CN107110567A - 温度调节系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种温度调节系统(100)包括流体回路,上述流体回路包括流体连接的各部件。上述流体回路包括第一温度调节器(105)、第二温度调节器(115)、第一流动控制设备(110)、第二流动控制设备(120)、流体输入端(101)以及流体输出端(102)。上述温度调节系统(100)具有将流动控制设备(110,120)置于这样的位置、从而上述温度调节器(105,115)可以处于并行流动、串行流动或其组合的灵活性。
Description
技术领域
本申请涉及温度调节系统及其控制方法。特别地,本申请涉及包括至少两个温度调节器和至少两个流动控制设备的温度调节系统。上述流动控制设备可以处于不同位置,从而一个温度调节器可以与一个或多个其他温度调节器处于并行流动和/或串行流动。
背景技术
温度调节器可以用于对工作流体进行加热或冷却。工作流体可以是例如水、制冷剂等等。可以同时使用多个温度调节器来实现所需要的制冷或制热容量。
发明内容
本申请涉及温度调节系统及其控制方法。特别地,本申请涉及包括至少两个温度调节器和至少两个流动控制设备的温度调节系统。上述流动控制设备可以处于不同位置,从而一个温度调节器可以与一个或多个其他温度调节器处于并行和/或串行流动。
流动控制设备的“位置”被限定为对温度调节系统中特定流体流动的打开和/或关闭。例如,当流动控制设备为二通阀时,该流动控制设备可以处于闭合位置,该闭合位置停止上述流体流动;或者,该流动控制设备可以处于打开位置,该打开位置允许上述流体流动。在另一个实例中,当流动控制设备为具有输入输出端口A、B和C的三通阀时,该流动控制设备可以处于停止A处的流体流动并允许B与C之间的流体流动的位置;或者,该流动控制设备可以处于停止B处的流体流动并允许A与C之间的流体流动的位置等等。
“流动”被限定为工作流体流过温度调节系统的方式,例如处于并行流动、处于串行流动和/或其组合。例如,上述工作流体可以流过处于并行流动的两个或多个温度调节器。在另一个实例中,上述工作流体可以流过处于串行流动的两个或多个温度调节器。
“连接”是指温度调节系统中的各部件的物理、结构连接。由于流动控制设备可以改变它们的位置,温度调节系统的特定连接可以允许不同的流体流动,例如并行流动和/或串行流动。
本申请提供了温度调节系统及其控制方法的不同实施例,其中温度调节系统中的各流动控制设备的位置可以被改变,从而温度调节系统中的各温度调节器可以处于串行和/或并行流动。本申请提供了具有在并行流动、串行流动或其组合之间改变上述流体流动的灵活性的温度调节系统的不同实施例。
为了示出根据本申请的各实施例的灵活性的优势,考虑以下例子。一个温度调节系统不具有将流体流动从并行流动变为串行流动的灵活性。该温度调节系统具有两个模块化的温度调节器,例如使用水作为工作流体的两个模块化的水冷却器处于并行流动。模块化的水冷却器是根据系统的设计和需要可以被增加或从该系统去除以增加或减少该系统的制冷容量的水冷却器。在一种情况下,水流小于其最大流动容量,例如为其最大流动的50%。在该情况下,仅有上述两个温度调节器中的一个温度调节器例如可以运行,而另一个组件被关断。这是因为如果处于并行流动中的两个温度调节器同时运行于50%的流体流量,会由于不充足的流体流动而对温度调节器组件造成损坏。由于另一个调节器不运行,使用上述两个温度调节器中的一个温度调节器会使得该系统50%的制冷容量未被使用。然而,如果本实例中的温度调节系统具有改变上述流体流动、从而处于并行流动中的两个温度调节器可以被变为串行流动的灵活性,则两个温度调节器的制冷容量都能被使用,与此同时,可以避免因不充足的流体流动而对温度调节器造成的潜在损坏。
本申请提供了不同的温度调节系统及其控制方法,这些温度调节系统及其控制方法提供了改变温度调节器的例如处于串行和/或并行流动的流体流动的能力。换句话说,根据一个实施例,在特定连接下的温度调节系统可以具有并行流动和/或串行流动的兼容性。这些兼容性可以通过控制各流动控制设备的位置来实现。例如,处于一个流动控制设备位置时,各温度调节器可以处于并行流动。处于另一个流动控制设备位置时,各温度调节器可以处于串行流动。处于另一个流动控制设备位置时,各温度调节器可以被划分为组;在各组间,各组处于并行流动;在每个组内,各调节器处于串行流动。
在一个实施例中,作为实例,温度调节系统包括具有特定连接的两个温度调节器和两个流动控制设备。在该连接下,当流体流动处于100%时,例如,各流动控制设备可以处于这样的位置,从而上述两个温度调节器处于并行流动。在该相同连接下,当该流体流动处于50%时,例如,各流动控制设备可以处于这样的位置,从而上述两个温度调节器处于串行流动。
在另一个实施例中,作为实例,温度调节系统包括具有特定连接的三个温度调节器和四个流动控制设备。在该连接下,当流体流动处于100%时,例如,各流动控制设备可以处于这样的位置,从而上述三个温度调节器处于并行流动。在该相同连接下,当该工作流体流动处于33%时,例如,上述流动控制设备可以处于这样的位置,从而上述三个温度调节器处于串行流动。
在另一个实施例中,作为实例,温度调节系统包括具有特定连接的四个温度调节器和六个流动控制设备。在该连接下,当流体流动处于100%时,例如,各流动控制设备可以处于这样的位置,从而上述四个温度调节器处于并行流动。在该相同连接下,当该工作流体流动处于50%时,例如,各流动控制设备可以处于这样的位置,从而上述四个温度调节器被分为两组,组1和组2,其中组1和组2中的每组包括两个温度调节器。组1与组2处于并行流动。然而,在每组内,两个温度调节器处于串行流动。在该相同连接下,当该工作流体处于25%时,例如,各流动控制设备可以处于这样的位置,从而所有四个温度调节器处于串行流动。
“温度调节器”可以包括至少一个制冷装置、至少一个加热装置或其组合。制冷装置可以被理解为能够经由热交换从工作流体去除热量的任何装置,工作流体例如为水、油、制冷剂等等。在一个实施例中,制冷装置是冷却器。在另一个实施例中,制冷装置是水冷却器。在又一个实施例中,制冷装置是模块化的水冷却器。加热装置可以被理解为能够经由热交换给工作流体增加热量的任何装置,工作流体例如为水、油、制冷剂等等。在一个实施例中,上述加热装置是水加热器。在另一个实施例中,上述加热装置是模块化的水加热器。
