CN103380335B - 具有流动引导系统的热泵系统 - Google Patents
具有流动引导系统的热泵系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103380335B CN103380335B CN201280009372.XA CN201280009372A CN103380335B CN 103380335 B CN103380335 B CN 103380335B CN 201280009372 A CN201280009372 A CN 201280009372A CN 103380335 B CN103380335 B CN 103380335B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cold
- producing medium
- manifold
- heat converter
- heating mode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B39/00—Evaporators; Condensers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/38—Expansion means; Dispositions thereof specially adapted for reversible cycles, e.g. bidirectional expansion restrictors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
- F28F9/027—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
- F28F9/0273—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple holes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
Abstract
提供一种包括流动引导系统的热泵系统,该流动引导系统允许室外热交换器可在单流程布置与双流程布置之间切换。该热泵系统包括一个室外热交换器,一个室内热交换器,以及止回阀和管道段的一个流动引导系统,其使得室外热交换器可在单流程与双流程布置之间切换。室外热交换器可操作地在制冷模式中作为双流程冷凝器并在制热模式中作为单流程蒸发器。
Description
技术领域
本发明大体上涉及制热、通风、空调、以及制冷(HVAC&R)系统,并且更具体地涉及具有流动引导系统的热泵系统,该流动引导系统允许热交换器在单流程布置与双流程布置之间切换。
背景技术
用于制热、通风、空调、以及制冷(HVAC&R)系统存在着宽范围的应用。例如,住宅的、轻商业的、商业的以及工业的系统被用于在住宅和建筑物中控制温度和空气质量。非常通常地,这些系统通过执行热循环操作,其中流体被加热和冷却用以在控制空间内,通常地在住宅或建筑物内部提供期望的温度。类似的系统用于车辆制冷,也用于一般的制冷。
在上述的系统之内受控制的流体通常由封闭的回路限制并且包括不同的制冷剂。制冷剂被特殊地配制以在系统的正常操作温度及压力下经历相位改变,使得巨大的热量可以借助循环制冷剂的蒸发潜热来进行交换。在大多数这样的系统中,例如,制冷剂在一个热交换器中被蒸发用以从空气中吸入热量,该空气通过用于制冷目的的热交换器循环。相反地,然后制冷剂在不同的热交换器中被冷凝用以从制冷剂释放热量,并因而加热气流。根据蒸发热量交换器和冷凝热量交换器是位于控制空间的内部还是位于控制空间的外部,系统将用作对该空间之内的气体进行加热或冷却。
在热泵系统中,制冷剂通过蒸发和冷凝热交换器流动的方向可以颠倒,以允许用于从控制空间提取热量(制冷模式),和用于向空间注入热量(制热模式)。例如,在制冷模式中,气相制冷剂可以从压缩机以第一方向流动到室外热交换器,其将制冷剂冷凝。然后液体制冷剂可以通过膨胀装置流动到室内热交换器,其将制冷剂蒸发以冷却控制空间。因此,在制冷模式中,室外热交换器作为冷凝器,且室内热交换器作为蒸发器。在制热模式中,制冷剂通过系统在相反的方向流动,且热交换器的角色颠倒。例如,气相制冷剂可以从压缩机流动到室内热交换器,其将制冷剂冷凝以加热控制空间。然后制冷剂可以通过膨胀阀流动到室外热交换器,其将制冷剂蒸发。然后制冷剂流动到压缩机以通过系统重复上述循环。因此,在制热模式中,室外热交换器作为蒸发器,且室内热交换器作为冷凝器。
在通常的热泵系统中,在系统之内流动的方向被颠倒用以在制冷模式与制热模式之间切换热泵系统。因此,通过热交换器的制冷剂的流动被颠倒,且因此,制冷剂通过热交换器在制热与制冷模式中以相同数量的流程流动。但是,对于制热和制冷模式的操作,使用相同数目的流程可能是低效的和/或不希望的。
发明内容
本发明涉及一种热泵系统,其包括一个换向阀,其配置为当该热泵系统操作在制热模式中时以第一方向通过闭环循环制冷剂,且当该热泵系统操作在制冷模式中时以与第一方向相反的第二方向通过闭环循环制冷剂。热泵系统还包括一个压缩机,其配置为压缩该制冷剂;一个室内热交换器,其在制热模式中可作为冷凝器操作,且在制冷模式中可作为蒸发器操作;一个室外热交换器,其在制冷模式中可作为双流程冷凝器操作,且在制热模式中可作为单流程蒸发器操作。该室外热交换器包括:一个第一歧管;一个第二歧管,其由挡板再分成一个第一部分和一个第二部分;以及多个管道,其与该第一歧管和该第二歧管进行流体连通。该热泵系统还包括一个流动引导系统和至少一个膨胀装置,其布置在该室内热交换器与该室外热交换器之间的该闭环中,且配置用以为降低该制冷剂的压力。该流动引导系统包括该闭环的一个或多个阀和管道段,且被配置为在制冷模式中引导该制冷剂进入该第二歧管的该第一部分中,以及离开该第二歧管的该第二部分以进入该膨胀装置,且在制热模式中引导该制冷剂以进入该第一歧管中,以及离开该第二歧管的该第一和第二部分以进入该换向阀。
本发明还涉及一种热泵系统,其包括一个换向阀,该换向阀配置为当该热泵系统操作在制热模式中时以第一方向通过闭环循环制冷剂,且当该热泵系统操作在制冷模式中时以与第一方向相反的第二方向通过闭环循环制冷剂。该热泵系统还包括一个压缩机,其配置为压缩该制冷剂;一个室内热交换器,其在制热模式中可作为冷凝器操作,且在制冷模式中可作为蒸发器操作;一个室外热交换器,其在制冷模式中可作为双流程冷凝器操作,且在制热模式中可作为单流程蒸发器操作。该室外热交换器包括:一个第一歧管;一个第二歧管,其由挡板再分成一个第一部分和一个第二部分;以及多个管道,其与该第一歧管和该第二歧管进行流体连通。该热泵系统还包括一个流动引导系统和至少一个膨胀装置,其布置在该室内热交换器与该室外热交换器之间的该闭环中,且配置为用以降低该制冷剂的压力。该流动引导系统包括该闭环的一个或多个阀和管道段,且配置为在制冷模式中引导该制冷剂进入该第二歧管的该第一部分中,以及离开该第二歧管的该第二部分以进入该膨胀装置,且在制热模式中引导该制冷剂进入该第二歧管的该第一和第二部分中,以及离开该第一歧管以进入该换向阀。
本发明还涉及一种热泵系统,其包括一个换向阀,该换向阀配置为当该热泵系统操作在制热模式中时以第一方向通过闭环循环制冷剂,且当该热泵系统操作在制冷模式中时以与第一方向相反的第二方向通过闭环循环制冷剂。该热泵系统还包括一个室内热交换器,一个室外热交换器,以及一个流动引导系统。该室外热交换器包括:一个第一歧管;一个第二歧管,其由挡板再分成一个第一部分和一个第二部分;以及多个管道,其与该第一歧管和该第二歧管进行流体连通。该流动引导系统包括该闭环的一个或多个阀和管道段,且配置为,在制冷模式中,引导该制冷剂通过该第二歧管的该第一部分进入该室外热交换器且通过该第二歧管的该第二部分离开该室外热交换器,以及在制热模式中,引导该制冷剂通过该第一歧管进入该室外热交换器且通过该第二歧管的该第一和第二部分离开该室外热交换器,或者引导该制冷剂通过该第二歧管的该第一和第二部分进入该室外热交换器且通过该第一歧管离开该室外热交换器。
