CN101147033A - 具有辅助水加热的热泵系统 - Google Patents

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Abstract

热泵系统(10)包括在传统冷却剂回路中经由冷却剂管线(35、45、55)连接的压缩机(20)、换向阀(30)、室外热交换器(40)和室内热交换器(50)以及冷却剂－水热交换器(60)。在空气冷却和水加热模式、空气加热和水加热模式以及单独水加热模式下，水从例如存储罐或游泳池的水储槽(64)以与经过管线(35)的冷却剂形成热交换关系地经过热交换器(60)。冷却剂储槽(70)可设置用于冷却剂填充量控制。冷却剂管线(71)将储槽(70)连接到室外和室内热交换器之间的冷却剂回路上，以便将液体冷却剂引导到储槽(70)内，并且冷却剂管线(73)将抽吸入口上游的冷却剂回路连接到压缩机(20)，以便将冷却剂返回到冷却剂回路。控制器(100)经由管线(71)内的控制阀(72)和管线(73)内的控制阀(74)的有选择打开和关闭来控制进入和离开冷却剂储槽(70)的流动。

Description

具有辅助水加热的热泵系统
技术领域
本发明总体涉及一种热泵系统，并且特别是涉及包括辅助液体加热的热泵系统，包括例如加热用于游泳池的水、家庭用水系统和类似物。
背景技术
可逆热泵在本领域是公知的，并且通常用来冷却和加热住宅或建筑物的气候受控适宜区域。传统热泵包括压缩机、抽吸累积器、换向阀、具有相关风扇的室外热交换器、具有相关风扇的室内热交换器、与室外热交换器操作相关的膨胀阀以及与室内热交换器可操作相关的第二膨胀阀。所述的部件通常布置在采用公知的卡诺蒸气压缩循环的关闭冷却剂回路泵系统中。在冷却模式下操作时，在冷却剂经过室外热交换器时通过穿过室内热交换器的冷却剂吸收的过多热量排放到环境。
本领域公知的是另外的冷却剂-水热交换器可添加在热泵系统中，以便吸收过多热量，从而加热水，而不是将过多热量简单排放到环境。另外，在用于加热气候受控区域的加热模式下，热泵通常具有未利用的加热能力。例如，每个美国专利NO.3188829、4098092、4492092以及5184472披露一种热泵系统，该系统包括辅助热水热交换器。但是这些系统没有包括用于在冷却剂回路中控制冷却剂填充量的任何装置。因此，虽然可以操作，这些系统不能在所有操作模式下最佳有效。
在热泵系统中，根据所述模式和操作点，室外热交换器和室内热交换器各自状作为蒸发器、冷凝器或过冷器操作。因此，冷凝可以在任何热交换器内出现，并且抽吸管线可填充气态或液态的冷却剂。因此，为了确保在可接受效率范围内进行操作，对于每种模式来说，每种操作模式中所需的系统冷却剂填充量将是不同的。
美国专利4528822披露一种热泵系统，该系统包括附加的冷却剂-液体热交换器，该热交换器利用排放到环境的热量来加热液体。该系统可在四种独立操作模式下操作：空间加热、空间冷却、液体加热以及空间冷却和液体加热同时进行。在单独的液体加热的模式下，室内热交换器风扇关闭，而在空间冷却和液体加热模式下，室外热交换器风扇关闭。在单独的液体加热以及空间冷却和液体加热同时进行过程中，设置冷却剂填充储槽，液体冷却剂通过从冷却剂到液体热交换器的重力排入储槽。但是，在所有操作模式下对于如何有效控制冷却剂回路中的冷却剂填充量来说，没有披露控制方法。另外，没有披露空间加热和液体加热同时进行的模式。
因此，希望的是在所有操作模式下提供有效控制冷却剂填充量的系统，由此热泵系统可在单独的空气冷却模式、空气冷却和液体加热模式、单独的空气加热模式、空气加热和液体加热模式以及单独的液体加热模式中有效操作。
发明内容
在一个方面，本发明的目的在于提供一种热泵系统，该系统具有液体加热能力和改善的冷却剂填充量控制。
在一个方面，本发明的目的在于提供一种热泵系统，该系统具有液体加热能力和所有操作模式下的冷却剂填充量控制。
在本发明的一个实施例中，热泵系统包括具有抽吸孔口和排放孔口的冷却剂压缩机；具有用于将第一孔口和第二孔口以流体连通方式连接并且将第三孔口和第四孔口以流体连通方式连接的第一位置以及用于将第一孔口和第三孔口以流体连通方式连接并且将第二孔口和第四孔口以流体连通方式连接的第二位置的可选择定位的四孔口换向阀；以及提供关闭回路的冷却剂循环流动路径的冷却剂回路。冷却剂回路具有在压缩机的排放孔口和换向阀的第一孔口之间形成流动路径的第一冷却剂管线、在换向阀的第二孔口和换向阀的第三孔口之间形成流动路径的第二冷却剂管线，以及在换向阀的第四孔口和压缩机的抽吸孔口之间形成流动路径的第三冷却剂管线。室外热交换器与第二冷却剂管线可操作相关地布置，并且适用于以与环境空气形成热交换关系地传送经过第二冷却剂管线的冷却剂。室内热交换器与第二冷却剂管线可操作相关地布置，并且适用于以与来自于适宜区域的空气形成热交换关系地传送经过第二冷却剂管线的冷却剂。在空气冷却模式下，室内热交换器相对于冷却剂流布置在室外热交换器的下游，并且在空气加热模式下，相对于流过第二冷却剂管线的冷却剂布置在室外热交换器的上游。去往液体热交换器的冷却剂与第一冷却剂管线可操作相关地布置并且可适用于以与液体形成热交换关系地传送经过第一冷却剂管线的冷却剂。设置冷却剂储槽，其具有在室外热交换器和室内热交换器之间的位置处经由第四冷却剂管线以流体连通方式与第二冷却剂管线连接的入口以及经由第五冷却剂管线以流体连通方式与第三冷却剂管线连接的出口。
