CN111356883A - 混合电热热泵系统 - Google Patents

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CN111356883A CN201780097152.XA CN201780097152A CN111356883A CN 111356883 A CN111356883 A CN 111356883A CN 201780097152 A CN201780097152 A CN 201780097152A CN 111356883 A CN111356883 A CN 111356883A
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S.安纳普拉加达
T.D.拉德克利夫
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P.菲尔马
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Abstract

公开一种建筑物加热或冷却系统,其包括空气处理系统,该空气处理系统包括与建筑物中的受调节空间(40)流体连通的空气输送流径(44)。建筑物加热或冷却系统还包括电热加热或冷却系统(10、11),其包括第一模块(12)和第二模块(14)。第一入口从受调节空间(40)或空气输送流径(44)接收空气且引导它通过第一模块(12)或第二模块(14)到通向受调节空间(40)或空气输送流径(44)的第一出口,且第二入口从受调节空间(40)或空气输送流径(44)接收空气且引导它通过第一模块(12)或第二模块(14)到通向受调节空间(40)外部的第二出口。

Description

混合电热热泵系统
技术领域
本文中描述的示例性实施例属于加热、通风和冷却领域。
背景技术
存在用于加热和/或冷却应用的各种各样的技术。用于住宅和商业制冷及空气调节的最普遍的技术中的一种是蒸气压缩制冷剂热传递回路。这些回路典型地使具有适当热力学性质的制冷剂循环通过包括压缩机、排热热交换器(即,热交换器冷凝器)、膨胀装置和吸热热交换器(即,热交换器蒸发器)的回路。蒸气压缩制冷剂回路有效地提供多种环境(setting)下的冷却和制冷,且在一些情形下可作为热泵反向运行。然而,制冷剂中许多可带来环境危害,诸如臭氧消耗潜能(ODP)或全球变暖潜能(GWP),或者可为有毒或可燃的。另外,在缺乏足以驱动制冷剂回路中的机械压缩机的现成功率源的环境中,蒸气压缩制冷剂回路可为不实用或不利的。
因此,研发备选的热传递技术受到关注。提出了各种技术,诸如场活性(active)热或电流响应热传递系统,其依赖于诸如电热(electrocaloric)材料、磁热材料或热电材料之类的材料。然而,许多提议构造为小型范例,带有有限的实际应用。
发明内容
公开一种建筑物加热或冷却系统,其包括空气处理系统,该空气处理系统包括与建筑物中的受调节空间流体连通的空气输送流径。建筑物加热或冷却系统还包括电热加热或冷却系统,其包括第一电热模块和第二电热模块。第一入口从受调节空间或空气输送流径接收空气且引导它通过第一电热模块或第二电热模块到通向受调节空间或空气输送流径的第一出口,且第二入口从受调节空间或空气输送流径接收空气且引导它通过第一电热模块或第二电热模块到通向受调节空间外部的第二出口。
在一些实施例中,建筑物加热或冷却系统还包括配置成在第一操作状态与第二操作状态之间交替地使第一电热模块和第二电热模块受激励和去激励同时使空气流交替通过第一电热模块和第二电热模块的控制器。在第一操作状态下,第一模块受激励且与第一入口和第一出口流体连通,且第二模块去激励且与第二入口和第二出口流体连通。在第二操作状态下,第一模块去激励且与第二入口和第二出口流体连通,且第二模块受激励且与第一入口和第一出口流体连通。
在前述实施例中的任何一个或组合中,第一入口从受调节空间接收空气且第一出口将空气排放到空气输送流径,且第二入口从受调节空间接收空气且第二出口将空气排放到受调节空间外部。
在前述实施例中的任何一个或组合中,建筑物加热或冷却系统包括空气循环流径,该空气循环流径包括空气输送流径和空气返回流径。
在前述实施例中的任何一个或组合中,第一入口从受调节空间通过空气返回流径接收空气。
在前述实施例中的任何一个或组合中,第二出口排放到建筑物的外部、建筑物内部的不受调节的空间或建筑物内部的第二受调节空间。
在前述实施例中的任何一个或组合中,建筑物加热或冷却系统包括配置成响应于第一加热/冷却需求信号来操作电热模块以加热或冷却由第一入口接收和由第一出口排放的空气的控制器。
在前述实施例中的任何一个或组合中,空气输送流径与热源或散热器热连通以加热或冷却由空气输送流径输送的空气。
