部空氣被其冷卻的量和由該泵消耗的電能的量之t匕。電能由壓縮機(jī)和任何與熱交換器相關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇消耗。此熱泵能夠具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)I的性能系數(shù)。
[0007]在常規(guī)的電力供應(yīng)電網(wǎng)中，功率由各種各樣的發(fā)電機(jī)供應(yīng)給各種各樣的在地理上隔開的電力消耗者。發(fā)電機(jī)可包括燃?xì)鉁u輪機(jī)、燃煤發(fā)電廠、風(fēng)力渦輪機(jī)、水力發(fā)電渦輪機(jī)等。消耗者可以包括住所和各種商業(yè)。
[0008]在該供應(yīng)系統(tǒng)中，可能發(fā)生意想不到的需求上的變化。對(duì)電力需求的突然減少通常導(dǎo)致效率低下。大多數(shù)發(fā)電機(jī)不能即刻有效地停用。消耗者級(jí)的能量產(chǎn)生設(shè)備的推出(例如，家庭屋頂上的太陽(yáng)能面板)促進(jìn)了電力需求上的快速的意想不到的減少的次數(shù)。舉例說(shuō)明，當(dāng)其中的許多家庭安裝有太陽(yáng)能面板的郊區(qū)中的烏云消散時(shí)，這些具有太陽(yáng)能板的家庭開始從他們自己的面板而不是從電網(wǎng)中獲取電力。
[0009]隨著社會(huì)變得更具環(huán)境意識(shí)并且能量變得更昂貴，能量效率變得更重要。至少本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的目標(biāo)是提供在能量效率上的提升，或者至少提供用于與能量效率有關(guān)這些的替代方案。
[0010]本專利說(shuō)明書中的任何信息并不被認(rèn)為是公知常識(shí)，或者在 優(yōu)先權(quán)日:本領(lǐng)域的技術(shù)人員并不能被合理地預(yù)料到能以任何方式確定或理解它、認(rèn)為其是相關(guān)的或?qū)⑵湟匀魏畏绞浇Y(jié)合。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的一個(gè)方面提供了熱泵，包括:
[0012]第一流體回路，包括:
[0013]第一熱交換器；
[0014]第二熱交換器；
[0015]第三熱交換器；和
[0016]驅(qū)動(dòng)器，其用于驅(qū)動(dòng)流體回路中的流體；以及
[0017]控制布置，其具有一種或多種運(yùn)行模式；
[0018]其中該第一熱交換器被布置為在流體回路的流體和另外的流體之間交換熱量；以及
[0019]該控制布置被配置為在運(yùn)行模式中的至少一種模式下控制流動(dòng)控制機(jī)制，以控制第一熱交換器的另外的流體的流速。
[0020]對(duì)第一熱交換器的另外的流體的流速的控制優(yōu)選地取決于表示第一熱交換器的另外流體的特性的參數(shù)。最優(yōu)選的參數(shù)是溫度。優(yōu)選地，控制布置被配置為當(dāng)在另一種運(yùn)行模式下時(shí)，基本上停止第一熱交換器的另外流體的流動(dòng)。
[0021]可替換地，對(duì)第一熱交換器的另外的流體的流速的控制可以是基本上停止第一熱交換器的另外流體的流動(dòng)。
[0022]熱泵可進(jìn)一步包括傳感器，用于檢測(cè)表示流體回路的流體特性的參數(shù)，與控制布置通信。所檢測(cè)的參數(shù)優(yōu)選為溫度。在另一個(gè)替代方案中，對(duì)第一熱交換器的進(jìn)一步的流體的流速的控制可取決于該參數(shù)。
[0023]在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，第二熱交換器被布置為在流體回路的流體和另外的流體之間交換熱量；并且該控制布置被配置為在運(yùn)行模式中的至少一種模式下控制流動(dòng)控制機(jī)制，以控制第二熱交換器的另外的流體的流速。
