CN103328904A

CN103328904A - 具有预处理模块的热泵系统

Info

Publication number: CN103328904A
Application number: CN2012800060069A
Authority: CN
Inventors: M·格伯; C·W·荣
Original assignee: Venmar CES Inc
Current assignee: Nortek Air Solutions Canada Inc
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2032-01-18
Also published as: US8915092B2; CA3038277A1; AU2012208921A1; CN105202795A; CA2823421C; US20120180982A1; US9920960B2; CN103328904B; EP2665978B1; EP2665978A4; WO2012097445A1; EP2665978A1; CA2823421A1; CA3038277C; US20120180505A1

Abstract

提供用于从空间控制调节再生空气的热泵系统。热泵系统可以冬季模式和/或夏季模式操作，并且可选择性地以除霜模式或循环操作。该系统包括接收和控制调节在再生空气通道内的空气的能量回收模块。预处理模块位于能量回收模块的下游。预处理模块接收和加热来自能量回收模块的空气。再生空气热交换器位于预处理模块的下游。再生空气热交换器接收和控制调节来自预处理模块的空气。预处理模块加热来自能量回收模块的空气以便提高再生空气热交换器的效率。在除霜模式下，再生空气的回路可在供应空气通道和再生空气通道之间再循环以便给再生空气热交换器除霜。

Description

具有预处理模块的热泵系统

相关申请的交叉引用

本申请是于2011年1月19日提交的、标题为“具有预处理模块的热泵系统（Heat Pump System Having a Pre-Processing Module）”的美国专利申请13/009,222的部分继续申请，其全部主题明确以其全文通过引用并入本文。

本申请还要求于2012年1月16日提交的、标题为“具有预处理模块的热泵系统（Heat Pump System Having a Pre-Processing Module）”的美国专利申请13/350,902的优先权，其全部主题明确以其全文通过引用并入本文。

背景技术

本文所述的主题涉及热泵系统，以及更具体地涉及适于低温操作的热泵系统。

现有的空气-空气热泵通常包括供应空气通道和再生空气通道。能量交换模块在供应空气通道和再生空气通道之间延伸。能量交换模块在供应空气通道内的外界空气和再生空气通道内的再生空气之间传递显热和/或潜热。供应空气通道和再生空气通道还包括热交换器。供应空气通道包括供应空气热交换器，以及再生空气通道包括再生空气热交换器。供应空气热交换器和再生空气热交换器通过制冷系统处于流体连通以便在外界空气和再生空气之间进一步传递热量。在冬季模式下，再生空气中的热量和/或水分被传递到外界空气以便产生从供应空气通道排出的被加热和/或加湿的供应空气。在夏季模式下，外界空气中的热量和水分被传递到再生空气以便生成从供应空气通道排出的被冷却和除湿的供应空气。

然而，传统的热泵系统并非没有自身的缺陷。在冬季模式下，当外界温度已降至约35℉/33℉以下时，会在再生空气热交换器的盘管上结霜。因此必须关闭热泵系统以便使得盘管可除霜。在热泵系统关闭的时间段内，装有热泵系统的建筑物必须以无热源的方式运行或需要辅助热源或再循环空气。此外，在夏季模式下，会需要再生空气热交换器将大量的热供应给再生空气。因此，再生空气热交换器的效率会显著降低。

对于下述装置存在需求，所述装置在冬季模式下预热再生空气以便在约35℉/33℉以下的温度下防止在再生空气热交换器上结霜。存在另一个需求，即在夏季模式下通过在再生空气中利用预处理模块来降低冷凝温度来提高再生空气热交换器的效率。

发明内容

在一个实施例中，提供一种用于在空间内控制调节空气的热泵系统。该系统包括用于接收外界空气以及将供应空气排出到空间内的供应空气通道。再生空气通道设置成从空间接收再生空气以及排出排风。再生空气通道和供应空气通道由隔板分隔开。能量回收模块设置成具有位于供应空气通道内的供应空气侧和位于再生空气通道内的再生空气侧。在冬季模式下，能量回收模块的再生空气侧从再生空气通道内的再生空气去除热量和水分。再生空气热交换器位于能量回收模块的再生空气侧下游的再生空气通道内。在冬季模式下，再生空气热交换器从再生空气去除热量。再生空气热交换器排出排风。预处理模块在能量回收模块的再生空气侧和再生空气热交换器之间定位于再生空气通道内。在冬季模式下，预处理模块加热来自能量回收模块的再生空气以便防止在再生空气热交换器上结霜。

在另一个实施例中，提供一种用于在空间内控制调节空气的热泵系统。该系统包括用于接收外界空气以及将供应空气排出到空间内的供应空气通道。再生空气通道设置成从空间接收再生空气以及排出排风。再生空气通道和供应空气通道由隔板分隔开。能量回收模块设置成具有位于供应空气通道内的供应空气侧和位于再生空气通道内的再生空气侧。在夏季模式下，能量回收模块的再生空气侧加热和加湿再生空气通道内的再生空气。再生空气热交换器位于能量回收模块的再生空气侧下游的再生空气通道内。在夏季模式下，再生空气热交换器加热再生空气。再生空气热交换器排出排风。预处理模块在能量回收模块的再生空气侧和再生空气热交换器之间定位于再生空气通道内。在夏季模式下，预处理模块加热来自能量回收模块的再生空气以便降低冷凝温度以及提高再生空气热交换器的效率。

在另一个实施例中，提供一种用于在空间内控制调节空气的热泵系统。该系统包括用于接收外界空气以及将供应空气排出到空间内的供应空气通道。再生空气通道设置成从空间接收再生空气以及排出排风。再生空气通道和供应空气通道由隔板分隔开。供应空气热交换器位于供应空气通道内以便控制调节供应空气通道内的外界空气。再生空气热交换器位于再生空气通道内以便控制调节再生空气通道内的再生空气。热量在再生空气热交换器和供应空气热交换器之间传递。预处理模块位于再生空气热交换器上游的再生空气通道内。预处理模块加热再生空气通道内的再生空气。

在另一个实施例中，提供一种用于在空间内控制调节空气的方法。该方法包括邻近再生空气通道来定位供应空气通道。再生空气通道和供应空气通道由隔板分隔开。供应空气通道接收外界空气以及将供应空气排出到空间内。再生空气通道从空间接收再生空气以及排出排风。将供应空气热交换器定位在供应空气通道内以便控制调节供应空气通道内的外界空气。将再生空气热交换器定位在再生空气通道内以便控制调节再生空气通道内的再生空气。在再生空气热交换器和供应空气热交换器之间传递热量。将预处理模块定位在再生空气热交换器上游的再生空气通道内。由预处理模块加热再生空气通道内的再生空气。

在另一个实施例中，提供一种用于在空间内控制调节空气的方法。该方法包括邻近再生空气通道来定位供应空气通道。再生空气通道和供应空气通道由隔板分隔开。供应空气通道接收外界空气以及将供应空气排出到空间内。再生空气通道从空间接收再生空气以及排出排风。将能量回收模块的供应空气侧定位在供应空气通道内。将能量回收模块的再生空气侧定位在再生空气通道内。能量回收模块在再生空气与外界空气之间传递热量和水分。将再生空气热交换器定位在能量回收模块的再生空气侧下游的再生空气通道内。由再生空气热交换器控制调节再生空气。将预处理模块在能量回收模块的再生空气侧和再生空气热交换器之间定位于再生空气通道内。由预处理模块加热再生空气通道内的再生空气。

某些实施例提供了用于在空间内控制调节空气的热泵系统。该系统可包括配置成接收空气以及将供应空气排出到空间内的供应空气通道。供应空气通道具有供应空气入口和供应空气出口。该系统还可包括配置成从空间接收再生空气以及排出排风的再生空气通道。再生空气通道和供应空气通道由隔板分隔开。再生空气通道具有再生空气入口和再生空气出口。

再生空气热交换器位于再生空气通道内。再生空气热交换器配置成在加热循环过程中从再生空气去除热量。

至少一个再循环风挡（阻尼器）位于该隔板内。至少一个再循环风挡配置成在除霜循环过程中打开以便提供再生空气的再循环回路，再生空气再循环通过由供应空气通道的预处理段的至少一部分和再生空气通道下游段的至少一部分所限定的除霜空气流动通路。排风的再循环回路在除霜循环过程中从再生空气热交换器除霜。

所述至少一个再循环风挡可包括第一和第二再循环风挡。例如第一和第二再循环风挡可在隔板上被分隔开。

热泵系统还可包括在供应入口附近设置于供应空气通道内的入口风挡。入口风挡在除霜循环过程中关闭以及在加热循环过程中打开。所述热泵系统还可包括在再生空气出口附近设置于再生空气通道内的出口风挡。出口风挡在除霜循环过程中关闭以及在加热循环过程中打开。

热泵系统还可包括设置于供应空气通道内的预热器。再生空气的再循环回路在除霜循环过程中通过预热器。

热泵系统还可包括设置于供应空气通道内的加湿器。再生空气的再循环回路在除霜循环过程中通过加湿器。

热泵系统还可包括能量回收模块，能量回收模块具有位于供应空气通道内的供应空气侧和位于再生空气通道内的再生空气侧。能量回收模块的再生空气侧配置成在加热循环过程中从再生空气通道内的再生空气去除热量和水分。

热泵系统还可包括预处理模块，预处理模块在能量回收模块的再生空气侧和再生空气热交换器之间定位于再生空气通道内。在加热循环过程中，预处理模块配置成加热来自能量回收模块的再生空气以便防止在再生空气热交换器上结霜。

热泵系统还可包括压缩机，其配置成控制调节流动通过再生空气热交换器的制冷剂。所述热泵系统还可包括可操作地连接到所述压缩机的水头压力控制阀。水头压力控制阀配置成用于确保压缩机正常运作。

热泵系统还可包括连接到再生空气热交换器的制冷剂通路。阀设置于制冷剂通路内。所述阀在加热循环过程中关闭以及在除霜循环过程中打开。所述阀可包括电磁阀，或各种其它类型的关闭装置。所述热泵系统还可包括通过制冷剂通路连接到再生空气热交换器的热气体再加热盘管。

热泵系统还可包括位于供应空气通道内的至少一个供应空气风扇，和位于再生空气通道内的至少一个再生空气风扇。

热泵系统还可包括配置成在加热循环和除霜循环之间选择性地操作热泵系统的控制系统。加热循环可在第一时间段内进行，以及除霜循环可在第二时间段内进行。第二时间段可短于第一时间段。第二时间段可在第一时间段的10-20％之间。