在前述实施例中的任何一个或组合中,建筑物加热或冷却系统包括配置成响应于第二加热/冷却需求信号来加热或冷却由空气输送流径输送的空气的控制器。
在前述实施例中的任何一个或组合中,第二加热/冷却需求信号表示主要的建筑物加热或冷却需求,且第一加热/冷却需求信号表示局部区域加热或冷却需求信号、房间加热或冷却需求信号,或者个人微气候加热或冷却需求信号。
在前述实施例中的任何一个或组合中,第一加热/冷却需求信号表示主要的建筑物加热或冷却需求,且第二加热/冷却需求信号表示补充的建筑物加热或冷却需求。
在前述实施例中的任何一个或组合中,建筑物加热或冷却系统包括多个电热加热或冷却系统,其包括所述第一和第二电热模块、第一入口和第二入口,该第一入口从受调节空间或空气输送流径接收空气且引导它通过第一电热模块或第二电热模块到通向受调节空间或空气输送流径的第一出口,该第二入口从受调节空间或空气输送流径接收空气且引导它通过第一电热模块或第二电热模块到通向受调节空间外部的第二出口。
在前述实施例中的任何一个或组合中,建筑物加热或冷却系统包括配置成响应于加热或冷却需求准则(criteria)来选择性地操作多个电热加热或冷却系统中的任何一个或组合的控制器。
在前述实施例中的任何一个或组合中,建筑物加热或冷却系统包括风机,该风机使空气沿着空气输送流径移动。
还公开一种操作前述实施例中的任何一个或组合的系统的方法。方法包括将空气从权利要求1-14的空气输送流径输送到受调节空间,以及在第一操作状态与第二操作状态之间交替地使第一电热模块和第二电热模块受激励和去激励,同时使空气流交替通过第一电热模块和第二电热模块。在第一操作状态下,第一模块受激励且与第一入口和第一出口流体连通,且第二模块去激励且与第二入口和第二出口流体连通。在第二操作状态下,第一模块去激励且与第二入口和第二出口流体连通,且第二模块受激励且与第一入口和第一出口流体连通。
附图说明
以下描述不应被认为是以任何方式进行限制。参照附图,相似的元件相似地标号:
图1A和图1B是第一操作状态和第二操作状态下的示例性实施例的示意图;
图2A和图2B是第一操作状态和第二操作状态下的另一示例性实施例的示意图;以及
图3是其中电热模块设置在建筑物房间、空气处理系统区域中且与空气处理器设置在中央的系统的示例性实施例的示意图。
具体实施方式
参照图,所公开的设备和方法的一个或多个实施例的详细描述在本文中作为示例来呈现且非限制。
现在参照图1A、图1B、图2A和图2B,示出两种操作状态A和B下的电热热传递系统10/11的示例性实施例的示意图。如图中示出的,热传递系统10/11包括第一电热模块12和第二电热模块14。第一电热模块12和第二电热模块14中的每个包括电热元件(未示出)的堆叠,例如,设置在电极之间的电热膜。用于电热膜的电热材料的示例可包括但不限于无机材料(例如,陶瓷)、电热聚合物和聚合物/陶瓷复合物。无机物的示例包括但不限于PbTiO3(“PT”)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3(“PMN”)、PMN-PT、LiTaO3、钛酸锶钡(BST)或PZT(铅、锆、钛、氧)。电热聚合物的示例包括但不限于铁电聚合物(例如,聚偏氟乙烯以及包含衍生自偏氟乙烯和其它卤代或非卤代加成可聚合共聚单体的重复单元的共聚物)、液晶聚合物和液晶弹性体。电热膜上的电极可采取带有各种电传导组分的不同形式。在一些实施例中,电极可在膜的每侧上呈金属化层的形式,诸如公布的PCT申请WO 2017/111921 A1中所公开的,该PCT申请的公开内容以其整体通过引用并入本文中。
继续参照图1A、图1B、图2A和图2B,第一电热模块12包括第一端口18和第二端口20,在第一端口与第二端口之间带有流体流径。在一些实施例中,第一端口18与第二端口20之间的流体流径可包括流动通道,诸如公布的PCT申请WO 2017/111916 A1中所公开的,该PCT申请的公开内容以其整体通过引用并入本文中,其中成堆叠构造的相邻电热膜之间电热之间的间隔结构平行于流体流的方向延伸,以提供用于流体流的通道。第二电热模块14包括第三端口22和第四端口24,在第三端口与第四端口之间带有流体流径。在图1A和图1B中示出的示例性实施例中,电热热传递系统10中的第一电热模块和第二电热模块各自与受调节空间40、通向受调节空间外部(例如,建筑物的外部、建筑物内部的不受调节的空间,或建筑物内部的第二受调节空间,诸如,其中主要的受调节空间是与电热热传递系统相关联的微气候的位置)的排气口42和空气输送流径44可控地流体连通。
