CN108679716A - 换热系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种换热系统。换热系统包括压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、切换装置和流量控制装置。第一换热器的入口与压缩机的排气口连接。第二换热器的出口与压缩机的吸气口连接。切换装置的第二切换端口与压缩机的排气口相连，第三切换端口与压缩机的吸气口相连。第三换热器的第一端口与切换装置的第一切换端口相连。当切换装置处于第一切换状态时，使第三换热器的第一端口与压缩机的排气口连通，与压缩机的吸气口断开。当切换装置处于第二切换状态时，使第三换热器的第一端口与压缩机的吸气口连通，与压缩机的排气口断开。流量控制装置使第一换热器、第二换热器和第三换热器选择性地连通，与压缩机形成换热回路。

Description

换热系统

技术领域

本申请涉及热管理系统技术领域，尤其涉及一种换热系统。

背景技术

换热系统可以用于空调，可以在需要空气调节的区域通过释放热量使该区域升温以达到制热的目的，或吸收热量使该区域降温以达到制冷的目的。在季节过渡时，换热系统还可以根据客户同时需要制热和制冷的需求提供同时制热和制冷，以提高机组的运行效率，达到节能的目的。

发明内容

本申请提供了一种结构简化的换热系统。

本申请的一个方面提供一种换热系统，其包括：压缩机；第一换热器，所述第一换热器的入口与所述压缩机的排气口连接；第二换热器，所述第二换热器的出口与所述压缩机的吸气口连接；切换装置，包括第一切换端口、第二切换端口和第三切换端口，所述第二切换端口与所述压缩机的排气口相连，所述第三切换端口与所述压缩机的吸气口相连，所述切换装置包括第一切换状态和第二切换状态；第三换热器，所述第三换热器的第一端口与所述切换装置的所述第一切换端口相连；当切换装置处于第一切换状态时，使所述第三换热器的第一端口与压缩机的排气口连通，与所述压缩机的吸气口断开；当切换装置处于第二切换状态时，使所述第三换热器的第一端口与所述压缩机的吸气口连通，与所述压缩机的排气口断开；所述第二端口连接于所述第一换热器的出口和所述第二换热器的入口；及流量控制装置，与所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器连接，使所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器选择性地连通，与所述压缩机形成换热回路。

本申请换热系统通过第一换热器、第二换热器和第三换热器的选择性连通，实现不同模式下的热交换，如此简化换热系统。

附图说明

图1所示为本申请换热系统的一个实施例的示意图；

图2所示为本申请换热模式确定方法的一个实施例的流程图；

图3所示为本申请制冷模式下换热介质控制方法的一个实施例的流程图；

图4所示为本申请同时制冷和制热模式下换热介质控制方法的一个实施例的流程图；

图5所示为本申请高冷模式下换热器控制方法的一个实施例的流程图；

图6所示为本申请高热模式下换热器控制方法的一个实施例的流程图；

图7所示为本申请换热系统的另一个实施例的示意图；

图8所示为本申请换热系统的另一个实施例的示意图；

图9所示为本申请换热系统的另一个实施例的示意图；

图10所示为本申请换热系统的另一个实施例的示意图；

图11所示为本申请换热系统的另一个实施例的示意图；

图12所示为本申请换热系统的另一个实施例的示意图；

图13所示为本申请换热系统的另一个实施例的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请实施例的换热系统包括压缩机、第一换热器、第二换热器、切换装置、第三换热器和流量控制装置。第一换热器的入口与压缩机的排气口连接。第二换热器的出口与压缩机的吸气口连接。切换装置包括第一切换端口、第二切换端口和第三切换端口。第二切换端口与压缩机的排气口相连，第三切换端口与压缩机的吸气口相连。切换装置包括第一切换状态和第二切换状态。第三换热器的第一端口与切换装置的第一切换端口相连。当切换装置处于第一切换状态时，使第三换热器的第一端口与压缩机的排气口连通，与压缩机的吸气口断开；当切换装置处于第二切换状态时，使第三换热器的第一端口与压缩机的吸气口连通，与压缩机的排气口断开。第三换热器的第二端口连接于第一换热器的出口和第二换热器的入口。流量控制装置与第一换热器、第二换热器和第三换热器连接，使第一换热器、第二换热器和第三换热器选择性地连通，与压缩机形成换热回路。流量控制装置与第一换热器、第二换热器和第三换热器连接，使第一换热器、第二换热器和第三换热器选择性地连通，与压缩机形成换热回路。本申请换热系统通过第一换热器、第二换热器和第三换热器的选择性连通，实现不同模式下的热交换，如此简化换热系统。

图1所示为换热系统100的一个实施例的示意图。换热系统100包括压缩机101、第一换热器102、第二换热器103、切换装置104、第三换热器105和流量控制装置106。第一换热器102的入口111与压缩机101的排气口113连接。第二换热器103的出口116与压缩机101的吸气口114连接，第二换热器103的入口115与第一换热器102的出口112连接。切换装置104包括第一切换端口B、第二切换端口A和第三切换端口C。第二切换端口A与压缩机101的排气口113相连，第三切换端口C与压缩机101的吸气口114相连。切换装置104包括第一切换状态和第二切换状态。