在一个实施例中,上述温度调节系统可以用于辐射天花板制冷,使用例如水作为主要工作流体。在另一个实施例中,上述温度调节系统可以用于辐射地板加热,使用例如水作为主要工作流体。在一个实施例中,上述温度调节系统可以用于建筑物、封闭空间和/或房间,例如旅馆、医院、学校、公寓楼、商场、会议中心、家居住宅、体育场等等。
本申请提供了一种温度调节系统,该温度调节系统包括总数为N的温度调节器,每个温度调节器被表示为第i个温度调节器,其中i=1,2,3,4…N;N可以是≥2的任何正整数。上述流体回路还包括总数为(2N-2)的流动控制设备、流体输入端以及流体输出端。
例如,在一个实施例中,温度调节系统包括流体回路,该流体回路包括流体连接的各部件。该流体回路包括第一温度调节器、第二温度调节器、第一流动控制设备、第二流动控制设备、流体输入端以及流体输出端。在该流体回路中,上述流体输入端被布置于上述第一温度调节器的上游和上述第二流动控制设备的上游。上述流体输出端被布置于上述第一流动控制设备的下游和上述第二温度调节器的下游。上述第一温度调节器被布置于上述流体输入端的下游、上述第一流动控制设备的上游和上述第二流动控制设备的上游。上述第二温度调节器被布置于上述第二流动控制设备的下游和上述流体输出端的上游。上述第一流动控制设备被布置于上述第一温度调节器的下游和上述流体输出端的上游。上述第二流动控制设备被布置于上述流体输入端的下游、上述第一温度调节器的下游和上述第二温度调节器的上游。
“流动控制设备”可以包括控制流体流动的一个或多个设备,例如一个或多个阀。流动控制设备可以被理解为能够建立合适的流体流动的各流动控制设备例如各阀的任意组合。例如,在一个实施例中,流动控制设备包括二通阀。在一个实施例中,流动控制设备包括三通阀。在另一个实施例中,流动控制设备包括止回阀和二通阀。
温度调节系统中的流动控制设备可以包括不同设备。在一个实施例中,在温度调节系统内,一个流动控制设备是二通阀,另一个流动控制设备是三通阀。在另一个实施例中,在温度调节系统内,一个流动控制设备是二通阀,另一个流动控制设备是止回阀和二通阀的组合。
控制温度调节系统的方法的一个实施例包括:接收关于流入上述系统的工作流体的量例如流动速率的信息;确定上述工作流体的目标温度;以及确定上述温度调节系统的运行以获得上述工作流体的目标温度。确定上述温度调节系统的运行还包括,当上述流体的量小于阈值量时,将流动控制设备置于这样的位置,从而上述温度调节系统中的至少两个温度调节器处于串行流动。
“阈值量”被限定为足以支持系统中的特定数量的温度调节器处于并行流动运行而不会因不充足的流体流动受到损坏的流入温度调节系统的流体的特定量,例如流动速率。在某些情况下,上述特定数量的温度调节器是指该系统中的所有温度调节器。在某些情况下,上述特定数量的温度调节器是指少于该系统中的所有温度调节器。
在一个实施例中,温度调节系统具有四个调节器,每个调节器需要最大流体流动供应量的25%,以避免因不充足的流体流动而受到损坏。在该实施例的第一情况下,上述四个调节器都处于并行流动,在该第一情况下,上述阈值量为100%的最大流体流动供应量。在该实施例的第二情况下,上述四个调节器被分为两组(例如组1和组2)。在每组内,上述温度调节器处于串行流动。在两组之间,各组处于并行流动。在该第二情况下,上述阀值量为50%的最大流体流动供应量。在第三情况下,上述四个调节器都处于串行流动。在该第三情况下,上述阈值量为25%的最大流体流动供应量。在一个实施例中,上述阈值量可以通过对该系统进行测试来预先确定。
附图说明
图1A示出了具有两个温度调节器和两个流动控制设备的温度调节系统的一个实施例。
图1B示出了具有两个温度调节器和两个流动控制设备的温度调节系统的另一个实施例。
图2A示出了具有三个温度调节器和四个流动控制设备的温度调节系统的一个实施例。
图2B示出了具有三个温度调节器和四个流动控制设备的温度调节系统的另一个实施例。
图3A示出了具有四个温度调节器和六个流动控制设备的温度调节系统的一个实施例。
图3B示出了具有四个温度调节器和六个流动控制设备的温度调节系统的另一个实施例。
图4示出了温度调节系统的控制方法的一个实施例。
图5示出了具有一个控制器、两个温度调节器和两个流动控制设备的温度调节系统的一个实施例。
具体实施方式
术语“上游”和“下游”表示流体回路中流体流动方向上的相对位置,该流体回路包括流体连接的各部件。流体从上游流向下游。例如,部件A被布置于部件B的下游是指流体从部件B流向部件A。在另一个实例中,部件A被布置于部件B的下游同样是指B被布置于A的上游。在本段中,部件是指非管道和非通道类型的系统部件,例如温度调节器、流动控制设备、油分离器、热交换器等等。在某些实施例中,“被布置于下游”(或上游)是指流体可以直接从一个部件直流流向另一个部件,没有任何中间部件被布置于这两个部件之间。例如,部件A被布置于部件B的下游是指流体从B直接流向A,没有任何中间部件在部件B与部件A之间。在某些其他实施例中,“被布置于下游”(或上游)是指流体可以从一个部件间接流向另一个部件,具有中间部件被布置于这两个部件之间。例如,部件A被布置于部件B的下游是指流体从B间接流向A,具有一个或多个中间部件被布置于部件B与部件A之间。
图1A和1B示出了具有两个温度调节器和两个流动控制设备的温度调节系统的两个不同实施例。流动控制设备可以包括控制流体流动的一个或多个设备,例如一个或多个阀。流动控制设备可以被理解为能够建立合适的流体流动的各设备例如各阀的任意组合。例如,在一个实施例中,流动控制设备包括二通阀。在一个实施例中,流动控制设备包括三通阀。在另一个实施例中,流动控制设备包括止回阀和二通阀。
图1A示出了具有两个温度调节器和两个流动控制设备的温度调节系统100的一个实施例。在图1A中,温度调节系统100的一个实施例包括流体回路,上述流体回路包括流体连接的各部件。上述流体回路包括第一温度调节器105、第二温度调节器115、第一流动控制设备110、第二流动控制设备120、流体输入端101以及流体输出端102。
在上述流体回路中,上述流体输入端101被布置于上述第一温度调节器105的上游和上述第二流动控制设备120的上游。上述流体输出端102被布置于上述第一流动控制设备110的下游和上述第二温度调节器115的下游。