某些实施例提供防止在热泵系统的再生空气通道内的再生空气热交换器上结霜的方法。该方法可包括停用分别定位于供应空气通道和再生空气通道内的供气风扇和排风风扇，关闭分别设置于供应空气通道和再生空气通道内的入口风挡和出口风挡，打开设置于将供应空气通道和再生空气通道分隔开的隔板内的再循环风挡，以及使得再生空气回路在供应空气通道和再生空气通道之间再循环，其中所述再生空气回路从再生空气热交换器除霜。

该方法还可包括打开在连接压缩机和再生空气热交换器的制冷剂管路内的阀。

该方法还可包括选择性地操作与再生空气热交换器处于流体连通的热气体再加热盘管。

该方法还可包括使得再生空气回路通过设置于供应空气通道内的预热器。该方法还可包括使得再生空气回路通过设置于供应空气通道内的加湿器。

某些实施例提供了操作热泵系统的方法，以便加热空间以及给设置于再生空气通道内的再生空气热交换器除霜。该方法可包括在加热循环过程中使得热泵系统运行第一时间段，在第一时间段过后将热泵系统从加热循环转变到除霜循环，在除霜循环过程中使得热泵系统运行第二时间段，并通过在除霜循环过程中使得热泵系统运行第二时间段来防止在再生空气热交换器上结霜。该方法还可包括在第二时间段过后将热泵系统转变回到加热循环。

附图说明

图1是根据一个实施例形成的且以冬季模式操作（运行）的热泵系统的示意图；

图2是根据一个实施例形成的且以冬季模式操作的制冷剂系统的示意图；

图3是示出在图1中示出且以冬季模式操作的热泵系统性能的图表；

图4是示出在图1中示出且以冬季模式操作的热泵系统性能的焓湿图；

图5是示出在图1中示出且以夏季模式操作的热泵系统的示意图；

图6是示出在图2中示出且以夏季模式操作的制冷剂系统的示意图；

图7是示出在图5中示出且以夏季模式操作的热泵系统性能的图表；

图8是示出在图5中示出且以夏季模式操作的热泵系统性能的焓湿图；

图9是根据一个实施例形成的热泵系统的示意图；

图10是根据一个实施例形成的制冷剂系统的示意图；

图11是示出根据一个实施例的热泵系统的加热和除霜循环的图；

图12是示出根据一个实施例操作热泵系统过程的流程图。

具体实施方式

当结合附图一起阅读时将更好地理解前面的概述以及下面对某些实施例的详细描述。如本文所用的那样，以单数形式描述和以词语“一”或“一个”继续的元件或步骤应被理解成不排除复数个所述元件或步骤，除非明确说明这种排除。此外，对“一个实施例”的引用并不意图解释为排除同样结合所述特征的另外实施例的存在。此外，除非明确说明与此相反，否则“具有”或“包括”具有特定性能的一个元件或多个元件的实施例可包括另外的不具有该性能的这种元件。

图1是根据一个实施例形成的且以冬季模式200操作的热泵系统104的示意图。热泵系统104与制冷剂系统102（如图2中所示）处于流体连通。热泵系统104配置成在供应空气通道106和再生空气通道108之间交换显热和潜热。在一个实施例中，热泵系统104可仅仅用于传递显热。供应空气通道106邻近再生空气通道108定位。供应空气通道106和再生空气通道108由隔板109分隔开。供应空气通道106在入口110和出口112之间延伸。入口110接收外界空气114。出口112将供应空气116排出到空间118内。空间118可以是建筑物、房间、封闭结构等。再生空气通道108包括入口120和出口122。入口120接收再生空气124。再生空气124可包括来自空间118的回风。出口122将排风126排出到外界大气内。

能量回收模块130在再生空气通道108和供应空气通道106之间延伸。在一个实施例中，热泵系统104可为不包括能量回收模块130的空气-空气热泵。能量回收模块130包括再生空气侧132和供应空气侧134。再生空气侧132位于再生空气通道108内。供应空气侧134位于供应空气通道106内。能量回收模块130在再生空气侧132和供应空气侧134之间传递显热和潜热。能量回收模块130在供应空气通道106和再生空气通道108之间传递显热和潜热。在一个实施例中，能量回收模块130可为板片式热交换器器、能量回收轮、热管、热焓泵等。

在一个实施例中，供应空气通道106可包括预热器。应当指出的是预热器为任选组件，其可不包括在热泵系统104内。预热器可位于能量回收模块130的供应空气侧134的上游。在一个实施例中，预热器接收并加热外界空气114以便形成加热后的空气。任选地，外界空气114直接流到能量回收模块130的供应空气侧134。将对于不包括预热器的热泵系统104来对本实施例进行描述。因此，能量回收模块130的供应空气侧134接收外界空气114。能量回收模块130在供应空气侧134中的外界空气114和再生空气侧132中的再生空气124之间传递热量和水分，以产生预先调节的外界空气144。供应空气气流包括位于能量回收模块130的供应空气侧134下游的供应空气热交换器146。供应空气热交换器146接收预先调节的外界空气144以及生成供应空气116。

在再生空气通道108中，能量回收模块130的再生空气侧132接收再生空气124。能量回收模块130在再生空气侧132中的再生空气124和供应空气侧134中的外界空气114之间传递显热和潜热以便生成预先调节的再生空气148。预处理模块150位于能量回收模块130的再生空气侧132的下游。在一个实施例中，预处理模块150可为热交换器等。预处理模块150接收并加热预先调节的再生空气148以便生成预热的空气152。再生空气热交换器154位于预处理模块150的下游。在一个实施例中，预处理模块150可在相同的框架或外壳内安装到再生空气热交换器154上。再生空气热交换器154接收预热空气152且生成排风126。再生空气热交换器154流体耦联到供应空气热交换器146。再生空气热交换器154和供应空气热交换器146在预热空气152和预先调节的外界空气144之间传递热量。

再生空气通道108还包括位于能量回收模块130的再生空气侧132和预处理模块150之间的风挡156。在进入到预处理模块150之前，风挡156可打开以便允许外界空气与预先调节的再生空气148相混合。

在一个实施例中，在冬季模式200下，热泵系统104能够在低至约5℉的温度下运行。在其它实施例中，热泵系统104能够在约5℉以下的温度下运行。在冬季模式200下，再生空气124包括温暖的加湿空气以及外界空气114包括冷却的除湿空气。

外界空气114进入供应空气通道106的入口110。外界空气114被引导到能量回收模块130的供应空气侧134。在一个实施例中，外界空气114在进入到能量回收模块130的供应空气侧134之前首先由预热器加热。在能量回收模块130的供应空气侧134中，供应空气116从流动通过能量回收模块130的再生空气侧132的再生空气124接收热量和水分。能量回收模块130产生温暖的、加湿的、预先处理的外界空气144。预先调节的外界空气144向下游流动到供应空气热交换器146。在冬季模式200下，供应空气热交换器146作为冷凝器运行以便加热预先调节的外界空气144。供应空气热交换器146接收来自再生空气热交换器154的热量。预先调节的外界空气144接收来自供应空气热交换器146的热量以便生成温暖的加湿供应空气116。温暖的加湿供应空气116排出到空间118内。

再生空气通道108从空间118接收温暖的加湿再生空气124。再生空气124向下游流动到能量回收模块130的再生空气侧132。能量回收模块130的再生空气侧132从再生空气124去除热量和水分。热量和水分传递到能量回收模块130的供应空气侧134以便加热和加湿外界空气114。能量回收模块130的再生空气侧132生成冷却的、除湿的、预先调节的再生空气148。在冬季模式200下，风挡156关闭，这样预先调节的再生空气148不与外界空气相混合。预先调节的再生空气148被引导到预处理模块150。在一个实施例中，当外界空气114具有低于约35℉的温度时，预先调节的再生空气148被引导到预处理模块150。预处理模块150加热预先调节的再生空气148以便生成预热空气152。在一个实施例中，当热泵系统104接收温度大于35℉的外界空气114时，预处理模块150可以关断，这样预先调节的再生空气148以无变化的方式流动通过预处理模块150。在备选的实施例中，预先调节的空气148旁路经过预处理模块150。

预热空气152向下游被引导到再生空气热交换器154。在冬季模式200下，再生空气热交换器154作为蒸发器运行以便对预热空气152进行冷却和除湿，并生成冷却的除湿的排风126。冷却的除湿排风126排出到大气中。在一个示例性的实施例中，在冬季模式200下，预处理模块150加热预先调节的再生空气148以便防止在再生空气热交换器154上结霜。具体地，当热泵系统104在低于约35℉的外界空气温度下运行时，由于再生空气热交换器154生成冷却的除湿排风126，因此在再生空气热交换器154上可能会结霜。加热预先调节的再生空气148允许再生空气热交换器154生成不超过空气饱和点的冷却的除湿排风126。通过防止冷却的除湿排风126的饱和，在再生空气热交换器154的盘管上不形成冷凝物。因此，通过预热预先调节的再生空气148可以防止在再生空气热交换器154的盘管上结霜。

图2是根据一个实施例形成的且以冬季模式200运行（操作）的制冷剂系统102的示意图。该制冷系统102包括流动通过其的制冷剂。制冷剂系统102包括压缩机160，其控制调节制冷剂以达到制冷系统102所需的温度和压力条件。气液分离器161位于压缩机160的上游以避免液态制冷剂流入到压缩机160内。在一个实施例中，气液分离器161可位于压缩机160的上游以避免液态制冷剂流入到压缩机160内。预处理回路162和旁路回路158位于压缩机160的下游且流体耦联到压缩机160。旁通阀164和止回阀166位于旁路回路158内。在一个实施例中，止回阀可位于预处理模块150出口处以避免制冷剂迁移。预处理阀168和预处理模块150位于预处理回路162内，这样预处理模块150流体耦联到压缩机160。在一个实施例中，附加的制冷系统控制阀可定位于模块150的下游。旁路回路158和预处理回路162与四通阀170处于流体连通。分离器回路172在四通阀170和气液分离器161之间处于流体连通。