附图说明
图1是根据本技术的一种住宅HVAC&R系统的一个实施例的图解,该系统可以采用一种热泵系统,其具有可在双流程冷凝器与单流程蒸发器之间切换的室外热交换器。
图2是根据本技术的一个概略图,其示出了图1的热泵系统的制冷模式。
图3是根据本技术的一个概略图,其示出了图2的热泵系统的制热模式。
图4是根据本技术的一个概略图,其示出了具有可在双流程冷凝器与单流程蒸发器之间切换的室外与室内热交换器的热泵系统的另一个实施例的制冷模式。
图5是根据本技术的一个概略图,其示出了图4的热泵系统的制热模式。
图6是根据本技术的一个概略图,其示出了具有可在双流程冷凝器与单流程蒸发器之间切换的室外与室内热交换器的热泵系统的另一个实施例的制冷模式。
图7是根据本技术的一个概略图,其示出了图6的热泵系统的制热模式。
具体实施方式
本申请涉及一种热泵系统,包括:室外热交换器,其可在单流程布置与双流程布置之间切换。尤其是,当热泵系统操作在制冷模式中,室外热交换器设计成作为双流程冷凝器;并且当热泵系统操作在制热模式中,其作为单流程蒸发器。根据某些实施例,作为双流程冷凝器的室外热交换系统的操作可以在制冷模式中促进制冷剂的再冷却,从而可以改善热泵系统的操作效率。进一步地,作为单流程蒸发器的室外热交换系统的操作可以允许液体制冷剂进入蒸发器以分配进入每一个热交换器管道中,用以在具有低压降的该热交换器管道之内促进液体制冷剂的有效蒸发,可以提高系统的性能。
包括止回阀与管道段的一个流动引导系统使得室外热交换器可在单流程布置与双流程布置之间切换。根据某些实施例,止回阀布置在室外热交换器外部的闭环中,以便于维修。室外热交换器通常包括至少两组热交换管道,其设计成在热交换器的两个歧管之间引导制冷剂。管道段和止回阀设计成在制冷模式中引导流体进入一个歧管,并且在制热模式中进入另一个歧管。例如,在制冷模式中,制冷剂通过第一歧管进入室外热交换器,通过一组管道流动进入第二歧管,并且通过第二组管道返回到第一歧管。在制热模式中,制冷剂通过第二歧管进入室外热交换器并且以并联的方式通过两组管道流动进入第一歧管。
图1描述了热泵系统的一个示例性的应用,该系统包括一种室外热交换器,其可在双流程布置与单流程布置之间切换。上述的系统,通常,可以应用在大范围的装置,可用在HVAC&R的领域之内与该领域之外的领域中。然而,在目前可预计的应用中,热泵系统可以用在住宅、商业、轻工业、重工业以及任何其它应用场合,用以制冷和制热一个体积物或者包围物,例如住宅、建筑、结构等。例如,如图1所示,热泵系统10可以用于建筑物中,如住宅12。热泵系统10包括闭环14,其在室内单元16与室外单元18之间循环流体,例如制冷剂。室内单元16可以位于杂物间、阁楼、地下室等。室外单元18通常位于邻近住宅12的一侧并且由壳罩覆盖以保护系统组件,并防止树叶和其它污染物进入该单元。闭环14包括管道,其在室内单元16与室外单元18之间传递制冷剂,典型地在一个方向传递主要为液体的制冷剂,且在其相反的方向传递主要为汽化的制冷剂。
在图1中的系统操作在制冷模式中时,室外单元18中的热交换器作为冷凝器用于在闭环14之内将从室内单元16流到室外单元18的汽化的制冷剂冷凝。在这些应用中,室内单元16的热交换器作为蒸发器用于在制冷剂返回到室外单元18之前将液体制冷剂蒸发。
室外单元18通过其侧面吸入环境中的空气,如指向单元侧面的箭头所示,迫使空气借助于风扇(未示出)通过室外单元18,并且将空气排出,如在室外单元18之上的箭头所示。当操作在制冷模式中,空气通过室外单元18的热交换器加热,并且以高于其进入侧面时的温度离开单元的顶部。空气吹过热交换器的室内单元16,然后借助于管道系统20循环通过住宅12,如箭头所示进入和离开管道系统20。整个系统操作用以保持由自动调温器22设定的期望温度。当在住宅12内感知的温度高于自动调温器22的设定点(加上一个小量)时,室外单元18的热交换器将运行以冷却额外的空气,用于通过住宅12循环。当温度达到设定点(减去一个小量)时,热泵系统将暂时停止冷却循环。
当图1中的单元操作在制热模式中时,室内单元16与室外单元18的热交换器的角色互换。即,室外单元18的热交换器将作为蒸发器用以将制冷剂蒸发,从而随着空气经过室外单元18,冷却进入室外单元18的气体。室内单元16内的热交换器将接收在其周围吹过的气流并将通过冷凝该制冷剂用以加热气体。
图2和图3描述了制冷剂通过热泵系统10的流动,箭头用于描述制冷剂流动的方向。尤其是,图2描述了操作在制冷模式中的热泵系统10,其中室外单元中的热交换器作为冷凝器,且室内单元中的热交换器作为蒸发器。图3描述了操作在制热模式中的热泵系统,其中室内单元中的热交换器作为冷凝器,且室外单元中的热交换器作为蒸发器。通过对比图2和图3可以看出,当在制冷和制热模式之间切换时,通过热泵系统10的制冷剂的流动被颠倒。
通过热泵系统10的制冷剂在闭环14之内流动。因为热泵系统可以操作在制冷模式和制热模式两种模式中,制冷剂可以通过闭环14在一个方向流动以用于如图2中所示的制冷模式,并且在相反的方向流动以用于如3中所示的制热模式。制冷剂可以是任何的吸收并且释放热量的流体。例如,制冷剂可以是氢氯烃基(hydro fluorocarbon,HFC)R-410A、R-407或R-134A,或其可以是二氧化碳(R-744)或氨(R-717)。
热泵系统10还包括室内热交换器24、室外热交换器26、膨胀装置28和29、以及压缩机30。每一个热交换器24和26可以作为蒸发器和冷凝器,取决于热泵系统的操作模式。例如,当热泵系统10操作在制冷模式中时,室外热交换器26作为冷凝器,向外部空气释放热量,同时室内热交换器24作为蒸发器,从内部空气吸收热量。当热泵系统10操作在制热模式中时,室外热交换器26作为蒸发器,从外部空气吸收热量,同时室内热交换器24作为冷凝器,向内部空气释放热量。
图2描述了操作在制冷模式中的热泵系统10。因此,室外热交换器26作为双流程冷凝器操作并且室内热交换器24作为蒸发器操作。热泵系统10通过室内热交换器24、压缩机30、室外热交换器26以及膨胀装置28和29由循环制冷剂在闭环14之内对环境制冷。
在闭环14之内,制冷剂作为主要低压且低温的蒸汽流动到压缩机30。压缩机30减少可用于制冷剂蒸汽的体积,因此,增加蒸汽制冷剂的压力和温度。压缩机30可以是任何合适的压缩机,例如螺旋式压缩机、往复式压缩机、旋转式压缩机、摆杆式压缩机、涡旋式压缩机或涡轮压缩机。压缩机30由电动机32驱动,该电动机接收来自变速驱动器(VSD)或直接AC或DC电源的电力。电动机32可以接收来自AC电源、可变电压、或频率驱动器的固定线电压(line voltage)和频率。此外,电动机32可以是开关磁阻(SR)电动机、感应电动机、电子整流永磁电动机(ECM)或任何其它合适的电动机类型。制冷剂作为主要高温且高压的蒸气离开压缩机30。
制冷剂通过换向阀34流动到室外热交换器26。换向阀34位于室外与室内热交换器26与24之间的冷却回路14中,用以控制制冷剂通过闭环14流动的方向并且从而用以在制冷模式与制热模式之间切换热泵系统。例如,换向阀34包括制冷位置36,其引导制冷剂以第一方向通过闭环14,如图2中所示,当热泵系统10操作在制冷模式中时。换向阀36也包括制热位置38,其引导制冷剂以相反方向通过闭环14,如图3中所示,当热泵系统10操作在制热模式中时。根据某些实施例,电磁阀40可由来自控制电路42的信号激活,用以在制冷与制热位置36与38之间切换换向阀34。
在通过换向阀34流动之后,制冷剂通过歧管44进入室外热交换器26(作为冷凝器来操作)。通过挡板50将歧管44分成部分46和48。根据某些实施例,挡板50可以被插入、贴附、和/或干涉配合在歧管44之内,以阻止致冷剂在歧管44的部分46与48之间流动。进一步地,在其它实施例中,挡板50可以是歧管44一体的一部分和/或可以是一种双挡板。