上述第一温度调节器105被布置于上述流体输入端101的下游、上述第一流动控制设备110的上游和上述第二流动控制设备120的上游。上述第二温度调节器被布置于上述第二流动控制设备120的下游和上述流体输出端102的上游。
上述第一流动控制设备110被布置于上述第一温度调节器105的下游和上述流体输出端102的上游。上述第二流动控制设备120被布置于上述流体输入端101的下游、上述第一温度调节器105的下游和上述第二温度调节器115的上游。如图1A所示,上述第一流动控制设备110是二通阀111。上述第二流动控制设备120是三通阀121。
图1B示出了具有两个温度调节器和两个流动控制设备的温度调节系统100的另一个实施例。如图1B所示,上述第一流动控制设备110可以是二通阀160。在另一个实施例中,上述第二流动控制设备120可以包括止回阀170和二通阀175。上述止回阀170被布置于上述第一温度调节器105的下游和上述第二温度调节器115的上游。上述止回阀170对流体进行调节使其从上述第一温度调节器105单向地流向上述第二温度调节器115。上述二通阀175被布置于上述流体输入端101的下游和上述第二温度调节器115的上游。
在一个实施例中,如图1A和1B所示,上述第一流动控制设备110和上述第二流动控制设备120可以处于这样的位置,从而上述第一温度调节器105和上述第二温度调节器115可以处于并行流动。上述第一流动控制设备110可以处于打开位置,从而上述工作流体可以从上述第一温度调节器105流向例如直接流向上述流体输出端102。上述第二流动控制设备120处于这样的位置,从而没有工作流体可以从上述第一温度调节器105流向上述第二温度调节器115;以及可以有流体从上述流体输入端101流向例如直接流向上述第二温度调节器115。
在另一个实施例中,如图1A和1B所示,上述第一流动控制设备110和上述第二流动控制设备120可以处于这样的位置,从而上述第一温度调节器105和上述第二温度调节器115可以处于串行流动。上述第一流动控制设备110可以处于闭合位置,从而上述工作流体不能从上述第一温度调节器105流向上述流体输出端102。上述第二流动控制设备120处于这样的位置,从而工作流体可以从上述第一温度调节器105流向例如直接流向上述第二温度调节器115;以及没有流体可以从上述流体输入端101流向上述第二温度调节器115。
在一个实施例中,上述第一温度调节器105和/或上述第二温度调节器115可以包括至少一个制冷装置、至少一个加热装置或其组合。制冷装置可以被理解为能够经由热交换从液体去除热量的任何装置。在一个实施例中,制冷装置是冷却器。在另一个实施例中,制冷装置是水冷却器。在又一个实施例中,制冷装置是模块化的水冷却器。加热装置可以被理解为能够经由热交换给液体增加热量的任何装置。在一个实施例中,上述加热装置是水加热器。在另一个实施例中,上述加热装置是模块化的水加热器。
图2A示出了具有三个温度调节器和四个流动控制设备的温度调节系统200的一个实施例。在一个实施例中,如图2A所示,温度调节系统200包括流体回路,上述流体回路包括流体连接的各部件。上述流体回路包括第一温度调节器205、第二温度调节器220、第三温度调节器235、第一流动控制设备210、第二流动控制设备215、第三流动控制设备225、第四流动控制设备230、流体输入端201以及流体输出端202。
上述流体输入端201被布置于上述第一温度调节器205的上游、上述第二流动控制设备215和第四流动控制设备230的上游。上述流体输出端202被布置于上述第一流动控制设备210和上述第三流动控制设备225的下游、上述第三温度调节器235的下游。
上述第一温度调节器205被布置于上述流体输入端201的下游、上述第一流动控制设备210的上游和上述第二流动控制设备215的上游。上述第二温度调节器220被布置于上述第二流动控制设备215的下游、上述第三流动控制设备225的上游和上述第四流动控制设备230的上游。上述第三温度调节器235被布置于上述第四流动控制设备230的下游和上述流体输出端202的上游。
上述第一流动控制设备210被布置于上述第一温度调节器205的下游和上述流体输出端202的上游。上述第二流动控制设备215被布置于上述流体输入端201的下游、上述第一温度调节器205的下游和上述第二温度调节器220的上游。上述第三流动控制设备225被布置于上述第二温度调节器220的下游和上述流体输出端202的上游。上述第四流动控制设备230被布置于上述流体输入端201的下游、上述第二温度调节器220的下游和上述第三温度调节器235的上游。
如图2A和2B所示,在一个实施例中,上述第一流动控制设备210可以是二通阀211。在一个实施例中,上述第三流动控制设备225可以是二通阀226。
如图2A所示,在一个实施例中,上述第二流动控制设备215可以是三通阀216。在另一个实施例中,上述第四流动控制设备230可以是三通阀231。
如图2B所示,在一个实施例中,上述第二流动控制设备215可以包括止回阀218和二通阀217。上述止回阀218被布置于上述第一温度调节器205的下游和上述第二温度调节器220的上游。上述止回阀218对流体进行调节使其从上述第一温度调节器205单向地流向上述第二温度调节器220。上述二通阀217被布置于上述流体输入端201的下游和上述第二温度调节器220的上游。
如图2B所示,上述第四流动控制设备230可以包括止回阀233和二通阀232。上述止回阀233被布置于上述第二温度调节器220的下游和上述第三温度调节器235的上游。上述止回阀233对流体进行调节使其从上述第二温度调节器220单向地流向上述第三温度调节器235。上述二通阀232被布置于上述流体输入端201的下游和上述第三温度调节器235的上游。