第三换热器105包括第一端口117和第二端口118，第一端口117与切换装置104的第一切换端口B相连。当切换装置104处于第一切换状态时，使第三换热器105的第一端口117与压缩机101的排气口113连通，与压缩机101的吸气口114断开。当切换装置104处于第二切换状态时，使第三换热器105的第一端口117与压缩机101的吸气口114连通，与压缩机101的排气口113断开。第二端口118连接于第一换热器102的出口112和第二换热器103的入口115。流量控制装置106与第一换热器102、第二换热器103和第三换热器105连接，使第一换热器102、第二换热器103和第三换热器105选择性地连通，与压缩机101形成换热回路。

压缩机101用于将低压气体提升为高压气体。在本实施例中，压缩机101吸入低压的气态的换热介质，将低压的换热介质提升为高压的气态的换热介质输出。换热介质包括气态、液态或气液混合状态。

在一个实施例中，第一换热器102包括冷凝器，第二换热器103包括蒸发器。第一换热器102用于制热，使需要空气调节的区域温度升高。在一个实施例中，第一换热器102可以接收压缩机101输出的气态的换热介质，通过换热介质与比换热介质温度低的冷水热交换，将冷水的温度升高，产生并输出热水，热水的热量传到需要空气调节的区域中，如此给需要空气调节的区域升温。气态的换热介质在第一换热器102中与冷水热交换，冷凝形成液态的换热介质，从第一换热器102的出口112输出。冷水通过与第一换热器102连接的第一泵120流入第一换热器102。

第二换热器103用于制冷，使需要空气调节的区域温度降低。在一个实施例中，第二换热器103可以接收液态或气液混合状态的换热介质，换热介质与比其温度高的热水热交换，将热水的温度降低，产生并输出冷水，冷水吸收需要空气调节的区域的热量，如此给需要空气调节的区域降温。液态或气液混合状态的换热介质在第二换热器103中气化形成气态的换热介质，气态的换热介质从第二换热器103的出口116输出到压缩机101内。热水可以通过与第二换热器103连接的第二泵121流入第二换热器103。

第三换热器105用于平衡第一换热器102的热负荷和第二换热器103的冷负荷。第三换热器105包括吸收热量状态和释放热量状态。在一些实施例中，第三换热器105包括盘管换热器或水侧换热器。在一个实施例中，第三换热器105内的换热介质可以与周围的空气热交换。

在图1所示的实施例中，切换装置104包括三通阀，连接第三换热器105的第一端口117、压缩机101的吸气口114和排气口113。当切换装置104处于第一切换状态时，三通阀的第一切换端口B与第二切换端口A连通，第一切换端口B与第三切换端口C断开，使第三换热器105的第一端口117与压缩机101的排气口113连通，与压缩机101的吸气口114断开。当切换装置104处于第二切换状态时，三通阀的第一切换端口B切换至第三切换端口C，即与第三切换端口C连通，与第二切换端口A断开，使第三换热器105的第一端口117与压缩机101的吸气口114连通，与压缩机101的排气口113断开。在本实施例中，第三换热器105通过切换装置104选择性地与压缩机101的排气口113和吸气口114连通。在一个实施例中，切换装置104可以调节换热介质的流动方向，调节换热介质的流量。

流量控制装置106用于在不同的换热模式下使第一换热器102、第二换热器103和第三换热器105中的至少两者连通，与压缩机101形成不同的换热回路。流量控制装置106可以关断或打开第一换热器102所在的制热流道、第二换热器103所在的制冷流道和第三换热器105所在的换热流道，阻止换热介质在关断的流道中流动，允许换热介质在打开的流道中流动。第一换热器102、第二换热器103和第三换热器105通过切换装置104和流量控制装置106形成不同的换热回路。

在一个实施例中，流量控制装置106包括与第一换热器102串连的第一流量控制装置123、与第二换热器103串连的第二流量控制装置124和与第三换热器105串连的第三流量控制装置125。在一个实施例中，流量控制装置106与第一换热器102的出口112、第二换热器103的入口115和第三换热器105的第二端口118连接。第一流量控制装置123位于第一换热器102的出口112的下游，第二流量控制装置124位于第二换热器103的入口115的上游，第三流量控制装置125位于第三换热器105的第二端口118的一侧。在另一些实施例中，第一流量控制装置123可以位于第一换热器102的入口111的上游，和/或第二流量控制装置124位于第二换热器103的出口116的下游，和/或第三流量控制装置125位于第三换热器105的第一端口117的一侧。

在一个实施例中，第一流量控制装置123包括开关阀，开关阀可以关断或打开第一换热器102所在的制热流道。开关阀还可以周期性地打开和关闭，来控制第一换热器102内的换热介质的量。第二流量控制装置124包括第一节流阀，可以关断或打开第二换热器103所在的制冷流道，还可以调节流入第二换热器103中的换热介质的流量。第三流量控制装置125包括第二节流阀，可以关断或打开第三换热器105所在的换热流道，还可以调节流经第三换热器105的换热介质的流量。在另一个实施例中，第一流量控制装置123包括节流阀。

在节流阀节流降压时，液态的换热介质经过节流阀，输出气液混合状态的换热介质。在一个实施例中，液态的换热介质经过设置在第二换热器103的入口115上游的节流阀，在节流阀节流时，产生气液混合状态的换热介质，流入第二换热器103中。在一个实施例中，液态的换热介质经过与第三换热器105串联的节流阀，在节流阀节流降压时，输出气液混合状态的换热介质。

换热系统100的换热模式包括制冷模式、制热模式、冷负荷和热负荷匹配时的同时制冷和制热的模式(下文简称为“冷热匹配模式”)、冷负荷大于热负荷时的同时制冷和制热的模式(下文简称为“高冷模式”)、热负荷大于冷负荷时的同时制冷和制热的模式(下文简称为“高热模式”)和除霜模式。