挡板50将进入室外热交换器26的制冷剂与离开室外热交换器26的制冷剂隔离,产生了双流程,其用于在制冷模式中制冷剂通过热交换器的流动。尤其是,挡板50引导进入歧管44的制冷剂通过部分46进入管道52。然后制冷剂通过管道52流动进入歧管54。制冷剂通过管道52流动时,制冷剂可以由空气冷却,该空气穿过管道52被推入或拉入,例如,通过风扇。根据某些实施例,制冷剂通过管道52流动并向环境传递热量时,一些,或全部的制冷剂可以被冷凝。从歧管54,制冷剂通过管道56流动到歧管44的部分48。制冷剂通过管道56流动时,制冷剂可以由空气冷却,该空气穿过管道56被吸入,例如,通过风扇。根据某些实施例,制冷剂通过管道56流动时,制冷剂可以被再冷却。
总之,在制冷模式中,制冷剂用两个流程流过室外热交换器26。在第一流程中,制冷剂通过管道52从歧管44的部分46流动到歧管54时,制冷剂被冷却。然后制冷剂在第二流程中,通过管道56从歧管54流动到歧管44的其它部分48。因此,在制冷模式中,制冷剂以串联的方式流过每一组管道52和56。根据某些实施例,歧管54可以包括分配器装置58,其可以用于在制热模式中分配制冷剂的流动,如下文参照图3的描述。但是,在其它实施例中,分配器装置58可以省略,或者使用不同的装置实现制冷剂的分配。
鳍片60设置在管道52与56之间,用以促进在管道52和56与环境之间的热传递。根据某些实施例,鳍片由铝构造,通过钎焊或其它方式连接到管道,并且布置为大体上垂直于制冷剂的流动方向。但是,在其它实施例中,鳍片可以由其它便于热传递的材料制成,并且可以相对于制冷剂流动方向以平行的或不同的角度延伸。鳍片可以是波纹状翅片或板状翅片,并且在某些实施例中,可以包括例如百叶窗、套环、或类似物。进一步地,在某些实施例中,鳍片可以省略。
如图2所示,热交换器26具有大体上水平的管道52和56,其在大体上垂直的歧管44与54之间延伸。但是,在其它实施例中,热交换器可以旋转大约90度,以使得管道在顶端与底端歧管之间垂直地延伸。进一步地,热交换器可以设置在单个平面或板层中,或者可以包括弯曲部、角部、轮廓部等。歧管与管道可以由铝或任何其它促进良好热传递的材料构造。根据某些实施例,管道可以是多通路管道,其每一个包含两个或更多个大体上平行的沿着管道的长度方向延伸的流动路径。但是,在其它的实施例中,管道可以是大体上的圆形管道,其每一个包含单个的流动路径。
制冷剂通过歧管44的部分48离开室外热交换器26,并且通过闭环14的管道段62流动,该管道段62在连接点64与66之间延伸。管道段62是流动引导系统67的一部分,该流动引导系统67包括在闭环14之内。流动引导系统67包括管道段62、以及布置在管道段62中的止回阀68、管道段70和72、以及分别布置在管道段70和72中的止回阀74和76。流动引导系统67设计为引导制冷剂通过室外热交换器26在制冷模式中在双流程布置中流动,并在制热模式中在单流程布置中流动。例如,在制冷模式中,流动引导系统67引导制冷剂通过歧管44的部分46进入室外热交换器26中,并且通过歧管44的部分48离开室外热交换器26。因此,制冷剂通过相同歧管的不同部分进入和离开室外热交换器26,允许制冷剂通过热交换器在双流程布置中流动。然后离开室外热交换器26的制冷剂通过管道段62和止回阀68流动到膨胀装置28和29。
止回阀68、74以及76设计成控制通过闭环14的制冷剂流动的方向。止回阀68、74以及76可以是球形止回阀、隔膜止回阀、旋启式止回阀、或其它类型的适合于单向流动的止回阀。在制冷模式中,止回阀68、74以及76将从歧管44的部分48通过管道段62的流动引导到膨胀装置28和29。例如,止回阀68允许从歧管44通过管道段62流动,同时止回阀74和76分别抑制制冷剂从管道段62通过管道管70和74流动,因而将制冷剂引导到膨胀装置28和29。因此,在制冷模式中,制冷剂通过闭环14的管道段62流动并且绕过(bypass)闭环14的段70和72。
在制热模式中,如下文进一步参考图3所讨论的,止回阀68、74和76将从膨胀装置28和29通过管道段70的流动引导进入室外热交换器26的歧管54。止回阀68、74和76也将从歧管44的部分48通过管道段72的流动引导到换向阀34。因此,在制热模式中,制冷剂通过管道段70和72流动并且绕过管道段62。
在制冷模式中,制冷剂通过管道段62流动到膨胀装置28和29。在制冷模式中,制冷剂在膨胀装置28中膨胀,以变成主要低压且低温的两相制冷剂,同时膨胀装置29通常不工作。如图2和3中所示,热泵系统10包括两个单向的膨胀装置28和29,其中一个膨胀装置28用于在制冷模式中膨胀制冷剂,并且另一个膨胀装置29用于在制热模式中膨胀制冷剂。但是,在其它的实施例中,可以使用单个的双向膨胀系统。根据某些实施例,膨胀装置28和29是热膨胀阀(TXV);但是,在其它实施例中,膨胀装置28和29可以是孔、毛细管、或这些装置的任何组合。制冷剂以两相制冷剂的形式离开膨胀装置28和29。
从膨胀装置28和29,制冷剂流动到室内热交换器24(作为蒸发器操作)。制冷剂通过连接件(connection)78进入室内热交换器24,并且然后流过室内热交换器24并通过连接件80离开。制冷剂通过室内热交换器24流动时,制冷剂可以被加热以将该制冷剂蒸发。例如,制冷剂可以由被引导通过管道的流体,例如空气或水,来加热。室内热交换器24可以是任何合适类型的热交换器,例如鳍片和管道式热交换器、管壳和管道式热交换器、板式热交换器、多流程热交换器、或冷凝器,或冷却器,以及其它。
制冷剂通过连接件80离开室内热交换器24,并且通过换向阀34以主要为低压且低温的蒸汽流动到压缩机30。在压缩机30之内,制冷剂被压缩成主要为高温且高压的蒸汽,其准备好要进入室外热交换器26并且再次开始制冷循环。
热泵系统10的操作可以由控制电路42支配,其从传感器84、86和88以及自动调温器22接收输入。例如,控制电路42可以使用来自自动调温器22的信息用以在制热模式与制冷模式之间切换热泵系统10。例如,当自动调温器22设定为制冷模式时,控制电路42将发送信号给电磁阀40用以将换向阀34放置在制冷位置36,如图2中所示。在另一个实例中,当自动调温器22设定为制热模式时,控制电路42将发送信号给电磁阀40用以将换向阀34放置在制热位置38,如图3中所示。控制电路42可以执行硬件或软件控制算法,以控制热泵系统10。根据示例性的实施例,控制电路42可以包括模拟-数字(A/D)转换器、微处理器、非易失性存储器、以及界面板。
传感器84、86以及88也可以向控制电路42提供输入。例如,传感器84探测周围空气的温度并且将该温度提供给控制电路42。然后控制电路42将由传感器86接收的温度与由自动调温器22接收的温度设定点进行比较。如果在制冷模式中该温度高于温度设定点,或者在制热模式中该温度低于温度设定点,控制电路42可以开启压缩机电动机32,以及用于热交换器24和26的风扇,以运行热泵系统10。
来自传感器86和88的信号可以用于在制热模式中操作时启动除霜循环。例如,当室外温度接近结冰点(freezing)时,引导到室外热交换器26的外部空气中的湿气可以在旋管上冷凝并冻结。传感器86测量外部空气的温度,并且传感器88测量室外热交换器管道52和/或56的温度。根据某些实施例,如果传感器86或88中任一个向控制电路42提供低于结冰点的温度,热泵系统10可以设置在除霜模式,其中电磁阀40被激活以将换向阀34放置在制冷位置36,并且关闭用于室外热交换器26的风扇。热泵系统10可以操作在制冷模式中,直到通过管道53和56流动的增加了温度和压力的制冷剂对管道除霜。一旦传感器88探测到管道已经除霜,控制电路将换向阀返回到制热位置38。可以理解,除霜循环可以设定成在多个不同的时间和温度条件下发生。进一步地,其它装置可以包括在热泵系统10中,例如感应制冷剂、热交换器、入口和出口空气等的温度和压力的额外的压力和/或温度换能器或开关。
图3描述了操作在制热模式中的热泵系统10,其中室内热交换器24作为冷凝器,且室外热交换器26作为单流程蒸发器。通过比较图2和3可以看出,在制热模式中,换向阀34位于制热位置38,且通过闭环14的制冷剂的流动被颠倒。进一步地,流动引导系统67允许制冷剂通过室外热交换器26在单流程布置中流动。