热交换回路174与四通阀170和热泵系统104处于流体连通。热交换器回路174包括第一端部176和第二端部178。热交换回路174的第一端部176和第二端部178均与四通阀处于流体连通，这样热交换回路174从四通阀170接收制冷剂以及将制冷剂返回到四通阀170。供应空气热交换器146和再生空气热交换器154位于热交换回路174内。阀180和接收器182在供应空气热交换器146和再生空气热交换器154之间定位于热交换回路174内。应该指出的是在制冷剂系统102示出的组件仅仅是示例性的，制冷剂系统102可包括其它组件。

预处理模块150与供应空气热交换器146和再生空气热交换器154均以处于流体连通的方式耦联。预处理模块150在通过制冷剂系统102的共同制冷剂通路内在供应空气热交换器146和再生空气热交换器154之间流体耦联。

在冬季模式200下，压缩机160中的制冷剂向下游流动到旁路回路158或预处理回路162中的至少一个。所述旁通阀164和预处理阀168基于预处理模块150的制冷剂需求进行控制。例如，当在较高的外界温度下运行时，预处理模块150需要较少的制冷剂流动。因此，旁通阀164和预处理阀168受控来引导更多的制冷剂通过旁路回路158。随着外界温度降低，预处理模块150需要较多的制冷剂流动。因此，旁通阀164和预处理阀168受控以便引导更多的制冷剂通过预处理回路162。在一个实施例中，当外界温度达到约5℉时，旁通阀164可关闭，以及预处理阀168可以完全打开，这样所有的制冷剂流动通过预处理回路162和预处理模块150。在一个实施例中，附加的制冷剂流量控制装置可定位于模块150的下游。预处理模块150加热再生空气通道108内的预先调节的再生空气148。然后旁路回路158和预处理回路162中的制冷剂向下游流动到四通阀170。

在冬季模式200下，四通阀170耦联旁路回路158和预处理回路162与第一端部176处于流体连通。制冷剂流动通过回路176以便流动到供应空气热交换器146。供应空气热交换器146中的制冷剂将热量提供给预先调节的外界空气144。然后，制冷剂流动通过回路174以便流动到再生空气热交换器154。再生空气热交换器154接收来自预热空气152的热量。然后制冷剂向下游流动到四通阀170。在冬季模式200下，四通阀170将热交换回路174的第二端部178耦联到分离器回路172以便使得来自热交换回路174的制冷剂返回到压缩机160。

图3是示出以冬季模式200操作的热泵系统104性能的示例性实施例的图表300。图表300示出热泵系统104的三种操作（运行）条件。相对于多种性能因素302示出这些操作条件。性能因素302包括外界空气114的温度304，预先调节的外界空气144的温度306，再生空气124的温度308，预先调节的再生空气148的温度310，预热空气152的温度312，排风126的温度314，以及供应空气116的温度316。性能因素302还包括热泵系统104的容量318，热泵系统104的压缩机功耗320，热泵系统104的性能322，制冷剂的饱和吸气温度324，以及制冷剂的冷凝温度326。

在第一操作条件328下，热泵系统104接收具有干球35℉和湿球33℉的温度304的外界空气114。能量回收模块130加热和加湿外界空气114以便生成具有干球60.3℉和湿球46.9℉的温度306的预先调节的外界空气144。供应空气热交换器146加热预先调节的外界空气144以便生成具有87.7℉干球温度316的供应空气116。在第一操作条件328下，热泵系统104接收具有70℉干球温度308以及25％湿度的再生空气124。能量回收模块130对再生空气124进行冷却和除湿以便生成具有44.7℉干球和38.7℉湿球温度310的预先调节的再生空气148。预处理模块150加热预先调节的再生空气148以便生成具有57.87℉干球和45.38℉湿球温度312的预热空气152。再生空气热交换器154对预热空气152进行冷却，以便生成具有28.29℉干球和27.49℉湿球温度314的排风126。

在所述第一操作条件328下，热泵系统104具有为237.9MBH的容量318以及21599.88W的压缩机功率消耗320。适于热泵系统104的性能系数322为3.2。适于热泵系统104的饱和吸气温度324和冷凝温度326分别为21.9℉和90.2℉。

在第二操作条件330下，热泵系统104接收具有17℉干球和15℉湿球温度304的外界空气114。能量回收模块130加热和加湿外界空气114以便生成具有55.5℉干球和43℉湿球温度306的预先调节的外界空气144。供应空气热交换器146加热预先调节的外界空气144以便生成具有76.7℉干球温度316的供应空气116。在第二操作条件330下，热泵系统104接收具有70℉干球温度308和25％湿度的再生空气124。能量回收模块130对再生空气124进行冷却和除湿以便生成具有31.5℉干球和27.3℉湿球温度310的预先调节的再生空气148。预处理模块150加热预先调节的再生空气148以便生成具有46.15℉干球和36.1℉湿球温度312的预热空气152。再生空气热交换器154对预热空气152进行冷却，以便生成具有21.2℉干球和20.2℉湿球温度314的排风126。

在所述第二操作条件330下，热泵系统104具有184MBH的容量318和19152W的压缩机功率消耗320。适于热泵系统104的性能系数322为2.8。适于热泵系统104的制冷剂饱和吸气温度324和制冷剂冷凝温度326分别为14℉和78.8℉。

在第三操作条件332下，热泵系统104接收具有5℉干球和3℉湿球温度304的外界空气114。能量回收模块130加热和加湿外界空气114，以便生成具有52.3℉干球和40.9℉湿球温度306的预先调节的外界空气144。供应空气热交换器146加热预先调节的外界空气144以便生成具有73.2℉干球温度316的供应空气116。在第三操作条件332下，热泵系统104接收具有具有70℉干球温度308和25％湿度的再生空气124。能量回收模块130对再生空气124进行冷却和除湿，以便生成具有22.7℉干球和20.1℉湿球温度310的预先调节再生空气148。预处理模块150加热预先调节的再生空气148以便生成具有40℉干球和30.5℉湿球温度312的预热空气152。再生空气热交换器154对预热空气152进行冷却，以便生成具有17.7℉干球和16.8℉湿球温度314的排风126。

在第三操作条件332下，热泵系统104具有181.6MBH的容量318和18602W的压缩机功率消耗320。适于热泵系统104的性能系数322为2.9。适于热泵系统104的饱和吸气温度324和冷凝温度326分别为12.5℉和75.2℉。

图4示出以冬季模式200操作的热泵104性能的焓湿图400。焓湿图400示出外界空气为5℉时的热泵104的性能。焓湿图400包括以单位℉表示空气干球温度的x-轴402。y-轴404表示以每磅干燥空气中子粒（grain）水分为单位的空气湿度比。

热泵系统104在点406处接收具有5℉温度和湿度比为3.7的外界空气114。能量回收模块130加热和加湿外界空气114以便在点408处生成具有52.3℉和湿度比为19.8的预先调节的外界空气144。供应空气热交换器146加热预先调节的外界空气144以便在点410处生成具有73.2℉的温度和湿度比为19.8的供应空气116。热泵系统104在点412处接收具有70℉温度和湿度比为25的再生空气124。能量回收模块130对再生空气124进行冷却和除湿以便在点414处生成具有22.7℉的温度和湿度比为11.6的预先调节的再生空气148。预处理模块150加热预先调节的再生空气148以便在点416处生成具有40℉的温度和湿度比为11.7的预热空气152。再生空气热交换器154对预热空气152进行冷却以便在点418处生成具有17.7℉的温度和湿度比为15的排风126。

图5是以夏季模式250操作的热泵系统104的示意图。在夏季模式250下，再生空气124包括冷却的除湿空气以及外界空气114包括温暖的加湿空气。

外界空气114进入供应空气通道106的入口110。外界空气114被引导到能量回收模块130的供应空气侧134。在能量回收模块130的供应空气侧134中，热量和水分从供应空气116去除，并传递到流动通过能量回收模块130的再生空气侧132的再生空气124。能量回收模块130生成冷却的、除湿的、预先调节的外界空气144。预先调节的外界空气144向下游流动到供应空气热交换器146。在夏季模式250下，供应空气热交换器146作为蒸发器运行以便冷却预先调节的外界空气144。供应空气热交换器146从预先调节的外界空气144去除热量以及将热量传递到再生空气热交换器154。供应空气热交换器146用于生成被排出到空间118内的冷却除湿供应空气（送风）116。

再生空气通道108从空间118接收冷却除湿的再生空气124。再生空气124向下游流动到能量回收模块130的再生空气侧132。冷却除湿的再生空气124从能量回收模块130的再生空气侧132接收热量和水分。热量和水分从能量回收模块130的供应空气侧134传递以便对冷却除湿的再生空气124进行加热和加湿。能量回收模块130的再生空气侧132生成温暖加湿的预先调节的再生空气148。在夏季模式250下，风挡156打开，这样预先调节的再生空气148与外界空气252相混合以便生成混合的空气254。在其它实施例中，风挡156可在夏季模式下调节来控制制冷剂的冷凝温度。外界空气252注入到温暖加湿的预先调节的再生空气148中以便控制制冷系统102中的制冷压力。在一个实施例中，控制制冷系统的压力来降低冷凝温度，以便提高热泵系统104的效率。

混合空气254被引导到预处理模块150。在一个实施例中，混合空气254可旁路经过预处理模块150。在一个实施例中，在受控的自由冷却模式下可旁路经过预处理模块150和再生空气热交换器154，其中所述制冷系统102未运行。预处理模块150加热混合空气254以便生成预热空气152。预热空气152向下游被引导到再生空气热交换器154。在夏季模式250下，再生空气热交换器154作为冷凝器运行以便加热预热空气152并生成温暖的排风126。温暖的排风126排出到大气中。在一个示例性的实施例中，预处理模块150加热混合空气254以便提高再生空气热交换器154的效率。由于混合空气254由预处理模块150预热，因此再生空气热交换器154需要制冷系统102中更低的冷凝温度。较低的冷凝温度将提高热泵系统104的效率。

图6是以夏季模式250操作的制冷剂系统102的示意图。在夏季模式250下，旁通阀164完全关闭，以及预处理阀168完全打开或经受调节。压缩机160中的制冷剂向下游流动到预处理回路162和预处理模块150。预处理模块150加热再生空气通道108中的预先调节的再生空气148。然后预处理模块150中的制冷剂向下游流动到四通阀170。