在本发明的另一实施例中，热泵系统包括具有抽吸孔口和排放孔口的冷却剂压缩机；具有用于将第一孔口和第二孔口以流体连通方式连接并且将第三孔口和第四孔口以流体连通方式连接的第一位置以及用于将第一孔口和第三孔口以流体连通方式连接并且将第二孔口和第四孔口以流体连通方式连接第二位置的第一可选择定位的四孔口换向阀；以及提供关闭回路的冷却剂循环流动路径的冷却剂回路。冷却剂回路具有在压缩机的排放孔口和换向阀的第一孔口之间形成流动路径的第一冷却剂管线、在换向阀的第二孔口和换向阀的第三孔口之间形成流动路径的第二冷却剂管线，以及在换向阀的第四孔口和压缩机的抽吸孔口之间形成流动路径的第三冷却剂管线。室外热交换器与第二冷却剂管线可操作相关地布置，并且适用于以与环境空气形成热交换关系地传送经过第二冷却剂管线的冷却剂。室内热交换器与第二冷却剂管线不可操作相关地布置并且适用于以与来自于适宜区域的空气形成热交换的关系地传送经过第二冷却剂管线的冷却剂。在空气冷却模式下，室内热交换器相对于冷却剂流布置在室外热交换器的下游，并且在空气加热模式下，相对于流过第二冷却剂管线的冷却剂布置在室外热交换器的上游。去往液体热交换器的冷却剂与第一冷却剂管线可操作相关地布置并且可适用于以与液体形成热交换关系地传送经过第一冷却剂管线的冷却剂。在此实施例中，设置第二可选择定位的四孔口阀，该阀具有用于将第一孔口和第二孔口以流体连通方式连接并且将第三孔口和第四孔口以流体连通方式连接的第一位置以及用于将第一孔口和第三孔口以流体连通方式连接并且将第二孔口和第四孔口以流体连通方式连接的第二位置。该第二四孔口阀布置在第二冷却剂管线内，其中第一孔口与室内热交换器流体连通，第二孔口与第二四孔口阀的第三孔口流体连通。设置冷却剂储槽，其具有在室外热交换器和室内热交换器之间的位置处经由第四冷却剂管线以流体连通方式与第二冷却剂管线连接的入口以及经由第五冷却剂管线以流体连通方式与第三冷却剂流体连接的出口。包括旁通泻放流动回路，该回路具有在第五冷却剂管线和第二可选择定位阀的第三孔口之间以流体连通方式连接的第一泻放管线和在室内热交换器和第二可选择定位阀的第四孔口之间以流体连通方式连接的第二泻放管线。
在任何所述的实施例中，特别有利的是包括：具有打开位置和关闭位置的第一流动控制阀布置在第四冷却剂管线内，以便控制从第二冷却剂管线到冷却剂储槽入口的冷却剂流动；具有打开位置和关闭位置的第二流动控制阀布置在第五冷却剂管线内，以便控制从冷却剂储槽和第三冷却剂管线之间的冷却剂流动；以及有选择地控制第一和第二流动控制阀在其各自打开和关闭位置之间的定位以便有选择地控制冷却剂回路中冷却剂填充量的控制器。第一和第二流动控制阀还可具有至少一部分打开位置并可包括脉冲宽度调整电磁阀。控制器可进一步操作以便有选择地调整流动控制阀在其各自打开、部分打开和关闭位置之间的定位。
在另一实施例中，液位感测器设置用来感测液体冷却剂在冷却剂储槽内的高度并且将指示冷却剂储槽内液位的信号提供给控制器。为了响应液位信号，控制器将有选择地控制第一和第二流动控制阀的各自定位，以便有选择地控制冷却剂回路内的冷却剂填充量。
与室内热交换器可操作相关的第一膨胀阀和与室外热交换器可操作相关的第二膨胀阀布置在第二冷却剂管线内，其中第一膨胀阀布置在室外热交换器和冷却剂储槽入口以流体连通的方式与第二冷却剂管线连接的位置之间，第二膨胀阀布置在室内热交换器和冷却剂储槽的入口以流体连通的方式与第二冷却剂管线连接的位置之间。与第二冷却剂管线可操作相关的第一膨胀阀旁通管线设置成围绕第一膨胀阀并经由所述第二膨胀阀在从室外热交换器到室内热交换器的方向上旁通经过第二冷却剂管线的冷却剂。与第二冷却剂管线可操作相关的第二膨胀阀旁通管线设置成围绕第二膨胀阀并经由所述第一膨胀阀在从室内热交换器到室外热交换器的方向上旁通经过第二冷却剂管线的冷却剂。
附图说明
为了进一步理解本发明的这些和其它目的，结合附图，参考本发明的以下详细描述，附图中：
图1是表示本发明热泵系统的第一实施例的示意图，说明单独室内空气冷却模式下的操作；
图2是表示本发明热泵系统的第一实施例的示意图，说明室内空气冷却和水加热模式下的操作；
图3是表示本发明热泵系统的第一实施例的示意图，说明单独室内空气冷却模式下的操作；
图4是表示本发明热泵系统的第一实施例的示意图，说明室内空气冷却和水加热模式下的操作；
图5是表示本发明热泵系统的第一实施例的示意图，说明单独水加热模式下的操作；
图6是表示本发明热泵系统的第二实施例的示意图，说明空气冷却模式下的操作；
图7是表示本发明热泵系统的第二实施例的示意图，说明第一空气加热模式下的操作；
图8是表示本发明热泵系统的第二实施例的示意图，说明第二空气加热模式下的操作；
图9是表示用于本发明热泵系统的控制系统配置的实施例的示意图；
图10是表示在新操作模式下启动时的冷却剂填充量调节过程的第一实施例的方框图；
图11是表示在新操作模式下启动时的冷却剂填充量调节过程的第二实施例的方框图；
图12是表示在新操作模式下启动时的冷却剂填充量调节过程的第三实施例的方框图；
图13是表示用于在启动之后调节冷却剂填充量的排放温度限制控制过程的方框图；以及
图14是表示用于在启动之后调节冷却剂填充量的填充量控制过程的方框图。
具体实施方式
如图1-5的第一实施例和图6-8的第二实施例所示，冷却剂热泵系统不仅为例如位于建筑物(未示出)内的室内区域的适宜区域提供加热或冷却空气，而且提供辅助水加热。该系统包括压缩机20、抽吸累积器22、换向阀30、室外热交换器40以及位于建筑物外侧并与周围环境形成热传导关系的相关风扇、室内热交换器50以及位于适宜区域内的相关风扇、与室外热交换器40可操作相关的第一膨胀阀44以及与室内热交换器50可操作相关的第二膨胀阀54。包括冷却剂管线35、45和55的冷却剂回路以传统方式为采用公知卡诺蒸气压缩循环的热泵系统提供连接这些部件的关闭回路冷却剂流动路径。另外，该系统10包括冷却剂-水热交换器60，冷却剂以与将要加热的水形成热交换关系地经过该热交换器。将要加热的水从例如热水存储罐或游泳池的水储槽64经由水循环管线65通过循环泵63泵送，经过热交换器60并返回到储槽64。
包括转动压缩机、螺旋压缩机、往复运动压缩机、螺杆压缩机或任何其它类型的压缩机的压缩机20具有用于从抽吸累积器22接收冷却剂的抽吸入口和用于排放压缩冷却剂的出口。换向阀30可包括有选择定位的、双位置、四孔口阀，该阀具有第一孔口30-1、第二孔口30-2、第三孔口30-3以及第四孔口30-4。换向阀30可定位在用于将第一孔口和第二孔口以流体连通的方式连接以及同时将第三孔口和第四孔口以流体连通的方式连接的第一位置。换向阀30可定位在用于将第一孔口和第三孔口以流体连通的方式连接以及同时将第二孔口和第四孔口以流体连通的方式连接的第二位置。有利的是，在第一和第二位置中形成的各自孔口对孔口的连接在阀30内实现。压缩机20的出口28经由冷却剂管线35以流体连通的方式连接到换向阀30的第一孔口30-1上。换向阀30的第二孔口30-2在阀的外部经由冷却剂管线45以冷却剂流体连通的方式连接到换向阀30的第三孔口30-3上。换向阀30的第四孔口30-4以冷却剂流体连通的方式连接到压缩机20的抽吸入口26上。