在一个实施例中,上述流动控制设备210、215、225、230处于这样的位置,从而上述温度调节器205、220、235(如图2A和2B所示)处于并行流动。在本实施例中,上述第一流动控制设备210和上述第三流动控制设备225处于打开位置,从而工作流体可以从上述第一温度调节器205和上述第二温度调节器220流向例如直接流向上述流体输出端202。在本实施例中,上述第二流动控制设备215处于这样的位置,从而没有工作流体从上述第一温度调节器205流向上述第二温度调节器220;但是有工作流体从上述流体输入端201流向例如直接流向上述第二温度调节器220。在本实施例中,上述第四流动控制设备230处于这样的位置,从而没有工作流体从上述第二温度调节器220流向上述第三温度调节器235;但是有工作流体从上述流体输入端201流向例如直接流向上述第三温度调节器235。在另一个实施例中,上述流动控制设备210、215、225、230处于这样的位置,从而上述温度调节器205、220、235(如图2A和2B所示)处于串行流动。在本实施例中,上述第一流动控制设备210和上述第三流动控制设备225处于闭合位置,从而工作流体不能从上述第一温度调节器205和上述第二温度调节器220流向上述流体输出端202。在本实施例中,上述第二流动控制设备215处于这样的位置,从而上述工作流体可以从上述第一温度调节器205流向例如直接流向上述第二温度调节器220;但是上述工作流体不能从上述流体输入端201流向上述第二温度调节器220。在本实施例中,上述第四流动控制设备230处于这样的位置,从而上述工作流体可以从上述第二温度调节器220流向例如直接流向上述第三温度调节器235;但是上述工作流体不能从上述流体输入端201流向上述第三温度调节器235。
在另一个实施例中,上述流动控制设备210、215、225、230处于这样的位置,从而上述温度调节器205、220、235(如图2A和2B所示)被分为两组、组1和组2。组1和组2处于并行流动。然而,在每组内,各温度调节器处于串行流动。
在一个实施例中,如图2A和2B所示,组1可以包括上述第一温度调节器205和上述第二温度调节器220,其中上述第一温度调节器205和上述第二温度调节器220可以处于串行流动。组2包括上述第三温度调节器235。在本实施例中,上述第一流动控制设备210处于闭合位置,从而工作流体不能从上述第一温度调节器205流向上述流体输出端202。上述第二流动控制设备215处于这样的位置,从而上述工作流体可以从上述第一温度调节器205流向例如直接流向上述第二温度调节器220,但是上述工作流体不能从上述流体输入端201流向上述第二温度调节器220。上述第三流动控制设备225处于打开位置,从而工作流体可以从上述第二温度调节器220流向例如直接流向上述流体输出端202。上述第四流动控制设备230处于这样的位置,从而上述工作流体不能从上述第二温度调节器220流向上述第三温度调节器235,但是上述工作流体可以从上述流体输入端201流向例如直接流向上述第三温度调节器235。
在一个实施例中,上述第一温度调节器205、上述第二温度调节器220和/或上述第三温度调节器235可以包括至少一个制冷装置、至少一个加热装置或其组合。制冷装置可以被理解为能够经由热交换从液体去除热量的任何装置。在一个实施例中,制冷装置是冷却器。在另一个实施例中,制冷装置是水冷却器。在又一个实施例中,制冷装置是模块化的水冷却器。加热装置可以被理解为能够经由热交换给液体增加热量的任何装置。在一个实施例中,上述加热装置是水加热器。在另一个实施例中,上述加热装置是模块化的水加热器。
图3A示出了具有四个温度调节器和六个流动控制设备的温度调节系统300的一个实施例。在一个实施例中,如图3A所示,温度调节系统300包括流体回路,上述流体回路包括流体连接的各部件。上述流体回路包括第一温度调节器305、第二温度调节器320、第三温度调节器335、第四温度调节器349、第一流动控制设备310、第二流动控制设备315、第三流动控制设备325、第四流动控制设备330、第五流动控制设备340、第六流动控制设备345、流体输入端301以及流体输出端302。
在上述温度调节系统300中,上述流体输入端301被布置于上述第一温度调节器305的上游和上述第二流动控制设备316、第四流动控制设备331、第六流动控制设备346的上游。
上述流体输出端302被布置于上述第一流动控制设备310、上述第三流动控制设备325、上述第五流动控制设备340的下游和上述第四温度调节器349的下游。
上述第一温度调节器305被布置于上述流体输入端301的下游、上述第一流动控制设备310的上游和上述第二流动控制设备315的上游。上述第二温度调节器320被布置于上述第二流动控制设备315的下游、上述第三流动控制设备325的上游和上述第四流动控制设备330的上游。上述第三温度调节器335被布置于上述第四流动控制设备330的下游、上述第五流动控制设备340的上游和上述第六流动控制设备345的上游。上述第四温度调节器349被布置于上述第六流动控制设备345的下游和上述流体输出端302的上游。
上述第一流动控制设备310被布置于上述第一温度调节器305的下游和上述流体输出端302的上游。上述第二流动控制设备315被布置于上述流体输入端301的下游、上述第一温度调节器305的下游和上述第二温度调节器320的上游。上述第三流动控制设备325被布置于上述第二温度调节器320的下游和上述流体输出端302的上游。上述第四流动控制设备330被布置于上述流体输入端301的下游、上述第二温度调节器320的下游和上述第三温度调节器335的上游。上述第五流动控制设备340被布置于上述第三温度调节器335的下游和上述流体输出端302的上游。上述第六流动控制设备345被布置于上述流体输入端301的下游、上述第三温度调节器335的下游和上述第四温度调节器349的上游。
在一个实施例中,如图3A和3B所示,上述第一流动控制设备310是二通阀311。在另一个实施例中,上述第三流动控制设备325可以是二通阀326。在又一个实施例中,上述第五流动控制设备340可以是二通阀341。
在一个实施例中。如图3A所示,上述第二流动控制设备315可以是三通阀316。在另一个实施例中,上述第四流动控制设备330可以是三通阀331。在另一个实施例中,上述第六流动控制设备345可以是三通阀346。
如图3B所示,在一个实施例中,上述第二流动控制设备315可以包括止回阀318和二通阀317。上述止回阀318被布置于上述第一温度调节器305的下游和上述第二温度调节器320的上游。上述止回阀318对流体进行调节使其从上述第一温度调节器305单向地流向上述第二温度调节器320。上述二通阀317被布置于上述流体输入端301的下游和上述第二温度调节器320的上游。