在图2A和图2B中示出的示例性实施例中,电热热传递系统11中的第一电热模块和第二电热模块各自与空气输送流径44和空气返回流径46可控地流体连通。通过第一和第二模块12/14的气流由门30、31、33和35可控地引导,该门可在图1A和图1B中示出的位置之间或在图2A和图2B中示出的位置之间移动。图1A和图1B示出两种操作状态,其中第一操作状态在图1A中示出,在图1A中,门30、31、33和35定位成提供在受调节空间40与输送流径44之间通过第一模块12的流径48A和在受调节空间40与排气口42之间通过第二模块14的流径50A。第二操作状态在图1B中示出,在图1B中,门30、31、33和35定位成提供在受调节空间40与输送流径44之间通过第二模块14的流径48B和在受调节空间40与排气口42之间通过第一模块12的流径50B。风机(例如,风扇)52和54定位成提供用于沿着流径48A、50A、48B和50B流动的动力,其中风机52使空气从右向左(相对于图中示出的视图)移动且风机54使空气从左向右(相对于图中示出的视图)移动。
在操作中,控制器56(例如,电子控制单元)操作电热构件上的电极,门30、31、33和35,以及风机52和54,以在内部热量再生模式下不同步地操作第一电热模块12和第二电热模块14,如下文更详细描述的。在该模式下,电热模块中的一个在再生模式下操作,再生模式从模块流径(冷却模式下的流径48A/48B)上的空气吸收热量(其中电极去激励),而另一电热模块在活动模式下操作,活动模式将热量传递到该模块流径(冷却模式下的流径50A/50B)上的空气(其中电极受激励)。系统操作成使得电热模块中的每个交替地在再生模式与活动模式之间变换,其中流体流同步。流体流与操作状态同步,以提供沿着第一、第二和第三流体流径的来回的流型,使得第一模块和第二模块中的每个提供再生增进的温升。操作模式的下文描述是对于冷却模式来表征的,但技术人员将理解,电热热传递系统也可在加热模式下工作。在活动模式(其中电极受激励)下,电热材料经历熵方面的降低,因为电热材料中的分子和/或原子在电场的影响下重新定向,导致焓方面的互补增加,趋于增加电热材料的温度(在绝热条件下)。在该模式下,工作流体(诸如空气)可与电热材料接触,以从电热材料(趋于降低其温度)吸收热量且将热量传输到散热器(诸如建筑物中不受调节的空间或建筑物外部的空间)。在再生模式(其中电极去激励)下,电热材料经历熵方面的增加(且伴随焓方面的降低),因为电热材料中的分子和/或原子在电场的影响下从它们受力的定向释放。在活动模式期间使热量由工作流体去除的电热材料经受温度上的降低来为工作流体(诸如待冷却且输送到受调节空间的空气)提供冷却。
关于图1A和图1B中示出的系统,图1A示出其中第一模块12在再生模式下的系统,其中电场去激励且来自受调节空间40的空气在流径48A上流过第一模块12(空气在该处冷却(在冷却模式下))且然后流向空气输送流径44,空气从该空气输送流径44输送到受调节空间40。备选地,系统可构造成用于使流径48A将空气直接排放到受调节空间40。第二模块14在活动模式下,其中电场受激励且来自受调节空间40的空气在流径50A上流过第二模块14(空气在该处从电热材料吸收热量)且然后流向通向散热器(诸如建筑物外部的环境或建筑物内部的不受调节的空间)的排气口42。
图1B示出其中第二模块14在再生模式下的系统,其中电场去激励且来自受调节空间40的空气在流径48B上流过第二模块14(空气在该处冷却(在冷却模式下))且然后流向空气输送流径44,空气从该空气输送流径44输送到受调节空间40。备选地,系统可构造成用于使流径48B将空气直接排放到受调节空间40。第一模块12在活动模式下,其中电场受激励且来自受调节空间40的空气在流径50B上流过第一模块12(空气在该处从电热材料吸收热量)且然后流向通向散热器(诸如建筑物外部的环境或建筑物内部的不受调节的空间)的排气口42。技术人员将了解,在图1A与图1B之间(或在图2A与图2B之间)门30、31、33、35的重新定位和气流方向的反转具有使第一和第二入口和出口相对于如图1A/1B和图2A/2B中描绘的电热模块重新定位的效果,因为那些入口/出口由它们所连接到的电热模块的外部的空间来标识。相同的效果可由与电热模块外部的相应空间连通的与期望的模块具有可控的流体连通流径(例如,通过转换阀)的固定位置的入口/出口来提供。
图2A和图2B中,系统使用空气返回流径46作为散热器。图2A示出其中第一模块12在再生模式下的系统,其中电场去激励且来自返回流径46的空气在流径48C上流过第一模块12(空气在该处冷却(在冷却模式下))且然后流向空气输送流径44,在该处与空气输送流径44上的空气混合且为其提供补充冷却。第二模块14在活动模式下,其中电场受激励且来自返回流径端口58(由导管(未示出)连接到返回流径)的空气在流径50C上流过第二模块14(空气在该处从电热材料吸收热量)且然后流向返回流径46,在该处它与返回气流混合,以用于通过主要建筑物冷却系统来冷却。