在制冷模式中时,压缩机30将蒸汽制冷剂压缩成为主要高温且高压的蒸汽。从压缩机30,制冷剂通过换向阀34流动到室内热交换器24,其作为压缩机操作。制冷剂通过连接80进入室内热交换器24且然后流过热交换器24以通过连接78离开。因此,在制热模式中,制冷剂可以与制冷模式中相反的方向通过热交换器24流动。例如,在制热模式中,连接80作为入口,而在制冷模式中,连接78作为入口。制冷剂通过室内热交换器24流动时,制冷剂可以通过流体冷却,例如水或空气,其穿过热交换器的管道被吸入以将制冷剂冷凝。
从热交换器24,制冷剂然后通过膨胀装置28和29流动。在制热模式中,制冷剂在膨胀装置29中膨胀,以变成主要低压且低温的两相制冷剂,同时膨胀装置28通常不活动。但是,如上文参考图2所述,在其它实施例中,可以使用单个的双向膨胀装置,而不是两个单向膨胀装置。从膨胀装置28和29,制冷剂通过连接点66、管道段70、以及止回阀74流动到室外热交换器26的歧管54。止回阀68抑制通过管道段62的制冷剂流动,因此将制冷剂通过管道段70引导到歧管54。因此,在制热模式中,制冷剂通过与使用在制冷模式中相反的歧管进入室外热交换器26。例如,在制热模式中,制冷剂通过歧管54进入室外热交换器26,而在制冷模式中,制冷剂通过歧管44进入室外热交换器26。
在歧管54之内,制冷剂通过分配器装置58流动,该分配器装置沿着歧管的长度方向分配液体制冷剂。根据某些实施例,分配器装置58可以是同心地布置在歧管54中的圆形管道或油管。但是,在其它的实施例中,分配器装置58可以具有矩形、梯形、椭圆形或三角形等的横截面,和/或可以偏心地布置在歧管54之内。分配器装置58可以包括一系列沿着该分配器装置的长度方向布置的孔,用以计量通过分配器装置的内部流动进入歧管的制冷剂。根据某些实施例,分配器装置58可以包括一系列的孔,其中每个孔对应于管道52或56之一。但是,在其它的实施例中,孔的数量和/或排列(alignment)可以变化。进一步地,在某些实施例中,分配器装置58可以省略,且可以设置制冷剂直接进入歧管54中。此外,在其它实施例中,可以使用不同类型的分配器。
从歧管54,制冷剂通过两组管道52和56流动到歧管44。尤其是,制冷剂通过管道52流动到歧管44的部分46,且通过管道56流动到歧管44的部分48。因此,在制热模式中,制冷剂通过室外热交换器26在单流程布置中流动,其中制冷剂以并联的方式流过每一组管道52和56。制冷剂通过管道52和56流动时,制冷剂由穿过管道52和56被吸入的空气加热。根据某些实施例,制冷剂通过管道52和56流动并从环境吸收热量时,一些,或全部的制冷剂被蒸发。
来自歧管44的每一部分46和48的制冷剂通过分离的出口离开歧管44,并且被引导进入换向阀34。例如,来自部分46的制冷剂通过连接点90流动且进入换向阀34。来自部分48的制冷剂通过连接点64、通过管道段72、通过止回阀76、以及通过连接点90流动进入换向阀34。因此,管道段72允许来自歧管44的部分48的制冷剂与来自歧管44的部分46的制冷剂重新组合,并且被引导进入换向阀34。
总之,在制热模式中,流动引导系统67引导制冷剂在单流程中通过室外热交换器26。制冷剂通过歧管54进入室外热交换器26,通过管道52和56流动,并且通过歧管44离开热交换器26。管道段70引导制冷剂进入热交换器26的歧管54,并且管道段72允许离开歧管44的部分48的制冷剂与离开歧管44的部分46的制冷剂组合。因此,在制热模式中,制冷剂通过管道段70和72流动并且绕过段67。
如图所示,来自歧管44的不同部分46和48的制冷剂在换向阀34上游的连接点90处重新汇合。但是,在其它实施例中,来自不同部分46和48的制冷剂可以在换向阀34之内重新汇合。从换向阀34,制冷剂通过压缩机30流动,在该压缩机中制冷剂被压缩成主要高温且高压的蒸汽。然后引导制冷剂进入室内热交换器24用以再次开始制冷剂循环。
图4和5描述了热泵系统91的另一个实施例。类似于热泵系统10(图2和图3),热泵系统91包括流动引导系统67,其允许室外热交换器26在制冷模式中作为双流程冷凝器操作,且在制热模式中作为单流程蒸发器操作。进一步地,热泵系统91包括流动引导系统92,其允许室内热交换器93在双流程与单流程布置之间切换。尤其是,流动引导系统92包括管道段94、96以及98,和止回阀100、102以及104,其允许室内热交换器93,如图4中所示操作在制冷模式中时作为单流程蒸发器,如图5中所示操作在制热模式中时作为双流程冷凝器。止回阀100、102以及104设计成用以控制通过闭环14的制冷剂流动的方向。止回阀100、102以及104可以是球形止回阀、隔膜止回阀、旋启式止回阀、或其它类型的适合于单向流动的止回阀。
室内热交换器93包括歧管106和108,其通过管道110和112连接。歧管与管道可以由铝或任何其它促进良好热传递的材料构造。根据某些实施例,管道可以是多流程管道,其每一个包含两个或更多大体上平行的沿着管道的长度方向延伸的流动路径。但是,在其它的实施例中,管道可以是大体上的圆形管道,其每一个包含单个的流动路径。鳍片113设置在管道110与112之间,用以促进在管道110和112与环境之间的热传递。根据某些实施例,鳍片由铝构造,通过钎焊或其它方式连接到管道,并且布置成大体上垂直于制冷剂的流动方向。但是,在其它实施例中,鳍片可以由其它便于热传递的材料制成,并且可以相对于制冷剂的流动方向以平行的或不同的角度延伸。鳍片可以是波纹状翅片或板状翅片,并且在某些实施例中,可以包括例如百叶窗、套环、或类似物。进一步地,在某些实施例中,鳍片可以省略。
通过挡板118将歧管108分成部分114和116。根据某些实施例,挡板118可以被插入、贴附、和/或干涉配合在歧管108之内,以阻止致冷剂在歧管108的部分114与116之间流动。进一步地,在其它实施例中,挡板118可以是歧管108一体的一部分和/或可以是一种双挡板。在制热模式中,如下文根据图5的描述,挡板118将进入室内热交换器93的制冷剂与离开室内热交换器的制冷剂隔离,产生了双流程,其用于制冷剂在制热模式中通过热交换器流动。
根据某些实施例,歧管106可以包括分配器装置120,其可以用于在制冷模式中分配制冷剂的流动,如下文参照图4的描述。根据某些实施例,分配器装置120可以是同心地布置在歧管106中的圆形管道或油管。但是,在其它的实施例中,分配器装置120可以具有矩形、梯形、椭圆形或三角形等的横截面,和/或可以偏心地布置在歧管106之内。分配器装置120可以包括一系列沿着该分配器装置的长度方向布置的孔,用以计量通过分配器装置的内部流动进入歧管的制冷剂。根据某些实施例,分配器装置120可以包括一系列的孔,其中每个孔对应于管道110或112之一。但是,在其它的实施例中,孔的数量和/或排列可以变化。进一步地,在某些实施例中,分配器装置120可以省略,且可以设置制冷剂直接进入歧管106中。此外,在其它实施例中,可以使用不同类型的分配器。
图4描述了操作在制冷模式中的热泵系统91,其中室外热交换器26作为双通道冷凝器,且室内热交换器93作为单流程蒸发器。制冷剂在压缩机30中压缩且通过换向阀34、连接点90、室外热交换器26、管道段62、止回阀68、连接点60、以及膨胀装置28和29流动,如前文参考图2中的描述。然后制冷剂通过连接点122流动,该连接点112连接管道段94和98。在制冷模式中,止回阀100和104引导来自膨胀装置28和29的流动通过管道段94进入室外热交换器93的歧管106。例如,止回阀100允许来自连接点122的通过管道段94的流动,同时止回阀104抑制来自连接点122的通过管道段98的制冷剂的流动。因此,在制冷模式中,制冷剂通过闭环14的管道段94流动并且绕过闭环14的段98。
来自管道段94的制冷剂流动进入分配器装置120,其沿着歧管的长度方向分配液体制冷剂。从歧管106,制冷剂通过两组管道110和112分别流动到歧管108的部分114和116。因此,在制冷模式中,制冷剂通过室内热交换器93在单流程布置中流动,其中制冷剂以并联的方式流过每一组管道110和112。制冷剂通过管道110和112流动时,制冷剂由穿过管道110和112被吸入的流体加热,例如空气。根据某些实施例,制冷剂通过管道110和112流动并从环境吸收热量时,一些,或全部的制冷剂被蒸发。
