CN116358068A - 用于向调节空间中的多个区域提供加热或冷却的方法及hvacr系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于向调节空间中的多个区域提供加热或冷却的方法，包括：使用包括热泵线路的加热通风空调和制冷(HVACR)系统来调节主气流的温度，以及将主气流分配到所述区域中的多个终端。该方法还包括：将热从热泵线路引导到多个终端中的至少一者，以及使用从热泵线路引导的热来加热多个终端中的至少一者处的空气。该方法还可以包括：利用热泵线路的热源或储散热装置来有效地提供加热或冷却。一种系统，包括：热泵线路、终端、热分配器，并且可以包括用于操作这些部件的控制器。

Description

用于向调节空间中的多个区域提供加热或冷却的方法及 HVACR系统
技术领域
本公开涉及用于提供加热通风空调和制冷(heating,ventilation,air-conditioning,and refrigeration，HVACR)的系统和方法，包括在可变风量(variable airvolume，VAV)系统中的特定区域进行加热。
背景技术
可变风量(VAV)系统可用于为结构，特别是待加热或冷却的不同区域处提供加热和冷却。然而，VAV系统通常需要通过具有相对低的性能系数(coefficients ofperformance，COP)的方法提供加热，例如通过气体燃烧器加热或使用局部电加热器进行加热。
发明内容
本公开涉及用于提供加热通风空调和制冷(HVACR)的系统和方法，包括在可变风量(VAV)系统中的特定区域进行加热。
通过提供为多个区域提供中央冷却和局部再加热或加热的整体式加热通风空调和制冷(HVACR)系统，封闭的HVACR系统可以提供改进的效率。例如，与使用单独的燃烧器或电加热器在特定区域提供加热的系统相比，利用通过HVACR系统的操作获得的热量可以在终端处提供加热并且可以允许更高的性能系数(COP)加热。此外，这种HVACR系统可以允许完全供电的实施例。在一个实施例中，HVACR系统还可以包括集中式热源，以补充被捕获的热以分配到这些区域，用于对这些区域处的局部进行再加热或加热操作。
在一个实施例中，一种用于向调节空间中的多个区域提供加热或冷却的方法，包括：使用包括热泵线路的加热通风空调和制冷(HVACR)系统来调节主气流的温度。该方法还包括：将主气流分配到多个终端，所述多个区域中的每一者与所述多个终端中的至少一者相关联。该方法还包括：将热从热泵线路引导到多个终端中的至少一者，并且使用从热泵线路引导的热来加热多个终端中的至少一者处的空气。
在一个实施例中，热泵线路还包括废热回收器和第二热交换器，并且该方法还包括确定废热回收器和第二热交换器作为热泵线路中的热源或储散热装置的利用效率。在一个实施例中，确定废热回收器和第二热交换器的利用效率是基于热泵线路的操作的能量消耗的。
在一个实施例中，该方法还包括：确定是否要添加额外的热，以及何时要添加额外的热时，在使用热泵线路调节主气流的温度之前使用加热器来向主气流添加热。
在一个实施例中，将热从热泵线路引导到多个终端中的至少一者包括：使用来自热泵线路的热来加热过程流体，并且将过程流体循环到多个终端中的至少一者。
在一个实施例中，将热从热泵线路引导到多个终端中的至少一者包括：将热工作流体从
热泵线路引导到多个终端中的至少一者。在一个实施例中，热工作流体是气态的。在一个实5施例中，引导热工作流体包括：引导包括热工作流体的工作流体通过分支控制器。
在一个实施例中，从所述热泵线路引导到所述多个终端中的至少一者的热是至少部分地从热交换器获得的，所述热交换器被配置成与所述HVACR系统的排出气流热交换。
在一个实施例中，从所述热泵线路引导到所述多个终端中的至少一者的热是至少部分地根据所述热泵线路的操作获得的，以调节所述主气流的温度。
0在一个实施例中，一种加热通风空调和制冷(HVACR)系统，包括：配置成与主气流进
行热交换的热泵线路和配置成将主气流分配到多个终端的管道系统。多个终端中的每一者包括热交换器。所述多个终端中的每一者与调节空间的多个区域中的一者或多者相关联。HVACR系统还包括热分配器，该热分配器被配置成将热量从热泵线路引导到多个终端中的热交换器，使得多个终端的至少一者的热交换器将热添加到多个终端中的至少一者处的空气。5在一个实施例中，热泵线路包括被配置成与源进行热交换的热回收器和第二热交换器，
并且HVACR系统还包括控制器，其被配置成，确定热回收器和第二热交换器作为热泵线路中的热源或热储散热装置的利用效率。在一个实施例中，控制器被配置成，基于热泵线路的操作的能量消耗来确定热回收交换器和第二热交换器作为热泵线路中的热源或储散热装置的利用效率。
0在一个实施例中，HVACR系统还包括加热器，其位于热泵线路被配置成与主气流进行
热交换的位置的上游。