在夏季模式250下，四通阀170以处于流体连通的方式将预处理回路162与热交换回路174的第二端部178耦联。再生空气热交换器154中的制冷剂流动将热量传递到预热空气152。供应空气热交换器146中的制冷剂从预先调节的外界空气144接收热量。然后制冷剂向下游流动到四通阀170。在夏季模式250下，四通阀170将热交换回路174的第一端部176耦联到分离器回路172以便使得制冷剂从热交换回路174返回到压缩机160。

图7是示出以夏季模式250操作的热泵系统104性能的图表500。图表500示出热泵系统104的两种操作条件。相对于多种性能因素502示出这些操作条件。性能因素502包括外界空气114的温度504，预先调节的外界空气144的温度506，再生空气124的温度508，预先调节的再生空气148的温度510，预热空气152的温度512，以及供应空气116的温度516。性能因素502还包括供应空气的流通容量518，冷凝器空气的流通容量520，压缩机功耗522，压缩机160的能效比524，制冷剂饱和吸气温度526，制冷剂冷凝温度528，供应空气热交换器146的冷却能力529。

在第一操作条件530下，热泵系统104不包括预处理模块150。热泵系统104接收具有95℉干球和78℉湿球温度504的外界空气114。能量回收模块130对外界空气114进行冷却和除湿以便生成具有80.8℉干球和68.5℉湿球温度506的预先调节的外界空气144。供应空气热交换器146对预先调节的外界空气144进行冷却以便生成具有52.6℉干球和52.6℉湿球温度516的供应空气116。在第一操作条件530下，热泵系统104接收具有75℉干球和63℉湿球温度508的再生空气124。能量回收模块130对再生空气124进行加热和加湿以便生成具有91.68℉干球温度510的预先调节的再生空气148。在第一操作条件530下，热泵系统104不包括预处理模块150。因此，预热空气152的温度512与预先调节的再生空气148的91.68℉的干球温度510相同。再生空气热交换器154加热预先调节的再生空气148。

在第一操作条件530下，热泵系统104分别具有8000和14000的供应空气流通容量518和冷凝器空气流通容量520。热泵系统104的压缩机功耗522为32568.44W以及压缩机160的能效比524为11.9。热泵系统104的饱和吸气温度526和冷凝温度528分别为47.15℉和127.5℉。供应空气热交换器146具有388MBH的冷却能力（制冷量）529。

在第二操作条件532下，热泵系统104包括预处理模块150。热泵系统104接收具有95℉干球和78℉湿球温度504的外界空气114。能量回收模块130对外界空气114进行冷却和除湿以便生成具有80.8℉干球和68.5℉湿球温度506的预先调节的外界空气144。供应空气热交换器146冷却预先调节的外界空气144以便生成具有51.94℉干球和51.94℉湿球温度516的供应空气116。在第二操作条件532下，热泵系统104接收具有温度75℉干球和63℉湿球温度508的再生空气124。能量回收模块130加热和加湿再生空气124以便生成具有91.68℉干球温度510的预先调节的再生空气148。预处理模块150加热预先调节的再生空气148以便生成具有97.65℉干球温度512的预热空气152。再生空气热交换器154对预热空气152进行加热。

在所述第二操作条件532下，热泵系统104分别具有8000和14000的供应空气流通容量518和冷凝器空气流通容量520。热泵系统104的压缩机功耗522为31400W以及压缩机160的能效比524为12.7。热泵系统104的饱和吸气温度526和冷凝温度528分别为46.69℉和123.7℉。供应空气热交换器146具有399.7MBH的冷却能力529。

图8是示出以夏季模式250操作的所示热泵104性能的焓湿图600。焓湿图600示出外界空气为95℉时的热泵104性能。焓湿图600包括以单位℉表示空气干球温度的x-轴602。y-轴604表示以每磅干燥空气中子粒水分为单位的空气湿度比。

热泵系统104在点606处接收具有95℉温度和湿度比为120的外界空气114。能量回收模块130对外界空气114进行冷却和除湿以便在点608处生成具有80.8℉温度和湿度比为85的预先调节的外界空气144。供应空气热交换器146冷却预先调节的外界空气144以便在点610处生成具有51.94℉温度和湿度比为58的供应空气116。

热泵系统104在点612处接收具有75℉和湿度比为67的再生空气124。能量回收模块130加热和加湿再生空气124以便在点614处生成具有91.68℉温度和湿度比为98的预先调节的再生空气148。预处理模块150加热包括外界空气的混合空气以便在点616处生成具有97.65℉温度和湿度比为98的预热空气152。再生空气热交换器154对预热空气152进行加热以便在点618处生成具有123.7℉温度和湿度比为98的排风126。

图9是根据一个实施例形成的热泵系统904的示意图。热泵系统904与制冷剂系统1002（如图10中所示）处于流体连通。热泵系统904配置成在供应空气通道906和再生空气通道908之间交换显热和潜热。在一个实施例中，热泵系统904可仅仅用于传递显热。供应空气通道906邻近再生空气通道908定位。供应空气通道906和再生空气通道908由隔板909分隔开。供应空气通道906在入口910和出口912之间延伸。供应空气风挡913可设置在入口910处。当空气风挡913打开时，入口910接收外界空气914。出口912将供应空气916排出到空间918内。空间918可为建筑物、房间、封闭结构等。风扇915可设置于供应空气通道906内。风扇915配置成使得外界空气914移动通过供应空气通道906。如图所示，风扇915可邻近入口910定位。任选地，风扇915可邻近出口912定位。此外，热泵系统904可在供应空气通道906内包括多于一个的风扇915。

再生空气通道908包括入口920和出口922。入口920接收再生空气924。再生空气924可包括来自空间918的回风。排风风挡917可设置在出口922处。当排风风挡917打开时，出口922将排风926排出到外界大气中。风扇919可设置于再生空气通道908内。风扇919配置成使得排风926移动通过再生空气通道908。如图所示，风扇919可邻近出口922定位。任选地，所述风扇919可邻近入口920定位。此外，热泵系统904可在再生空气通道908内包括多于一个的风扇919。

能量回收模块930在再生空气通道908和供应空气通道906之间延伸。在一个实施例中，热泵系统904可为不包括能量回收模块930的空气-空气热泵。能量回收模块930包括再生空气侧932和供应空气侧934。再生空气侧932位于再生空气通道908内。供应空气侧934位于供应空气通道906内。能量回收模块930可在再生空气侧932和供应空气侧934之间传递显热和潜热。能量回收模块930在供应空气通道906和再生空气通道908之间传递显热和潜热。

能量回收模块930可为一个或多个不同类型的能量回收装置，诸如像焓轮、显热轮、除湿轮、板片式热交换器、板片式能量（热量和水分）交换器、热管、环形回路、被动RAMEE等。

焓轮为旋转式空气-空气热交换器。如果能量回收模块930包括焓轮，则供应空气通道906内的空气在与再生空气通道908内的空气流动相反的方向上通过。焓轮可由具有任选干燥剂涂层的导热材料形成。

通常而言，焓轮可填充有透气性的材料，导致较大的表面积。表面积是用于传递显能的媒介。随着焓轮在供应空气通道906和再生空气通道908之间旋转，焓轮获取热能并将其释放到较冷的空气流内。可通过使用焓轮外表面上的干燥剂来完成热焓交换。干燥剂通过吸附过程传递水分，吸附过程由位于相对空气流内的蒸气分压的差异来驱动。

此外，焓轮的旋转速度也改变所传递的热量和水分的量。涂覆有干燥剂的焓轮的缓慢转动主要传递水分。涂覆有干燥剂的焓轮的更快转动提供热量和水分传递两者。

任选地，能量回收模块930可为显热轮、板片式交换器、热管、环行设备、具有冷凝器和蒸发器的制冷回路、冷水盘管等。

备选地，能量回收模块930可为平板式热交换器。平板式热交换器通常为没有移动部件的固定板。热交换器可包括分离和密封的交替板层。因为板通常是实心的以及非透过性的，因此仅仅传递显能。任选地，所述板可由允许传递显能和潜能的可选渗透材料制成。

此外，能量回收模块930可以是诸如在于2010年10月22日提交的美国申请第12/910,464中所示和所述的热交换器，该申请的标题为“适于设备机架的热交换器（Heat Exchanger for an Equipment Rack）”，其以全文通过引用并入本文。

备选地，能量回收模块930可为环形的回路或盘管。环形的回路或盘管包括通过泵送管道回路连接到彼此的两个或两个以上的多排翅片管盘管。管道注入通常为水或乙二醇的热交换流体，所述流体从排风盘管获取热量并在再次返回之前将热量传递到供应空气（送风）盘管。因此，来自排风气流的热量通过管道盘管传递到循环流体，然后从流体通过管道盘管到达供应空气（送风）气流。

此外，备选地，能量回收模块930可为热管。热管包括在热端和冷端由具有较高热导率的材料（诸如铜或铝）制成的密封管道或管。使用真空泵来从空的热管去除所有空气，然后用一定体积百分数的诸如水、乙醇等的冷却剂填充管。热管中不包括机械运动部件。热管采用蒸发冷却以便通过工作流体或冷却剂的蒸发和冷凝而将热能从一个位置传递到另一个位置。

再次参照图9，加湿器931和预热器933可在能量回收模块930的上游设置于供应空气通道906内。此外，再循环风挡935可在加湿器931和预热器933的上游设置于供应空气通道906内的隔板909内。当再循环风挡935关闭时，排风926仍保持处于再生空气通道908内。当再循环风挡935打开时，再生空气通道908内的至少一部分排风926在加湿器931和预热器933上游的某一点处通过到达供应空气通道906内。任选地，所述热泵系统904可以省略加湿器931。

类似地，循环风挡937可在能量回收模块的上游设置于供应空气通道906内的隔板909内，但在预热器933和加湿器931的下游。当再循环风挡937关闭时，供应空气通道906内的空气仍保持处于供应空气通道906内。但是，当再循环风挡937打开时，供应空气通道906内的至少一部分空气通入到达能量回收模块930下游的再生空气通道908内。

在冬季操作模式下，预热器931可在外界空气914到达能量回收模块930之前用于加热外界空气914。此外，加湿器933可在外界空气914到达能量回收模块930之前加湿外界空气914。然而，应当指出的是预热器931和加湿器933为任选组件，其可不包括在热泵系统904内。