在制冷模式下，换热系统100仅吸收需要空气调节的区域内的热量，使该区域降温，以达到制冷目的。此模式下，第二换热器103制冷，吸收热量，使需要空气调节的区域温度降低。切换装置104将第三换热器105的第一端口117与压缩机101的排气口113连通。流量控制装置106使第一换热器102从换热回路中断开，即关断第一换热器102所在的制热流道。流量控制装置106使第二换热器103和第三换热器105连通，第二换热器103和第三换热器105通过流量控制装置106和切换装置104，与压缩机101形成连通的制冷回路。

在图1所示的实施例中，三通阀104的第一切换端口B和第二切换端口A连通。第一流量控制装置123关闭，第二流量控制装置124打开，第三流量控制装置125打开，如此使压缩机101、第三换热器105和第二换热器103串联形成制冷回路。与第一换热器102连接的第一泵120停止工作，停止向第一换热器102输入冷水。与第二换热器103连接的第二泵121工作，向第二换热器103输入热水。

压缩机101排出的气态的换热介质从第三换热器105的第一端口117流入第三换热器105，第三换热器105释放热量，将气态的换热介质冷凝为液态的换热介质，从第三换热器105的第二端口118输出给第二换热器103。第二换热器103制冷，将液态或气液混合状态的换热介质转换为气态的换热介质，输出给压缩机101。第二换热器103输出的冷水使需要空气调节的区域温度降低。

在一个实施例中，第三换热器105为盘管换热器，在制冷模式下，盘管换热器的风扇打开。在一个实施例中，在制冷模式下，第一节流阀124调节换热介质的流量，使换热系统100达到预期的制冷效果。在另一个实施例中，可以通过第二节流阀125调节换热介质的流量。

在制热模式下，换热系统100释放热量，使需要空气调节的区域温度升高，达到制热目的。此模式下，第一换热器102制热，释放热量，使需要空气调节的区域温度上升。切换装置104将第三换热器105的第一端口117与压缩机101的吸气口114连通。流量控制装置106使第二换热器103从换热回路中断开，即关断第二换热器103所在的制冷流道。流量控制装置106使第一换热器102和第三换热器105连通，第一换热器102和第三换热器105通过流量控制装置106和切换装置104，与压缩机101形成连通的制热回路。

在图1所示的实施例中，三通阀104的第一切换端口B和第三切换端口C连通。第一流量控制装置123打开，第二流量控制装置124关闭，第三流量控制装置125打开，如此使压缩机101、第三换热器105和第一换热器102串联形成制热回路。与第一换热器102连接的第一泵120工作，向第一换热器102输入冷水。与第二换热器103连接的第二泵121停止工作，停止向第二换热器103输入热水。

压缩机101排出的气态的换热介质流入第一换热器102，第一换热器102制热，气态的换热介质在第一换热器102内冷凝为液态的换热介质，从第三换热器105的第二端口118输入流入第三换热器105。第三换热器105吸收热量，将液态或气液混合状态的换热介质气化为气态的换热介质，输出给压缩机101。

在一个实施例中，在制热模式下，盘管换热器的风扇打开。在一个实施例中，在制热模式下，第二节流阀125调节换热介质的流量，使换热系统100达到预期的制热效果。

在冷热匹配模式下，换热系统100同时进行制冷和制热，且冷负荷和热负荷匹配。此模式下，换热系统100通过第一换热器102进行制热，通过第二换热器103进行制冷。流量控制装置106使第三换热器105从换热回路中断开，即关断第三换热器105所在的换热流道。流量控制装置106使第一换热器102和第二换热器103连通，第一换热器102和第二换热器103通过流量控制装置106，与压缩机101形成连通的换热回路。切换装置104可以将第三换热器105的第一端口117与压缩机101的吸气口114或排气口113连通，或者将第三换热器105的第一端口117与压缩机101的吸气口114或排气口113均断开。

在图1所示的实施例中，三通阀104的第一切换端口B和第二切换端口A连通，或者第一切换端口B和第三切换端口C连通。第一流量控制装置123打开，第二流量控制装置124打开，第三流量控制装置125关闭，如此使压缩机101、第一换热器102和第二换热器103串联形成换热回路。与第一换热器102连接的第一泵120工作，向第一换热器102输入冷水。与第二换热器103连接的第二泵121工作，向第二换热器103输入热水。

压缩机101排出的气态的换热介质流入第一换热器102，第一换热器102制热，气态的换热介质在第一换热器102内冷凝为液态的换热介质，提供给第二换热器103。第二换热器103制冷，将液态或气液混合状态的换热介质气化为气态的换热介质，输出给压缩机101。如此形成换热回路，第一换热器102的热负荷和第二换热器103的冷负荷匹配，第三换热器105可以停止工作。在一个实施例中，该模式下，盘管换热器的风扇停止转动。在一个实施例中，可以通过第一节流阀124调节换热介质的流量。

在高冷模式下，换热系统100同时进行制冷和制热，且冷负荷大于热负荷。此模式下，换热系统100通过第一换热器102进行制热和通过第三换热器105释放热量，通过第二换热器103进行制冷。切换装置104将第三换热器105的第一端口117与压缩机101的排气口113连通。流量控制装置106使第一换热器102、第二换热器103和第三换热器105连通，第三换热器105与第一换热器102并联，再与第二换热器103和压缩机101串联，形成连通的换热回路。