[0024]對(duì)第二熱交換器的另外的流體的流速的控制可取決于該流體回路的流體的一個(gè)參數(shù)或前述參數(shù)。
[0025]在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，第三熱交換器被布置為在流體回路的流體和另外的流體之間交換熱；并且該控制布置被配置為在運(yùn)行模式中的至少一種模式下控制流動(dòng)控制機(jī)制，以控制第三熱交換器的另外的流體的流速。
[0026]對(duì)第三熱交換器的進(jìn)一步的流體的流速的控制可取決于流體回路的流體的一個(gè)參數(shù)或前述參數(shù)。
[0027]優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)器和第一熱交換器沿流體回路的第一部分被隔開；第二熱交換器和第三熱交換器沿流體回路的第二部分被隔開；并且第一流體回路部分和第二流體回路部分通過(guò)閥布置連接，該閥布置被配置為響應(yīng)于該控制布置，使關(guān)于第二流體回路部分的流向反向。
[0028]優(yōu)選地，熱泵包括沿著流體回路并在第二熱交換器和第三熱交換器之間的膨脹閥。該熱膨脹閥可由控制布置進(jìn)行控制，以當(dāng)流體回路的流體進(jìn)入驅(qū)動(dòng)器時(shí)，維持流體回路的流體的溫度在其飽和溫度之上，或者更優(yōu)選地，維持在流體回路的流體的飽和溫度之上約51或以上。
[0029]優(yōu)選地，第一熱交換器的另外的流體是水。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選形式，第二熱交換器的另外的流體是空氣，在此情況下第二熱交換器可被布置為從在住宅外部的環(huán)境接收熱和向住宅外部的環(huán)境排出熱中的至少一種。還可優(yōu)選地，第三熱交換器的另外的流體是空氣，在此情況下第三熱交換器可被布置為在制熱一個(gè)住宅或前述住宅的內(nèi)部或冷卻一個(gè)住宅或前述住宅的內(nèi)部中的至少一種。
[0030]優(yōu)選地，流體回路的流體至少主要是碳?xì)浠衔?例如，至少主要是丙烷)。最好是被稱為R290的提純丙烷。
[0031]熱泵可進(jìn)一步包括用于為驅(qū)動(dòng)器和控制布置供電的一個(gè)或多個(gè)光伏設(shè)備，在此情況下優(yōu)選地，熱泵進(jìn)一步包括用于儲(chǔ)存來(lái)自光伏設(shè)備的電能的設(shè)備；其中控制布置被配置為監(jiān)控在該用于儲(chǔ)存電能的設(shè)備中所儲(chǔ)存的能量的量，并且響應(yīng)于所存儲(chǔ)的能量的量激活驅(qū)動(dòng)器。
[0032]作為選擇，控制布置可被配置為監(jiān)控在用于儲(chǔ)存來(lái)自一個(gè)或多個(gè)光伏設(shè)備的電能的設(shè)備中所儲(chǔ)存的能量的量，并且響應(yīng)于所存儲(chǔ)的能量的量激活驅(qū)動(dòng)器。
[0033]本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種在電力供應(yīng)系統(tǒng)中管理電力需求的方法，該系統(tǒng)包括用于向地理上隔開的能量消耗者供應(yīng)電力的一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)，，該方法包括:響應(yīng)于所檢測(cè)的或所預(yù)測(cè)的來(lái)自消耗者的對(duì)電力需求的減少，激活與消耗者相關(guān)聯(lián)的能量?jī)?chǔ)存設(shè)備以消耗電力。