能量回收模块930的供应空气侧934接收外界空气914，所述外界空气914可由预热器931预热和/或由加湿器933加湿。能量回收模块930在供应空气侧934中的外界空气914和再生空气侧932中的再生空气924之间传递热量和水分以便生成预先调节的外界空气944。供应空气热交换器946在能量回收模块930的下游定位在供应空气通道906内。供应空气热交换器946接收预先调节的外界空气944并生成供应空气916。

在再生空气通道908内，能量回收模块930的再生空气侧932接收再生空气924。能量回收模块930在再生空气侧932中的再生空气924和供应空气侧934中的外界空气914之间传递显热和潜热以便生成预先调节的再生空气948。在再生空气通道908内，预处理模块950位于能量回收模块930的再生空气侧932的下游。在一个实施例中，预处理模块950可为热交换器等。预处理模块950接收和加热预先调节的再生空气948以便生成预热空气952。再生空气热交换器954位于预处理模块950的下游。在一个实施例中，预处理模块950可在相同的框架或外壳内安装到再生空气热交换器954上。再生空气热交换器954接收预热空气952并生成排风926。再生空气热交换器954流体耦联到供应空气热交换器946。再生空气热交换器954和供应空气热交换器946在预热空气952和预先调节的外界空气944之间传递热量。

再生空气通道908还包括位于能量回收模块930的再生空气侧932和预处理模块950之间的风挡956。风挡956可被打开以便允许外界空气在进入到预处理模块950内之前与预先调节的再生空气948相混合。

在冬季模式下，再生空气924包括温暖的加湿空气而外界空气914包括冷却除湿后的空气。

外界空气914通过打开的风挡913进入到供应空气通道906的入口910内。然后外界空气914可在被引导到能量回收模块930的供应空气侧934之前由预热器931加热以及由加湿器加湿。在能量回收模块930的供应空气侧934中，供应空气916从流动通过能量回收模块930的再生空气侧932的再生空气924接收热量和水分。能量回收模块930生成温暖的、加湿的、预先调节的外界空气944。预先调节的外界空气944向下游流动到供应空气热交换器946。在冬季模式下，供应空气热交换器946作为冷凝器运行以便加热预先调节的外界空气944。供应空气热交换器946从再生空气热交换器954接收热量。预先调节的外界空气944从供应空气热交换器946接收热量以便生成温暖加湿的供应空气916。温暖加湿的供应空气916被排出到空间918内。

再生空气通道908从空间918接收温暖加湿的再生空气924。再生空气924向下游流动到能量回收模块930的再生空气侧932。能量回收模块930的再生空气侧932从再生空气924去除热量和水分。热量和水分被传递到能量回收模块930的供应空气侧934以便加热和加湿外界空气914。能量回收模块930的再生空气侧932产生冷却的、除湿的、预先调节的再生空气948。在冬季模式下，风挡956被选择性地打开或关闭，这样外界空气可取决于控制要求来与预先调节的再生空气948混合（或不混合）。预先调节的再生空气948被引导到预处理模块950。在一个实施例中，当外界空气914具有低于约35℉的温度时，预先调节的再生空气948被引导到预处理模块950。预处理模块950加热预先调节的再生空气948以便生成预热空气952。在一个实施例中，当热泵系统904接收具有高于35℉温度的外界空气914时，预处理模块950可以关断，这样预先调节的再生空气948以没有变化的方式流动通过预处理模块950。任选地，预先调节的空气948可旁路经过预处理模块950。

预热空气952向下游被引导到再生空气热交换器954。在冬季模式下，再生空气热交换器954作为蒸发器运行以便对预热空气952进行冷却和除湿并生成冷却除湿的排风926。当风挡917打开时，冷却除湿的排风926被排出到大气中。在一个示例性的实施例中，在冬季模式下，预处理模块950加热预先调节的再生空气948以便防止在再生空气热交换器954上结霜。具体地，当热泵系统904在低于约35℉的外界空气温度下操作时，由于再生空气热交换器954生成冷却除湿的排风926，因此在再生空气热交换器954上可能会结霜。加热预先调节的再生空气948允许再生空气热交换器954生成不超过空气饱和点的冷却的除湿排风926。通过防止冷却的除湿排风926的饱和，在再生空气热交换器954的盘管上不形成冷凝物。因此，通过预热预先调节的再生空气948可以防止在再生空气热交换器954的盘管上结霜。

此外，如下所述，风挡913，917和956可关闭，而风挡935和937可打开，以便提供用于给再生空气热交换器954除霜的排风963的再循环回路。因此，附加的风挡957可紧邻能量回收模块930的上游定位在供应空气通道906内，而另一个风挡959可紧邻能量回收模块930的下游定位在再生空气通道908内。在除霜循环过程中当风挡913、917和956也关闭时，附加风挡也可关闭，而再循环风挡935和937打开。

图10是根据一个实施例形成的制冷剂系统1002的示意图。制冷剂系统1002包括流动通过其的制冷剂。制冷剂系统1002包括压缩机1060，诸如涡旋或其它各种压缩机，其控制调节制冷剂以达到制冷剂系统1002所需的温度和压力条件。可包括曲轴箱加热器的气液分离器1061位于压缩机1060的上游以避免液态制冷剂流动到压缩机1060内。预处理回路1062和旁路回路1058位于压缩机1060的下游且流体耦联到压缩机1060。旁通阀1064和止回阀1066位于旁路回路1058内。在一个实施例中，止回阀1066可位于预处理模块950出口处以避免制冷剂迁移。预处理阀1068和预处理模块950位于预处理回路1062内，从而使得预处理模块950流体耦联到压缩机1060。任选地，制冷剂管道可紧邻预处理模块950的下游定位且连接到紧邻气液分离器1061上游的一个点处。阀可位于制冷剂管路内。当阀打开时，液态制冷剂可直接从预处理模块950通过返回到气液分离器1061。当阀关闭时，液态制冷剂朝向直通回路1069通过离开预处理回路1062。

热气体旁路回路1067和直通回路1069位于预处理模块950和四通阀1070之间。任选地，热气体旁路回路1067和直通回路1069可位于压缩机1060和预处理模块950之间。热气体旁路回路1067包括热气体再加热盘管1073上游的旁通阀1071，热气体再加热盘管1073在止回阀1075的上游。阀1077设置于直通回路1069内。当阀1077打开而旁通阀1071关闭时，制冷剂从预处理模块950流动到四通阀1070。当阀1077关闭而阀1071打开时，制冷剂在通过到达四通阀1070之前通过到达热气体再加热盘管1073内。任选地，制冷剂可紧邻热气体再加热盘管1073的下游定位并连接到紧邻气液分离器1061上游的一个点处。阀可定位于制冷剂管路内。当阀打开时，液态制冷剂可直接从热气体再加热盘管1073通过返回到气液分离器1061。当阀关闭时，液态制冷剂朝向四通阀1070通过离开热气体再加热盘管1073。

旁路回路1058、预处理回路1062、热气体旁路回路1067和直通回路1069限定了将气液分离器和压缩机1060链接到四通阀1070的一个或多个制冷剂通路、管道等。分离器回路1072在四通阀1070和气液分离器1061之间处于流体连通。

热交换回路1074与四通阀1070和热泵系统904（图1中所示）处于流体连通。该热交换回路1074包括第一端部1076和第二端部1078。热交换回路1074的第一端部1076和第二端部1078均与四通阀1070处于流体连通，这样热交换回路1074从四通阀1070接收制冷剂以及将制冷剂返回到四通阀1070。供应空气热交换器946和再生空气热交换器954位于热交换回路1074内。阀1080和接收器1082在供应空气热交换器946和再生空气热交换954之间定位于热交换回路1074内。任选地，制冷剂过滤器和/或干燥器可设置于热交换回路1074内，诸如设置于阀1080和接收器1082之间。

此外，水头压力控制阀1083可在供应热交换器946和阀1080之间定位于热交换回路1074内。水头压力控制阀1083配置成控制系统1002中的在供应空气热交换器946和压缩机1060之间的压力。水头压力控制阀1083可操作以便将压缩机1060处的制冷剂排出压力和/或温度保持在特定的设定值。总体而言，水头压力控制阀1083防止压缩机1060在操作范围之外的操作，并确保阀1080正常工作。例如，在低温下的加热操作过程中，当预处理模块950被激活时，冷凝温度会超出压缩机1060的功能性工作范围。因此，使用水头压力控制阀1083，从而允许制冷剂系统1002正常工作。

应当指出的是，在制冷剂系统1002中示出的组件仅仅是示例性的，而制冷剂系统1002可包括附加的组件，诸如附加的阀、止回阀、压力开关等。

预处理模块950与供应空气热交换器946和再生空气热交换器954均以处于流体连通的方式耦联。预处理模块950在通过制冷剂系统1002的共同制冷剂通路内在供应空气热交换器946和再生空气热交换器954之间流体耦联。

在冬季模式下，压缩机1060中的制冷剂向下游流动到旁路回路1058或预处理回路1062中的至少一个。所述旁通阀1064和预处理阀1068基于预处理模块950的制冷剂需求进行控制。例如，当在较高的外界温度下运行时，预处理模块950需要较少的制冷剂流动。因此，旁通阀1064和预处理阀168受控来引导更多的制冷剂通过旁路回路1058。随着外界温度降低，预处理模块950需要较多的制冷剂流动。因此，旁通阀1064和预处理阀1068受控以便引导更多的制冷剂通过预处理回路1062。在一个实施例中，当外界温度达到约5℉时，旁通阀1064可关闭，以及预处理阀1068可以完全打开，这样所有的制冷剂流动通过预处理回路1062和预处理模块950。在一个实施例中，附加的制冷剂流量控制装置可定位于预处理模块950的下游。例如，阀1077可关闭而阀1071打开，以便允许制冷剂通过热气体再加热盘管1073。然而如果预处理模块950下游的制冷剂温度是合适的，则阀1077打开，同时阀1071关闭，这样制冷剂直接通过到达四通阀1070。在通常情况下，预处理模块950（以及任选地，热气体再加热盘管1073）加热再生空气通道908内的预先调节的再生空气948（如图9中所示）。然后旁路回路1058和预处理回路1062中的制冷剂向下游流动到四通阀1070。