室外热交换器40和室内热交换器50可操作地布置在冷却剂管线45内。室外热交换器50经由冷却剂管线45的区段45A以流体连通的方式连接到换向阀30的第二孔口30-2上。室内热交换器50经由冷却剂管线45的区段45C以流体连通的方式连接到换向阀30的第三孔口30-3上。冷却剂45的区段45B将室外热交换器40和室内热交换器50以冷却剂流体连通的方式连接。抽吸累积器22可在压缩机20的抽吸侧上布置在冷却剂管线55内，使其入口经由冷却剂管线55的区段55A以冷却剂流体连通的方式连接到换向阀30的第四孔口30-4上，并且使其出口经由冷却剂管线55的区段55B以冷却剂流体连通的方式连接到压缩机20的抽吸入口上。因此，冷却剂管线35、45、55一起以冷却剂流体连通的方式连接压缩机20、室外热交换器40和室内热交换器50，由此形成用于经过热泵系统10的冷却剂流动循环的关闭回路。
第一和第二膨胀阀44和54布置在冷却剂管线45的区段45B内。在附图所示的实施例中，第一膨胀阀44与室外热交换器40可操作地相关，并且第二膨胀阀54与室内热交换器50可操作地相关。每个膨胀阀44和54设置装备有只允许在一个方向上流动的止回阀的旁通管线。与室外热交换器膨胀阀44相关的旁通管线43内的止回阀46将从室外热交换器40流出的冷却剂传送到室内热交换器50，由此旁通室外热交换器膨胀阀44，并且将冷却剂传送到室内热交换器膨胀阀54。相反，与室内热交换器膨胀阀54相关的旁通管线53内的止回阀56将从室内热交换器50流出的冷却剂传送到室外热交换器40，由此旁通室内热交换器膨胀阀54，并且将冷却剂传送到室外热交换器膨胀阀44。另外，冷却剂-水热交换器60与冷却剂管线35可操作相关，由此流过冷却剂管线35的冷却剂与经过水循环管线65的水形成热交换关系地传送。
在图6、7和8所示的热泵系统10的实施例中，除了所述的部件之外，该系统包括具有第一位置和第二位置的抽吸管线旁通阀90、具有阀打开状态和阀状态的例如电磁阀的旁通流动控制阀92、旁通管线93、旁通管线95以及止回阀94。有利地作为可选择定位的双位置四孔口阀的抽吸管线旁通阀90布置在室内热交换器50和换向阀30之间的冷却剂回路中。冷却剂管线51A在室内热交换器50和抽吸管线泻放阀90的第一孔口90-1之间延伸，并且冷却剂管线51B在换向阀30的第三孔口30-3和抽吸管线泻放阀90的第二孔口90-2之间延伸，由此无论何时抽吸管线泻放阀90位于其第一位置，管线51A和51B将以冷却剂流体连通的方式连接。冷却剂管线93在冷却剂管线73和抽吸管线旁通阀90的第三孔口90-3之间以流体连通的方式延伸。冷却剂管线95在抽吸管线旁通阀90的第四孔口90-4和冷却剂管线51A之间以流体连通的方式延伸，在室内热交换器50和旁通流动控制阀92之间的位置处通向冷却剂管线51A，由此无论何时抽吸管线泻放阀90位于其第一位置，管线93和95将同样以冷却剂流体连通的方式连接。
旁通流动控制阀92布置在冷却剂管线51A内，并且可操作，以便在位于其阀关闭状态时关闭经过冷却剂管线51A的流动，并且在其阀打开状态时，打开经过冷却剂管线51A的流动。止回阀94布置在冷却剂管线95内，以便使得冷却剂从抽吸管线旁通阀90流过冷却剂管线95进入冷却剂管线51A，但是阻止冷却剂从冷却剂管线51A流过冷却剂管线95到抽吸管线旁通阀90。无论何时抽吸管线旁通阀90位于其第二位置，管线51A和93将以冷却剂流体连通的方式连接，并且管线51B和95也将经由抽吸管线旁通阀90以冷却剂流体连通的方式连接。
在本发明的系统中，热泵不仅用来加热或冷却去往适宜区域的空气，而且根据需要加热水。因此，该系统必须在单独空气冷却模式、空气冷却和水加热模式、单独空气加热模式、空气加热和水加热模式以及单独水加热模式下有效操作。由于根据模式和操作点，室外热交换器40和室内热交换器50作为蒸发器、冷凝器或过冷器操作，冷凝可在一个或两个热交换器内出现，并且抽吸管线可以填充气态或液体的冷却剂。因此，为了确保在可接受的效率范围内操作，对于每种模式来说，每种模式下所需的系统冷却剂填充量将不同。由于冷却剂-水热交换器60的热虹吸现象的出现，在不需要水加热时，所需的冷却剂填充量将同样受到热交换量的影响。
因此，系统10还包括称为填充罐的冷却剂存储储槽70，其具有经由冷却剂管线71与冷却剂管线45以流体连通方式连接的入口以及经由冷却剂管线73与冷却剂管线55以流体连通方式连接的出口、布置在冷却剂管线71内的第一流动控制阀72以及布置在冷却剂管线73内的第二流动控制阀74。每个第一和第二流动控制阀72和74具有打开位置和关闭位置，使得经过其中的流动可有选择地控制，由此冷却剂回路中的冷却剂填充量可以有选择地控制。有利的是，每个第一和第二流动控制阀72和74还可具有至少一部分打开的位置，并且可以是脉冲宽度调整电磁阀。另外，例如传感器的液位计80可以布置在填充罐70内，以便监测填充罐内冷却剂的高度。
现在参考图9，为了以传统方式响应适宜区域的冷却或加热要求和/或水加热要求，有利的是微处理器的系统控制器100控制水泵62、压缩机20、换向阀30以及例如室外热交换器风扇42以及室内热交换器风扇52的其它热泵部件的操作。在图6、7和8所示的实施例中，系统控制器还控制抽吸管线旁通阀90和旁通流动控制阀92的操作。另外，系统控制器100控制流动控制阀72和74的打开和关闭，以便调节冷却剂填充量，从而与不同操作模式的系统要求协调。系统控制器100从多个感测器接收指示不同系统操作参数的输入信号，感测器包括(不局限于)抽吸温度感测器81、抽吸压力感测器83、排放温度感测器85、排放压力感测器87、水温感测器89、室外热交换器冷却剂温度感测器82、室内热交换器冷却剂温度感测器84以及在膨胀阀44和54之间的位置处与冷却剂管线45的区段45B可操作相关布置的冷却剂温度感测器86。