在一个实施例中，HVACR系统还包括控制器，该控制器被配置成确定额外的热需求并基于该额外的热需求来操作加热器。
在一个实施例中，所述热分配器包括：热交换器和过程流体管道；所述热交换器被配置5成允许所述热泵线路的工作流体将热排出到过程流体，所述过程流体管道被配置成将所述过
程流体分配到所述多个终端的所述热交换器。在一个实施例中，处理流体包括水。
在一个实施例中，热分配器包括分支控制器和工作流体管道，所述分支控制器被配置成将热气态工作流体从热泵线路的工作流体流中分离，所述工作流体管道被配置成将热气态工作流体分配到多个终端的热交换器。
附图说明
图1示出了根据实施例的加热通风空调和制冷(HVACR)系统的示意图。
图2示出了在调节空间中加热或冷却区域的方法。
图3示出了根据实施例的用于HVACR系统的工作流体线路的示例。
具体实施方式
本公开涉及用于提供加热通风空调和制冷(HVACR)的系统和方法，其包括在可变风量(VAV)系统中的特定区域进行加热。
图1示出了根据实施例的加热通风空调和制冷(HVACR)系统的示意图。HVACR系统100向调节空间102提供空气。调节空间102包括多个区域104。HVACR系统100包括主单元106和多个终端108。主单元106包括返回空气入口110、废热回收器112和排气鼓风机114。主单元106还包括新鲜空气入口116、主鼓风机118、第一热交换器120和供应管道122。可选地，加热器124可以包括在第一热交换器120的上游。主单元106还包括第二热交换器126和第二热交换器鼓风机128。主单元还包括热分配器130。热分配器130可以耦合到热分配管线132。每个终端108包括加热热交换器134和流体控制器136。HVACR系统100还可以包括控制器138。
调节空间102是容纳由HVACR系统100调节的空气的空间，例如是一个或多个建筑物。调节空间包括多个区域104。区域104可以是离散的位置(例如不同建筑物或在一个建筑物内的不同单元)、特定位置的不同段(例如在建筑物中的区)、或者在调节空间102内的任何其它划分的区。每个区域104可以包括一个或多个终端108。在一个实施例中，接收到区域104中经过调节的空气可具有不同的设置，例如不同的温度调节器设置等。
主单元106可以是例如屋顶式HVACR单元或任何其它合适的主HVACR单元或中央HVACR单元。主单元106可以被配置成调节气流在某一位置的温度，然后气流被分配到多个终端108。主单元106可包括用于吸收和/或排出热量的工作流体线路。主单元106的工作流体线路可以包括：例如第一热交换器120、第二热交换器126，和可选的废热回收器112。工作流体线路还可以包括压缩机。工作流体线路可以是热泵线路。工作流体线路可以是可逆的。主单元106的工作流体线路的示例性实施例在图3中示出并在下面描述。在一个实施例中，工作流体线路可以被配置成在加热模式下操作，其中第一热交换器120操作为冷凝器，第二热交换器126操作为蒸发器。在一个实施例中，工作流体线路可以被配置成在冷却模式下操作，其中第一热交换器120操作为蒸发器，第二热交换器126操作为冷凝器。工作流体线路可以利用任何合适的源，例如空气源、水源、地源等。在一个实施例中，工作流体线路是空气-水热泵。在一个实施例中，工作流体线路是空气-空气热泵。在一个实施例中，主单元106可以被布置为分体式系统，该分体式系统具有设置在HVACR系统100的离散单元中的第一热交换器120和第二热交换器126。
终端108设置在调节空间102内。每个终端108可以位于一个区域104中或以其它方式向一个区域104提供空气。在一个实施例中，每个区域104接收来自至少一个终端108的空气。每个终端108可以通过供应管道122接收空气。引导到每个终端108的空气可以是从主单元106供应的主气流的一部分。每个终端108可以包括加热热交换器134。加热热交换器134可用于将热量添加到相应终端108处的空气中，以实现该终端108的所需温度。加热热交换器134可以是任何合适的热交换器，其用于接收到热分配器130接收的流体和接收到终端108的气流的空气之间的热量交换，其中接受到终端108处气流的空气可为待分配到其相应区域104的气流的空气。每个终端108还可以包括流体控制器136。流体控制器136可以是用于控制流出终端108进入其相应区域104的气流的任何合适的装置。作为非限制性示例，流体控制器136可以是可控的百叶窗式通风窗。
主单元106包括返回空气入口110。返回空气入口110被配置成接收来自调节空间102的空气，例如来自设置在调节空间102中的返回空气管道(未示出)的空气。来自返回空气入口110的空气可以被分配成循环的空气和被排出的空气(exhausted air)，循环的空气可由主单元106循环且调节并返回到调节空间102，排出的空气可以被引导通过废热回收器112并离开主单元106到达周围环境。