在图1所示的实施例中，三通阀104的第一切换端口B和第二切换端口A连通。第一流量控制装置123打开，第二流量控制装置124打开，第三流量控制装置125打开，如此使压缩机101、第一换热器102、第二换热器103和第三换热器105连通，形成换热回路。与第一换热器102连接的第一泵120工作，向第一换热器102输入冷水。与第二换热器103连接的第二泵121工作，向第二换热器103输入热水。

压缩机101排出的气态的换热介质流入第一换热器102和第三换热器105，第一换热器102进行制热和通过第三换热器105释放热量，气态的换热介质在第一换热器102和第三换热器105内冷凝为液态的换热介质，提供给第二换热器103。第二换热器103制冷，将液态或气液混合状态的换热介质气化为气态的换热介质，输出给压缩机101。如此形成换热回路，第一换热器102的热负荷小于第二换热器103的冷负荷，第三换热器105用来释放热量，使换热系统100内的冷热平衡，如此来平衡热负荷和冷负荷。在一个实施例中，该模式下，盘管换热器的风扇打开。在一个实施例中，可以通过第一节流阀124调节流入第二换热器103的换热介质的流量，通过第二节流阀125调节流出第三换热器105的换热介质的流量。可以通过调节风扇的风速和/或第二节流阀125，来控制第三换热器105释放的热量。

在高热模式下，换热系统100同时进行制冷和制热，且热负荷大于冷负荷。此模式下，换热系统100通过第一换热器102进行制热，通过第二换热器103进行制冷和通过第三换热器105吸收热量。切换装置104将第三换热器105的第一端口117与压缩机101的吸气口114连通。流量控制装置106使第一换热器102、第二换热器103和第三换热器105连通。第三换热器105与第二换热器103并联，再与第一换热器102和压缩机101串联，形成连通的换热回路。

在图1所示的实施例中，三通阀104的第一切换端口B和第三切换端口C连通。第一流量控制装置123打开，第二流量控制装置124打开，第三流量控制装置125打开，如此使压缩机101、第一换热器102、第二换热器103和第三换热器105连通，形成换热回路。与第一换热器102连接的第一泵120工作，向第一换热器102输入冷水。与第二换热器103连接的第二泵121工作，向第二换热器103输入热水。

压缩机101排出的气态的换热介质流入第一换热器102，第一换热器102制热，气态的换热介质在第一换热器102内冷凝为液态的换热介质，提供给第二换热器103和第三换热器105。第二换热器103进行制冷和通过第三换热器105吸收热量，将液态或气液混合状态的换热介质气化为气态的换热介质，输出给压缩机101。如此形成换热回路，第一换热器102的热负荷大于第二换热器103的冷负荷，第三换热器105用来吸收热量，使换热系统100内的冷热平衡，如此来平衡热负荷和冷负荷。在一个实施例中，该模式下，盘管换热器的风扇打开。在一个实施例中，可以通过第一节流阀124调节流入第二换热器103的换热介质的流量，通过第二节流阀125调节流入第三换热器105的换热介质的流量。可以通过调节风扇的风速和/或第二节流阀125，来控制第三换热器105吸收的热量。

在除霜模式下，对第三换热器105进行除霜。在一个实施例中，第三换热器105为盘管换热器，盘管换热器的盘管放置于室外，因室外温度较低，湿度较大，盘管内容易结霜。在图1所示的实施例中，在除霜模式下，切换装置104将第三换热器105的第一端口117与压缩机101的排气口113连通。流量控制装置106使第一换热器102从换热回路中断开，即关断第一换热器102所在的制热流道。流量控制装置106使第二换热器103和第三换热器105连通，第二换热器103和第三换热器105通过流量控制装置106和切换装置104，与压缩机101形成连通的除霜回路。

在图1所示的实施例中，三通阀104的第一切换端口B和第二切换端口A连通。第一流量控制装置123关闭，第二流量控制装置124打开，第三流量控制装置125打开，如此使压缩机101、第三换热器105和第二换热器103串联形成除霜回路。与第一换热器102连接的第一泵120停止工作，停止向第一换热器102输入冷水。与第二换热器103连接的第二泵121工作，向第二换热器103输入热水。

压缩机101排出的气态的换热介质从第三换热器105的第一端口117流入第三换热器105。气态的换热介质温度高，热量被第三换热器105吸收，将第三换热器105中的霜除去。气态的换热介质在第三换热器105中冷凝为液态的换热介质，从第三换热器105的第二端口118输出给第二换热器103。第二换热器103制冷，将液态或气液混合状态的换热介质转换为气态的换热介质，输出给压缩机101。如此形成除霜回路，进行除霜。在一个实施例中，在除霜模式下，盘管换热器的风扇停止转动，使气态的换热介质的热量基本全部被盘管吸收。在一个实施例中，第一节流阀124调节换热介质的流量。在另一个实施例中，可以通过第二节流阀125调节换热介质的流量。

换热系统100通过第一换热器102、第二换热器103和第三换热器105的选择性连通，实现不同模式下的热交换，如此简化换热系统100。第三换热器105在一些模式下可以用来释放热量，在一些模式下可以用来吸收热量。通过第一换热器102所在的制热流道、第二换热器103所在的制冷流道和第三换热器105所在的换热流道，三条流道的多种组合方式，实现多种换热模式，使换热系统100的结构简单。