抽吸温度感测器81和抽吸压力感测器83以传统方式靠近压缩机20的抽吸入口与冷却剂管线55可操作相关地布置，以便分别感测压缩机抽吸入口处的冷却剂温度和压力，并且将其指示信号分别传送到系统控制器100。排放温度感测器85和排放压力感测器87以传统方式靠近压缩机的排放出口与冷却剂管线35可操作相关布置，以便分别感测压缩机排放出口处的冷却剂温度和压力，并且将其指示信号分别传送到系统控制器100。水温感测器89与水储槽64可操作相关布置，以便感测其中的水温，并且将指示所感测的水温信号传送到系统控制器100。在室外热交换器操作时，温度感测器82在适用于测量经过其中的冷却剂的冷却剂相变温度的位置处与室外热交换器40可操作相关布置，并且将指示所感测的温度信号发送到系统控制器100，以便控制膨胀阀44的操作。类似地，在室内热交换器操作时，温度感测器84在用于测量经过其中的冷却剂的冷却剂相变温度的位置处与室内热交换器50可操作相关布置，并且将指示所感测的温度信号发送到系统控制器100，以便控制膨胀阀54的操作。该系统控制器100确定由任何感测器82和84感测的来自于冷却剂温度的过热程度是否与当前操作模式下用作蒸发器的热交换器是否相关。与冷却剂管线45可操作相关的冷却剂温度感测器86感测膨胀阀44和54之间位置处的冷却剂温度，并且将指示所感测的温度信号传送到系统控制器100。系统控制器从由温度感测器86接收的感测温度确定过冷程度。
现在参考图1，在单独室内空气冷却模式下，为了响应冷却的要求，系统控制器100启动压缩机20、室外热交换器风扇42和室内热交换器风扇52。来自于压缩机20的高压、过热冷却剂经过冷却剂管线35到换向阀30，其中冷却剂引导经过冷却剂管线45的区段45A到在空气冷却模式中用作冷凝器的室外热交换器40。在室外热交换器风扇42操作时，环境空气以与经过其中的冷却剂形成热交换关系地流过室外热交换器40，由此高压冷却剂冷凝成液体并过冷。高压液体冷却剂经由冷却剂管线45的区段45B从室外热交换器40传送到在空气冷却模式下用作蒸发器的室内热交换器50。在经过冷却剂管线45的区段45B过程中，高压液体冷却剂经由旁通管线43和止回阀46旁通膨胀阀44，并且因此经过膨胀阀54，其中高压液体冷却剂膨胀到较低压力，由此在冷却剂进入室内热交换器50之前进一步冷却冷却剂。在冷却剂穿过室内热交换器时，冷却剂蒸发。在室内热交换器风扇52操作时，室内空气以与冷却剂形成热交换关系地经过室内热交换器50，由此蒸发冷却剂并且冷却室内空气。冷却剂经由冷却剂管线45的区段45C从室内热交换器传送到换向阀30，并且在经由连接到压缩机20的抽吸入口上的冷却剂管线55的区段55B返回压缩机20之前，经由冷却剂管线55的区段55A引导到抽吸累积器22。
在经过冷却剂管线35的过程中，冷却剂经过热交换器60，其中冷却剂以与管线65中的水形成热交换关系地经过。在单独空气冷却的模式下，由于水泵62关闭，从冷却剂到水的热交换量小。因此，只有少量水流过热交换器60。流过管线65的水通过热虹吸效应驱动。但是，即使在单独空气冷却模式下水流小，逐渐地，热交换足以满足冷却剂的过热降低。
现在参考图2，在需要水加热同时热泵处于室内空气冷却模式时，系统控制器100启动水泵60，并且水经由水管线65从存储罐64经由热交换器60以与流过冷却剂管线35的高压过热冷却剂形成热交换关系地泵送。在冷却剂经过热交换器60时，冷却剂冷凝并且过冷，这是由于它给出热量，以便以与冷却剂形成热交换关系地加热流过热交换器60的水。由于在这种空气冷却和水加热模式下，在以与水形成热交换关系地经过热交换器60时，经过冷却剂管线45的区段45A到室外热交换器40的冷却剂已经冷凝和过冷，在室外热交换器内不需要任何显著的冷却。另外，附加的过冷将减小水加热能力。因此，在这种室内空气冷却和水加热模式下，系统控制器100关闭室外热交换器风扇42，使得环境空气不经过室外热交换器40，由此减小经过其中的冷却剂的热量损失量，由此冷却剂只经受相对少量的附加过冷。但是，在储槽64内的水温接近其设定点时，会希望启动室外风扇52，以便改善系统的操作效率。
离开室外热交换器40的冷凝和过冷液体冷却剂经过冷却剂管线45的区段45B到在空气冷却模式下用作蒸发器的室内热交换器50。在经过冷却剂管线45B的过程中，高压液体冷却剂经由旁通管线43和止回阀46旁通膨胀阀44，并因此经过膨胀阀54，其中高压液体冷却剂膨胀到较低压力，由此在冷却剂进入室内热交换器50之前进一步冷却冷却剂。在冷却剂穿过室内热交换器时，冷却剂蒸发。在室内热交换器风扇52操作时，室内空气以与冷却剂形成热交换关系地经过室内热交换器50，由此蒸发冷却剂并且冷却室内空气。冷却剂经由冷却剂管线45的区段45C从室内热交换器传送到换向阀30，并且在经由连接到压缩机20的抽吸入口上的冷却剂管线55的区段55B返回压缩机20之前，经由冷却剂管线55的区段55A引导到抽吸累积器22。
现在参考图3，在单独室内空气加热模式下，为了响应加热的要求，系统控制器100启动压缩机20、室外热交换器风扇42和室内热交换器风扇52。来自于压缩机20的高压、过热冷却剂经过冷却剂管线35到换向阀30，其中冷却剂引导经过冷却剂管线45的区段45C到在空气加热模式中用作冷凝器的室内热交换器50。在室内热交换器风扇52操作时，室内空气以与经过其中的冷却剂形成热交换关系地经过室内热交换器50，由此高压冷却剂冷凝成液体并过冷，并且室内空气加热。高压液体冷却剂经由冷却剂管线45的区段45B从室内热交换器50传送到在空气加热模式下用作蒸发器的室外热交换器40。在经过冷却剂管线45的区段45B过程中，高压液体冷却剂经由旁通管线53和止回阀56旁通膨胀阀54，并且因此经过膨胀阀44，其中高压液体冷却剂膨胀到较低压力，由此在冷却剂进入室外热交换器40之前进一步冷却冷却剂。在室外热交换器风扇42操作时，环境空气经过室外热交换器，并在冷却剂穿过室外热交换器时，冷却剂蒸发。冷却剂经由冷却剂管线45的区段45A从室外热交换器40传送到换向阀30，并且在经由连接到压缩机20的抽吸入口上的冷却剂管线55的区段55B返回压缩机20之前，经由冷却剂管线55的区段55A引导到抽吸累积器22。
在经过冷却剂管线35的过程中，冷却剂经过热交换器60，其中冷却剂以与管线65中的水形成热交换关系地经过。在单独空气冷却的模式下，由于水泵62关闭，从冷却剂到水的热交换量小。因此，只有少量水流过热交换器60。流过管线65的水通过热虹吸效应驱动。但是，即使在单独空气冷却模式下水流小，逐渐地，热交换足以满足冷却剂的过热降低。