图2B示出其中第二模块14在再生模式下的系统,其中电场去激励且来自返回流径端口59(由导管(未示出)连接到返回流径)的空气在流径48D上流过第二模块14(空气在该处冷却(在冷却模式下))且然后流向空气输送流径44,在该处与空气输送流径44上的空气混合且为其提供补充冷却。第一模块12在活动模式下,其中电场受激励且来自返回流径46的空气在流径50D上流过第一模块12(空气在该处从电热材料吸收热量)且然后流向返回流径46,在该处它与返回气流混合,以用于通过主要建筑物冷却系统来冷却。
如上文提到的,图1A/1B和图2A/2B中描绘的实施例是示例性实施例,且可使用其它构造。例如,图中的每个描绘两个电热模块12和14;然而,备选构造可使用并行或串行级联的多个电热模块。
电热系统可在如上文描述的冷却模式下或者在加热或热泵模式下操作。在两种模式下,电热模块交替地在活动模式(其中电极受激励)与再生模式(其中电极去激励)之间不同步地循环。
在一些实施例中,电热模块12、14可在内部再生模式下操作。在内部再生模式下,通过模块的流径中的工作流体的总体积的仅一部分在起动和再生交替循环的每个循环期间移位。这允许来自起动循环的热量由流径内部的流体(其在活动循环期间不移位)保留,以在再生循环期间向电热材料提供热量。随着循环的重复(其中每个电热模块在每个活动/再生循环内经历流体的来回局部位移),此类内部再生可提供整个电热模块12和14上显著的温度梯度(即,温升)。为实现模块入口/出口处的目标温度和/或对于受调节空气的目标温度的系统控制可以以各种方式来实施,包括但不限于控制流率、循环持续期或电场强度。
如上文提到的,上文描述的电热加热/冷却系统并入到建筑物加热或冷却系统中。与受调节空间连通的电热模块(诸如图1A/1B的模块)可放置在建筑物的单独房间或其它受调节的空间区域中。与空气输送和空气返回流径连通的电热模块也可放置在建筑物的单独房间或其它受调节的空间区域中,且也可在空气处理系统的不同区域中或在较高层级处(诸如在空气处理器自身处)集成到建筑物空气处理系统中。包括电热加热/冷却系统的建筑物加热/冷却系统的示例性实施例在图3中示意性地示出。如图3中示出的,在建筑物的每个角处带有房间62、64、66和68的建筑物60配备有空气处理器70,该空气处理器70使加热或冷却的空气通过建筑物60循环。空气处理器可配备有一个或多个风扇或风机以使空气在建筑物60中的流径上移动,且可与散热器或热源(诸如制冷机71)热连通;然而,系统也可在空气处理器输送新鲜空气的情况下操作。空气处理器使空气移动通过空气分配路径,该空气分配路径由从空气处理器62发出到位于建筑物60的房间中的供应扩散器72和返回扩散器73的未标号的线来表示。与流径线集成的箭头的方向指示它是输送路径(指离空气处理器70且指向房间的箭头)还是返回路径(指向空气处理器70远离房间的箭头)。应注意的是,虽然电热系统10的构造可使用如图3中示出的用于房间62、64和66的供应和返回导管来供循环空气分配流使用(其中通过供应扩散器72的流由通过返回扩散器73和排气口42的组合流平衡),对于电热热传递系统10的构造,不需要返回流径。因此,使用此类电热模块化系统10构造的系统可提供非循环供应,其中从空气处理器62通过建筑物到供应扩散器72的分配气流仅由通过排气口42的排气流平衡。
如技术人员可从图3了解的,空气流径组织为两个区域74和76,其中区域74包括房间62和64,且区域76包括房间66和68。如图3中还示出的,多个电热热传递系统10或11.X在建筑物中的各个位置处连接到空气流径。电热模块化系统可分配于空气处理器系统的各个层次范围中。如图3中示出的,电热热传递系统10的构造设置在建筑物的房间中,但也可设置在其中它们可接近通向外部或不受调节空间的合适排气口的建筑物的任何其它受调节空间中。电热热传递系统11的构造示为与空气处理器系统的不同层次范围成操作连通,其中电热热传递系统11.1与房间68成操作连通,电热热传递系统11.2在区域层级处成操作连通,其中系统11.2与区域74和76中的每个成专用的操作连通,且电热热传递系统11.3与空气处理器70成操作连通。
诸如图3中示出的加热/冷却系统的控制可由单独的电热热传递系统控制器56和/或中央建筑物控制器(未示出)提供。在带有多个控制器的系统中,它们可通过网络来通信,且控制职责可在控制器之间划分或由主控制器指导。电热热传递系统10/11可由控制器响应于各种准则来起动。例如,在一些实施例中,与房间或其它等同的受调节空间(例如,在建筑物的较大调节区域内的微气候)或区域相关联的所选择的电热热传递系统10/11可响应于与该房间、空间(例如,微气候)或区域(例如,房间、空间或区域中的恒温器读数)相关联的加热/冷却需求信号来起动。在一些实施例中,所选择的电热热传递系统10/11可响应于与建筑物加热/冷却系统相关联的加热/冷却需求信号来起动。在该模式下,建筑物加热/冷却需求信号可基于建筑物的热负载来生成,其中根据需要使电热热传递系统联机来管理建筑物的热负载。在其中空气处理器70与中央热源或散热器(诸如制冷机71)热连接的一些实施例中,由空气处理器70向建筑物提供的中央加热/冷却可响应于对于建筑物的主要加热/冷却需求信号来操作,而电热热传递系统10/11可响应于补充的建筑物加热/冷却需求信号或响应于对于相应房间、其它受调节的空间或区域的局部加热/冷却需求信号来选择性地起动。