如图3B所示,在另一个实施例中,上述第四流动控制设备330可以包括止回阀333和二通阀332。上述止回阀333被布置于上述第二温度调节器320的下游和上述第三温度调节器335的上游。上述止回阀333对流体进行调节使其从上述第二温度调节器320单向地流向上述第三温度调节器335。上述二通阀332被布置于上述流体输入端301的下游和上述第三温度调节器335的上游。
如图3B所示,在另一个实施例中,上述第六流动控制设备345可以包括止回阀348和二通阀347。上述止回阀348被布置于上述第三温度调节器335的下游和上述第四温度调节器349的上游。上述止回阀348对流体进行调节使其从上述第三温度调节器335单向地流向上述第四温度调节器349。上述二通阀347被布置于上述流体输入端301的下游和上述第四温度调节器349的上游。
在一个实施例中,上述第一温度调节器305、上述第二温度调节器320、上述第三温度调节器335和/或上述第四温度调节器349可以包括至少一个制冷装置、至少一个加热装置或其组合。制冷装置可以被理解为能够经由热交换从液体去除热量的任何装置。在一个实施例中,制冷装置是冷却器。在另一个实施例中,制冷装置是水冷却器。在又一个实施例中,制冷装置是模块化的水冷却器。加热装置可以被理解为能够经由热交换给液体增加热量的任何装置。在一个实施例中,上述加热装置是水加热器。在另一个实施例中,上述加热装置是模块化的水加热器。
应用图1A、1B、2A和2B所述的相似的操作方式,在一个实施例中,上述第一流动控制设备310、上述第二流动控制设备315、上述第三流动控制设备325、上述第四流动控制设备330、上述第五流动控制设备340和上述第六流动控制设备345可以处于这样的位置,从而上述第一温度调节器305、上述第二温度调节器320、上述第三温度调节器335和上述第四温度调节器349处于串行流动。在一个实施例中,上述第一流动控制设备310、上述第二流动控制设备315、上述第三流动控制设备325、上述第四流动控制设备330、上述第五流动控制设备340和上述第六流动控制设备345可以处于这样的位置,从而上述第一温度调节器305、上述第二温度调节器320、上述第三温度调节器335和上述第四温度调节器349处于并行流动。
在另一个实施例中,上述流动控制设备310、315、325、330、340、345处于这样的位置,从而上述温度调节器305、320、335、349(如图3A和3B所示)被分为两组、组1和组2。组1和组2处于并行流动。然而,在每组内,各温度调节器处于串行流动。
在一个实施例中,如图3A和3B所示,组1可以包括上述第一温度调节器305和上述第二温度调节器320,其中上述第一温度调节器305和上述第二温度调节器320可以处于串行流动。组2包括上述第三温度调节器335和上述第四温度调节器349,其中上述第三温度调节器335和上述第四温度调节器349可以处于串行流动。在本实施例中,上述第一流动控制设备310处于闭合位置,从而工作流体不能从上述第一温度调节器305流向上述流体输出端302。上述第二流动控制设备315处于这样的位置,从而上述工作流体可以从上述第一温度调节器305流向例如直接流向上述第二温度调节器320,但是上述工作流体不能从上述流体输入端301流向上述第二温度调节器320。上述第三流动控制设备325处于打开位置,从而上述工作流体可以从上述第二温度调节器320流向例如直接流向上述流体输出端302。上述第四流动控制设备330处于这样的位置,从而上述工作流体不能从上述第二温度调节器320流向上述第三温度调节器335,但是上述工作流体可以从上述流体输入端301流向例如直接流向上述第三温度调节器335。上述第五流动控制设备340处于闭合位置,从而工作流体不能从上述第三温度调节器335流向上述流体输出端302。上述第六流动控制设备345处于这样的位置,从而上述工作流体可以从上述第三温度调节器335流向例如直接流向上述第四温度调节器349,但是上述工作流体不能从上述流体输入端301流向上述第四温度调节器349。应当理解,上述实施例仅为示例。组1和组2可以包括不同数量的温度调节器,例如组1具有三个温度调节器,组2具有一个温度调节器,或相反,并仍保持各组间并行流动和组内串行流动。
应当理解,温度调节系统的不同实施例不限于两个调节器(如图1A和1B所示)、三个调节器(如图2A和2B所示)和四个调节器(如图3A和3B所示)。调节器的数量可以达到N,其中N可以是大于等于2的任何正整数。
在一个实施例中,温度调节系统包括流体回路,上述流体回路包括流体连接的各部件。上述流体回路包括总数为N的温度调节器,每个温度调节器被表示为第i个温度调节器,其中i=1,2,3,4…N;N可以是≥2的任何正整数。上述流体回路还包括总数为(2N-2)的流动控制设备、流体输入端以及流体输出端。
N个调节器与(2N-2)个流动控制设备的配置可以在如下三种条件下进行数学描述:当i=1、1<i<N以及i=N时。
当i=1时,第i个温度调节器被布置于上述流体输入端的下游、第(2i-1)个流动控制设备的上游和第(2i)个流动控制设备的上游;第(2i-1)个流动控制设备被布置于第i个温度调节器的下游和上述流体输出端的上游,第(2i)个流动控制设备被布置于上述流体输入端的下游、第i个温度调节器的下游和第(i+1)个温度调节器的上游。
当1<i<N时,第i个温度调节器被布置于第(2i-2)个流动控制设备的下游、第(2i-1)个流动控制设备的上游和第2i个流动控制设备的上游;第(2i-1)个流动控制设备被布置于第i个温度调节器的下游和上述流体输出端的上游,第(2i)个流动控制设备被布置于上述流体输入端的下游、第i个温度调节器的下游和第(i+1)个调节器的上游。
当i=N时,第i个温度调节器被布置于第(2i-2)个流动控制设备的下游和上述流体输出端的上游。
在另一个实施例中,例如,温度调节系统具有N个调节器和(2N‐2)个流动控制设备,上述流动控制设备可以处于不同位置,从而任一温度调节器可以与另一个温度调节器处于并行和/或串行流动。
图4示出了温度调节系统的控制方法400的一个实施例。在一个实施例中,如图4所示,上述控制方法包括以下步骤:接收关于流入上述系统的工作流体的量的信息405;确定上述工作流体的目标温度410;以及确定上述温度调节系统的运行以获得上述工作流体的目标温度415。确定上述温度调节系统的运行还包括:当上述流体的量小于阈值量时,将流动控制设备置于这样的位置,从而上述温度调节系统中的至少两个温度调节器处于串行流动420。