废热回收器112可以包括在主单元106中。废热回收器可以是用于主单元106的工作流体线路的热源或储散热装置(sink for heat)。废热回收器112被配置成从主单元106排出的返回空气入口110的返回空气中排热或吸热。来自返回空气入口110的返回空气经过废热回收器112可以排出由废热回收器112中的流体(例如主单元106的工作流体线路的工作流体)吸收的热。在一个实施例中，废热回收器112位于返回空气入口110和排气鼓风机114之间。废热回收器112可以是热交换器，其配置成使得主单元106的排放空气可以将热排放到包括在主单元106中的工作流体线路的工作流体或从该工作流体吸收热。
排气鼓风机114是被配置成将空气从返回空气入口110引导出主单元106的鼓风机。在一个实施例中，排气鼓风机114可以在废热回收器112上抽吸气流。作为非限制性示例，排气鼓风机114可包括一个或多个离心式鼓风机、一个或多个增压风扇、一个或多个直接驱动叶轮等。
新鲜空气入口116是配置成允许空气从周围环境进入主单元106的入口。可以通过主鼓风机118的操作将空气吸入新鲜空气入口116。来自新鲜空气入口116的新鲜空气可选地与来自返回空气入口110的空气混合，以提供主气流到主单元106，并通过供应管道122提供到终端108。
主鼓风机118是被配置成驱动空气通过主单元106、通过第一热交换器120并进入供应管道122的鼓风机。作为非限制性示例，主鼓风机118可包括一个或多个离心式鼓风机、一个或多个增压风扇、一个或多个直接驱动叶轮等。
第一热交换器120是这样的热交换器，其被配置成使得由主鼓风机118驱动的主气流被冷却到目标温度。该目标温度可以是低于任何区域104或终端108处所需温度的温度。第一热交换器120可以是主单元106的工作流体线路的热交换器。在第一热交换器120处，由主鼓风机118驱动的气流可以与第一热交换器120中的流体(例如工作流体线路的工作流体)进行热交换，从而加热或冷却由主鼓风机118驱动的气流。
供应管道122被配置成接收经过第一热交换器120之后主气流，并将空气引导到多个终端108。供应管道122可选地包括流量控制器，以调节到特定终端108的流量，例如控制到特定终端组108或单独终端108的主气流的供应。
在一个实施例中，在主单元106中可选地包括加热器124。加热器124可以设置在新鲜空气入口116和第一热交换器120之间。在一个实施例中，加热器124可以设置在主鼓风机118和第一热交换器120之间。加热器124可以是任何合适的加热器，例如一个或多个气体燃烧器、一个或多个电加热元件等。加热器124被配置成，当HVACR系统100的加热热交换器134需要额外的热量来提供足够的加热时，在主气流经过第一热交换器120之前将热量添加到主气流中。在一个实施例中，控制器138可以基于环境温度、从调节空间102返回到主单元106的空气的温度、和/或诸如终端108处的期望温度的加热要求等条件来确定加热器124是否要供应额外的热量。
第二热交换器126可以是包括在主单元106中的工作流体线路的热交换器。第二热交换器126可以允许工作流体线路的工作流体在离开主单元106之前与经过第二热交换器126的气流进行热交换。第二热交换器126处的气流交换的热可以通过第二热交换器鼓风机128从主单元106排出。第二热交换器鼓风机128可以是一个或多个风扇或任何其它合适的鼓风机。
热分配器130被配置成将热量从主单元106的工作流体线路引导到热分配管线132。在一个实施例中，热分配器130被配置成通过将来自工作流体线路的热工作流体分配到热分配管线来引导来自主单元106的工作流体线路的热。在一个实施例中，热分配器130包括分支控制器，该分支控制器被配置成接收工作流体流以及从工作流体流中分离和分配的热气态工作流体。在一个实施例中，热分配器130是被配置成将工作流体引导到热分配管线132的歧管。在一个实施例中，热分配器130被配置成使用独立于工作流体分的其它介质来将热传递到热分配管线132和热交换器134。在一个实施例中，热分配器130是这样的热交换器，其配置成从工作流体线路的任何合适的点接收热工作流体，并从热分配管线132的返回部分接收介质，并允许热工作流体排出被介质吸收的热。介质可以是通过热分配管线132和加热热交换器134循环的任何合适的介质，介质的非限制性示例是水。在一个实施例中，可以在热分配器130处或沿着热分配管线132设置一个或多个泵，以使工作流体或介质循环通过热分配管线132。