换热系统100包括控制器130，用于确定换热系统100的换热模式，且在确定的换热模式下控制切换装置104和流量控制装置106。在图1所示的实施例中，控制器130控制三通阀的第一切换端口B与第二切换端口A连通，或第一切换端口B与第三切换端口C连通。控制器130可以控制流量控制装置106关闭或打开，且可以控制流量控制装置106调节换热介质的流量。在一个实施例中，控制器130可以控制开关阀123关闭或打开，还可以控制开关阀123周期性的打开。控制器130可以控制第一节流阀124和第二节流阀125关闭、完全打开和调节开度。在一些实施例中，控制器130可以控制第三换热器105、第一泵120和/或第二泵121的工作。

在一个实施例中，控制器130用于根据第二换热器103的出水温度和冷水温度阈值确定是否有冷负荷需求，根据第一换热器102的出水温度和热水温度阈值确定是否有热负荷需求，且根据确定的冷负荷需求和热负荷需求的状况确定换热模式。在一个实施例中，控制器130用于根据第二换热器103的出水温度和冷水温度阈值的冷水温差，和第一换热器102的出水温度和热水温度阈值的热水温差，确定换热模式。结合参考图2所示的换热模式确定方法10的流程图，下面对控制器130进行详细说明。控制器130可以执行换热模式确定方法10。

在步骤11中，判断第二换热器103的出水温度是否高于冷水温度阈值。冷水温度阈值表示期望第二换热器103的出水达到的温度。第二换热器103的出水温度达到冷水温度阈值时，可以对需要空气调节的区域降温到期望效果。

在步骤12中，第二换热器103的出水温度高于冷水温度阈值时，确定有冷负荷需求。第二换热器103的出水温度高于冷水温度阈值时，说明第二换热器103的出水温度较高，不能将需要空气调节的区域温度降到预期温度。确定有冷负荷需求，换热系统100需要制冷。否则，在步骤13中，确定无冷负荷需求。

在步骤14中，在确定有冷负荷需求的基础上，进一步判断第一换热器102的出水温度是否低于热水温度阈值。热水温度阈值表示期望第一换热器102的出水达到的温度。第一换热器102的出水温度达到热水温度阈值时，可以对需要空气调节的区域升温到期望效果。

在步骤15中，第一换热器102的出水温度低于热水温度阈值时，确定有热负荷需求。第一换热器102的出水温度低于热水温度阈值时，说明第一换热器102的出水温度较低，不能将需要空气调节的区域温度升高到预期温度。确定有热负荷需求时，换热系统100需要制热。有冷负荷且有热负荷，换热系统100需要同时制冷和制热。

否则，步骤16中，确定无热负荷需求。有冷负荷需求，无热负荷需求，从而确定换热模式为制冷模式，步骤17，在制冷模式下控制切换装置104、流量控制装置106、第二泵121和第三换热器105。

在有冷负荷需求，且有热负荷需求时，进一步确定冷负荷需求和热负荷需求的大小关系。在步骤18中，判断第二换热器103的出水温度和冷水温度阈值的冷水温差是否等于第一换热器102的出水温度和热水温度阈值的热水温差，如此判断冷负荷是否等于热负荷。在热负荷等于冷负荷时，确定换热模式为冷热匹配模式，步骤19，在冷热匹配模式下控制切换装置104、流量控制装置106、第一泵120和第二泵121。

否则，进一步判断冷负荷和热负荷的大小关系。在步骤20中，判断冷水温差是否大于热水温差，即判断冷负荷是否大于热负荷。在冷水温差大于热水温差时，说明冷负荷比热负荷大，确定换热模式为高冷模式，步骤21，在高冷模式下控制切换装置104、流量控制装置106、第一泵120、第二泵121和第三换热器105。

在冷水温差小于热水温差时，说明冷负荷小于热负荷，确定换热模式为高热模式，步骤22，在高热模式下控制切换装置104、流量控制装置106、第一泵120、第二泵121和第三换热器105。

在无冷负荷需求时，进一步确定是否有热负荷需求。步骤23中，在确定无冷负荷需求的基础上，进一步判断第一换热器102的出水温度是否低于热水温度阈值。步骤24中，第一换热器102的出水温度低于热水温度阈值时，确定有热负荷需求。无冷负荷需求，有热负荷需求，确定换热模式为制热模式，步骤25，在制热模式下控制切换装置104、流量控制装置106、第一泵120和第三换热器105。第一换热器102的出水温度不低于热水温度阈值时，确定无热负荷需求，步骤25中。无冷负荷需求且无热负荷需求，换热系统100可以不工作。

在另一个实施例中，可以先确定是否有热负荷，再确定是否有冷负荷。在另一个实施例中，确定冷负荷和热负荷大小关系的步骤18和19的先后顺序可以调换。

如此确定换热系统100的换热模式，在不同的模式下形成对应的换热回路，且对应控制相应的装置，实现制冷和/或制热的功能，高效地控制换热系统100在多种换热模式下切换和工作。

在一个实施例中，图1所示的控制器130用于根据液态的换热介质的过冷度和过冷度阈值，控制流量控制装置106，调节换热系统100中换热介质所需要的量。在一个实施例中，换热系统100包括第一温度传感器131和第一压力传感器132，第一温度传感器131和第一压力传感器132设置于第二换热器103的入口115的上游。在图示实施例中，第一温度传感器131和第一压力传感器132设置于第二流量控制装置124的上游。第一温度传感器131用于测量液态的换热介质的温度，第一压力传感器132用于测量液态的换热介质流过的管道的压力。控制器130与第一温度传感器131和第一压力传感器132连接，接收第一温度传感器131测量的液态的换热介质的温度和第一压力传感器132测量的管道的压力，根据测量的压力计算获得换热介质的饱和温度，且根据饱和温度和测量的温度确定过冷度。过冷度等于饱和温度减去测量的温度。