来自歧管108的每一部分114和116的制冷剂通过分离的出口离开歧管108,并且被引导到换向阀34。例如,来自部分114的制冷剂通过连接点126流动且进入换向阀34。止回阀102抑制通过连接点126进入管道段96的制冷剂流动,且因此将制冷剂通过部分114引导到换向阀34。来自部分116的制冷剂通过连接点124、通过管道段96、通过止回阀102、以及通过连接点126流动进入换向阀34。因此,管道段96允许来自歧管108的部分116的制冷剂与来自歧管108的部分114的制冷剂重新组合。
如图所示,来自歧管108的不同部分114和116的制冷剂在换向阀34上游的连接点126处重新汇合。但是,在其它实施例中,来自不同部分114和116的制冷剂可以在换向阀34之内重新汇合。在换向阀34中,制冷剂作为主要低压且低温的蒸汽流动到压缩机30。在压缩机30之内,制冷剂被压缩成主要高温且高压的蒸汽,其准备好要进入室外热交换器26并且再次开始制冷循环。
图5描述了操作在制热模式中的热泵系统91,其中室外热交换器26作为单流程蒸发器,且室内热交换器93作为双流程冷凝器。从压缩机30,制冷剂通过换向阀34和连接点126流动到室内热交换器93。止回阀102抑制通过连接点126进入管道段96的制冷剂流动,且因此,管道段96在制热模式中被绕过。
制冷剂通过歧管108的部分114进入室内热交换器93。挡板118将进入室内热交换器93的制冷剂与离开室内热交换器93的制冷剂隔离,产生了双流程,其用于制冷剂在制热模式中通过热交换器的流动。尤其是,挡板118引导进入歧管108的制冷剂通过部分114进入管道110。然后制冷剂通过管道110流动进入歧管106。从歧管106,制冷剂通过管道112流动到歧管108的部分116。制冷剂通过管道110和112流动时,制冷剂可以被冷凝和/或再冷却,同时制冷剂向环境传递热量。
总之,在制热模式中,制冷剂通过室内热交换器93在两个通道中流动。在第一通道中,制冷剂通过管道110从歧管108的部分114流动到歧管106时,制冷剂被冷却。然后制冷剂在第二通道中,通过管道112从歧管106流动到歧管108的其它部分116。因此,在制热模式中,制冷剂以串联的方式流过每一组管道110和112。
制冷剂通过歧管108的部分116离开室内热交换器93,并且通过连接点124流动到管道段98。然后制冷剂通过管道段98、止回阀104、以及连接点122流动到膨胀装置28和29。根据某些实施例,系统91之内的头部压力差(head pressure differential)可以抑制制冷剂从连接点124朝向连接点126的流动、以及抑制制冷剂从连接点122流动进入管道段94。
从连接点122,制冷剂通过膨胀装置29和28、连接点66、止回阀74、室外热交换器26、管道段72、以及止回阀76流动到连接点90,如上文参考图3的描述。在连接点90处,来自歧管44的部分46和48的制冷剂被组合且通过换向阀34被引导到压缩机30,在此可以再次开始制冷剂循环。
图6和7描述了热泵系统128的另一个实施例。类似于热泵系统91(图4和图5),热泵系统128包括室外热交换器129和室内热交换器130,它们在双流程布置与单流程布置之间可切换。但是,并非包括在制热和制冷模式中允许制冷剂通过不同的入口歧管进入热交换器的流动引导系统67和92(图4和图5),热泵系统128包括流动引导系统131和132,它们在制热和制冷模式中允许制冷剂通过不同的出口离开热交换器。
流动引导系统131包括切换阀134、止回阀138、和管道段140、142、144以及146,其允许室外热交换器129在双流程冷凝器与单流程蒸发器之间切换,其中在双流程冷凝器中制冷剂通过歧管44进入以及离开热交换器,在单流程蒸发器中制冷剂通过歧管44进入热交换器且通过歧管54离开热交换器。流动引导系统132包括切换阀136、止回阀148、和管道段150、152、154以及156,其允许室内热交换器130在单流程蒸发器与双流程冷凝器之间切换,其中在单流程蒸发器中制冷剂通过歧管106进入热交换器且通过歧管108离开热交换器,在双流程冷凝器中制冷剂通过歧管106进入以及离开热交换器。
止回阀138和148设计成用以控制通过闭环14的制冷剂流动的方向。止回阀138和148可以是球形止回阀、隔膜止回阀、旋启式止回阀、或其它类型的适合于单向流动的止回阀。切换阀134和146可以电耦合到控制器42并且当在制冷模式与制热模式之间切换热泵系统时由控制器42激活。进一步地,切换阀134和136可以是任何合适类型的三通控制阀,例如气动或电磁阀等。
热交换器129和130大体上类似于热交换器26和93,如上文参考图4的描述。但是,并非包括单个的分配器装置,每一个热交换器129和130包括一对分配器装置158、160、162以及164。尤其是,室外热交换器129的歧管44包括布置在部分46中的分配器装置158和布置在部分48中的分配器装置160。通过挡板170将室内热交换器130的歧管106分成部分166和168。分配器装置162布置在部分166中且分配器装置164布置在部分168中。
如下文参考图6和7所进一步描述的,分配器装置158、160、162以及164可以用于当热交换器129和130作为单流程蒸发器时沿着各自的歧管部分46、48、166以及168分配制冷剂。根据某些实施例,分配器装置158、160、162以及164可以是同心地布置在歧管44或106中的圆形管道或油管。进一步地,分配器装置158、160、162以及164可以包括一系列沿着该分配器装置的长度方向布置的孔,用以计量通过分配器装置的内部流动进入歧管的制冷剂。在其它的实施例中,孔的形状、在歧管之内的排列、和/或数量以及空隙可以变化。进一步地,在某些实施例中,分配器装置158、160、162以及164中的一个或多个可以省略,且可以设置制冷剂直接进入歧管106中。此外,在其它实施例中,可以使用不同类型的分配器装置。
图6描述了操作在制冷模式中的热泵系统128,其中室外热交换器129作为双通道冷凝器,且室内热交换器130作为单流程蒸发器。制冷剂在压缩机30中压缩并且通过换向阀34流动到切换阀134。在制冷模式中,切换阀134布置在制冷位置172用以引导来自切换阀134的制冷剂通过管道段140进入室外热交换器129的歧管44。因此,在制冷模式中,制冷剂绕过管道段146。
从管道段140,制冷剂在歧管44的部分46之内流动进入分配器装置158。分配器装置158沿着部分46的长度方向分配制冷剂并且进入管道52中。管道段144也连接到分配器158;但是,止回阀138抑制从分配器装置158进入管道段138的流动。从分配器装置158,制冷剂通过管道52流动进入歧管54。然后制冷剂通过管道56流动到歧管44的部分48。因此,在制冷模式中,制冷剂通过室外热交换器129在双流程中流动,其中制冷剂以串联的方式流过每一组管道52和56。制冷剂通过管道52和56流动时,制冷剂可以被冷凝和/或再冷却,同时制冷剂向环境传递热量。
制冷剂通过歧管44的部分48离开室外热交换器129,并且通过管道段142流动。然后制冷剂通过连接点174流动,该连接点174连接管道段142和144到闭环14的其余部分。在制冷模式中,热泵系统128之内的压力差抑制制冷剂从连接点174流动进入管道段144,并且将制冷剂从连接点174引导到膨胀装置28和29。在膨胀装置28之内,制冷剂被膨胀以变成主要低压且低温的两相制冷剂。
从膨胀装置28和29,制冷剂流动到连接点176,在此制冷剂分开成为两部分,一部分进入管道段150且另一部分进入管道段152。管道段150包括止回阀148,其允许从连接点176进入分配器162的单向流动。制冷剂通过止回阀148流动且在歧管106的部分166之内进入分配器装置162。来自管道段152的制冷剂在歧管106的部分168之内进入分配器装置164。然后来自每一个分配器162和164的制冷剂分别通过管道110和112引导。因此,在制冷模式中,制冷剂通过室内热交换器130在单流程布置中流动,其中制冷剂以并联的方式流过每一组管道110和112。制冷剂通过管道110和112流动时,制冷剂从环境吸收热量,引起一些,或全部制冷剂在进入歧管108之前被蒸发。