现在参考图4，在需要水加热同时热泵处于室内空气加热模式时，系统控制器100启动水泵60，并且水经由水管线65从存储罐64经由热交换器60以与流过冷却剂管线23的高压过热蒸气冷却剂形成热交换关系地泵送。在冷却剂经过热交换器60时，主要根据水温和室内空气温度，冷却剂局部冷凝或凝结并且局部过冷，这是由于它给出热量以便以与冷却剂形成热交换关系地加热流过热交换器60的水。在这种空气加热和水加热模式下，虽然经过冷却剂管线45的区段45C到室内热交换器50的冷却剂已经部分冷凝或凝结，并部分过冷，在以与水形成热交换关系地经过热交换器60时，还需要加热室内空气。因此，在这种室内空气加热和水加热模式下，系统控制器100启动室内热交换器风扇52，使得室内空气以与经过其中的冷却剂形成热交换关系地经过室内热交换器50，由此加热供应到适宜区域的室内空气，并且进一步完成冷却剂的冷凝和/或过冷。
从室内热交换器50经过的高压过冷液体冷却剂经过冷却剂管线45的区段45B到在空气加热模式中用作蒸发器的室外热交换器40。在经过冷却剂管线45的区段45B的过程中，高压液体冷却剂经由旁通管线53和止回阀56旁通膨胀阀54，并且因此经过膨胀阀44，其中高压液体冷却剂膨胀到较低压力，由此在冷却剂进入室外热交换器40之前进一步冷却冷却剂。在室外热交换器风扇42操作时，环境空气经过室外热交换器，并在冷却剂穿过室外热交换器时，冷却剂蒸发。冷却剂经由冷却剂管线45的区段45A从室外热交换器40传送到换向阀30，并且在经由连接到压缩机20的抽吸入口上的冷却剂管线55的区段55B返回压缩机20之前，经由冷却剂管线55的区段55A引导到抽吸累积器22。
现在参考图5，在需要水加热同时热泵关闭时，即不是室内空气冷却或加热模式，系统控制器100启动水泵60、压缩机20以及室外热交换器风扇42，但是不启动室内热交换器风扇52。在泵60接通时，水经由水管线65从存储罐64经由热交换器60以与流过冷却剂管线35的高压过热蒸气冷却剂形成热交换关系地泵送。在冷却剂经过热交换器60时，冷却剂冷凝并且过冷，这是由于它给出热量以便以与冷却剂形成热交换关系地加热流过热交换器60的水。离开热交换器60的水继续经由管线35到换向阀30，换向阀经由冷却剂管线45的区段45C将冷却剂引导到室内热交换器50。在这种单独水加热的模式下，由于不需要冷却或加热适宜区域内的室内空气，室内热交换器风扇52关闭，使得室内空气不经过室内热交换器。因此，在单独水加热模式下在室内热交换器内不出现进一步的冷却剂过冷。
已经穿过室内热交换器50而不进一步过冷，高压过冷液体冷却剂经由冷却剂管线45的区段45B传送到在空气加热模式下用作蒸发器的室外热交换器40。在经过冷却剂管线45的区段45B的过程中，高压液体冷却剂经由旁通管线53和止回阀56旁通膨胀阀54，并且因此经过膨胀阀44，其中高压液体冷却剂膨胀到较低压力，由此在冷却剂进入室外热交换器40之前进一步冷却冷却剂。在室外热交换器风扇42操作时，环境空气经过室外热交换器，并在冷却剂穿过室外热交换器时，冷却剂蒸发。冷却剂经由冷却剂管线45的区段45A从室外热交换器40传送到换向阀30，并且在经由连接到压缩机20的抽吸入口上的冷却剂管线55的区段55B返回压缩机20之前，经由冷却剂管线55的区段55A引导到抽吸累积器22。
现在参考描述本发明热泵系统在单独空气冷却模式下的第二实施例的图6，抽吸管线泻放阀90定位在图6所示的第一位置，并且旁通流动控制阀92位于其打开位置。如此定位，冷却剂管线51A和51B经由抽吸管线旁通阀90以流体连通的方式连接，并且冷却剂跟随相同的路径经过相对于图1描述的冷却剂回路的多种部件。另外，管线93和95同样经由抽吸管线旁通阀90以流体连通方式连接，由此来自于填充罐70的冷却剂可进入冷却剂回路，而无论管线73内的电磁阀74何时通过系统控制器打开。从管线51A进入管线95的流动通过止回阀94阻止。在空气冷却和水加热模式下，抽吸管线泻放阀90再次定位在其如图6所示的第一位置，并且旁通流动控制阀92位于其打开位置。如此定位，冷却剂管线51A和51B再次经由抽吸管线旁通阀90以流体连通的方式连接，并且冷却剂跟随相同的路径经过相对于图2描述的冷却剂回路的多种部件。
在单独室内空气加热模式下，根据穿过水热交换器60经受的热虹吸效应的程度，抽吸管线泻放阀90可定位在其任何第一位置或第二位置上。如果热虹吸效应的影响相对小，抽吸管线泻放阀90将如图7所示通过系统控制器定位在其第一位置上。但是，如果热虹吸效应的影响调整成相对高，系统控制器将抽吸管线泻放阀90定位在其如图8所示的第二位置上。在抽吸管线旁通阀90在其第一位置时，系统控制器将旁通流动控制阀92定位在其打开状态。在抽吸管线旁通阀90在其第二位置时，系统控制器将旁通流动控制阀92定位在其打开位置，系统控制器将旁通流动控制阀定位在其关闭状态。
现在参考图7，在抽吸管线旁通阀90在其第一位置时的单独空气加热模式下，冷却剂管线51A和51B经由抽吸管线旁通阀90以流体连通方式连接，并且冷却剂跟随相同的路径经过相对于图3描述的冷却剂回路的多种部件。另外，管线93和95同样经由抽吸管线旁通阀90以流体连通方式连接，由此来自于填充罐70的冷却剂可进入冷却剂回路，而无论管线73内的电磁阀74何时通过系统控制器打开。由于从管线51A进入管线95的流动通过止回阀94阻止，止回阀94的抽吸侧上的管线95内任何残留的冷却剂将经由管线73泻放返回到压缩机。
现在参考图8，在抽吸管线旁通阀90在其第二位置时的单独空气加热模式下，冷却剂管线51A和51B经由抽吸管线旁通阀90以流体连通方式连接，并且冷却剂经由冷却剂管线95而不是经由管线51A继续到室内热交换器50，但是冷却剂以大致相同的顺序流过相对于图3描述的冷却剂回路的多种部件。冷却剂管线93和51A还经由抽吸管线旁通阀90以流体连通方式连接。一旦管线51A内的旁通流动控制阀92关闭，防止流过管线51A，在阀92的抽吸侧上保留在管线51A内的任何冷却剂经由管线93到管线73到压缩机20。另外，由于冷却剂管线93和51A经由抽吸管线旁通阀90以流体连通方式连接，来自于填充罐74的冷却剂可进入冷却剂回路，而无论管线73内的电磁阀何时通过系统控制器打开。