接收关于流入上述系统的工作流体的量的信息的方法进一步包括:接收关于工作流体的可用性的信息406;和/或接收关于上述工作流体的需求量的信息407。
上述接收关于工作流体的可用性的信息406的步骤中可以进一步包括:接收关于工作流体的供应量的信息;接收关于政府规制的信息等等。上述接收关于工作流体的供应量的信息的步骤中可以包括:对流体输入端处的流体流量进行测量。接收的关于政府规制的信息可以包括例如关于城市供水控制时间表、用水量的限制等的信息。
接收关于上述工作流体的需求量的信息407的步骤中可以进一步包括:接收关于可预测的时间表的信息。可预测的时间表可以包括例如旅店的入住退房时间表、会议的会面时间表、工厂的工作时间表、学校的班级时间表、办公楼的工作时间表、商场的运行时间表等等。
确定上述工作流体的目标温度410的步骤中可以进一步包括:接收关于流体输入端处的流体温度的信息411;接收关于流体输出端处的流体温度的信息412;接收关于室内温度的信息413;接收关于室外温度的信息414等等。上述室外温度可以通过实际测量、天气预报等来获得。
确定上述温度调节系统的运行415的步骤中可以进一步包括:接收上述温度调节器的工作负载的信息416,例如压缩机能耗、风扇速度、工作流体流动速率、流体泵能耗等等。确定上述温度调节系统的运行415的步骤中可以进一步包括调节上述温度调节器的制冷/制热容量417等的后续步骤。
图5示出了具有一个控制器、两个温度调节器和两个流动控制设备的温度调节系统的一个实施例。在图5中,上述温度调节系统500包括第一温度调节器510、第二温度调节器520、第一流动控制设备514、第二流动控制设备524、流体输入端501、流体输出端502以及控制器505。
如图5所示,上述控制器505建立与上述第一温度调节器510、上述第二温度调节器520、上述第一流动控制设备514和上述第二流动控制设备524的独立通信(如虚线所示)。上述通信可以是电气/电磁/电子通信。在一个实施例中,上述通信可以通过物理导线来实现。在另一个实施例中,上述通信可以通过无线通线来实现。上述控制器505可以包括处理器、存储器、时钟和输入/输出(I/O)接口(未示出)。在某些实施例中,上述控制器可以包括更少的或附加的部件。
在一个实施例中,上述控制器505可以控制上述温度调节器510、520的工作容量。
在一个实施例中,上述控制器505可以控制上述第一流动控制设备514和上述第二流动控制设备524处于这样的位置,从而上述第一温度调节器510和上述第二温度调节器520处于串行流动。在本实施例中,上述控制器505控制上述第一流动控制设备514处于这样的位置,从而没有流体从上述第一温度调节器510流向上述流体输出端502。上述控制器505还控制上述第二流动控制设备524,从而没有工作流体可以从上述流体输入端501流向上述第二温度调节器520,但是上述工作流体可以从上述第一温度调节器510流向例如直接流向上述第二温度调节器520。
在一个实施例中,上述控制器505可以控制上述第一流动控制设备514和上述第二流动控制设备524处于这样的位置,从而上述第一温度调节器510和上述第二温度调节器520处于并行流动。在本实施例中,上述控制器505控制上述第一流动控制设备514,从而上述工作流体可以从上述第一温度调节器510流向例如直接流向上述流体输出端502。上述控制器505还控制上述第二流动控制设备524,从而上述工作流体可以从上述流体输入端501流向例如直接流向上述第二温度调节器520,但是上述工作流体不能从上述第一温度调节器510流向上述第二温度调节器520。
可以理解,如图5所述的控制器505可以被应用于本申请所述的任何温度调节系统,例如图1A、1B、2A、2B、3A和3B。可以理解,控制器可以被进一步应用于具有N个调节器和(2N-2)个流动控制设备的温度调节系统,其中N是正整数并且N≥2。上述控制器可以用于温度调节系统以改变各流动控制设备的位置,从而各温度调节器的流体流动是可改变的,例如并行、串行、各组间并行且任何组内串行等等。对流体流动进行改变的灵活性的各例子在图1A、1B、2A、2B、3A和3B的不同实施例中进行了描述。
可以理解,控制器可以被应用于使用如图4所示的控制方法的任何温度调节系统。控制器505可以接收关于工作流体的流体量的信息405;可以确定上述工作流体的目标温度410;以及确定上述温度调节系统的运行415。上述控制器505还可以确定上述运行,当上述流体的量小于阈值量时,上述控制器可以将流动控制设备置于这样的位置,从而上述温度调节系统中的至少两个温度调节器处于串行流动420。
各方面
需注意的是,方面1-16中的任一方面可以与方面16和17-22中的任一方面相结合。方面16可以与方面17-22中的任一方面相结合。
方面1.一种温度调节系统,其特征在于,包括:
流体回路,所述流体回路包括流体连接的各部件,所述流体回路包括第一温度调节器、第二温度调节器、第一流动控制设备、第二流动控制设备、流体输入端以及流体输出端,其中,
所述流体输入端被布置于所述第一温度调节器的上游和所述第二流动控制设备的上游;
所述流体输出端被布置于所述第一流动控制设备的下游和所述第二温度调节器的下游;
所述第一温度调节器被布置于所述流体输入端的下游、所述第一流动控制设备的上游和所述第二流动控制设备的上游;
所述第二温度调节器被布置于所述第二流动控制设备的下游和所述流体输出端的上游;
所述第一流动控制设备被布置于所述第一温度调节器的下游和所述流体输出端的上游;以及
所述第二流动控制设备被布置于所述流体输入端的下游、所述第一温度调节器的下游和所述第二温度调节器的上游。
方面2.根据方面1所述的温度调节系统,其特征在于,所述第一流动控制设备包括二通阀。
方面3.根据方面1-2所述的温度调节系统,其特征在于,所述第二流动控制设备包括三通阀。
方面4.根据方面1-2所述的温度调节系统,其特征在于,所述第二流动控制设备进一步包括止回阀和二通阀,其中,
所述止回阀被布置于所述第一温度调节器的下游和所述第二温度调节器的上游,所述止回阀对流体进行调节使流体从所述第一温度调节器单向地流向所述第二温度调节器;以及