在图示实施例中，换热系统100包括第二温度传感器133和第二压力传感器134，第二温度传感器133和第二压力传感器134设置于压缩机101的吸气口114的上游。第二温度传感器133用于测量流入压缩机101的气态的换热介质的温度。第二压力传感器134用于测量压缩机101的吸气口114的压力。第二温度传感器133和第二压力传感器134连接于控制器130，控制器130接收第二温度传感器133测量的温度和第二压力传感器134测量的压力。

结合参考图3所示的制冷模式下换热介质控制方法30的流程图。控制器130可以执行换热介质控制方法30。

在制冷模式下，步骤31中，判断液态的换热介质的过冷度是否小于过冷度阈值。在一个实施例中，步骤32中，在过冷度小于过冷度阈值时，周期性地打开第一流量控制装置123，第一换热器102不进行制热，第一泵120关闭。从闲置的第一换热器102中释放一部分换热介质至制冷回路中。否则，在步骤33中，第一换热器102工作，第一流量控制装置123关闭。第一泵120打开。制冷回路中的换热介质一部分流入闲置的第一换热器102中，存储于第一换热器102中。如此调节换热系统100的制冷回路中的换热介质的量，以满足制冷的换热介质的需求。

参考图4所示的同时制冷和制热模式下换热介质控制方法40的流程图，控制器130可以执行换热介质控制方法40。同时制冷和制热模式包括冷热匹配模式、高冷模式和高热模式。

在步骤41中，判断液态的换热介质的过冷度是否小于过冷度阈值。在一个实施例中，在过冷度小于过冷度阈值时，第三流量控制装置125打开，第三换热器105不进行热交换，步骤42。第三流量控制装置125可以打开得较小，不完全打开。盘管换热器的风扇关闭。从闲置的第三换热器105中释放一部分换热介质至工作的换热回路中。

否则，在步骤43中，第三换热器105工作，第三流量控制装置125关闭。盘管换热器的风扇打开。换热回路中的换热介质一部分流入闲置的第三换热器105中，存储于第三换热器105中。如此调节换热系统100的工作中的换热回路中的换热介质的量，以满足换热介质的需求。

在一个实施例中，图1所示的控制器130用于在冷负荷大于热负荷时的同时制冷和制热的模式(即高冷模式)下，根据第一换热器102的出水温度和热水温度阈值，控制流量控制装置106调节流经第三换热器105的换热介质的流量。结合参考图5所示的控制方法50，控制器130可以执行控制方法50。

在步骤51中，判断第一换热器102的出水温度是否低于热水温度阈值。在步骤52中，第一换热器102的出水温度低于热水温度阈值时，降低流入第三换热器105的换热介质的流量，使第三换热器105释放少一些的热量，使第一换热器102释放更多的热量，以满足热负荷的需求。在一个实施例中，关小第二节流阀125，降低盘管换热器的风扇的风速。

步骤53中，第一换热器102的出水温度不低于热水温度阈值时，增大流入第三换热器105的换热介质的流量，使第三换热器105释放多一些的热量，让第一换热器102释放更小的热量，以满足热负荷的需求。在一个实施例中，开大第二节流阀125，提高盘管换热器的风扇的风速。

在一个实施例中，控制器130用于在热负荷大于冷负荷时的同时制冷和制热的模式(即高热模式)下，根据第二换热器103的出水温度和冷水温度阈值，控制流量控制装置106调节流经第三换热器105的换热介质的流量。结合参考图6所示的控制方法60，控制器130可以执行控制方法60。

在步骤61中，判断第二换热器103的出水温度是否高于冷水温度阈值。在步骤62中，第二换热器103的出水温度高于冷水温度阈值时，降低流入第三换热器105的换热介质的流量，使第三换热器105吸收少一些的热量，使第二换热器103吸收更多的热量，以满足冷负荷的需求。在一个实施例中，关小第二节流阀125，降低盘管换热器的风扇的风速。

步骤53中，第二换热器103的出水温度不高于冷水温度阈值时，增大流入第三换热器105的换热介质的流量，使第三换热器105吸收多一些的热量，使第二换热器103吸收更小的热量，以满足冷负荷的需求。在一个实施例中，开大第二节流阀125，提高盘管换热器的风扇的风速。

图7所示为换热系统200的另一个实施例的示意图。换热系统200类似于图1所示的换热系统100。相对于图1所示的换热系统100，图7所示的换热系统200进一步包括设置于第一换热器102的下游的储液器232，用于调节换热系统200中的换热介质的量。储液器232可以存储液态的换热介质。在换热系统200中的换热介质的量不够满足需求时，储液器232释放一部分换热介质出来。在换热系统200中的换热介质的量过多时，可以将一部分换热介质存储于储液器232中。在一个实施例中，储液器232位于第一换热器102的出口112和第三换热器105的第二端口118之间。

图8所示为换热系统300的另一个实施例的示意图。换热系统300类似于图1所示的换热系统100。相对于图1所示的换热系统100，图8所示的换热系统300进一步包括连接于压缩机101的排气口113和第三换热器105的第二端口118之间的热气旁路流道334，热气旁路流道334设置有气体控制阀335，气体控制阀335用于在换热系统300的除霜模式下时，使气体旁路流道334连通压缩机101的排气口113和第三换热器105的第二端口118，使从压缩机101的排气口113排出的气态的换热介质进入第三换热器105内，以实现除霜。在一个实施例中，气体控制阀335包括开关阀，可以打开或关闭热气旁路流道334。