本文中描述的示例性实施例可提供有益的技术效果。例如,在一些实施例中,中央加热/冷却系统仅需要处理基础热负载(其中峰值热负载由电热系统处理);因此,可减小中央加热/冷却系统的指定尺寸,导致节省成本和效率。类似地,由于中央加热/冷却系统仅需要处理基础热负载,中央系统可更接近其最佳设计能力来操作,使得它与在峰值负载期间必须在峰值能力附近操作的中央系统相比可更高效地操作。而且,可通过提供响应于指定位置处的测量温度的局部加热和冷却来提高舒适性和系统响应。另外,电热热传递系统它们本身提供有益的技术效果。例如,由于阻尼器的移动与电场切换同步,电热系统可在起动时提供连续的加热或冷却。而且,因为它们使用空气作为工作流体,因此避免在加热或冷却的空气与制冷剂之间传递热量所涉及的低效率,它们可实现高效率水平。
用语“约”(如果使用)意在包括基于提交申请时可用的设备与特定量的测量相关联的误差度。例如,“约”可包括给定值的±8%或5%或2%的范围。
本文中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的,且不意在限制本公开内容。如本文中使用的,除非上下文另外清楚地指示,否则单数形式“一”、“一个”和“该”意在也包括复数形式。还将理解的是,用语“包括”和/或“包括了”在该说明书中使用时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件的存在,但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件构件和/或其组的存在或添加。
虽然参照一个或多个示例性实施例描述了本公开内容,将由本领域技术人员理解的是,在不脱离本公开内容的范围的情况下,可进行各种改变且等同物可替代其元件。另外,可进行许多修改以使特定的情形或材料适于本公开内容的教导,而不脱离其基本范围。因此,意图的是,本公开内容不限于公开为用于执行该本公开内容所设想的最佳模式的特定实施例,而是本公开内容将包括落入权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims (15)

1. 一种建筑物加热或冷却系统,包括
空气处理系统,所述空气处理系统包括与所述建筑物中的受调节空间流体连通的空气输送流径;以及
电热加热或冷却系统,所述电热加热或冷却系统包括第一电热模块和第二电热模块、第一入口和第二入口,所述第一入口从所述受调节空间或所述空气输送流径接收空气且引导它通过所述第一电热模块或所述第二电热模块到通向所述受调节空间或所述空气输送流径的第一出口,所述第二入口从所述受调节空间或所述空气输送流径接收空气且引导它通过所述第一电热模块或所述第二电热模块到通向所述受调节空间外部的第二出口。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括配置成在第一操作状态与第二操作状态之间交替地使所述第一电热模块和所述第二电热模块受激励和去激励同时使空气流交替通过所述第一电热模块和所述第二电热模块的控制器,在所述第一操作状态下,所述第一模块受激励且与所述第一入口和所述第一出口流体连通,且所述第二模块去激励且与所述第二入口和所述第二出口流体连通,在所述第二操作状态下,所述第一模块去激励且与所述第二入口和所述第二出口流体连通,且所述第二模块受激励且与所述第一入口和所述第一出口流体连通。
3.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述第一入口从所述受调节空间接收空气,且所述第一出口将空气排放到所述空气输送流径,且所述第二入口从所述受调节空间接收空气,且所述第二出口将空气排放到所述受调节空间外部。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统,其特征在于,所述系统包括空气循环流径,所述空气循环流径包括所述空气输送流径和空气返回流径。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述第一入口从所述受调节空间通过所述空气返回流径接收空气。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统,其特征在于,所述第二出口排放到所述建筑物的外部、所述建筑物内部的不受调节的空间,或所述建筑物内部的第二受调节空间。