所述二通阀被布置于所述流体输入端的下游和所述第二温度调节器的上游。
方面5.根据方面1-4所述的温度调节系统,其特征在于,所述第一温度调节器或所述第二温度调节器包括至少一个制冷装置或至少一个加热装置。
方面6.根据方面1-5所述的温度调节系统,其特征在于,还包括控制器,所述控制器控制各温度调节器和各流动控制设备。
方面7.根据方面1-6所述的温度调节系统,其特征在于,所述流体回路还包括第三温度调节器、第三流动控制设备以及第四流动控制设备,其中,
所述第三温度调节器被布置于所述第四流动控制设备的下游和所述流体输出端的上游;
所述第三流动控制设备被布置于所述第二温度调节器的下游和所述流体输出端的上游;以及
所述第四流动控制设备被布置于所述流体输入端的下游、所述第二温度调节器的下游和所述第三温度调节器的上游。
方面8.根据方面7所述的温度调节系统,其特征在于,所述第三流动控制设备包括二通阀。
方面9.根据方面7-8所述的温度调节系统,其特征在于,所述第四流动控制设备包括三通阀。
方面10.根据方面7-8所述的温度调节系统,其特征在于,所述第四流动控制设备进一步包括止回阀和二通阀,其中,
所述止回阀被布置于所述第二温度调节器的下游和所述第三温度调节器的上游,所述止回阀对流体进行调节使流体从所述第二温度调节器单向地流向所述第三温度调节器;以及
所述二通阀被布置于所述流体输入端的下游和所述第三温度调节器的上游。
方面11.根据方面7-10所述的温度调节系统,其特征在于,所述第三温度调节器包括至少一个制冷装置或至少一个加热装置。
方面12.根据方面7-11所述的温度调节系统,其特征在于,所述流体回路还包括第四温度调节器、第五流动控制设备以及第六流动控制设备,其中,
所述第四温度调节器被布置于所述第六流动控制设备的下游和所述流体输出端的上游;
所述第五流动控制设备被布置于所述第三温度调节器的下游和所述流体输出端的上游;以及
所述第六流动控制设备被布置于所述流体输入端的下游、所述第三温度调节器的下游和所述第四温度调节器的上游。
方面13.根据方面12所述的温度调节系统,其特征在于,所述第五流动控制设备包括二通阀。
方面14.根据方面12-13所述的温度调节系统,其特征在于,所述第六流动控制设备包括三通阀。
方面15.根据方面12-13所述的温度调节系统,其特征在于,所述第六流动控制设备进一步包括止回阀和二通阀,其中,
所述止回阀被布置于所述第三温度调节器的下游和所述第四温度调节器的上游,所述止回阀对流体进行调节使流体从所述第三温度调节器单向地流向所述第四温度调节器;以及
所述二通阀被布置于所述流体输入端的下游和所述第四温度调节器的上游。
方面16.一种温度调节系统,其特征在于,包括:
流体回路,所述流体回路包括流体连接的各部件,所述流体回路包括总数为i的温度调节器、总数为(2N-2)的流动控制设备、流体输入端以及流体输出端,其中i=1,2,3,4…N;N可以是≥2的任何正整数,
其中,
当i=1时,
第i个温度调节器被布置于所述流体输入端的下游、第(2i-1)个流动控制设备的上游和第(2i)个流动控制设备的上游;
第(2i-1)个流动控制设备被布置于第i个温度调节器的下游和所述流体输出端的上游,
第(2i)个流动控制设备被布置于所述流体输入端的下游、第i个温度调节器的下游和第(i+1)个温度调节器的上游,
当1<i<N时,
第i个温度调节器被布置于第(2i-2)个流动控制设备的下游、第(2i-1)个流动控制设备的上游和第2i个流动控制设备的上游,
第(2i-1)个流动控制设备被布置于第i个温度调节器的下游和所述流体输出端的上游,
第(2i)个流动控制设备被布置于所述流体输入端的下游、第i个温度调节器的下游和第(i+1)个调节器的上游;
当i=N时,
第i个温度调节器被布置于第(2i-2)个流动控制设备的下游和所述流体输出端的上游。
方面17.一种控制温度调节系统的方法,其特征在于,包括以下步骤
接收关于流入所述系统的工作流体的量的信息;
确定所述工作流体的目标温度;以及
确定所述温度调节系统的运行以获得所述工作流体的目标温度,还包括以下步骤:
当流体的量小于阈值量时,将流动控制设备置于这样的位置,从而所述温度调节系统中的至少两个温度调节器处于串行流动。
方面18.根据方面17所述的方法,其特征在于,接收关于工作流体的流体量的信息的步骤中包括以下步骤:
接收关于工作流体的可用性的信息;和/或
接收关于所述工作流体的需求量的信息。
方面19.根据方面18所述的方法,其特征在于,接收关于工作流体的可用性的信息的步骤中包括以下步骤:
接收关于所述工作流体的供应量的信息;和/或
接收关于政府规制的信息。
方面20.根据方面18所述的方法,其特征在于,接收关于所述工作流体的需求量的信息的步骤中包括以下步骤:
接收关于可预测的时间表的信息。
方面21.根据方面17-20所述的方法,其特征在于,确定所述工作流体的目标温度的步骤中包括以下步骤:
接收关于流体输入端处的流体温度的信息;
接收关于流体输出端处的流体温度的信息;
接收关于室内温度的信息;和/或
接收关于室外温度的信息。
方面22.根据方面17-21所述的方法,其特征在于,确定所述温度调节系统的运行的步骤中包括以下步骤:
接收所述温度调节器的工作负载的信息;和/或
调节所述温度调节器的制冷/制热容量。
对于前面所述,应当理解,在不偏离本发明范围的情况下,可以在细节上进行修改。说明书及所描述的各实施例意欲被视为仅是示例性的,而权利要求书的广泛含义表示本发明真正的范围和精神。
Claims (22)
1.一种温度调节系统,其特征在于,包括:
流体回路,所述流体回路包括流体连接的各部件,所述流体回路包括第一温度调节器、第二温度调节器、第一流动控制设备、第二流动控制设备、流体输入端以及流体输出端,其中,
所述流体输入端被布置于所述第一温度调节器的上游和所述第二流动控制设备的上游;
所述流体输出端被布置于所述第一流动控制设备的下游和所述第二温度调节器的下游;
所述第一温度调节器被布置于所述流体输入端的下游、所述第一流动控制设备的上游和所述第二流动控制设备的上游;
所述第二温度调节器被布置于所述第二流动控制设备的下游和所述流体输出端的上游;
所述第一流动控制设备被布置于所述第一温度调节器的下游和所述流体输出端的上游;以及