热分配管线132是被配置成将流体从热分配器130输送到加热热交换器134的多个流体管线。在一个实施例中，热分配管线132包括被配置成将热工作流体从热分配器130输送到加热热交换器134的供应管线以及被配置成将工作流体返回到主单元106的工作流体线路的返回管线。在一个实施例中，热分配管线包括从热分配器130延伸到加热热交换器134的供应管线132，以及从加热热交换器134延伸回热分配器130的返回管线。在一个实施例中，通过热分配管线132中流动的一些或全部的是可控的，例如通过控制加热热交换器134各自接收到的工作流体或介质的特定量、流速和/或温度，从而使得每个加热热交换器可以实现目标温度。在一个实施例中，可以通过沿着热分配管线132包括一个或多个可控阀140来实现对通过热分配管线132的流动的控制。
控制器138被配置成控制HVACR系统100。控制器138可以包括一个或多个处理器和一个或多个存储器。控制器138可以被配置成确定第一热交换器120下游(例如主气流进入供应管道122的位置)的主气流的目标温度。在一个实施例中，控制器138从另一设备(例如建筑物管理系统(未示出)的控制器)接收主气流的目标温度。在一个实施例中，控制器138可以调节主单元106的工作流体线路的操作、主鼓风机118的操作、和/或通过第一热交换器120抽吸的新鲜空气和返回空气的量，以实现主气流的目标温度。在一个实施例中，控制器138可以被配置成例如通过控制排气鼓风机114和/或任何将空气从返回空气入口110引导出主单元106的流动控制来控制在废热回收器112处的热的回收。在一个实施例中，控制器138可被配置成确定一个或多个终端108的目标温度。终端108的目标温度可以基于例如温度调节器设置或与每个终端108相关联的区域的其它期望的温度数据。在一个实施例中，控制器138例如通过控制沿着热分配管线132设置的阀而可以控制从热分配器130到每个加热热交换器134的流体分配。在一个实施例中，控制器138例如通过控制系统来控制废热回收器112、主单元106的工作流体线路和加热器124，以高能效的方式获得在每个终端108处提供目标温度所需的热量，使得用于获得足够热量的源是基于用于工作流体线路和任何鼓风机或风扇的操作的功率汲取的，对工作流体线路的效率和/或容量，以及加热器124的功率汲取或其它燃料消耗产生影响。
在操作中，主单元106的工作流体线路向第一热交换器120提供冷的工作流体。流经第一热交换器120的空气具有被冷的工作流体吸收的热，以使主气流达到所需的温度。根据工作流体线路的操作获得的来自工作流体线路的热、在第一热交换器120处吸收的热以及在废热回收器112处吸收的热可以通过热分配器130和热分配管线132直接或间接地提供给加热热交换器134。在一个实施例中，在第一热交换器120处吸收的热可以包括通过加热器124的操作而添加的热。加热热交换器134处的热可用于将终端108处的空气加热到用于每个终端的目标温度，然后该空气可被分配到调节空间102的相应区域104。
图2示出了在调节空间中加热或冷却区域的方法。方法200包括：确定操作参数202；调节主气流的温度204；将主气流分配到多个终端206；将热量引导到多个终端中的至少一者208；以及加热多个终端中的至少一者处的空气210。
在202处确定操作参数。操作参数包括工作流体线路(例如主单元106的工作流体线路)的操作，以有效地操作在204处调节主气流的温度和在208处将热量引导到终端中。操作参数可以包括关于利用废热回收器112和/或第二热交换器126作为热源或储散热装置的参数(例如通过废热回收器112和/或第二热交换器126的工作流体的流速)，鼓风机(例如排气鼓风机114或第二热交换器鼓风机128)的操作的参数等。在实施例中，这些参数可以平衡各种热源和储散热装置的利用，使得每个可用的热源和储散热装置被组合以获得或排出足以使主单元106的工作流体线路在204处调节气流温度的热量以及在208处将热量引导到多个终端。操作参数还可以包括主单元106的流体线路的压缩机、主鼓风机118、第一热交换器120和/或热分配器130的控制，以有效地满足在204处调节主气流的温度和在208处将热量引导到多个终端的热量要求。在202处可使用的效率的测量包括(作为非限制性示例)：性能系数、碳输出、针对操作消耗的能量成本、针对操作消耗的能量量，其期望值、或满足调节空间的加热和/或冷却所需的任何其它合适的效率测量。在一个实施例中，操作参数的确定可以例如基于排气温度、环境空气温度、吸入或排出温度或工作流体线路中的压力等。
在204处，调节主气流的温度。可以通过引导主气流经过加热通风空调和制冷(HVACR)系统的第一热交换器120来调节主气流的温度。第一热交换器120可被配置成当主气流经过第一热交换器时从主气流吸收热量。在一个实施例中，主气流被引导通过HVACR系统的主单元(例如屋顶式HVACR单元)中的第一热交换器。第一热交换器可以在接收主气流并将主气流分配到调节空间内的区域中的多个终端的任何分隔管道的上游。第一热交换器可以是包括在热泵中的第一热交换器。主气流的温度可以被调节到低于调节空间中的任何终端所要求的温度的温度。在一个实施例中，当在冷却模式下操作时，从主气流吸收的热量可以通过HVACR系统的流体线路被传送，例如在冷凝器处被排出，或者在208处被分配到终端，如下面所讨论的。