[0034]舉例說(shuō)明，消耗者可包括住宅，住宅中的每一個(gè)均包括能量?jī)?chǔ)存設(shè)備。優(yōu)選地，能量?jī)?chǔ)存設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)包括上述的熱泵。能量?jī)?chǔ)存設(shè)備可被配置為加熱水以儲(chǔ)存能量。
[0035]本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種能量?jī)?chǔ)存設(shè)備，該設(shè)備包括用于從地理上的遠(yuǎn)端控制器接收激活信號(hào)的通信機(jī)制。該設(shè)備可包括前述任一種情形所述的熱泵。可選地，該設(shè)備可被配置為加熱水以儲(chǔ)存能量。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0036]現(xiàn)在，裝置的實(shí)施例將參考附圖，僅以示例的方式進(jìn)行描述，其中:
[0037]圖1示意性地示出了一種示例性的熱泵；以及
[0038]圖2至圖6示意性地示出了在各種運(yùn)行模式下圖1的熱泵的關(guān)鍵部件。

【具體實(shí)施方式】
[0039]圖1示出了一種示例性的熱泵10，其各種運(yùn)行模式下分別為:
[0040]1.冷卻可居住空間；
[0041]2.加熱居住空間；
[0042]3.加熱水；
[0043]4.同時(shí)加熱可居住空間并且加熱水；以及
[0044]5.同時(shí)冷卻可居住空間并且加熱水。
[0045]熱泵10的主要部件是壓縮機(jī)1、第一熱交換器2、三通閥3、第二熱交換器6、膨脹閥5、第三熱交換器4、控制器8以及溫度傳感器9A、9B、9C、9E。壓縮機(jī)1、熱交換器2、4和6以及膨脹閥5通過(guò)導(dǎo)管連續(xù)地連接，以形成流體回路10A。壓縮機(jī)I是用于驅(qū)動(dòng)流體回路1A中的制冷劑的一種驅(qū)動(dòng)器的形式。
[0046]流體回路10八包括通過(guò)三通閥3連接的兩部分。流體回路10八的第一部分包括壓縮機(jī)1和熱交換器2。壓縮機(jī)1在熱交換器2的上游。在流體回路10八的其他部分中，熱交換器4和6中的每一個(gè)分別連接至閥3。閥5沿著將熱交換器4連接至熱交換器6的管線。三通閥3是可操作的，以使穿過(guò)該流體回路10八的第二部分的流向反向。
[0047]熱交換器可以是螺旋式熱交換器或板式熱交換器。優(yōu)選地，它們是高效率的熱交換器。在該實(shí)施例中，流體回路的流體(即，制冷劑)是丙烷。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，丙烷具有作為制冷劑的優(yōu)秀性能，并且在臭氧損害和對(duì)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)方面比其他制冷劑對(duì)環(huán)境更好。
[0048]溫度傳感器9198,9(:和92分別提供以下各項(xiàng)的溫度顯示:
[0049]-壓縮機(jī)入口處的制冷劑；
[0050]-壓縮機(jī)出口處的制冷劑；
[0051]-第二熱交換器6附近的外部環(huán)境空氣；以及
[0052]-第二熱交換器6入口處的制冷劑。
[0053]另外一個(gè)溫度傳感器90(其可以是或者可以不是熱泵的部分)提供從第二交換器2出來(lái)的水的溫度指示。
[0054]在一些運(yùn)行模式下，熱交換器2用于加熱水。熱交換器4在不同的運(yùn)行模式下用于對(duì)住宅內(nèi)部進(jìn)行加熱或者冷卻。熱交換器6在不同的運(yùn)行模式下用于從住宅外部空氣接收熱量或向住宅外部空氣排出熱量。熱泵10進(jìn)一步包括用于驅(qū)動(dòng)空氣穿過(guò)熱交換器4的風(fēng)扇4八、以及用于驅(qū)動(dòng)空氣穿過(guò)熱交換器6的風(fēng)扇6八。