在一个实施例中，在除霜模式下，气体控制阀335打开，使气态的换热介质从热气旁路流道334进入第三换热器105。从压缩机101出来的气态的换热介质温度高，流入第三换热器105中，热量被第三换热器105吸收，进行除霜。

切换装置104将第三换热器105的第一端口117与压缩机101的吸气口114连通。在一个实施例中，三通阀104的第一切换端口B和第三切换端口C连通。流量控制装置106使第二换热器103从换热回路中断开，即关断第二换热器103所在的制冷流道。流量控制装置106使第一换热器102和第三换热器105连通。在一个实施例中，第一流量控制装置123打开，第二流量控制装置124关闭，第三流量控制装置125打开。与第一换热器102连接的第一泵120工作，向第一换热器102输入冷水。与第二换热器103连接的第二泵121停止工作，向第二换热器103停止输入热水。

压缩机101排出的气态的换热介质一部分流入第一换热器102，一部分从热气旁路流道334流入第三换热器105中。第一换热器102制热，气态的换热介质在第一换热器102中冷凝为液态的换热介质，液态或气液混合状态的换热介质流入第三换热器105中。从热气旁路流道334流入第三换热器105中的气态的换热介质的热量被第三换热器105吸收，来除霜。在除霜中，气态的换热介质冷凝为液态的换热介质。第三换热器105吸收热量，将液态或气液混合状态的换热介质转换为气态的换热介质，输出给压缩机101。在一个实施例中，盘管第三换热器105的风扇打开。在一个实施例中，可以通过第三流量控制装置125调节从第一换热器102流入第三换热器105中的换热介质的流量。

在一个实施例中，当没有冷负荷或冷负荷不足够提供热量给第二换热器103时，气体控制阀335打开，通过上述描述的除霜模式进行除霜。当有冷负荷足够提供热量给第二换热器103时，气体控制阀335关闭，热气旁路流道334断开，通过类似于图1所示的实施例的除霜模式进行除霜。切换装置104将第三换热器105的第一端口117与压缩机101的排气口113连通。流量控制装置106使第一换热器102从换热回路中断开，使第二换热器103和第三换热器105连通。第二换热器103和第三换热器105通过流量控制装置106和切换装置104，与压缩机101形成连通的除霜回路。换热介质从压缩机101的排气口113流到第三换热器105，排放热量来除霜，然后换热介质流到第二换热器103吸收冷负荷的热量，再回到压缩机101。

在制冷模式、制热模式、冷热匹配模式、高冷模式和高热模式下，气体控制阀335关闭，使热气旁路流道334断开。

图9所示为换热系统400的另一个实施例的示意图。换热系统400类似于图1所示的换热系统100。相对于图1所示的换热系统100，图9所示的换热系统400进一步包括储液器232和热气旁路流道334，储液罐232类似于图7所示的实施例的储液罐232，热气旁路流道334类似于图8所示的实施例的热气旁路流道334，详细描述参见上文相关描述，在此不再赘述。

图10所示为换热系统500的另一个实施例的示意图。换热系统500类似于图1所示的换热系统100。相对于图1所示的换热系统100，图10所示的换热系统500的切换装置504包括连接第三换热器105的第一端口117和压缩机101的排气口113的第一阀541，和连接于第三换热器105的第一端口117和压缩机101的吸气口114的第二阀542。切换装置504的第一切换端口包括第一阀541的第一端口5410和第二阀542的第一端口5420，第一阀541的第一端口5410和第二阀542的第一端口5420均与第三换热器105的第一端口117连接。切换装置504的第二切换端口包括第一阀541的第二端口5411，与压缩机101的排气口113连接。切换装置504的第三切换端口包括第二阀542的第二端口5421，与压缩机101的吸气口114连接。在一个实施例中，第一阀541为开关阀，第二阀542为开关阀。在另一个实施例中，第一阀541和/或第二阀542为节流阀。

切换装置504包括第一切换状态和第二切换状态。切换装置504处于第一切换状态时，使第三换热器105的第一端口117与压缩机101的排气口113连通。切换装置504处于第二切换状态时，使第三换热器105的第一端口117与压缩机101的吸气口114连通。在一个实施例中，切换装置504还包括第三切换状态。切换装置504处于第三切换状态时，第三换热器105的第一端口117与压缩机101的吸气口114和排气口113均断开。在一个实施例中，切换装置504可以调节换热介质的流量。

在制冷模式下，第一阀541打开，第二阀542关闭。在制热模式下，第一阀541关闭，第二阀542打开。在冷热匹配模式下，第一阀541和第二阀542可以均关闭，或者可以其中一个关闭且另一个打开。在高冷模式下，第一阀541打开，第二阀542关闭。在高热模式下，第一阀541关闭，第二阀542打开。在除霜模式下，第一阀541打开，第二阀542关闭。

图11所示为换热系统600的另一个实施例的示意图。换热系统600类似于图10所示的换热系统500，切换装置504包括连接第三换热器105的第一端口117和压缩机101的排气口113的第一阀541，和连接于第三换热器105的第一端口117和压缩机101的吸气口114的第二阀542。第一阀541和第二阀542在不同模式下的开关状态与图10所示的实施例中对应的模式下的开关状态相同。相对于图10所示的换热系统500，图11所示的换热系统600进一步包括储液罐232。储液罐232类似于图7所示的换热系统200的储液罐232，在此不再赘述。