在一个实施例中，方法200可选地还包括：在212处确定是否需要添加热以便在终端处充分加热。该确定可以由例如HVACR系统的控制器进行。该确定可以基于终端的目标温度，例如基于期望的温度设置、操作模式、终端的流速、或者影响终端的热需求的任何其它合适的参数、以及HVACR系统可以获得的热。可由HVACR系统获得的热量可以包括，例如，来自在204处调节主气流的温度的热以及从调节空间的至少一些区域回收的热。例如，可以基于环境温度等来确定来自在204处调节主气流的温度的热。从调节空间的至少一些区域回收的热量可以例如基于温度和可选的从调节空间到HVACR系统的返回空气的流速来确定。在一个实施例中，HVACR系统的流体线路可以包括热交换器，该热交换器被配置成从来自调节空间的返回空气中吸收热量，例如在HVACR系统的排气处。终端的热需求可以与HVACR系统获得的热进行比较。当HVACR系统能够获得的热满足或超过终端的热需求时，该方法可以行进通过204、206、208和210。在一个实施例中，在212确定是否要添加热可以包括：确定由加热器添加的热是否可以允许在202处选择的操作参数，当在214处操作加热器时，该操作参数提高了系统的效率。
可选地，当在212处确定需要添加热以在终端处充分加热时，在204处调节主气流的温度之前，可以在214处操作加热器以向主气流添加热。这可以使用设置在HVACR系统的第一热交换器上游的任何合适的加热器来执行。加热器可以是例如气体加热器、电加热器等。在一个实施例中，可以基于为了充分加热终端而添加的热来控制从加热器产生的热量和/或加热空气的温度。在204中，在214处添加的热可以在第一热交换器处被吸收，从而增加在HVACR系统的流体线路中循环的工作流体中的热，该热又可以在208处被分配到终端。
在206处，主气流被分配到多个终端。终端可以被分配成使得多个终端中的一个或多个终端都向调节空间中的多个区域中的一个区域提供经调节的空气。在206处，可以使用被配置成例如从HVACR系统的屋顶式单元接收主气流的管道来实现主气流到终端的分配，其中，在204处调节主气流的温度，并且将该气流分开并将其引导到每个终端。
在208，热被引导到终端中的至少一者。可以控制引导到每个终端的热，使得每个终端可以将其主气流的相应部分加热到目标温度。目标温度的选择可以基于用于调节区域的一个或多个参数，作为非限制性示例，例如HVACR系统的操作模式(例如加热或冷却模式)、由终端服务的区域中的当前温度、区域的目标温度等。在一个实施例中，可以通过将来自HVACR系统的主单元的流体线路的热工作流体引导到在终端处提供的热交换来将热引导到至少一个终端。例如，流体线路可包括将热工作流体(例如待排放的流体)从压缩机引导到终端的流路。工作流体可以是例如在HVACR系统的主单元中使用的任何合适的制冷剂。流动路径可以包括被配置成控制热工作流体到终端的分配的流体控制器。在一个实施例中，热可以包括：当在204处调节主气流的温度时在第一热交换器处吸收的热和/或从HVACR系统的返回气流或排出气流吸收的热。在一个实施例中，热可以包括：在如上所述的可选的214处通过加热器加热主气流之后，在第一热交换器处吸收的热。在一个实施例中，可以通过使用分支控制器来获得热工作流体并将其引导到终端，所述分支控制器被配置成将热气态工作流体与工作流体流分离并将热气态工作流体引导到一个或多个通道中，所述一个或多个通道被配置成将热气态工作流体传送到终端。在一个实施例中，在208处可以通过使用过程流体将热量引导到终端。过程流体可以是用于从HVACR系统的主单元吸收热量并将其输送到终端的任何合适的流体，作为非限制性示例，例如是水。过程流体可以在热交换器(例如接收从HVACR系统的压缩机排出的热工作流体的热交换器)处从HVACR系统的主单元的热工作流体吸收热。例如使用一个或多个配置成将过程流体输送到终端的泵和管道，过程流体可以循环到终端。过程流体可以在终端处排出热，并被引导回HVACR系统的主单元处的热交换器，以再次吸收热。在一个实施例中，过程流体在热交换器处被加热到目标温度。在一个实施例中，将流向一个或多个终端的过程流体流控制到确定的流速。在一个实施例中，基于一个或多个终端处的期望温度和主气流的温度来确定待确定的流速。在一个实施例中，热仅被引导到多个终端中的一些终端。在一个实施例中，在208处，多个终端的所有终端具有被引导到它们的热。
在210处，加热至少一个终端处的空气。在208处被引导到终端的热被提供给穿过终端的空气。穿过终端的空气是在206处分配给该终端的主气流的一部分。可以使用位于终端处的热交换器来进行空气的加热，该热交换器从热的工作流体或过程流体向在该终端处流经热交换器的主流的部分提供热量。这可以将该终端处的空气从其在204处调节到的温度加热到目标温度，以提供给从该终端接收经调节空气的区域。在一个实施例中，可以控制通过热交换器的空气的流速以实现目标温度。在一个实施例中，可以控制空气从终端到区域的流速以满足加热、冷却或通风需求。