[0055]控制器8可操作地連接至溫度傳感器9^983190和92以接收來(lái)自溫度傳感器9^,98,90,90和92的數(shù)據(jù)，并且連接至壓縮機(jī)1、閥3、閥5、風(fēng)扇4八和6八以向壓縮機(jī)1、閥
3、閥5、風(fēng)扇4八和6八發(fā)送控制信號(hào)。控制器8還可操作地連接至泵2八(其可以是或可以不是熱泵10的一部分)，用于驅(qū)動(dòng)水穿過(guò)熱交換器2來(lái)被加熱?？深A(yù)期的是，各種模式的可操作的連接包括有線和無(wú)線兩種選擇。
[0056]風(fēng)扇4八、6八和泵2八是流動(dòng)控制機(jī)制。其他流動(dòng)控制機(jī)制(例如，閥)是有可能的。風(fēng)扇4八、6八和泵2八控制穿過(guò)熱交換器的非制冷劑流體的流速。
[0057]在該實(shí)施例中，控制布置集中在單個(gè)控制器8中。也有可能的是，該控制布置可以是多個(gè)分開的控制單元。舉例說(shuō)明，在本發(fā)明的基本形式中，膨脹閥5可獨(dú)立于其他參數(shù)并且與其他控制布置分開，僅響應(yīng)于溫度傳感器9八。
[0058]閥3具有四個(gè)端口。該閥通過(guò)端口 51從熱交換器2接收制冷劑，并且通過(guò)端口 52和53與第二熱交換器6和第三熱交換器4分別相連通。閥3通過(guò)端口 54將制冷劑傳送給壓縮機(jī)1。
[0059]圖2示出了在用于冷卻可居住空間的處于第一運(yùn)行模式下的熱泵10。在該模式下，閥3將端口 51連通至端口 52、以及將端口 53連通至54，從而來(lái)自第一熱交換器2的制冷劑在返回至壓縮機(jī)1之前，穿過(guò)第二熱交換器6然后穿過(guò)第三熱交換器4。
[0060]控制器8停止泵2八以停止流經(jīng)熱交換器2的水。在缺乏水流時(shí)，熱交換器2之內(nèi)的水快速上升至與制冷劑的溫度匹配，因此在水和制冷劑之間發(fā)生少量或沒(méi)有熱量交換，從而熱交換器2從流體回路10八中被有效地除去。
[0061]因此，來(lái)自壓縮機(jī)1的熱的、高壓的氣體被傳送至第二熱交換器6。風(fēng)扇6八以其最大速度運(yùn)行來(lái)移動(dòng)環(huán)境空氣穿過(guò)熱交換器6，以從制冷劑接收熱并且冷凝制冷劑。因此在此模式下，第二熱交換器起冷凝器的作用。
[0062]來(lái)自第二熱交換器6的冷凝的、液態(tài)的制冷劑穿過(guò)膨脹閥5，并且進(jìn)入第三熱交換器4中。風(fēng)扇4八以全速運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)來(lái)自住宅內(nèi)部的空氣穿過(guò)熱交換器4，以影響與制冷劑的熱交換。在熱交換器4之內(nèi)，空氣被冷卻，并且制冷劑被加熱并造成蒸發(fā)。因此，低壓氣態(tài)的制冷劑離開第三熱交換器4。該制冷劑經(jīng)過(guò)閥3的端口 53和54到達(dá)壓縮機(jī)1。
[0063]圖3示出了第二運(yùn)行模式，在該模式中，閥3響應(yīng)于來(lái)自控制器8的控制信號(hào)，被調(diào)整為反轉(zhuǎn)流體回路10八的第二部分中的流向。端口 51與端口 53相連通，從而來(lái)自第一熱交換器的制冷劑被傳送至第三熱交換器。端口 52與端口 54相連通，從而來(lái)自第二熱交換器6的制冷劑被返回至壓縮機(jī)1。為適應(yīng)該反向的流動(dòng)，膨脹閥5是雙向閥，能夠控制在兩個(gè)方向上的流動(dòng)。在此模式下，風(fēng)扇4八、6八均以其全速運(yùn)行。在第三熱交換器中，來(lái)自制冷劑的熱量被排出至空氣中以加熱住宅。在第二熱交換器6中，制冷劑從外部空氣中接收熱量。