所述第二流动控制设备被布置于所述流体输入端的下游、所述第一温度调节器的下游和所述第二温度调节器的上游。
2.根据权利要求1所述的温度调节系统,其特征在于,所述第一流动控制设备包括二通阀。
3.根据权利要求1所述的温度调节系统,其特征在于,所述第二流动控制设备包括三通阀。
4.根据权利要求1所述的温度调节系统,其特征在于,所述第二流动控制设备进一步包括止回阀和二通阀,其中,
所述止回阀被布置于所述第一温度调节器的下游和所述第二温度调节器的上游,所述止回阀对流体进行调节使流体从所述第一温度调节器单向地流向所述第二温度调节器;以及
所述二通阀被布置于所述流体输入端的下游和所述第二温度调节器的上游。
5.根据权利要求1所述的温度调节系统,其特征在于,所述第一温度调节器或所述第二温度调节器包括至少一个制冷装置或至少一个加热装置。
6.根据权利要求1所述的温度调节系统,其特征在于,还包括控制器,所述控制器控制各温度调节器和各流动控制设备。
7.根据权利要求1所述的温度调节系统,其特征在于,所述流体回路还包括第三温度调节器、第三流动控制设备以及第四流动控制设备,其中,
所述第三温度调节器被布置于所述第四流动控制设备的下游和所述流体输出端的上游;
所述第三流动控制设备被布置于所述第二温度调节器的下游和所述流体输出端的上游;以及
所述第四流动控制设备被布置于所述流体输入端的下游、所述第二温度调节器的下游和所述第三温度调节器的上游。
8.根据权利要求7所述的温度调节系统,其特征在于,所述第三流动控制设备包括二通阀。
9.根据权利要求7所述的温度调节系统,其特征在于,所述第四流动控制设备包括三通阀。
10.根据权利要求7所述的温度调节系统,其特征在于,所述第四流动控制设备进一步包括止回阀和二通阀,其中,
所述止回阀被布置于所述第二温度调节器的下游和所述第三温度调节器的上游,所述止回阀对流体进行调节使流体从所述第二温度调节器单向地流向所述第三温度调节器;以及
所述二通阀被布置于所述流体输入端的下游和所述第三温度调节器的上游。
11.根据权利要求7所述的温度调节系统,其特征在于,所述第三温度调节器包括至少一个制冷装置或至少一个加热装置。
12.根据权利要求7所述的温度调节系统,其特征在于,所述流体回路还包括第四温度调节器、第五流动控制设备以及第六流动控制设备,其中,
所述第四温度调节器被布置于所述第六流动控制设备的下游和所述流体输出端的上游;
所述第五流动控制设备被布置于所述第三温度调节器的下游和所述流体输出端的上游;以及
所述第六流动控制设备被布置于所述流体输入端的下游、所述第三温度调节器的下游和所述第四温度调节器的上游。
13.根据权利要求12所述的温度调节系统,其特征在于,所述第五流动控制设备包括二通阀。
14.根据权利要求12所述的温度调节系统,其特征在于,所述第六流动控制设备包括三通阀。
15.根据权利要求12所述的温度调节系统,其特征在于,所述第六流动控制设备进一步包括止回阀和二通阀,其中,
所述止回阀被布置于所述第三温度调节器的下游和所述第四温度调节器的上游,所述止回阀对流体进行调节使流体从所述第三温度调节器单向地流向所述第四温度调节器;以及
所述二通阀被布置于所述流体输入端的下游和所述第四温度调节器的上游。
16.一种温度调节系统,其特征在于,包括:
流体回路,所述流体回路包括流体连接的各部件,所述流体回路包括总数为i的温度调节器、总数为(2N-2)的流动控制设备、流体输入端以及流体输出端,其中i=1,2,3,4…N;N可以是≥2的任何正整数,
其中,
当i=1时,
第i个温度调节器被布置于所述流体输入端的下游、第(2i-1)个流动控制设备的上游和第(2i)个流动控制设备的上游;
第(2i-1)个流动控制设备被布置于第i个温度调节器的下游和所述流体输出端的上游,
第(2i)个流动控制设备被布置于所述流体输入端的下游、第i个温度调节器的下游和第(i+1)个温度调节器的上游,
当1<i<N时,
第i个温度调节器被布置于第(2i-2)个流动控制设备的下游、第(2i-1)个流动控制设备的上游和第2i个流动控制设备的上游,
第(2i-1)个流动控制设备被布置于第i个温度调节器的下游和所述流体输出端的上游,
第(2i)个流动控制设备被布置于所述流体输入端的下游、第i个温度调节器的下游和第(i+1)个调节器的上游;
当i=N时,
第i个温度调节器被布置于第(2i-2)个流动控制设备的下游和所述流体输出端的上游。
17.一种控制温度调节系统的方法,其特征在于,包括以下步骤:
接收关于流入系统的工作流体的量的信息;
确定所述工作流体的目标温度;以及
确定所述温度调节系统的运行以获得所述工作流体的目标温度,进一步包括以下步骤:
当流体的量小于阈值量时,将流动控制设备置于这样的位置,从而所述温度调节系统中的至少两个温度调节器处于串行流动。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,接收关于流体的量的信息的步骤中进一步包括以下步骤:
接收关于工作流体的可用性的信息;和/或
接收关于所述工作流体的需求量的信息。
19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,接收关于工作流体的可用性的信息的步骤中包括以下步骤:
接收关于所述工作流体的供应量的信息;和/或
接收关于政府规制的信息。
20.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,接收关于所述工作流体的需求量的信息的步骤中包括以下步骤:
接收关于可预测的时间表的信息。
21.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,确定目标温度的步骤中包括以下步骤:
接收关于流体输入端处的流体温度的信息;
接收关于流体输出端处的流体温度的信息;
接收关于室内温度的信息;和/或
接收关于室外温度的信息。
22.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,确定所述温度调节系统的运行的步骤中包括以下步骤:
接收所述温度调节器的工作负载的信息;和/或
调节所述温度调节器的制冷/制热容量。
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