在冬季模式下，四通阀1070耦联旁路回路1058和预处理回路1062与第一端部1076处于流体连通。制冷剂流动通过回路1076以便流动到供应空气热交换器946。供应空气热交换器946中的制冷剂将热量提供给预先调节的外界空气944。然后，制冷剂流动通过回路1074以便流动到再生空气热交换器954。再生空气热交换器954接收来自预热空气952的热量。然后制冷剂向下游流动到四通阀1070。在冬季模式下，四通阀1070将热交换回路1074的第二端部178耦联到分离器回路1072以便使得来自热交换回路1074的制冷剂返回到压缩机1060。

如图10中所示，阀1090（诸如电磁阀）可位于再循环旁路通路1091内，该再循环旁路通路1091可设置于热气体旁路回路1067和直通回路1069的下游，但在四通阀1070的上游。再循环旁通通路1091连接到再生空气热交换器954。如上所述，当阀1090关闭时，制冷剂从直通回路1069或热气体旁路回路1067通过到达四通阀1070。然而，当阀1090打开时，制冷剂从直通回路1069或热气体旁路回路1067通过直接到达再生空气热交换器954。如下面所解释说明的那样，在再生空气热交换器954除霜过程中阀1090打开。

然而在对除霜过程进行解释说明之前，再次参照图9，在夏季操作模式下，再生空气924包括冷却除湿的空气而外界空气914包括温暖的加湿空气。

当风挡913打开时，外界空气914进入到供应空气通道906的入口910内。外界空气914被引导到能量回收模块930的供应空气侧934。在该段时间内，预热器931和加湿器933可被停用。任选地，预热器931和加湿器933可以反向模式操作，使得预热器931用作预冷器，而加湿器933用作除湿器。备选地，该系统904可不包括加湿器933和/或预热器931。在能量回收模块930的供应空气侧934中，从供应空气916中去除热量和水分并将热量和水分传递到流动通过能量回收模块930再生空气侧932的再生空气924。能量回收模块930生成冷却的、除湿的、预先调节的外界空气944。预先调节的外界空气944向下游流动到供应空气热交换器946。在夏季模式下，供应空气热交换器946作为蒸发器运行以便冷却预先调节的外界空气944。供应空气热交换器946从预先调节的外界空气944去除热量并将热量传递到再生空气热交换器954。供应空气热交换器946生成被排出到空间918内的冷却的、除湿的供应空气916。

再生空气通道908从空间918接收冷却除湿的再生空气924。再生空气924向下游流动到能量回收模块930的再生空气侧932。冷却除湿的再生空气924从能量回收模块930的再生空气侧932接收热量和水分。从能量回收模块930的供应空气侧934传递热量和水分以便对冷却的除湿的再生空气924进行加热和加湿。能量回收模块930的再生空气侧932生成温暖的、加湿的、预先调节的再生空气948。在夏季模式下，风挡956可打开，这样预先调节的再生空气948与外界空气952混合以便生成混合空气954。在其它实施例中，风挡956可以夏季模式来调节以便控制制冷剂的冷凝温度。外界空气952注入到温暖的、加湿的、预先调节的再生空气948内，以便控制制冷系统1002中的制冷压力。在一个实施例中，控制制冷系统压力降低冷凝温度，以便提高热泵系统904的效率。

混合空气954被引导到预处理模块950。在一个实施例中，混合空气954可旁路经过预处理模块950。在一个实施例中，在受控的自由冷却模式下，预处理模块950和再生空气热交换器954可旁路经过预处理模块950，其中所述制冷剂系统1002未运行。预处理模块950加热混合空气954以便生成预热空气952。预热空气952向下游被引导到再生空气热交换器954。在夏季模式下，再生空气热交换器954作为冷凝器运行以便加热预热空气952并生成温暖的排风926。温暖的排风926排出到大气中。在一个示例性的实施例中，预处理模块950加热混合空气954以便提高再生空气热交换器954的效率。由于混合空气954由预处理模块950预热，因此再生空气热交换器954需要制冷系统1002中更低的冷凝温度。较低的冷凝温度将提高热泵系统904的效率。

再次参照图10，在夏季模式下，旁通阀1064可关闭而预处理阀1068可完全打开或经受调节。压缩机1060中的制冷剂向下游流动到预处理回路1062和预处理模块950。预处理模块950加热再生空气通道908内的预先调节的再生空气948（如图9所示）。类似地，在夏季模式下，阀1077可打开，而阀1071可关闭，这样预处理回路1062中的制冷剂通过到达四通阀1070。此外，在夏季模式下，阀1090可关闭，使得制冷剂不直接旁路到达再生空气热交换器954。因此，预处理模块950中的制冷剂向下游流动到四通阀1070。

参照图9和图10，在夏季模式下，类似于如图6所示的那样，四通阀1070以与热交换回路1074的第二端部1078处于流体连通的方式耦联预处理回路1062。再生空气热交换器954中的制冷剂流动将热量传递到预热空气952。供应空气热交换器946中的制冷剂从预先调节的外界空气944接收热量。然后制冷剂向下游流动到四通阀1070。在夏季模式下，四通阀1070将热交换回路1074的第一端部1076耦联到分离器回路1072以便将制冷剂从热交换回路1074返回到压缩机1060。

在冬季操作模式下，再生空气热交换器954可能需要除霜。诸如具有中央处理单元的计算机、恒温器/恒湿器等的控制系统1092可操作地连接到在图9和图10中所示和所述的阀和风挡。控制系统1092配置成使得热泵系统904在加热模式和除霜模式之间转变。控制系统1092可以可操作地连接到位于热泵系统904和制冷剂系统以及位于外界的温度和湿度传感器。基于所检测到的温度和湿度，控制系统1092可以选择性地打开和关闭风挡、选择性地激活和停用制冷剂的流动等等。

如上文所述，气液分离器1061可包括加热器，诸如曲轴箱加热器。人们业已发现曲轴箱加热器可以增加气液分离器的吸气压力，从而延迟结霜，并提高加热性能。因此，当饱和吸气温度低于特定的温度诸如21℉时可以激活曲轴箱加热器。由操作人员或控制系统来检测除霜启动温度。除霜启动温度例如可为35℉。

供应空气通道906包括能量回收模块930上游的预处理段969和能量回收模块930下游的后处理段973。再生空气通道908包括能量回收模块930上游的上游段975以及能量回收模块930下游的下游段971。

一旦检测到除霜启动温度，操作人员或控制系统1092停用风扇915和919。接着，风挡913和917关闭（风挡956也关闭）。风挡957和959也可关闭。在该段时间内，再循环风挡935和937打开以便提供排风的再循环回路963，该排风的再循环回路963沿着除霜的空气流动通路967行进，所述除霜的空气流动通路967包括供应空气通道906的预处理段969的至少一部分以及再生空气通道908的下游段971的至少一部分（此外，附加的关闭风挡957可紧邻能量回收模块930的上游定位在供应空气通道906内，以及另一关闭风挡959可紧邻能量回收模块930的下游定位在再生空气通道908内）。在风挡913和917关闭以及再循环风挡935和937打开之后，阀1090打开，这样制冷剂可从压缩机1060通过到达再生热交换器954。此外，阀1071可打开以便允许制冷剂在通过到达再生热交换器954之前通过热气体再加热盘管1073。经过一段预定时间(诸如两或三分钟之后)，风扇915可以被重新激活以迫使空气通过再循环回路963。也可以激活预热器931和/或加湿器933以便进一步加热和/或加湿再循环回路963内的空气。再循环回路内的加热空气使得再生热交换器954的温度升高，从而防止在再生热交换器954内或其上结霜。一旦操作人员或控制系统1092确定再生热交换器954已经除霜，则再循环风挡935和937关闭，风挡913和917重新打开，阀1090关闭，风扇919可以被重新激活，从而使得系统904返回到正常加热操作。

图11示出根据一个实施例的热泵系统904（如图9中所示）的加热和除霜循环。如图11中所示，热泵系统904可以由除霜循环1102隔开的一系列加热循环1100来操作，其中在加热循环1100中所述热泵系统904用于加热和/或加湿空间918，其中在除霜循环1102中所述热泵系统904转变到给再生空气热交换器954除霜。例如，热泵系统904可以第一加热循环1100a运行预定的一段时间，诸如40到50分钟。在上述预定的一段时间过后，所述热泵系统904转变到除霜循环1102a运行较短的一段时间，诸如8至10分钟。在除霜循环1102a时间段过去之后，热泵系统904转变回到加热循环1100b，且通过加热循环1100b、除霜循环1102b、加热循环1100c、除霜循环1102c、加热循环1100d等来重复上述过程。

除霜循环1102的频率可以被最小化以便在封闭的空间内保持舒适的温度。在一个实施例中，最短的除霜时间可为加热循环的10％，而最长的除霜时间可为加热循环的20％。然而，除霜时间可长于或短于这些实例。例如，每一加热循环1100可持续20分钟，而每一除霜循环1102可持续1分钟。作为另一个实例，加热循环1100可持续90分钟，而每一除霜循环1102可持续1-10分钟。

图12示出根据一实施例的热泵系统操作过程的流程图。在1200，热泵系统以加热模式操作以便加热封闭的空间。诸如计算机、数字恒温器等的控制系统也可用于使得热泵系统以加热模式操作。在1202，操作人员或控制系统确定再生空气热交换器（诸如图9中所示的再生空气热交换器954）有否结霜。结霜的阈值可为预定的外界温度或再生空气热交换器的温度，诸如35℉。如果再生空气热交换器没有结霜，该过程返回到1200。然而，如果再生空气热交换器结霜，则所述热泵系统在1204进入到除霜循环。在除霜循环中，供应风扇和排风风扇（诸如图9中所示的风扇915和919）在1206停用。然后，在1208，入口和出口风挡（诸如图9中所示的风挡913和917）关闭。在1210，再循环风挡（诸如图9中所示的风挡935和937）打开以便在供应空气通道和再生空气通道之间提供空气再循环回路。接着，在1212，阀（诸如图10中所示的阀1090）打开，从而将再生热交换器直接连接到预处理模块950下游的制冷剂管路，如图10中所示。在一段时间过后，供应风扇915可被激活以便使得温暖的空气924从空间流通，以便进一步提高除霜效果。在1214，操作人员或控制系统确定除霜过程是否完成。如果没有完成，那么在1216，保持当前的除霜操作。然而，如果除霜操作已经完成，则过程进行到1220，其在预定的一段时间过后停用除霜循环。任选地，所述除霜过程可继续直到再生空气热交换器达到所需温度，在该温度下不能在再生空气热交换器内或其上结霜。在1220之后，该过程返回到1200。