[0064]圖4示出了另一種運(yùn)行模式，在該模式中僅水被加熱。泵2八被激活，以驅(qū)動(dòng)水穿過(guò)第一熱交換器2。風(fēng)扇4八空閑，從而熱交換器4之內(nèi)的空氣基本上靜止，并且熱交換器4被從流體回路10八中有效地除去。
[0065]控制器8響應(yīng)于由傳感器90所測(cè)量到的水溫，控制泵的速度。泵被控制為隨著該水溫的增加而增加流速。在本發(fā)明的該示例中，如果水溫在351以下，泵以其全速的30%運(yùn)行。在351和431之間，泵速?gòu)?0%至100%傾斜上升。在431以上，泵以其全速(100% )運(yùn)行。
[0066]在本發(fā)明的該示例中，包括其制冷劑部件的特定設(shè)置(熱交換器和壓縮機(jī)的類型和尺寸)，降低的水流量允許系統(tǒng)增加冷凝壓強(qiáng)和吸入壓強(qiáng)，其導(dǎo)致通過(guò)蒸發(fā)器進(jìn)行更好的大氣熱量的吸收。高蒸發(fā)器壓強(qiáng)也使蒸發(fā)器旋管的結(jié)霜最小化。
[0067]圖5示出了另一種運(yùn)行模式，在該模式中水和可居住空間被同時(shí)地加熱。除了風(fēng)扇4八響應(yīng)于制冷劑溫度進(jìn)行控制之外，此運(yùn)行模式相應(yīng)地與圖4中的模式類似。在此實(shí)施例中，響應(yīng)于由傳感器9八所檢測(cè)的溫度控制風(fēng)扇4八。優(yōu)選地，風(fēng)扇速度隨著所測(cè)得的溫度增加而增加，和/或當(dāng)所測(cè)得的溫度在預(yù)定閾值以上時(shí)風(fēng)扇被激活。在本發(fā)明的此示例中，當(dāng)所測(cè)得的溫度在381或在381以下時(shí)，風(fēng)扇4八空閑。在381以上時(shí)，風(fēng)扇被激活并以其全速運(yùn)行。
[0068]在此模式下，隨著熱交換器2中水的溫度增加，更少的熱量被水吸收，允許更多的熱量通過(guò)熱交換器4被放入所占用的空間。
[0069]圖6示出了另一種運(yùn)行模式，在該模式中可居住空間被冷卻同時(shí)水被加熱。在此運(yùn)行模式下，閥3被設(shè)置為圖2中的模式，從而第三熱交換器4作為蒸發(fā)器運(yùn)行以冷卻可居住空間。如圖4和圖5的模式，響應(yīng)于水溫進(jìn)行控制泵2八。應(yīng)當(dāng)理解的是，從可居住環(huán)境抽取的熱被泵送至水中。
[0070]其他的熱量也可通過(guò)第二熱交換器6被排入至外部環(huán)境中。為此，響應(yīng)于制冷劑的溫度控制風(fēng)扇6八。優(yōu)選地，風(fēng)扇速度隨著制冷劑溫度的增加而增加，和/或當(dāng)所測(cè)得溫度在預(yù)定閾值以上時(shí)風(fēng)扇被激活。在此實(shí)施例中，制冷劑的溫度在其進(jìn)入第二熱交換器6之前由傳感器92立即進(jìn)行檢測(cè)。風(fēng)扇速度被調(diào)制以最大化在第一熱交換器2中被傳遞給水的熱量，并且最小化通過(guò)第二熱交換器6傳遞給環(huán)境的熱量。當(dāng)所測(cè)得溫度為501或更高時(shí)，風(fēng)扇以其最大速度運(yùn)行。
[0071]在此運(yùn)行模式下，與常規(guī)的空氣調(diào)節(jié)器相比，供給熱水的熱量是免費(fèi)的能量。
[0072]在每個(gè)所描述的模式中，閥5響應(yīng)于控制器8動(dòng)態(tài)地進(jìn)行調(diào)節(jié)，以控制由溫度傳感器9八所測(cè)得的在壓縮機(jī)1的入口側(cè)的溫度。優(yōu)選地，使制冷劑過(guò)熱至其飽和溫度以上至少51。為此，閥5是電子閥。在本發(fā)明的此示例中，閥5的孔口的尺寸是在600種不同的尺寸之間可調(diào)的，并且控制器每30秒調(diào)節(jié)該尺寸。還可以預(yù)期的是，各種非電子閥(例如，雙金屬閥)可能是可行的。