在空气加热和水加热的模式以及单独水加热模式下，抽吸管线旁通阀90如图8所示保持定位在其第二位置上，冷却剂管线51B和95经由抽吸管线旁通阀90以流体连通方式连接，并且冷却剂经由冷却剂管线95而不是经由管线51A继续到室内热交换器50，但是冷却剂以大致相同的顺序流过相对于图4和图5分别描述的冷却剂回路的多种部件。一旦管线51A内的旁通流动控制阀92关闭，防止流过管线51A，在阀92的抽吸侧上保留在管线51A内的任何冷却剂经由管线93到管线73到压缩机20。另外，由于冷却剂管线93和51A经由抽吸管线旁通阀90以流体连通方式连接，来自于填充罐70的冷却剂可进入冷却剂回路，而无论管线73内的电磁阀何时通过系统控制器打开。在空气加热和水加热模式下，室内热交换器风扇52将如图4所示操作，同时在单独水加热模式下，室内热交换器风扇52将不如图5所示操作。
如上所述，本发明的热泵系统必须在单独空气冷却模式、空气冷却和水加热模式、单独空气加热模式、空气加热和水加热模式以及单独水加热模式下有效操作。由于根据模式和操作点，室外热交换器40和室内热交换器50作为蒸发器、冷凝器或过冷器操作，冷凝可在一个或两个热交换器内出现，并且抽吸管线可以填充气态或液体的冷却剂。因此，为了确保在可接受的效率范围内操作，对于每种模式来说，每种模式下所需的系统冷却剂填充量将不同。由于冷却剂-水热交换器60的热虹吸现象的出现，在不需要水加热时，所需的冷却剂填充量将同样受到热交换量的影响。
因此，通过有选择地打开和关闭布置在冷却剂管线71内的第一流动控制阀72和布置在冷却剂管线73内的第二流动控制阀74，通过监测和调节填充罐70内的冷却剂高度，系统控制器系统100控制任何时刻流过冷却剂回路的冷却剂量(即冷却剂填充量)。
在最为有利的实施例中，填充罐70设置产生并传递指示填充罐70内的冷却剂高度的信号到系统控制器100的液位计80。液位计80可构造成将液位信号连续传递、以特定间隔周期性传递、或者只在通过控制器提醒时传递到系统控制器100。现在参考图10，在操作中，在控制器从一种操作模式转换到新操作模式时，控制器100在方框101处接通压缩机20，并且接着在方框102处，控制器100将填充罐70内的当前液位与上次系统以等同于新操作模式的模式操作时所经历的液位比较，上次经历的液位存储在控制器的存储器内。如果对于这种特定操作模式来说，当前液位与上次经历的液位相同，控制器100在方框105处启动排放温度控制过程和/或在方框106处启动正常填充量控制过程。
但是，如果对于这种特定操作模式来说当前液位不与上次经历的液位相同，控制器100将有选择地调整电磁阀72和74以便根据需要打开和关闭，从而对于这种特定操作模式来说将当前液位调节成等于上次经历的液位。如果当前液位低于上次经历的液位，在方框103处，控制器100将关闭电磁阀74，并且调整电磁阀72打开，以便将冷却剂从冷却剂回路排放到填充罐70，直到当前液位达到上次经历的液位。相反，如果当前液位高于上次经历的液位，控制器100在方框104处将关闭电磁阀72，并且调整电磁阀74打开，以便将冷却剂从填充罐70排放到冷却剂回路中，直到当前液位达到上次经历的液位为止。例如，控制器将适当阀打开短时间周期，例如2秒钟，关闭该阀，重新检查液位，并且重复这种过程，直到当前液位等于上次经历的液位为止。一旦当前液位等于上次经历的液位，控制器启动正常填充量控制过程和/或排放温度控制过程。
该系统控制器100还采用不包括与填充罐70相关的液位感测器的本发明热泵系统的实施例中描述的控制过程。但是，在热泵系统转换到新操作模式时，系统控制器100首先根据所输入的特定操作模式为填充罐填充液态冷却剂或者气态冷却剂。
如果新操作模式不涉及水加热，系统控制器将按照图11的方框图描述的过程继续，以便将冷却剂罐70填充液体冷却剂。在方框201处接通压缩机20之后，系统控制器在方框202处关闭电磁阀74并打开电磁阀72，使得液体冷却剂从管线71流入填充罐70。在方框203处延迟足够的预定时间(例如大约3分钟)，使得填充罐70填充液体冷却剂，在方框205处根据需要通过排放温度控制过程和/或填充量控制过程，系统控制器根据需要继续调节冷却剂回路填充量。此时电磁阀72可定位成打开或关闭。
但是，如果新操作模式不涉及水加热，系统控制器将按照图12的方框图描述的过程继续，以便将冷却剂罐70填充气态冷却剂。在方框211处接通压缩机20之后，系统控制器在方框212处关闭电磁阀72并调整电磁阀74接通/断开长达一定时间周期，例如打开3秒钟，关闭17秒钟，重复2分钟，使得气态冷却剂从管线73流入填充罐70。在方框213处延迟足够的预定时间(例如大约3分钟)，使得填充罐70填充气态冷却剂，在根据需要通过方框214处的排放温度控制过程和/或方框215处的填充量控制过程，系统控制器根据需要继续调节冷却剂回路填充量。此时电磁阀74可定位成打开或关闭。在任何水加热模式下，控制器100将在温度感测器89感测到水储槽64内的水温达到所需极限数值(例如60度C)时关闭泵62。
按照如图13的方框图所示的排放温度极限控制过程，在进入固定膨胀模式时，在方框301处接通压缩机20并延迟短暂时间之后，例如大约30秒钟，系统控制器在方框302处将从温度感测器85接收的当前排放温度TDC(即从压缩机20排放的冷却剂的温度)与预先编程在控制器100内的排放温度极限TDL比较。典型的压缩机排放极限可以是制造商应用指南规定下的所需度数，例如大约7度C。典型的压缩机排放温度极限是大约128度C。如果当前排放温度TDC超过排放温度极限，系统控制器100在方框303处中断填充量控制过程(如果它当前启动)，并且接着在方框304处关闭电磁阀72并调整电磁阀74打开，以便将冷却剂从填充罐70经由冷却剂管线73排放到冷却剂回路。如果从温度感测器85接收的当前排放温度等于或低于排放温度极限，系统控制器100在方框305处启动填充量控制过程(如果它当前未启动)，并且继续进行填充量控制过程，以便根据需要调节冷却剂回路中的冷却剂填充量。