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统,其特征在于,所述系统包括配置成响应于第一加热/冷却需求信号来操作所述电热模块以加热或冷却由所述第一入口接收和由所述第一出口排放的空气的控制器。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统,其特征在于,所述空气输送流径与热源或散热器热连通,以加热或冷却由所述空气输送流径输送的空气。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述系统包括配置成响应于第二加热/冷却需求信号来加热或冷却由所述空气输送流径输送的空气的控制器。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述第二加热/冷却需求信号表示主要的建筑物加热或冷却需求,且所述第一加热/冷却需求信号表示局部区域加热或冷却需求信号、房间加热或冷却需求信号,或者个人微气候加热或冷却需求信号。
11.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述第一加热/冷却需求信号表示主要的建筑物加热或冷却需求,且所述第二加热/冷却需求信号表示补充的建筑物加热或冷却需求。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的系统,其特征在于,所述系统包括多个电热加热或冷却系统,其包括所述第一电热模块和所述第二电热模块、第一入口和第二入口,所述第一入口从所述受调节空间或所述空气输送流径接收空气且引导它通过所述第一电热模块或所述第二电热模块到通向所述受调节空间或所述空气输送流径的第一出口,所述第二入口从所述受调节空间或所述空气输送流径接收空气且引导它通过所述第一电热模块或所述第二电热模块到通向所述受调节空间外部的第二出口。
13.根据权利要求12所述的系统,其特征在于,所述系统包括配置成响应于加热或冷却需求准则来选择性地操作所述多个电热加热或冷却系统中的任何一个或组合的控制器。
14. 根据权利要求1-13中任一项所述的系统,其特征在于,所述系统还包括风机,所述风机使空气沿着所述空气输送流径移动。
15. 一种操作根据权利要求1-14中任一项所述的系统的方法,包括
将空气从所述空气输送流径输送到所述受调节空间;以及
在第一操作状态与第二操作状态之间交替地使所述第一电热模块和所述第二电热模块受激励和去激励,同时使空气流交替通过所述第一电热模块和所述第二电热模块,在所述第一操作状态下,所述第一模块受激励且与所述第一入口和所述第一出口流体连通,且所述第二模块去激励且与所述第二入口和所述第二出口流体连通,在所述第二操作状态下,所述第一模块去激励且与所述第二入口和所述第二出口流体连通,且所述第二模块受激励且与所述第一入口和所述第一出口流体连通。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019100288A1 (en) 2017-11-23 2019-05-31 Carrier Corporation Hybrid electrocaloric heat pump system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2894262Y (zh) * 2005-12-06 2007-05-02 唐英 畜禽用空调热回收换气一体机及其供暖系统
CN202675546U (zh) * 2012-04-26 2013-01-16 廖曙光 热回收型相变储能装置
JP2013160460A (ja) * 2012-02-06 2013-08-19 Daikin Industries Ltd 空気調和装置
CN106233081A (zh) * 2014-04-21 2016-12-14 联合工艺公司 主动再生加热和冷却

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3024007A (en) 1956-10-01 1962-03-06 Gordon Robert Temperature control system
US3820713A (en) 1971-11-30 1974-06-28 Ranco Inc Multiple zone air conditioning system
GB1570642A (en) 1976-07-08 1980-07-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Remote-controlled air-conditioning system