[0073]在本發(fā)明所描述的示例中，水被加熱和/或空氣被加熱和/或冷卻。為此，熱交換器4、6與各自的空氣體相通。該相通可以是直接或間接的。舉例說(shuō)明，來(lái)自住宅內(nèi)部或者來(lái)自住宅外部的空氣可通過(guò)管道輸送至熱交換器4并且從熱交換器4通過(guò)管道輸送至住宅內(nèi)部。
[0074]本發(fā)明并不限制為加熱空氣和/或冷卻空氣。舉例說(shuō)明，熱交換器4、6中的一個(gè)或兩個(gè)可加熱水流，或者可與用于儲(chǔ)存能量的熱質(zhì)量相連通。大量的水體可以是合適的熱質(zhì)量?？蛇x地，能量可被儲(chǔ)存在相變材料中。
[0075]優(yōu)選地，所描述的熱泵可包括太陽(yáng)能面板和用于儲(chǔ)存來(lái)自于其的電力的電池，或者可與太陽(yáng)能面板和用于儲(chǔ)存來(lái)自于其的電力的電池協(xié)作。在此情況下，控制器優(yōu)選地監(jiān)控電池中的電壓，并且當(dāng)電池已累積足夠用于驅(qū)動(dòng)器和其他部件的有效運(yùn)行的電力時(shí)，周期性地激活驅(qū)動(dòng)器(和所要求的其他部件)。
[0076]所描述的熱泵可被包含在用于在住宅中安裝的可激活的能量?jī)?chǔ)存設(shè)備中。為此，熱泵可包括用于從地理上的遠(yuǎn)端控制器接收控制信號(hào)的通信布置?？蛇x的，該通信布置與控制器8整合。即使存在有范圍廣泛的其他可能，電力線通信是優(yōu)選的通信模式。
[0077]在優(yōu)選方法中，集中控制器可監(jiān)控來(lái)自大量消耗者的電力需求，該控制器可與發(fā)電機(jī)(比如，燃?xì)鉁u輪機(jī))相關(guān)聯(lián)。當(dāng)非預(yù)期的需求下降出現(xiàn)時(shí)，控制器向能量?jī)?chǔ)存設(shè)備發(fā)送激活信號(hào)，以使儲(chǔ)存設(shè)備消耗額外的能量。如此，由非預(yù)期的需求下降造成的額外的能量可在消耗者級(jí)處被儲(chǔ)存用于稍后使用，以免被浪費(fèi)掉。
[0078]當(dāng)然，還可以預(yù)期的是，控制信號(hào)可以是調(diào)控的，以便為電力電網(wǎng)的整體高效運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)需求和供給。
[0079]優(yōu)選地，能量?jī)?chǔ)存設(shè)備通過(guò)加熱水來(lái)儲(chǔ)存能量。在本發(fā)明的該方面的基本形式中，儲(chǔ)存設(shè)備可采取安裝有控制器的另外的常規(guī)的電熱水器(包括內(nèi)部載有電阻式電加熱元件的水箱)的形式，該控制器包括適合的通信布置。該加熱器可被配置為維持水在第一設(shè)定點(diǎn)(比方說(shuō)601 )，然后響應(yīng)于激活信號(hào)將水加熱至更高的設(shè)定點(diǎn)(比方說(shuō)801 )。
【權(quán)利要求】
1.一種熱泵包括: 流體回路，包括 第一熱交換器； 第二熱交換器； 第三熱交換器；和 驅(qū)動(dòng)器，其用于驅(qū)動(dòng)所述液體回路中的流體；以及 控制布置，具有一種或多種運(yùn)行模式； 其中，所述第一熱交換器被布置為在所述流體回路的所述流體和另外的流體之間交換熱量；以及 所述控制布置被配置為，在所述運(yùn)行模式中的至少一種模式下控制流動(dòng)控制機(jī)制，以控制所述第一熱交換器的所述另外的流體的流速。
2.如權(quán)利要求1所述的熱泵， 其中對(duì)所述第一熱交換器的所述另外的流體的所述流速進(jìn)行的所述控制取決于表示所述第一熱交換器的所述另外的流體的特性的參數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的熱泵， 其中所述參數(shù)是溫度。