应当理解的是上面的描述意旨是说明性的而非限制性的。例如，上述的实施例（和/或其各方面）可相互组合使用。此外，在不脱离其范围的情况下可根据本发明的各种实施例的教导做出许多修改以适应特定的情况或材料。虽然本文所述的尺寸和材料类型意旨限定本发明各种实施例的参数，但是这些实施例并非意味着是限制性的，而是示例性的实施例。在研读了上述说明中之后对于本技术领域的技术人员而言许多其它实施例将是显而易见的。因此本发明各种实施例的范围应当参照所附权利要求连同享有等同于这些权利要求权利的全部范围来确定。在所附权利要求中，术语“包括（including）”和“在其中（in which）”用作相应术语“包括（comprising）”和“其中（wherein）”的平易英语的等同用语。此外，在下面权利要求中，术语“第一”，“第二”和“第三”等仅仅用作标注，而并非意旨对它们的对象加以数字要求。此外，下面权利要求的限制没有以装置加功能的格式撰写，且并非意旨依据35 U.S.C§112第六段来解释，除非以及直到这种权利要求的限制明确使用短语“用于……的装置”之后进行功能陈述而没有对进一步的结构进行陈述。

本书面描述使用实例来公开本发明的各种实施例，包括最佳模式，并且还使得本领域内的任何本领域技术人员能够实践本发明的各种实施例，包括制作和使用任何装置或系统，并执行任何结合的方法。本发明各种实施例的可授予专利权的范围由权利要求限定，并且可包括对于本领域技术人员会想到的其它实例。如果实例具有无异于权利要求字面语言的结构元件，或者如果实例包括与权利要求字面语言并无实质差异的等同结构元件的话，这样的其它实例意旨在权利要求的范围之内。

Claims

1.用于在空间内控制调节空气的热泵系统，所述系统包括：

供应空气通道，其用于接收空气以及将供应空气排出到空间内；

再生空气通道，其用于从空间接收再生空气以及排出排风，再生空气通道和供应空气通道由隔板分隔开；

能量回收模块，其具有位于供应空气通道内的供应空气侧和位于再生空气通道内的再生空气侧，在冬季模式下，能量回收模块的再生空气侧从再生空气通道内的再生空气去除热量和水分；

再生空气热交换器，其位于能量回收模块的再生空气侧下游的再生空气通道内，在冬季模式下，再生空气热交换器从再生空气去除热量，再生空气热交换器排出排风；以及

预处理模块，其在能量回收模块的再生空气侧和再生空气热交换器之间定位于再生空气通道内，在冬季模式下，预处理模块加热来自能量回收模块的再生空气以便防止在再生空气热交换器上结霜。

2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于所述能量回收模块接收和控制调节外界空气、环境空气、混合空气或回风中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于所述预处理模块和再生空气热交换器共享一个共同的制冷剂通路。

4.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于还包括供应空气热交换器，其在能量回收模块的供应空气侧的下游定位于供应空气通道内，所述供应空气热交换器流体耦联到再生空气热交换器，以便使得能够在供应空气和再生空气之间进行热交换。

5.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于还包括供应空气热交换器，其在能量回收模块的供应空气侧的下游定位于供应空气通道内，所述预处理模块和供应空气热交换器共享一个共同的制冷剂通路。

6.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于还包括压缩机，其用于控制调节流动通过预处理模块和再生空气热交换器的制冷剂。

7.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于还包括旁路回路，其用于控制制冷剂到预处理模块的流动。

8.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于在冬季模式下，所述能量回收模块的再生空气侧将热量和水分从再生空气传递到能量回收模块的供应空气侧，能量回收模块的供应空气侧加热和加湿外界空气。

9.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于所述预处理模块加热来自能量回收模块的再生空气以便防止由再生空气热交换器生成的排风的饱和。

10.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于还包括预热器，其在能量回收模块的供应空气侧的上游定位在供应空气通道内，所述预热器加热供应空气通路内的外界空气。

11.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于还包括供应空气热交换器，其在能量回收模块的供应空气侧的下游定位在供应空气通道内，所述供应空气热交换器在冬季模式下作为冷凝器运行。

12.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于所述再生空气热交换器在冬季模式下作为蒸发器运行。

13.用于在空间内控制调节空气的热泵系统，所述系统包括：

能量回收模块，其具有位于供应空气通道内的供应空气侧和位于再生空气通道内的再生空气侧，在夏季模式下，能量回收模块的再生空气侧加热和加湿再生空气通道内的再生空气；

再生空气热交换器，其位于能量回收模块的再生空气侧下游的再生空气通道内，在夏季模式下，再生空气热交换器加热再生空气，再生空气热交换器排出排风；以及

预处理模块，其在能量回收模块的再生空气侧和再生空气热交换器之间定位于再生空气通道内，在夏季模式下，预处理模块加热来自能量回收模块的再生空气以便降低冷凝温度以及提高再生空气热交换器的效率。

14.根据权利要求13所述的热泵系统，其特征在于所述能量回收模块接收和控制调节外界空气、环境空气、混合空气或回风中的至少一种。

15.根据权利要求13所述的热泵系统，其特征在于所述预处理模块和再生空气热交换器共享一个共同的制冷剂通路。

16.根据权利要求13所述的热泵系统，其特征在于还包括供应空气热交换器，其在能量回收模块的供应空气侧的下游定位于供应空气通道内，所述供应空气热交换器流体耦联到再生空气热交换器，以便使得能够在供应空气和再生空气之间进行热交换。

17.根据权利要求13所述的热泵系统，其特征在于还包括供应空气热交换器，其在能量回收模块的供应空气侧的下游定位于供应空气通道内，所述预处理模块和供应空气热交换器共享一个共同的制冷剂通路。

18.根据权利要求13所述的热泵系统，其特征在于还包括压缩机，其用于控制调节流动通过预处理模块和再生空气热交换器的制冷剂。

19.根据权利要求13所述的热泵系统，其特征在于还包括旁路回路，其用于控制制冷剂到预处理模块的流动。

20.根据权利要求13所述的热泵系统，其特征在于在夏季模式下，能量回收模块的供应空气侧将热量和水分从供应空气传递到能量回收模块的再生空气侧，所述能量回收模块的再生空气侧将热量和水分从供应空气传递到能量回收模块的再生空气侧。

21.根据权利要求13所述的热泵系统，其特征在于还包括供应空气热交换器，其在能量回收模块的供应空气侧的下游定位在供应空气通道内，所述供应空气热交换器在夏季模式下作为蒸发器运行。

22.根据权利要求13所述的热泵系统，其特征在于所述再生空气热交换器在夏季模式下作为冷凝器运行。

23.用于在空间内控制调节空气的热泵系统，所述系统包括：

供应空气热交换器，其位于供应空气通道内以便控制调节供应空气通道内的供应空气；

再生空气热交换器，其位于再生空气通道内以便控制调节再生空气通道内的再生空气，其中热量在再生空气热交换器和供应空气热交换器之间传递；以及

预处理模块，其位于再生空气热交换器上游的再生空气通道内，预处理模块加热再生空气通道内的再生空气。

24.根据权利要求23所述的热泵系统，其特征在于所述供应空气通道接收外界空气、环境空气、混合空气或回风中的至少一种。

25.根据权利要求23所述的热泵系统，其特征在于所述预处理模块和再生空气热交换器共享一个共同的制冷剂通路。

26.根据权利要求23所述的热泵系统，其特征在于所述预处理模块和供应空气热交换器共享一个共同的制冷剂通路。

27.根据权利要求23所述的热泵系统，其特征在于所述预处理模块在再生空气热交换器和供应空气热交换器之间流体耦联。

28.根据权利要求23所述的热泵系统，其特征在于还包括压缩机，其用于控制调节流动通过预处理模块的制冷剂。

29.根据权利要求23所述的热泵系统，其特征在于还包括旁路回路，其用于控制制冷剂到预处理模块的流动。

30.根据权利要求23所述的热泵系统，其特征在于在夏季模式下，再生空气热交换器作为冷凝器运行而供应空气热交换器作为蒸发器运行。

31.根据权利要求23所述的热泵系统，其特征在于在冬季模式下，再生空气热交换器作为蒸发器运行而供应空气热交换器作为冷凝器运行。

32.根据权利要求23所述的热泵系统，其特征在于还包括能量回收模块，其具有供应空气侧和再生空气侧，供应空气侧定位在供应空气热交换器上游的供应空气通道内，再生空气侧定位在再生空气热交换器上游的再生空气通道内，能量回收模块在再生空气和供应空气之间传递热量和水分。

33.根据权利要求23所述的热泵系统，其特征在于在冬季模式下，所述预处理模块加热再生空气以便防止在再生空气热交换器上结霜。

34.根据权利要求23所述的热泵系统，其特征在于在冬季模式下，所述预处理模块加热再生空气以便防止由再生空气热交换器生成的排风的饱和。

35.根据权利要求23所述的热泵系统，其特征在于在夏季模式下，所述预处理模块加热再生空气以便通过降低冷凝温度来提高再生空气热交换器的效率。

36.用于在空间内控制调节空气的方法，所述方法包括：

邻近再生空气通道来定位供应空气通道，再生空气通道和供应空气通道由隔板分隔开，供应空气通道接收空气以及将供应空气排出到空间内，再生空气通道从空间接收再生空气以及排出排风；