图3示出了根据实施例的用于HVACR系统的工作流体线路的示例。工作流体线路300包括压缩机302和流反向器304。压缩机302可以是任何合适的压缩机。压缩机302可以是变速压缩机。压缩机302可以在设定的速度下操作，以实现满足工作流体线路300的加热或冷却要求所需的压力差。流反向器304可以将压缩机302的排放导向流分配器306或热交换器318中的一者。
流分配器306被配置成将工作流体分配到直接热交换器308、废热回收器310和终端热交换器312中的每一者。流分配器306可以是分支控制器。膨胀器314可以设置在流分配器306和直接热交换器308、废热回收器310和终端热交换器312中的每一者之间的流动路径中。
直接热交换器308是用于将主气流调节到目标温度的热交换器。直接热交换器308是主单元的热交换器，例如上面讨论的和图1所示的第一热交换器120。流分配器306被配置成当直接热交换器308处于加热模式时将气态工作流体供应到直接热交换器308，并且当直接热交换器308处于冷却模式时将液体工作流体供应到直接热交换器308。当处于冷却模式时，液体制冷剂在进入直接热交换器308之前穿过相应的膨胀器314。当处于加热模式时，气态制冷剂首先流向直接热交换器308，然后来自直接热交换器308的工作流体穿过相应的膨胀器314，返回流分配器306。
废热回收器310是能够与来自HVACR系统所服务的结构的排气进行热交换的热交换器，所述HVACR系统包括工作流体线路300。废热回收器310可用作基于HVACR系统的需要的能量源或能量储散热装置。废热回收器310可以是例如上述和图1所示的废热回收器112。流分配器306被配置成当废热回收器310用作HVACR系统中的储散热装置时向废热回收器310供应气态工作流体，并且当废热回收器310用作工作流体线路300中的热源时向废热回收器310供应液态工作流体。当用作工作流体线路300中的热源时，液体制冷剂在进入废热回收310之前经过相应的膨胀器314。当用作工作流体线路300中的储散热装置时，气态制冷剂首先流到废热回收器310，然后来自废热回收器310的工作流体通过相应的膨胀器314返回到流分配器306。废热回收器310的利用可以包括控制通过废热回收器310的工作流体的流量。在一个实施例中，可以基于建筑物通风和压力要求来确定从建筑物通过废热回收器310的废气流。
终端热交换器312被配置成向终端处的加热热交换器(例如上述和图1中所示的加热热交换器134)提供热，使得加热热交换器能够满足局部加热需求。在一个实施例中，终端热交换器312可以将热工作流体分配到加热热交换器。在一个实施例中，终端热交换器312是这样的热交换器，其配置成允许过程流体从线路300的工作流体吸收热量，其中过程流体循环到加热热交换器。终端热交换器312被配置成从流分配器306接收气态工作流体，并通过包括相应膨胀器314的流动路径将工作流体返回到流分配器306。
流分配器306可被控制以基于对主气流的加热或冷却需求将气态或液态工作流体分配到直接热交换器308。流分配器312可被控制以基于终端处的加热需求将气态工作流体分配到终端热交换器312。气态或液态工作流体可以基于测定的在废热回收器中的利用效率而被分配给所选择的废热回收器310，以有效地允许HVACR系统300平衡工作流体的加热和冷却，例如降低压缩机302两端所需的压力差，以便满足HVACR系统300上的加热和冷却需求。
膨胀器316可以位于流分配器306和热交换器318之间。热交换器318被配置成用作HVACR系统300中的热源或储散热装置。热交换器318可以允许在工作流体和任何合适的源(例如HVACR系统300的周围环境的空气)之间进行热交换。结合废热回收器310，热交换器318的操作可以基于有效地满足直接热交换器308和终端热交换器312的加热和/或冷却需求。可以基于各自的条件来控制对废热回收器310和热交换器318的利用，以选择HVACR系统300中的有效热源或储散热装置。可以通过例如控制通过热交换器318的工作流体的流动和/或控制热交换器318上的源的流动，例如通过控制风扇等，来控制热交换器318的利用。例如，热交换器318处的环境温度和废热回收器310处的排气温度可用于确定各自作为储散热装置的有效性，并且可选择储散热装置的利用以有效地满足HVACR系统300的加热或冷却要求，例如通过减小压缩机302两端所需的压力差。