4.如權(quán)利要求2或3所述的熱泵， 其中所述控制布置被配置為，當(dāng)在另一種運(yùn)行模式中時(shí)，其基本停止所述第一熱交換器的所述另外的流體的流動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的熱泵， 其中，對(duì)所述第一熱交換器的所述另外的流體的所述流速進(jìn)行的所述控制是基本上停止所述第一熱交換器的所述進(jìn)一步流體的流動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的熱泵，進(jìn)一步包括 傳感器，其與所述控制布置通信，用于檢測(cè)表示所述流體回路的所述流體的特性的參數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的熱泵， 其中所述參數(shù)是溫度。
8.如權(quán)利要求6或7所述的熱泵， 其中對(duì)所述第一熱交換器的所述另外的流體的所述流速進(jìn)行的所述控制取決于所述參數(shù)。
9.如權(quán)利要求1至8中任一權(quán)利要求所述的熱泵， 其中，所述第二熱交換器被布置為在所述流體回路的所述流體和另外的的流體之間交換熱量；以及 所述控制布置被配置為，在所述運(yùn)行模式中的至少一種模式下控制流動(dòng)控制機(jī)制，以控制所述第二熱交換器的所述另外的流體的流速。
10.如權(quán)利要求9所述的熱泵， 其中對(duì)所述第二熱交換器的所述另外的流體的所述流速進(jìn)行的所述控制取決于所述流體回路的所述流體的一個(gè)參數(shù)或所述參數(shù)。
11.如權(quán)利要求1至10中任一權(quán)利要求所述的熱泵， 其中所述第三熱交換器被布置為在所述流體回路的所述流體和另外的流體之間交換熱量；以及 所述控制布置被配置為，在所述運(yùn)行模式中的至少一種模式下控制流動(dòng)控制機(jī)制，以控制所述第三熱交換器的所述另外的流體的流速。
12.如權(quán)利要求11所述的熱泵， 其中，對(duì)所述第三熱交換器的所述另外的流體的所述流速進(jìn)行的所述控制取決于所述流體回路的所述流體的一個(gè)參數(shù)或所述參數(shù)。
13.如權(quán)利要求1至12中任一權(quán)利要求所述的熱泵， 其中所述驅(qū)動(dòng)器和所述第一熱交換器沿所述流體回路的第一部分隔開； 所述第二熱交換器和所述第三熱交換器沿所述流體回路的第二部分隔開；以及所述第一流體回路部分和所述第二流體回路部分通過(guò)閥布置連接，所述閥布置被配置為響應(yīng)于所述控制布置，使所述第二流體回路部分中的流向反向。
14.如權(quán)利要求1至13中任一權(quán)利要求所述的熱泵，包括 膨脹閥，其沿著所述流體回路，并且在所述第二熱交換器和所述第三熱交換器之間。
15.如權(quán)利要求14所述的熱泵， 其中所述膨脹閥由所述控制布置進(jìn)行控制，以當(dāng)所述流體回路的所述流體進(jìn)入所述驅(qū)動(dòng)器時(shí)，維持所述流體回路的所述流體的溫度在其飽和溫度之上。
16.如權(quán)利要求14所述的熱泵， 其中，所述膨脹閥由所述控制布置進(jìn)行控制，以當(dāng)所述流體回路的所述流體進(jìn)入所述驅(qū)動(dòng)器時(shí)，維持所述流體回路的所述流體的溫度在其飽和溫度之上約51或者以上。
17.如權(quán)利要求1至16中任一權(quán)利要求所述的熱泵， 其中所述第一熱交換器的所述另外的流體是水。
18.如權(quán)利要求1至17中任一權(quán)利要求所述的熱泵， 其中，所述第二熱交換器的所述另外的流體是空氣，并且所述第二熱交換器被布置為從住宅外部的環(huán)境中接收熱量和向住宅外部的環(huán)境排出熱量中的至少一種。
19.如權(quán)利要求1至18中任一權(quán)利要求所述的熱泵， 其中，所述第三熱交換器的所述另外的的流體是空氣，并且所述第三熱交換器被布置為加熱住宅或所述住宅內(nèi)部、或者冷卻住宅或所述住宅內(nèi)部中的至少一種。