US4545524A (en) 1983-11-25 1985-10-08 Alex Zelczer Zone control apparatus for central heating and/or cooling systems
US4947928A (en) 1988-12-15 1990-08-14 Carrier Corporation VAV system coordinator
WO1990010180A1 (en) 1989-02-22 1990-09-07 Vadelas Pty. Limited Improved zonal control of air conditioning system
KR960005749U (ko) * 1994-07-29 1996-02-17 공기조화기의 이슬맺힘 방지장치
FI114942B (fi) * 2000-04-19 2005-01-31 Mg Innovations Corp Ilmastointilaite
US7392661B2 (en) 2003-03-21 2008-07-01 Home Comfort Zones, Inc. Energy usage estimation for climate control system
US8033479B2 (en) 2004-10-06 2011-10-11 Lawrence Kates Electronically-controlled register vent for zone heating and cooling
WO2009073036A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 Carrier Corporation Air routing for simultaneous heating and cooling
DE102008004695B4 (de) 2008-01-16 2012-10-25 Airbus Operations Gmbh Individuelle Temperierung von Luftfahrzeugkabinenbereichen durch Heizen und Verdunstungskühlung
JP2013160459A (ja) * 2012-02-06 2013-08-19 Daikin Industries Ltd 調湿装置
US9970667B2 (en) 2013-07-26 2018-05-15 Whirlpool Corporation Air conditioning systems with multiple temperature zones from independent ducting systems and a single outdoor unit
WO2016022091A1 (en) 2014-08-04 2016-02-11 Nabih Ahmed Kamal Interior temperature control
CN113266959B (zh) 2015-12-21 2023-04-28 联合工艺公司 电热热传递系统
WO2017111921A1 (en) 2015-12-21 2017-06-29 United Technologies Corporation Method of forming electrodes on electrocaloric film
WO2019100288A1 (en) 2017-11-23 2019-05-31 Carrier Corporation Hybrid electrocaloric heat pump system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2894262Y (zh) * 2005-12-06 2007-05-02 唐英 畜禽用空调热回收换气一体机及其供暖系统
JP2013160460A (ja) * 2012-02-06 2013-08-19 Daikin Industries Ltd 空気調和装置
CN202675546U (zh) * 2012-04-26 2013-01-16 廖曙光 热回收型相变储能装置
CN106233081A (zh) * 2014-04-21 2016-12-14 联合工艺公司 主动再生加热和冷却

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Publication number Publication date
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