制冷剂离开歧管108并且通过管道段154流动到切换阀136。在制冷模式中,切换阀136布置在制冷位置178用以将来自切换阀136的制冷剂引导到换向阀34。因此,在制冷模式中,制冷剂绕过管道段156。在换向阀34中,制冷剂作为主要低压且低温的蒸汽流动到压缩机30。在压缩机30之内,制冷剂被压缩成主要高温且高压的蒸汽,其准备好要进入室外热交换器129并且再次开始制冷循环。
图7描述了操作在制热模式中的热泵系统128,其中室外热交换器129作为单流程蒸发器,且室内热交换器130作为双流程冷凝器。通过比较图6和7可以看出,在制热模式中,换向阀34位于制热位置38,且通过闭环14的制冷剂的流动被颠倒。进一步地,切换阀134和136被分别切换到制热位置180和182。制热位置180和182使得制冷剂通过室内热交换器130在双流程布置中流动,并且通过室外热交换器129在单通道布置中流动。
在制冷模式中时,压缩机30压缩蒸汽制冷剂成为主要高温且高压的蒸汽。从压缩机30,制冷剂通过换向阀34流动到切换阀136。在制热模式中,切换阀136布置在制热位置182用以将来自切换阀136的制冷剂通过管道段156引导到室内热交换器130的歧管106。因此,在制热模式中,制冷剂绕过管道段154。
从管道段156,制冷剂在歧管106的部分166之内流动进入分配器装置162。分配器装置162沿着部分166的长度方向分配制冷剂并且进入管道110。管道段150也连接到分配器装置162;但是,止回阀148抑制从分配器装置162进入管道段150的流动。从分配器装置162,制冷剂通过管道110流动进入歧管108。然后制冷剂通过管道112流动到歧管106的部分168。因此,在制热模式中,制冷剂通过室内热交换器130在双流程中流动,其中制冷剂以串联的方式流过每一组管道110和112。制冷剂通过管道110和112流动时,制冷剂可以被冷凝和/或再冷却,同时制冷剂向环境传递热量。
制冷剂通过歧管106的部分168离开室内热交换器130,并且通过管道段152流动。然后制冷剂通过连接点176流动到膨胀装置28和29。在制热模式中,热泵系统128之内的压力差抑制制冷剂从连接点176流动进入管道段150,并且将制冷剂从连接点176引导到膨胀装置29和28。在膨胀装置29之内,制冷剂被膨胀以变成主要低压且低温的两相制冷剂。
从膨胀装置29和28,制冷剂流动到连接点174,在此制冷剂分开成为两部分,一部分进入管道段142且另一部分进入管道段144。管道段144包括止回阀138,其允许从连接点174进入分配器装置158的单向流动。制冷剂通过止回阀138流动且在歧管44的部分46之内进入分配器装置158。来自管道段142的制冷剂在歧管44的部分48之内进入分配器装置160。然后来自每一个分配器158和160的制冷剂分别通过管道52和56引导。因此,在制热模式中,制冷剂通过室外热交换器129在单流程布置中流动,其中制冷剂以并联的方式流过每一组管道52和56。制冷剂通过管道52和56流动时,制冷剂从环境吸收热量,引起一些,或全部制冷剂在进入歧管54之前被蒸发。
制冷剂离开歧管54并且通过管道段146流动到切换阀134。在制热模式中,切换阀134布置在制热位置180用以将来自切换阀134的制冷剂引导到换向阀34。因此,在制热模式中,制冷剂绕过管道段140。在换向阀34中,制冷剂作为主要低压且低温的蒸汽流动到压缩机30。在压缩机30之内,制冷剂被压缩成主要高温且高压的蒸汽,其准备好要进入室内热交换器130并且再次开始制冷循环。
虽然仅仅说明和描述了本发明的某些特征和实施例,对于本领域技术人员来说可以进行很多的修改和改变(例如大小、尺寸、结构、形状以及不同装置的比例、参数值(例如温度、压力等)、安装布置、材料使用、方位等的变化),而实质上不与权利要求书中所描述技术方案的新颖性教导和优势相分离。任何过程或方法步骤的顺序或先后可以根据可替换的实施例改变或者重新排列。因此可以理解,附加的权利要求书旨在覆盖所有上述的修改和变形,其均落在本发明的实质精神之内。此外,为了提供示例性实施例的简洁描述,并没有描述实际实施例的所有特征(例如,与实现本发明当前构想的最佳模式不相关联的那些特征,或者与实现要求授权的发明不相关联的那些特征)。可以理解,在任何上述的实际实施方式的开发中,诸如在任何的工程或设计项目中,可以进行大量实施方式的具体抉择。这样的开发努力可能是复杂的且费时的,但仍然属于受益于本公开的本领域技术人员无需通过过分实验而能够实施设计、制造以及生产的常规途径。
Claims (18)
1.一种热泵系统,包括:
一个换向阀,其配置为当该热泵系统操作在制热模式中时以第一方向通过一个闭环使制冷剂循环,且当该热泵系统操作在制冷模式中时以与第一方向相反的第二方向通过该闭环使制冷剂循环;
一个压缩机,其配置为压缩该制冷剂;
一个室内热交换器,其在制热模式中可作为冷凝器操作,且在制冷模式中可作为蒸发器操作;
一个室外热交换器,其在制冷模式中可作为双流程冷凝器操作,且在制热模式中可作为单流程蒸发器操作;
一个膨胀装置,其布置在该室内热交换器与该室外热交换器之间的该闭环中,且配置为用以减少该制冷剂的压力;
一个该室外热交换器的第一歧管;
一个该室外热交换器的第二歧管;
一个挡板,其将该第二歧管再分成一个第一部分和一个第二部分;
一个第一通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂进入该第一歧管;
一个第二通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂离开该第一部分以到达该换向阀,并在制冷模式中引导该制冷剂进入该第一部分;
一个第三通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂离开该第二部分以到达该换向阀,并在制冷模式中引导该制冷剂离开该第二部分以到达该膨胀装置;以及
该室外热交换器的多个管道,其与该第一歧管和该第二歧管进行流体连通。
2.根据权利要求1所述的热泵系统,包括:
一个第一止回阀,其布置在该第三通道中,用以在制热模式中抑制该制冷剂从该第一通道流动进入该第二歧管的该第二部分中;
一个第二止回阀,其布置在该第一通道中,用以在制冷模式中抑制该制冷剂从该第一歧管流动到该膨胀装置;以及
一个第三止回阀,其布置在该第三通道中,用以在制冷模式中抑制该制冷剂绕过该室外热交换器。
3.根据权利要求2所述的热泵系统,其中该些止回阀在该第一歧管的外部,且在该第二歧管的外部。
4.根据权利要求1所述的热泵系统,其中该多个管道包括:多个第一管道,其与该第一歧管和该第二歧管的该第一部分进行流体连通;以及多个第二管道,其与该第一歧管和该第二歧管的该第二部分进行流体连通,其中该室外热交换器配置为在制冷模式中引导该制冷剂以串联的方式通过该多个第一管道和该多个第二管道,并且其中该室外热交换器配置为在制热模式中引导该制冷剂以并联的方式通过该多个第一管道和该多个第二管道。
5.根据权利要求1所述的热泵系统,其中该第一歧管配置为在制热模式中接收进入该室外热交换器的该制冷剂,并且其中该第二歧管配置为在制冷模式中接收进入该室外热交换器的该制冷剂。
6.根据权利要求1所述的热泵系统,其中至少一个该室外热交换器或该室内热交换器包括一个空气冷却热交换器。
7.根据权利要求1所述的热泵系统,其中该多个管道包括多通路管道。
8.根据权利要求1所述的热泵系统,包括一个分配器管道,其布置在该第一歧管中,用以在该第一歧管之内分配该制冷剂。
9.一种热泵系统,包括:
一个换向阀,其配置为当该热泵系统操作在制热模式中时以第一方向通过一个闭环使制冷剂循环,且当该热泵系统操作在制冷模式中时以与第一方向相反的第二方向通过该闭环使制冷剂循环;
一个压缩机,其配置为压缩该制冷剂;
一个室内热交换器,其在制热模式中可作为冷凝器操作,且在制冷模式中可作为蒸发器操作;
一个室外热交换器,其在制冷模式中可作为双流程冷凝器操作,且在制热模式中可作为单流程蒸发器操作;
一个膨胀装置,其布置在该室内热交换器与该室外热交换器之间的该闭环中,且配置为用以减少该制冷剂的压力;
一个该室外热交换器的第一歧管;
一个该室外热交换器的第二歧管;