在填充量控制过程中，如图14所示，由于冷却剂填充量最初设定，在方框400处确保压缩机20接通时，系统控制器100在方框401处关闭两个电磁阀72和74。在短暂延迟之后，例如大约1分钟，根据当前特定的操作模式，系统控制器将在方框403处将系统中当前的过热程度或过冷程度中的任一或两种情况与预先编程到控制器100内的许可范围比较。例如，在单独空气冷却以及空气冷却和水加热模式下，过热的许可范围可以从0.5-20度C，并且过冷的许可范围可以从2-15度C。在单独空气加热、空气加热和水加热以及单独水加热模式下，过热许可范围可以例如从0.5-11度C，并且过冷许可温度范围可以从0.5-10度C。
在方框402处确定系统在固定膨胀模式下操作之后，系统控制器在方框403处将当前过热程度与预先编程在控制器100内的过热许可范围比较。如果当前过热程度低于许可范围，在方框404处，系统控制器100将调整电磁阀72打开，以便将冷却剂从冷却剂回路排放到填充罐70。如果当前过热程度高于许可范围，在方框405处，系统控制器100将调整电磁阀74打开，以便将冷却剂从填充罐70排放到冷却剂回路中。如果过热程度落入过热许可范围内，系统控制器继续到方框406。
如果在没有固定膨胀的模式下操作，系统控制器在方框407处将当前过冷程度与预先编程到控制器内的过冷许可范围比较。如果当前过冷程度高于许可范围，在方框404处，系统控制器100将调整电磁阀72打开，以便将冷却剂从冷却剂回路排放到填充罐70。如果当前过冷程度低于许可范围，在方框405处，系统控制器100将调整电磁阀74打开，以便将冷却剂从填充罐70排放到冷却剂回路。如果过冷程度落入过冷的许可范围，系统控制器继续根据需要经由填充量控制过程和排放温度极限控制过程控制冷却剂填充量。
这里作为实例提出的例如压缩机排放温度极限、多种时间延迟、所需过热范围、所需过冷范围的多种控制参数是用于典型的5吨能力的分离系统热泵系统，该系统具有铜焊板式水-冷却剂热交换器60、具有4千克的液体冷却剂存储能力的冷却剂储槽(填充罐)70、8千克的系统冷却剂填充量以及7米长的总体冷却剂管线。出于说明的目的提出这些参数，本领域普通技术人员将理解到对于不同的热泵构造和能力来说，这些参数可不同于所提出的实例。本领域普通技术人员将选择准确的参数来将本发明应用于任何特定热泵系统的最适合的操作中。
虽然参考附图描述的最佳模式特别描述和说明了本发明，本领域普通技术人员将理解到可以进行细节上的多种变化，而不偏离权利要求中限定的本发明的精神和范围。

Claims (18)

1.一种可在至少空气冷却模式和空气加热模式下操作并具有液体加热能力的冷却剂回路热泵系统，包括：
具有抽吸孔口和排放孔口的冷却剂压缩机；
可选择定位换向阀，具有第一孔口、第二孔口、第三孔口以及第四孔口，所述换向阀可定位在用于将第一孔口和第二孔口以流体连通方式连接并且将第三孔口和第四孔口以流体连通方式连接的第一位置以及用于将第一孔口和第三孔口以流体连通方式连接并且将第二孔口和第四孔口以流体连通方式连接的第二位置；
冷却剂回路，提供关闭回路的冷却剂循环流动路径，所述冷却剂回路具有在所述压缩机的排放孔口和所述换向阀的所述第一孔口之间形成流动路径的第一冷却剂管线、在所述换向阀的第二孔口和所述换向阀的第三孔口之间形成流动路径的第二冷却剂管线，以及在所述换向阀的第四孔口和所述压缩机的抽吸孔口之间形成流动路径的第三冷却剂管线；
室外热交换器，与第二冷却剂管线可操作相关，并且适用于以与环境空气形成热交换关系地传送经过第二冷却剂管线的冷却剂；
室内热交换器，与第二冷却剂管线可操作相关，并且适用于以与来自于适宜区域的空气形成热交换关系地传送经过第二冷却剂管线的冷却剂，在空气冷却模式下，所述室内热交换器相对于冷却剂流布置在所述室外交换器的下游，并且在空气加热模式下，所述室内热交换器相对于流过第二冷却剂管线的冷却剂布置在所述室外热交换器的上游；
去往液体热交换器的冷却剂与第一冷却剂管线可操作相关，并且可适用于以与液体形成热交换关系地传送经过第一冷却剂管线的冷却剂；
冷却剂储槽，具有在所述室外热交换器和所述室内热交换器之间的位置处以流体连通方式与第二冷却剂管线连接的入口以及以流体连通方式与第三冷却剂管线连接的出口。
2.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，还包括：
第一流动控制阀，与所述冷却剂储槽可操作相关，以便控制从第二冷却剂管线到所述冷却剂储槽入口的冷却剂流动，所述第一控制阀具有打开位置和关闭位置；
第二流动控制阀，与所述冷却剂储槽可操作相关，以便控制所述冷却剂储槽的出口和第三冷却剂管线之间的冷却剂流动，所述第二控制阀具有打开位置和关闭位置；以及
控制器，与所述第一和第二流动控制阀可操作相关，所述控制阀可以操作，以便有选择控制所述第一和第二流动控制阀在其各自打开和关闭位置之间的定位，从而有选择地控制冷却剂回路中冷却剂填充量。
3.如权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述第一和第二流动控制阀包括具有在其各自打开和关闭位置之间的至少一部分打开位置的阀；以及
所述控制器可以进一步操作，以便有选择地调整所述第一和第二流动控制阀在其打开、至少一部分打开和关闭位置之间的定位。
4.如权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，其特征在于，所述第一和第二流动控制阀包括脉冲宽度调整电磁阀。
5.如权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，还包括与所述冷却剂储槽可操作相关的液位感测器，所述液位感测器可以操作，以便感测所述冷却剂储槽内的液体冷却剂的高度，并将指示所述冷却剂储槽内的液位的信号提供给所述控制器。
6.如权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述控制器可以操作，以便有选择地控制所述第一和第二流动控制阀在其各自打开和关闭位置之间的定位，从而有选择地控制冷却剂回路中的冷却剂填充量，以响应从所述液位感测器接收的液位信号。
7.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，还包括：
第一膨胀阀，在所述室外热交换器和所述冷却剂储槽的入口以与所述第二冷却剂管线流体连通的方式连接的位置之间布置在所述第二冷却剂管线内；