将供应空气热交换器定位在供应空气通道内以便控制调节供应空气通道内的空气；

将再生空气热交换器定位在再生空气通道内以便控制调节再生空气通道内的再生空气；

在再生空气热交换器和供应空气热交换器之间传递热量；

将预处理模块定位在再生空气热交换器上游的再生空气通道内；以及

由预处理模块加热再生空气通道内的再生空气。

37.根据权利要求36所述的方法，其特征在于还包括将预处理模块和再生空气热交换器流体耦联到一个共同的制冷剂通路。

38.根据权利要求36所述的方法，其特征在于还包括将预处理模块和供应空气热交换器流体耦联到一个共同的制冷剂通路。

39.根据权利要求36所述的方法，其特征在于还包括将预处理模块流体耦联在再生空气热交换器和供应空气热交换器之间。

40.根据权利要求36所述的方法，其特征在于还包括将压缩机流体耦联到预处理模块以便控制调节流动通过预处理模块的制冷剂。

41.根据权利要求36所述的方法，其特征在于还包括将旁路回路流体耦联到压缩机以便控制制冷剂到预处理模块的流动。

42.根据权利要求36所述的方法，其特征在于还包括在夏季模式下将再生空气热交换器作为冷凝器运行以及将供应空气热交换器作为蒸发器运行。

43.根据权利要求36所述的方法，其特征在于还包括在冬季模式下将再生空气热交换器作为蒸发器运行以及将供应空气热交换器作为冷凝器运行。

44.根据权利要求36所述的方法，其特征在于还包括：

将能量回收模块的供应空气侧定位在供应空气热交换器上游的供应空气通道内；以及

将能量回收模块的再生空气侧定位在再生空气热交换器上游的再生空气通道内，能量回收模块在再生空气和供应空气之间传递热量和水分。

45.根据权利要求36所述的方法，其特征在于还包括在冬季模式下由预处理模块加热再生空气以便防止在再生空气热交换器上结霜。

46.根据权利要求36所述的方法，其特征在于还包括在冬季模式下由预处理模块加热再生空气以便防止由再生空气热交换器生成的排风的饱和。

47.根据权利要求36所述的方法，其特征在于还包括在夏季模式下由预处理模块加热再生空气以便提高再生空气热交换器的效率。

48.用于在空间内控制调节空气的方法，所述方法包括：

将能量回收模块的供应空气侧定位在供应空气通道内；

将能量回收模块的再生空气侧定位在再生空气通道内，能量回收模块在再生空气与供应空气之间传递热量和水分；

将再生空气热交换器定位在能量回收模块的再生空气侧下游的再生空气通道内；

由再生空气热交换器控制调节再生空气；

将预处理模块在能量回收模块的再生空气侧和再生空气热交换器之间定位于再生空气通道内；以及

由预处理模块控制调节再生空气通道内的再生空气。

49.根据权利要求48所述的方法，其特征在于所述供应空气通道接收外界空气、环境空气、混合空气或回风中的至少一种。

50.根据权利要求48所述的方法，其特征在于还包括在冬季模式下由预处理模块控制调节再生空气以便防止在再生空气热交换器上结霜。

51.根据权利要求48所述的方法，其特征在于还包括在冬季模式下由预处理模块控制调节再生空气以便防止由再生空气热交换器生成的排风的饱和。

52.根据权利要求48所述的方法，其特征在于还包括在夏季模式下由预处理模块加热再生空气以便提高再生空气热交换器的效率。

53.根据权利要求48所述的方法，其特征在于还包括将预处理模块和再生空气热交换器流体耦联到一个共同的制冷剂通路。

54.根据权利要求48所述的方法，其特征在于还包括：

将供应空气热交换器定位在能量回收模块的供应空气侧下游的供应空气通道内；以及

将供应空气热交换流体耦联到再生空气热交换器，使得能够在外界空气和再生空气之间进行热交换。

55.根据权利要求48所述的方法，其特征在于还包括：

将预处理模块和供应空气热交换器流体耦联到一个共同的制冷剂通路。

56.根据权利要求48所述的方法，其特征在于还包括将压缩机流体耦联到预处理模块以便控制调节流动通过预处理模块的制冷剂。

57.根据权利要求56所述的方法，其特征在于还包括将旁路回路流体耦联到压缩机以便控制制冷剂到预处理模块的流动。

58.根据权利要求48所述的方法，其特征在于还包括：

将预热器定位在能量回收模块的供应空气侧上游的供应空气通道内；以及

由预热器加热供应空气通道内的空气。

59.根据权利要求48所述的方法，其特征在于还包括：

将供应空气热交换器定位在能量回收模块的供应空气侧下游的供应空气通道内；

在冬季模式下将供应空气热交换器作为冷凝器运行；以及

在夏季模式下将供应空气热交换器作为蒸发器运行。

60.根据权利要求48所述的方法，其特征在于还包括：

在冬季模式下将再生空气热交换器作为蒸发器运行；以及

在夏季模式下将再生空气热交换器作为冷凝器运行。

61.用于在空间内控制调节空气的热泵系统，所述系统包括：

供应空气通道，其配置成接收空气以及将供应空气排出到空间内，其中所述供应空气通道具有供应空气入口和供应空气出口；

再生空气通道，其配置成从空间接收再生空气以及排出排风，再生空气通道和供应空气通道由隔板分隔开，其中所述再生空气通道具有再生空气入口和再生空气出口；

定位在再生空气通道内的再生空气热交换器，在加热循环过程中再生空气热交换器配置成从再生空气去除热量，再生空气热交换器排出排风；以及

定位在隔板内的至少一个再循环风挡，其中所述至少一个再循环风挡配置成在除霜循环过程中打开以便提供再生空气的再循环回路，再生空气再循环通过除霜空气流动通路，所述除霜空气流动通路包括供应空气通道的预处理段的至少一部分和再生空气通道下游段的至少一部分，其中排风的再循环回路在除霜循环过程中从再生空气热交换器除霜。

62.根据权利要求61所述的热泵系统，其特征在于所述至少一个再循环风挡包括第一和第二再循环风挡。

63.根据权利要求61所述的热泵系统，其特征在于还包括：

在供应入口附近设置于供应空气通道内的入口风挡，其中入口风挡在除霜循环过程中关闭以及在加热循环过程中打开；以及

在再生空气出口附近设置于再生空气通道内的出口风挡，其中出口风挡在除霜循环过程中关闭以及在加热循环过程中打开。

64.根据权利要求61所述的热泵系统，其特征在于还包括设置于供应空气通道内的预热器，其中再生空气的再循环回路在除霜循环过程中通过预热器。

65.根据权利要求61所述的热泵系统，其特征在于还包括设置于供应空气通道内的加湿器，其中再生空气的再循环回路在除霜循环过程中通过加湿器。

66.根据权利要求61所述的热泵系统，其特征在于还包括能量回收模块，其具有位于供应空气通道内的供应空气侧和位于再生空气通道内的再生空气侧，能量回收模块的再生空气侧配置成在加热循环过程中从再生空气通道内的再生空气去除热量和水分。

67.根据权利要求66所述的热泵系统，其特征在于还包括预处理模块，所述预处理模块在能量回收模块的再生空气侧和再生空气热交换器之间定位于再生空气通道内，在加热循环过程中预处理模块配置成加热来自能量回收模块的再生空气以便防止在再生空气热交换器上结霜。

68.根据权利要求61所述的热泵系统，其特征在于还包括压缩机，其配置成控制调节流动通过再生空气热交换器的制冷剂。

69.根据权利要求68所述的热泵系统，其特征在于还包括可操作地连接到所述压缩机的水头压力控制阀，其中水头压力控制阀配置成用于确保压缩机正常运作。

70.根据权利要求61所述的热泵系统，其特征在于还包括连接到再生空气热交换器的制冷剂通路，其中阀设置于制冷剂通路内，以及其中所述阀在加热循环过程中关闭以及在除霜循环过程中打开。

71.根据权利要求70所述的热泵系统，其特征在于所述阀包括电磁阀。

72.根据权利要求61所述的热泵系统，其特征在于还包括通过制冷剂通路连接到再生空气热交换器的热气体再加热盘管。

73.根据权利要求61所述的热泵系统，其特征在于还包括：

位于供应空气通道内的至少一个供应空气风扇；以及

位于再生空气通道内的至少一个再生空气风扇。

74.根据权利要求61所述的热泵系统，其特征在于还包括配置成在加热循环和除霜循环之间选择性地操作热泵系统的控制系统。

75.根据权利要求74所述的热泵系统，其特征在于加热循环在第一时间段内进行，以及其中除霜循环在第二时间段内进行，其中第二时间段短于第一时间段。

76.根据权利要求75所述的热泵系统，其特征在于第二时间段在第一时间段的10-20％之间。

77.在热泵系统的再生空气通道内的再生空气热交换器上除霜的方法，所述方法包括：

停用分别定位于供应空气通道和再生空气通道内的供气风扇和排风风扇；

关闭分别设置于供应空气通道和再生空气通道内的入口风挡和出口风挡；

打开设置于将供应空气通道和再生空气通道分隔开的隔板内的再循环风挡；以及

使得再生空气回路在供应空气通道和再生空气通道之间再循环，其中所述再生空气回路从再生空气热交换器除霜。

78.根据权利要求77所述的方法，其特征在于还包括打开在连接压缩机和再生空气热交换器的制冷剂管路内的阀。

79.根据权利要求77所述的方法，其特征在于还包括选择性地操作与再生空气热交换器处于流体连通的热气体再加热盘管。

80.根据权利要求77所述的方法，其特征在于还包括使得再生空气回路通过设置于供应空气通道内的预热器。

81.根据权利要求77所述的方法，其特征在于还包括使得再生空气回路通过设置于供应空气通道内的加湿器。

82.操作热泵系统的方法，以便加热空间以及给设置于再生空气通道内的再生空气热交换器除霜，所述方法包括：

在加热循环过程中使得热泵系统运行第一时间段；

在第一时间段过后将热泵系统从加热循环转变到除霜循环；

在除霜循环过程中使得热泵系统运行第二时间段；以及

通过在除霜循环过程中使得热泵系统运行第二时间段来从再生空气热交换器除霜。

83.根据权利要求82所述的方法，其特征在于还包括在第二时间段过后将热泵系统转变回到加热循环。

84.根据权利要求82所述的方法，其特征在于第一时间段长于第二时间段。

85.根据权利要求82所述的方法，其特征在于第二时间段在第一时间段的10-20％之间。

86.根据权利要求82所述的方法，其特征在于所述除霜循环包括：

使得再生空气回路在供应空气通道和再生空气通道之间再循环，其中所述再生空气回路防止在再生空气热交换器上结霜。

87.根据权利要求86所述的方法，其特征在于所述除霜循环还包括打开在连接压缩机和再生空气热交换器的制冷剂管路内的阀。

88.根据权利要求86所述的方法，其特征在于所述除霜循环还包括选择性地操作与再生空气热交换器处于流体连通的热气体再加热盘管。

89.根据权利要求86所述的方法，其特征在于所述除霜循环还包括使得再生空气回路通过设置于供应空气通道内的预热器。

90.根据权利要求86所述的方法，其特征在于所述除霜循环还包括使得再生空气回路通过设置于供应空气通道内的加湿器。