从压缩机302通过系统的工作流体的方向也可以基于HVACR系统300的操作需要，例如，加热或冷却是否是流分配器306处的净需求。在流分配器306处的净需求可以是在直接热交换器308处的加热或冷却需求、在废热回收器310处从排气吸收或排出的热、以及终端热交换器312(如果有的话)的加热需求的总和。当流分配器306处的净需求是加热时，流分配器306可以直接从流反向器304接收工作流体。当流分配器306处的净需求是冷却时，流反向器304可以将压缩机302的排放引导到热交换器318，并且流分配器306可以通过膨胀器316从热交换器318接收流体。
各个方面：
应理解，方面1至9中的任一者可与方面10至16中的任一者组合。
方面1.一种用于向调节空间中的多个区域提供加热或冷却的方法，包括：
使用包括热泵线路的加热通风空调和制冷(HVACR)系统来调节主气流的温度；
将主气流分配到多个终端，所述多个区域中的每一者与所述多个终端中的至少一者相关联；
将热从HVACR系统引导到多个终端中的至少一者；和
使用从所述热泵线路引导的热来加热所述多个终端中的所述至少一者处的空气。
方面2.根据方面1所述的方法，其中，所述HVACR系统还包括废热回收器和第二热交换器，并且所述方法还包括：确定所述废热回收器和所述第二热交换器作为所述HVACR系统中的热源或储散热装置的利用效率。
方面3.根据方面2所述的方法，其中，确定所述废热回收器和第二热交换器的利用效率是基于所述热泵线路的操作的能量消耗的。
方面4.根据方面1至3中任一项所述的方法，还包括：确定是否要添加额外的热，以及当要添加额外的热时，在使用所述热泵线路来调节所气流的温度之前，使用加热器向所述主气流添加热。
方面5.根据方面1至4中任一项所述的方法，其中，将热从所述热泵引导到所述多个终端中的所述至少一者包括：使用来自所述热泵线路的热来加热过程流体以及将所述过程流体循环到所述多个终端中的所述至少一者。
方面6.根据方面1至5中任一项所述的方法，其中，将热从所述热泵线路引导到所述多个终端中的所述至少一者包括：将热工作流体从所述热泵线路引导到所述多个终端中的至少一者。
方面7.根据方面6所述的方法，其中，所述热工作流体是气态的。
方面8.根据方面7所述的方法，其中，引导所述热工作流体包括：引导包括所述热工作流体的工作流体通过分支控制器。
方面9.根据方面1至8中任一项所述的方法，其中，从所述热泵线路引导到所述多个终端中的至少一者的热是至少部分地从被配置成与所述HVACR系统的排出气流热交换的热交换器获得的。
方面10.根据方面1至9中任一项所述的方法，其中，从所述热泵线路引导到所述多个终端中的至少一者的热是至少部分地根据所述热泵线路的操作获得的，以调节所述主气流的温度。
方面11.一种加热通风空调和制冷(HVACR)系统，包括：
热泵线路，其被配置成与主气流进行热交换；
管道系统，其被配置成将主气流分配到多个终端，所述多个终端中的每一者包括热交换器，所述多个终端中的每一者与调节空间的多个区域中的一者相关联；和
热分配器，其被配置成将热从热泵线路引导到所述多个终端的热交换器，使得所述多个终端中的至少一者的热交换器将热添加到所述多个终端中的所述至少一者处的空气。
方面12.根据方面11所述的HVACR系统，其中，所述热泵线路包括被配置成与源进行热交换的热回收器和第二热交换器，并且所述HVACR系统还包括控制器，该控制器被配置成，确定所述热回收器和所述第二热交换器作为所述热泵线路中的热的储散热装置的利用效率。
方面13.根据权利要求12所述的HVACR系统，其中，所述控制器被配置成，基于所述热泵线路的操作的能量消耗来确定所述热回收器和所述第二热交换器作为所述热泵线路中的热源或储散热装置的利用效率。
方面14.根据方面11至13中任一项所述的HVACR系统，所述HVACR系统还包括加热器，所述加热器位于所述热泵被配置成与所述主气流进行热交换的位置的上游。
方面15.根据方面14所述的HVACR系统，还包括控制器，所述控制器被配置成确定额外的热需求并且基于所述额外的热需求来操作所述加热器。
方面16.根据方面11至15中任一项所述的HVACR系统，其中，所述热分配器包括：热交换器和过程流体管道；所述热交换器被配置成允许所述热泵线路的工作流体将热排出到过程流体，所述过程流体管道被配置成将所述过程流体分配到所述多个终端的所述热交换器。
方面17.根据方面16所述的HVACR系统，其中，所述过程流体包括水。
方面18.根据方面11至17中任一项所述的HVACR系统，其中，所述热分配器包括分支控制器和工作流体管道，所述分支控制器被配置成将所述热泵线路的热气态工作流体与工作流体流分离，所述工作流体管道被配置成将所述热气态工作流体分配到所述多个终端的热交换器。
在本申请中公开的实施例在所有方面都被认为是说明性的而不是限制性的。本发明的范围由所附权利要求书而不是由前述描述来指定；并且在权利要求的等同的含义和范围内的所有变化都包含在本发明的范围中。

Claims (18)

1.一种用于向调节空间中的多个区域提供加热或冷却的方法，包括：
使用包括热泵线路的加热通风空调和制冷(HVACR)系统来调节主气流的温度；