第二膨胀阀，在所述室内热交换器和所述冷却剂储槽的入口以与所述第二冷却剂管线流体连通的方式连接的位置之间布置在所述第二冷却剂管线内；
所述第一膨胀阀与室内热交换器可操作相关，并且所述第二膨胀阀与所述室外热交换器可操作相关。
8.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，还包括：
第一膨胀阀旁通管线，与所述第二冷却剂管线可操作相关，以便围绕所述第一膨胀阀并经由所述第二膨胀阀，在从所述室外热交换器到所述室内热交换器的方向上旁通经过所述第二管线的冷却剂。
9.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，还包括：
第二膨胀阀旁通管线，与所述第二冷却剂管线可操作相关，以便围绕所述第二膨胀阀并经由所述第一膨胀阀，在从所述室内热交换器到所述室外热交换器的方向上旁通经过所述第二管线的冷却剂。
10.一种可在至少空气冷却模式和空气加热模式下操作并具有液体加热能力的冷却剂回路热泵系统，包括：
具有抽吸孔口和排放孔口的冷却剂压缩机；
第一可选择定位阀，具有第一孔口、第二孔口、第三孔口以及第四孔口，所述换向阀可定位在用于将第一孔口和第二孔口以流体连通方式连接并且将第三孔口和第四孔口以流体连通方式连接的第一位置以及用于将第一孔口和第三孔口以流体连通方式连接并且将第二孔口和第四孔口以流体连通方式连接第二位置；
冷却剂回路，提供关闭回路的冷却剂循环流动路径，所述冷却剂回路具有在所述压缩机的排放孔口和所述第一可选择定位阀的所述第一孔口之间形成流动路径的第一冷却剂管线、在所述第一可选择定位阀的第二孔口和所述第一可选择定位阀的第三孔口之间形成流动路径的第二冷却剂管线，以及在所述所述可选择定位阀的第四孔口和所述压缩机的抽吸孔口之间形成流动路径的第三冷却剂管线；
室外热交换器，与第二冷却剂管线可操作相关，并且适用于以与环境空气形成热交换关系地传送经过第二冷却剂管线的冷却剂；
室内热交换器，与第二冷却剂管线可操作相关，并且适用于以与来自于适宜区域的空气形成热交换关系地传送经过第二冷却剂管线的冷却剂，在空气冷却模式下，所述室内热交换器相对于冷却剂流布置在所述室外交换器的下游，并且在空气加热模式下，所述室内热交换器相对于流过第二冷却剂管线的冷却剂布置在所述室外热交换器的上游；
去往液体热交换器的冷却剂与第一冷却剂管线可操作相关，并且可适用于以与液体形成热交换关系地传送经过第一冷却剂管线的冷却剂；
第二可选择定位阀，具有第一孔口、第二孔口、第三孔口以及第四孔口，所述第二可选择定位阀可定位在用于将第一孔口和第二孔口以流体连通方式连接并且将第三孔口和第四孔口以流体连通方式连接的第一位置以及用于将第一孔口和第三孔口以流体连通方式连接并且将第二孔口和第四孔口以流体连通方式连接第二位置；所述第二可选择定位阀布置在所述第二冷却剂管线内，其中第一孔口与所述室内热交换器流体连通，第二孔口与所述第一可选择定位阀的第三孔口流体连通；
冷却剂储槽，具有在所述室外热交换器和所述室内热交换器之间的位置处以流体连通方式通过第四冷却剂管线与所述第二冷却剂管线连接的入口以及以流体连通方式通过第五冷却剂管线与所述第三冷却剂管线连接的出口，
旁通泻放流动回路，具有在所述第五冷却剂管线和所述第二可选择定位阀的第三孔口之间以流体连通方式连接的第一泻放管线以及在所述室内热交换器和所述第二可选择定位阀的第四孔口之间以流体连通方式连接的第二泻放管线。
11.如权利要求10所述的热泵系统，其特征在于，还包括：
第一流动控制阀，与所述冷却剂储槽可操作相关，以便控制从第二冷却剂管线到所述冷却剂储槽入口的冷却剂流动，所述第一控制阀具有打开位置和关闭位置；
第二流动控制阀，与所述冷却剂储槽可操作相关，以便控制所述冷却剂储槽的出口和第三冷却剂管线之间的冷却剂流动，所述第二控制阀具有打开位置和关闭位置；以及
控制器，与所述第一和第二流动控制阀可操作相关，所述控制阀可以操作，以便有选择控制所述第一和第二流动控制阀在其各自打开和关闭位置之间的定位，从而有选择地控制冷却剂回路中冷却剂填充量。
12.如权利要求11所述的热泵系统，其特征在于，所述第一和第二流动控制阀包括具有在其各自打开和关闭位置之间的至少一部分打开位置的阀；以及
所述控制器可以进一步操作，以便有选择地调整所述第一和第二流动控制阀在其打开、至少一部分打开和关闭位置之间的定位。
13.如权利要求12所述的热泵系统，其特征在于，其特征在于，所述第一和第二流动控制阀包括脉冲宽度调整电磁阀。
14.如权利要求11所述的热泵系统，其特征在于，还包括与所述冷却剂储槽可操作相关的液位感测器，所述液位感测器可以操作，以便感测所述冷却剂储槽内的液体冷却剂的高度，并将指示所述冷却剂储槽内的液位的信号提供给所述控制器。
15.如权利要求14所述的热泵系统，其特征在于，所述控制器可以操作，以便有选择地控制所述第一和第二流动控制阀在其各自打开和关闭位置之间的定位，从而有选择地控制冷却剂回路中的冷却剂填充量，以响应从所述液位感测器接收的液位信号。
16.如权利要求10所述的热泵系统，其特征在于，还包括：
第一膨胀阀，在所述室外热交换器和所述冷却剂储槽的入口以与所述第二冷却剂管线流体连通的方式连接的位置之间布置在所述第二冷却剂管线内；
第二膨胀阀，在所述室内热交换器和所述冷却剂储槽的入口以与所述第二冷却剂管线流体连通的方式连接的位置之间布置在所述第二冷却剂管线内；
所述第一膨胀阀与所述室内热交换器可操作相关，并且所述第二膨胀阀与所述室外热交换器可操作相关。
17.如权利要求10所述的热泵系统，其特征在于，还包括：
第一膨胀阀旁通管线，与所述第二冷却剂管线可操作相关，以便围绕所述第一膨胀阀并经由所述第二膨胀阀，在从所述室外热交换器到所述室内热交换器的方向上旁通经过所述第二管线的冷却剂。
18.如权利要求10所述的热泵系统，其特征在于，还包括：
第二膨胀阀旁通管线，与所述第二冷却剂管线可操作相关，以便围绕所述第二膨胀阀并经由所述第一膨胀阀，在从所述室内热交换器到所述室外热交换器的方向上旁通经过所述第二管线的冷却剂。
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