20.如權(quán)利要求1至19中任一權(quán)利要求所述的熱泵， 其中所述流體回路的所述流體至少主要是碳?xì)浠衔铩?br> 21.如權(quán)利要求1至19中任一權(quán)利要求所述的熱泵， 其中所述流體回路的所述流體至少主要是丙烷。
22.如權(quán)利要求1至21中任一權(quán)利要求所述的熱泵，進(jìn)一步包括 一個(gè)或多個(gè)光伏設(shè)備，其用于為所述驅(qū)動(dòng)器和所述控制布置供電。
23.如權(quán)利要求22所述的熱泵，進(jìn)一步包括 用于儲(chǔ)存來(lái)自所述光伏設(shè)備的電能的設(shè)備； 其中，所述控制布置被配置為監(jiān)控在所述用于儲(chǔ)存電能的設(shè)備中所儲(chǔ)存的能量的量，并且響應(yīng)于所述用于儲(chǔ)存電能的設(shè)備中所儲(chǔ)存的能量的量激活所述驅(qū)動(dòng)器。
24.如權(quán)利要求1至21中任一權(quán)利要求所述的熱泵， 其中所述控制布置被配置為監(jiān)控用于儲(chǔ)存來(lái)自一個(gè)或多個(gè)光伏設(shè)備的電能的設(shè)備中所儲(chǔ)存的能量的量，并且響應(yīng)于所述用于儲(chǔ)存來(lái)自一個(gè)或多個(gè)光伏設(shè)備的電能的設(shè)備中所儲(chǔ)存的能量的量激活所述驅(qū)動(dòng)器。
25.—種基本如所描述的熱泵。
26.—種基本如所描述的泵送熱的方法。
27.一種用于在電力供應(yīng)系統(tǒng)中管理電力需求的方法，所述電力供應(yīng)系統(tǒng)包括用于向地理上隔開的能量消耗者供應(yīng)電力的一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)，該方法包括: 響應(yīng)于所檢測(cè)到或所預(yù)測(cè)的來(lái)自所述消耗者對(duì)電力需求的減少，激活與所述消耗者相關(guān)聯(lián)的能量?jī)?chǔ)存設(shè)備，以消耗電力。
28.如權(quán)利要求27所述的方法， 其中，所述消耗者包括住宅，每個(gè)所述住宅均包括所述能量?jī)?chǔ)存設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備。
29.如權(quán)利要求27或28所述的方法， 其中，所述能量?jī)?chǔ)存設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備包括如權(quán)利要求1至25中任一權(quán)利要求所述的熱泵。
30.如權(quán)利要求27至29中任一權(quán)利要求所述的方法， 其中所述能量?jī)?chǔ)存設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備被配置為加熱水以儲(chǔ)存能量。
31.一種能量?jī)?chǔ)存設(shè)備，包括: 通信機(jī)制，其用于從地理上的遠(yuǎn)端控制器接收激活信號(hào)。
32.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，包括如權(quán)利要求1至25中任一權(quán)利要求所述的熱泵。
33.如權(quán)利要求31或32所述的設(shè)備，被配置為加熱水以儲(chǔ)存能量。
【文檔編號(hào)】F25B49/02GK104380010SQ201380031326
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月13日
【發(fā)明者】斯蒂文·邁克爾·史密斯 申請(qǐng)人:班森環(huán)球私人有限公司