将所述主气流分配到多个终端，所述多个区域中的每一者与所述多个终端中的至少一者相关联；
将热从所述热泵线路引导到所述多个终端中的至少一者；以及
使用从所述热泵线路引导的热来加热所述多个终端中的所述至少一者处的空气。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热泵线路包括废热回收器和第二热交换器，并且所述方法还包括：确定所述废热回收器和所述第二热交换器作为所述热泵线路中的热源或储散热装置的利用效率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述废热回收器和所述第二热交换器的利用效率是基于所述热泵线路的操作的能量消耗的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：确定是否要添加额外的热，以及当要添加额外的热时，在使用所述热泵线路来调节所述主气流的温度之前，使用加热器向所述主气流添加热。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将热从所述热泵线路引导到所述多个终端中的所述至少一者包括：使用来自所述热泵线路的热来加热过程流体以及将所述过程流体循环到所述多个终端中的所述至少一者。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将热从所述热泵线路引导到所述多个终端中的所述至少一者包括：将热工作流体从所述热泵线路引导到所述多个终端中的所述至少一者。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述热工作流体是气态的。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，引导所述热工作流体包括：引导包括所述热工作流体的工作流体通过分支控制器。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述热泵线路引导到所述多个终端中的至少一者的热是至少部分地从热交换器获得的，所述热交换器被配置成与所述HVACR系统的排出气流热交换。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述热泵线路引导到所述多个终端中的至少一者的热是至少部分地根据所述热泵线路的操作获得的，以调节所述主气流的温度。
11.一种加热通风空调和制冷(HVACR)系统，包括：
热泵线路，其被配置成与主气流进行热交换；
管道系统，其被配置成将所述主气流分配到多个终端，所述多个终端中的每一者包括热交换器，所述多个终端中的每一者与调节空间的多个区域中的一者相关联；和
热分配器，其被配置成将热从所述热泵线路引导到所述多个终端的热交换器，使得所述多个终端中的至少一者的热交换器将热添加到所述多个终端中的所述至少一者处的空气。
12.根据权利要求11所述的HVACR系统，其特征在于，所述热泵线路包括被配置成与源进行热交换的热回收器和第二热交换器，并且所述HVACR系统还包括控制器，所述控制器被配置成，确定所述热回收器和所述第二热交换器作为所述热泵线路中的热源或储散热装置的利用效率。
13.根据权利要求12所述的HVACR系统，其特征在于，所述控制器被配置成，基于所述热泵线路的操作的能量消耗来确定所述热回收器和所述第二热交换器作为所述热泵线路中的热源或储散热装置的利用效率。
14.根据权利要求11所述的HVACR系统，其特征在于，还包括加热器，所述加热器位于所述热泵线路被配置成与所述主气流进行热交换的位置的上游。
15.根据权利要求14所述的HVACR系统，还包括控制器，所述控制器被配置成，确定额外的热需求并且基于所述额外的热需求来操作所述加热器。
16.根据权利要求11所述的HVACR系统，其特征在于，所述热分配器包括：热交换器和过程流体管道；所述热交换器被配置成允许所述热泵线路的工作流体将热排出到过程流体，所述过程流体管道被配置成将所述过程流体分配到所述多个终端的所述热交换器。
17.根据权利要求16所述的HVACR系统，其特征在于，所述过程流体包括水。
18.根据权利要求11所述的HVACR系统，其特征在于，所述热分配器包括分支控制器和工作流体管道；所述分支控制器被配置成将所述热泵线路的热气态工作流体与工作流体流中分离，所述工作流体管道被配置成将所述热气态工作流体分配到所述多个终端的所述热交换器。
CN202211690003.3A 2021-12-28 2022-12-27 用于向调节空间中的多个区域提供加热或冷却的方法及hvacr系统 Pending CN116358068A (zh)

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