一个挡板,其将该第二歧管再分成一个第一部分和一个第二部分;
一个第一通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂离开该第一歧管以到达该换向阀;
两个第二通道,一个第二通道配置为在制热模式中引导该制冷剂进入该第一部分,且另一个第二通道配置为在制冷模式中引导该制冷剂进入该第一部分;
一个第三通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂进入该第二部分,并在制冷模式中离开该第二部分以到达该膨胀装置;以及
该室外热交换器的多个管道,其与该第一歧管和该第二歧管进行流体连通。
10.根据权利要求9所述的热泵系统,其中该第一通道、该两个第二通道和/或该第三通道包括一个或多个切换阀。
11.根据权利要求9所述的热泵系统,其中该室内热交换器在制热模式中可作为另一个双流程冷凝器操作并在制冷模式中可作为另一个单流程蒸发器操作。
12.根据权利要求9所述的热泵系统,包括一个第一分配器装置,其布置在该第二歧管的该第一部分中,和一个第二分配器装置,其布置在该第二歧管的该第二部分中。
13.根据权利要求9所述的热泵系统,其中该膨胀装置包括一个双向膨胀装置。
14.根据权利要求9所述的热泵系统,其中该膨胀装置包括一对单向膨胀装置。
15.一种热泵系统,包括:
一个换向阀,其配置为当该热泵系统操作在制热模式中时以第一方向通过一个闭环使制冷剂循环,且当该热泵系统操作在制冷模式中时以与第一方向相反的第二方向通过该闭环使制冷剂循环;
一个室内热交换器;和
一个室外热交换器,其包括:
一个第一歧管;
一个第二歧管;
一个挡板,其将该第二歧管再分成一个第一部分和一个第二部分;以及
多个管道,其与该第一歧管和该第二歧管进行流体连通;
该热泵系统还包括:
一个第一通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂进入该第一歧管;一个第二通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂离开该第一部分,并在制冷模式中引导该制冷剂进入该第一部分;和一个第三通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂离开该第二部分,并在制冷模式中引导该制冷剂离开该第二部分;
或者,
一个第一通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂离开该第一歧管;一个第二通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂离开该第一部分,并在制冷模式中引导该制冷剂进入该第一部分;和一个第三通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂进入该第二部分,并在制冷模式中引导该制冷剂离开该第二部分;
或者,
一个第一通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂离开该第一歧管;两个第二通道,其中一个第二通道配置为在制热模式中引导该制冷剂进入该第一部分,另一个第二通道配置为在制冷模式中引导该制冷剂进入该第一部分;和一个第三通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂进入该第二部分,并在制冷模式中引导该制冷剂离开该第二部分。
16.根据权利要求15所述的热泵系统,其中该室内热交换器包括:
一个第三歧管;
一个第四歧管,其由一个室内热交换器挡板再分成一个第一部分和一个第二部分;以及
多个管道,其与该第三歧管和该第四歧管进行流体连通。
17.根据权利要求16所述的热泵系统,其中在以下情况下:该热泵系统包括:一个第一通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂进入该第一歧管;一个第二通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂离开该第一部分,并在制冷模式中引导该制冷剂进入该第一部分;和一个第三通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂离开该第二部分,并在制冷模式中引导该制冷剂离开该第二部分,
该热泵系统还包括:一个流动引导系统,其包括该闭环的一个或多个阀和管道段,该引导系统配置为,在制冷模式中,引导该制冷剂通过该第三歧管进入该室内热交换器,且通过该第四歧管的该第一和第二部分离开该室内热交换器,以及在制热模式中,引导该制冷剂通过该第四歧管的该第一部分进入该室内热交换器,且通过该第四歧管的第二部分离开该室内热交换器。
18.根据权利要求16所述的热泵系统,其中在以下情况下:该热泵系统包括:一个第一通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂离开该第一歧管;两个第二通道,其中一个第二通道配置为在制热模式中引导该制冷剂进入该第一部分,另一个第二通道配置为在制冷模式中引导该制冷剂进入该第一部分;和一个第三通道,其配置为在制热模式中引导该制冷剂进入该第二部分,并在制冷模式中引导该制冷剂离开该第二部分,
该热泵系统还包括:一个流动引导系统,其包括该闭环的一个或多个阀和管道段,该引导系统配置为,在制冷模式中,引导该制冷剂通过该第四歧管的该第一和第二部分进入该室内热交换器,且通过该第三歧管离开该室内热交换器,以及在制热模式中,引导该制冷剂通过该第四歧管的该第一部分进入该室内热交换器,且通过该第四歧管的该第二部分离开该室内热交换器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161443547P | 2011-02-16 | 2011-02-16 | |
US61/443,547 | 2011-02-16 | ||
PCT/US2012/025496 WO2012112802A2 (en) | 2011-02-16 | 2012-02-16 | Heat pump system with a flow directing system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103380335A CN103380335A (zh) | 2013-10-30 |
CN103380335B true CN103380335B (zh) | 2016-09-14 |
Family
ID=45787343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280009372.XA Active CN103380335B (zh) | 2011-02-16 | 2012-02-16 | 具有流动引导系统的热泵系统 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103380335B (zh) |
WO (1) | WO2012112802A2 (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014204936A1 (de) | 2014-03-17 | 2015-10-01 | Mahle International Gmbh | Heizkühlmodul |
CN105333642A (zh) * | 2014-08-07 | 2016-02-17 | 广州市华德工业有限公司 | 一种冷暖型热泵系统 |
CN104180709B (zh) * | 2014-08-11 | 2015-12-23 | 无锡溥汇机械科技有限公司 | 一种相通容器的液体循环压力控制水箱 |
CN105066519B (zh) * | 2015-08-06 | 2017-12-22 | 昆山方佳机械制造有限公司 | 一种干式蒸发器及具有该干式蒸发器的制冷系统 |