图12所示为换热系统700的另一个实施例的示意图。换热系统700类似于图10所示的换热系统500，切换装置504包括连接第三换热器105的第一端口117和压缩机101的排气口113的第一阀541，和连接于第三换热器105的第一端口117和压缩机101的吸气口114的第二阀542。第一阀541和第二阀542在制热模式、制冷模式、冷热匹配模式、高冷模式、高热模式下的开关状态与图10所示的实施例的对应模式下的开关状态相同。

相对于图10所示的换热系统500，图12所示的换热系统700进一步包括热气旁路流道334，热气旁路流道334设置有气体控制阀335。热气旁路流道334和气体控制阀335类似于图8所示的换热系统300的热气旁路流道334和气体控制阀335，在此不再赘述。在图12所示的实施例中，在除霜模式下，第一阀541关闭，第二阀542打开。

图13所示为换热系统800的另一个实施例的示意图。换热系统800类似于图12所示的换热系统700，切换装置504包括连接第三换热器105的第一端口117和压缩机101的排气口113的第一阀541，和连接于第三换热器105的第一端口117和压缩机101的吸气口114的第二阀542。第一阀541和第二阀542在不同模式下的开关状态与图12所示的实施例的对应模式下的开关状态相同。相对于图12所示的换热系统700，图13所示的换热系统800进一步包括储液罐232。储液罐232类似于图7所示的换热系统200的储液罐232，在此不再赘述。

图7-13所示的换热系统也可包括控制器，类似于图1所示的控制器130，且具有与图1所示的控制器130类似的功能。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种换热系统，其特征在于：其包括：

压缩机；

第一换热器，所述第一换热器的入口与所述压缩机的排气口连接；

第二换热器，所述第二换热器的出口与所述压缩机的吸气口连接；

切换装置，包括第一切换端口、第二切换端口和第三切换端口，所述第二切换端口与所述压缩机的排气口相连，所述第三切换端口与所述压缩机的吸气口相连，所述切换装置包括第一切换状态和第二切换状态；

第三换热器，包括第一端口和第二端口，所述第一端口与所述切换装置的所述第一切换端口相连；当切换装置处于第一切换状态时，使所述第三换热器的第一端口与压缩机的排气口连通，与所述压缩机的吸气口断开；当切换装置处于第二切换状态时，使所述第三换热器的第一端口与所述压缩机的吸气口连通，与所述压缩机的排气口断开；所述第二端口连接于所述第一换热器的出口和所述第二换热器的入口；及

流量控制装置，与所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器连接，使所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器选择性地连通，与所述压缩机形成换热回路。

2.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于：所述切换装置包括三通阀，连接所述第三换热器的第一端口、所述压缩机的吸气口和排气口。

3.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于：所述切换装置包括连接所述第三换热器的第一端口和所述压缩机的排气口的第一阀，和连接于所述第三换热器的第一端口和所述压缩机的吸气口的第二阀。

4.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于：所述流量控制装置包括与所述第一换热器串连的第一流量控制装置、与所述第二换热器串连的第二流量控制装置和与所述第三换热器串连的第三流量控制装置。

5.如权利要求4所述的换热系统，其特征在于：所述第一流量控制装置包括开关阀，所述第二流量控制装置包括第一节流阀，所述第三流量控制装置包括第二节流阀。

6.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于：所述换热系统包括设置于所述第一换热器的下游的储液器，用于调节所述换热系统中的换热介质的量。

7.如权利要求1或6所述的换热系统，其特征在于：所述换热系统包括连接于所述压缩机的排气口和所述第三换热器的第二端口之间的热气旁路流道，所述热气旁路流道设置有气体控制阀，所述气体控制阀用于在所述换热系统的除霜模式下时，使所述气体旁路流道连通所述压缩机的排气口和所述第三换热器的第二端口，使从所述压缩机的排气口排出的气态的换热介质进入所述第三换热器内以实现除霜。

8.如权利要求1所述的换热系统，其特征在于：所述换热系统包括控制器，用于确定所述换热系统的换热模式，且在确定的换热模式下控制所述切换装置和所述流量控制装置。

9.如权利要求8所述的换热系统，其特征在于：所述控制器用于根据第二换热器的出水温度和冷水温度阈值确定是否有冷负荷需求，根据第一换热器的出水温度和热水温度阈值确定是否有热负荷需求，且根据确定的冷负荷需求和热负荷需求的状况确定所述换热模式。

10.如权利要求9所述的换热系统，其特征在于：所述控制器用于根据所述第二换热器的出水温度和冷水温度阈值的冷水温差，和所述第一换热器的出水温度和热水温度阈值的热水温差，确定所述换热模式。

11.如权利要求8所述的换热系统，其特征在于：所述控制器用于根据液态的换热介质的过冷度和过冷度阈值，控制所述流量控制装置，调节换热系统中换热介质所需要的量。

12.如权利要求8所述的换热系统，其特征在于：所述控制器用于在冷负荷大于热负荷时的同时制冷和制热的模式下，根据所述第一换热器的出水温度和热水温度阈值，控制所述流量控制装置调节流经所述第三换热器的换热介质的流量。

13.如权利要求8所述的换热系统，其特征在于：所述控制器用于在热负荷大于冷负荷时的同时制冷和制热的模式下，根据所述第二换热器的出水温度和冷水温度阈值，控制所述流量控制装置调节流经所述第三换热器的换热介质的流量。