DE102017211256B4 (de) | 2017-07-03 | 2023-11-16 | Audi Ag | Kälteanlage für ein Fahrzeug mit einem einen Wärmeübertrager aufweisenden Kältemittelkreislauf |
DE102018215026B4 (de) * | 2018-09-04 | 2021-08-26 | Audi Ag | Kälteanlage für ein Fahrzeug mit einem einen zweiflutigen Wärmeübertrager aufweisenden Kältemittelkreislauf sowie Wärmeübertrager und Verfahren zum Betreiben der Kälteanlage |
CN109631374A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-04-16 | 天津商业大学 | 一种具有新型双流程微通道蒸发器的制冷系统 |
CN109489307A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-03-19 | 天津商业大学 | 具有双供液管和导气细管的双流程微通道蒸发器 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101133372A (zh) * | 2005-02-02 | 2008-02-27 | 开利公司 | 用于热泵应用的平行流热交换器 |
CN101600919A (zh) * | 2006-11-22 | 2009-12-09 | 约翰逊控制技术公司 | 具有不同多通路管道的多通路热交换器 |
CN101644512A (zh) * | 2008-08-05 | 2010-02-10 | 昭和电工株式会社 | 热交换器 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5085058A (en) * | 1990-07-18 | 1992-02-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Bi-flow expansion device |
JPH0732460U (ja) * | 1993-11-19 | 1995-06-16 | 株式会社富士通ゼネラル | 空気調和機 |
JP2002243296A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-28 | Fujitsu General Ltd | 空気調和機 |
MX2007009246A (es) * | 2005-02-02 | 2007-09-04 | Carrier Corp | Insercion de tubo y disposicion de doble flujo para un colector de una bomba de calor. |
US20080023182A1 (en) * | 2006-07-25 | 2008-01-31 | Henry Earl Beamer | Dual mode heat exchanger assembly |
WO2008064251A2 (en) * | 2006-11-22 | 2008-05-29 | Johnson Controls Technology Company | Space-saving multichannel heat exchanger |
JP4845987B2 (ja) * | 2009-03-16 | 2011-12-28 | 日本軽金属株式会社 | 冷暖房空調システム |
-
2012
- 2012-02-16 CN CN201280009372.XA patent/CN103380335B/zh active Active
- 2012-02-16 WO PCT/US2012/025496 patent/WO2012112802A2/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101133372A (zh) * | 2005-02-02 | 2008-02-27 | 开利公司 | 用于热泵应用的平行流热交换器 |
CN101600919A (zh) * | 2006-11-22 | 2009-12-09 | 约翰逊控制技术公司 | 具有不同多通路管道的多通路热交换器 |
CN101644512A (zh) * | 2008-08-05 | 2010-02-10 | 昭和电工株式会社 | 热交换器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012112802A3 (en) | 2013-09-26 |
WO2012112802A2 (en) | 2012-08-23 |
CN103380335A (zh) | 2013-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103380335B (zh) | 具有流动引导系统的热泵系统 | |
CN102645060B (zh) | 多联机空调系统 | |
US9752803B2 (en) | Heat pump system with a flow directing system | |
CN214581751U (zh) | 换热器和空调 | |
US9625217B2 (en) | Heat exchanger and air conditioner including same | |
CN216744999U (zh) | 换热器和空调器 | |
CN103982943B (zh) | 多联机空调系统 | |
CN109282537B (zh) | 换热器及空调器 | |
CN214276220U (zh) | 换热器和空调 | |
CN105066278A (zh) | 热泵机组 | |
CN201787772U (zh) | 过冷管组件及使用该过冷管组件的空调机 | |
CN103983043A (zh) | 饮水机 | |
CN211119734U (zh) | 一种四管制中央空调系统 | |
CN106885395A (zh) | 一种微通道换热器组件及空调制冷系统 | |
CN205784064U (zh) | 换热器及空调器 | |
CN101706132A (zh) | 一种冷暖空调器 | |
CN107477927A (zh) | 空调系统 | |
CN114198946A (zh) | 蛇形管微通道换热器、空调器 | |
CN108007010B (zh) | 一种热泵系统 | |
CN207662007U (zh) | 一种多联机空调系统 | |
CN205690757U (zh) | 一种冷凝系统及应用其的室外机、空调器 | |
CN218296215U (zh) | 换热器及空调器 | |
CN204555463U (zh) | 空调器 | |
CN105066528B (zh) | 空调系统、空调及空调控制方法 | |
CN212408949U (zh) | 一种双冷源多联式空调热泵机组 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230404 Address after: Wisconsin Patentee after: Johnson Controls Tyco intellectual property holdings limited liability partnership Address before: Michigan, USA Patentee before: JOHNSON CONTROLS TECHNOLOGY Co. |
|
TR01 | Transfer of patent right |