CN116928763A

CN116928763A - 空调系统

Info

Publication number: CN116928763A
Application number: CN202210353076.7A
Authority: CN
Inventors: 陆向迅; 杰弗里·L·塔克; 李天磊; 张乐平
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 2022-04-02
Filing date: 2022-04-02
Publication date: 2023-10-24

Abstract

本发明公开了一种空调系统。该空调系统包括空调子系统、相变换热子系统和跨系统换热器。相变换热子系统包括相变材料容器、容纳在相变材料容器内的相变材料以及设置在相变材料容器中的换热回路。跨系统换热器包括第一回路和第二回路，第一回路与空调子系统连接以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过第一回路，并且第二回路与相变换热子系统的换热回路连接以使第二回路和所述相变换热子系统的换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换。本发明提高了空调系统的换热效率，从而能够节能。

Description

空调系统

技术领域

本发明的实施例涉及一种空调系统。

背景技术

通常，空调系统包括压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种空调系统，由此能够提高空调系统的换热效率，从而能够节能。

根据本发明的实施例，提供了一种空调系统，包括：空调子系统，所述空调子系统包括：压缩机；作为冷凝器和蒸发器中的一个的第一换热器；以及作为冷凝器和蒸发器中的另一个的第二换热器，所述压缩机、第一换热器以及第二换热器以从所述压缩机经过第一换热器到第二换热器的顺序连接；

相变换热子系统，所述相变换热子系统包括：相变材料容器；容纳在相变材料容器内的相变材料；以及设置在相变材料容器中的换热回路；以及跨系统换热器，所述跨系统换热器包括第一回路和第二回路，所述第一回路与空调子系统连接以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第一回路，并且所述第二回路与相变换热子系统的换热回路连接以使所述第二回路和所述相变换热子系统的换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换。

根据本发明的实施例，所述跨系统换热器兼作所述第一换热器和第二换热器中的至少一个。

根据本发明的实施例，所述跨系统换热器兼作所述第一换热器，所述第一换热器作为蒸发器，并且第二换热器作为冷凝器所述跨系统换热器能够选择性地将从所述相变换热子系统获得的热量在第二回路放热。

根据本发明的实施例，所述跨系统换热器兼作所述第二换热器，所述第一换热器作为冷凝器，并且第二换热器作为蒸发器，所述跨系统换热器能够选择性地将从所述相变换热子系统获得的冷量在第二回路吸热。

根据本发明的实施例，所述跨系统换热器兼作所述第一换热器，所述第一换热器作为冷凝器，并且第二换热器作为蒸发器，所述跨系统换热器能够选择性地将从所述相变换热子系统获得的热量在第二回路放热。

根据本发明的实施例，所述跨系统换热器的第一回路连接在空调子系统的所述第一换热器与第二换热器之间，使得压缩机排出的换热介质在穿过所述第一换热器和第二换热器中的一个后进入所述跨系统换热器，并且然后进入所述第一换热器和第二换热器中的另一个。

根据本发明的实施例，在所述跨系统换热器中在第一回路中的换热介质能够与在第二回路中的换热介质进行热交换。

根据本发明的实施例，所述空调子系统还包括膨胀装置，所述膨胀装置连接在空调子系统的所述第一换热器与第二换热器之间，使得压缩机排出的换热介质在穿过所述第一换热器和第二换热器中的一个后进入所述膨胀装置，并且然后进入所述第一换热器和第二换热器中的另一个。

根据本发明的实施例，所述第一换热器作为冷凝器，并且第二换热器作为蒸发器，所述跨系统换热器的第一回路连接在空调子系统的膨胀装置与作为蒸发器的第二换热器之间，所述相变换热子系统通过所述跨系统换热器来降低由膨胀装置膨胀后的换热介质的温度。

根据本发明的实施例，所述第一换热器作为冷凝器，并且第二换热器作为蒸发器，所述跨系统换热器的第一回路连接在空调子系统的作为冷凝器的第一换热与器膨胀装置之间，所述相变换热子系统通过所述跨系统换热器来降低由冷凝器冷凝后的换热介质的温度。

根据本发明的实施例，所述相变换热子系统的换热回路包括第一换热回路和第二换热回路；所述跨系统换热器包括第一跨系统换热器和第二跨系统换热器，所述第一跨系统换热器包括第一回路和第二回路，所述第一跨系统换热器的所述第一回路与空调子系统连接以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第一跨系统换热器的所述第一回路，并且所述第一跨系统换热器的所述第二回路与相变换热子系统的第一换热回路连接以使所述第一跨系统换热器的所述第二回路和所述相变换热子系统的第一换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换；以及所述第二跨系统换热器包括第一回路和第二回路，所述第二跨系统换热器的所述第一回路与空调子系统连接以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第二跨系统换热器的所述第一回路，并且所述第二跨系统换热器的所述第二回路与相变换热子系统的第二换热回路连接以使相变换热子系统的所述第二回路和所述第二跨系统换热器的第二换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换，并且在所述第二跨系统换热器中在所述第二跨系统换热器的第一回路中的换热介质能够与在所述第二跨系统换热器的第二回路中的换热介质进行热交换。

根据本发明的实施例，所述相变换热子系统的换热回路包括第一换热回路；所述跨系统换热器包括第一跨系统换热器和第二跨系统换热器，所述第一跨系统换热器包括第一回路和第二回路，所述第一跨系统换热器的所述第一回路与空调子系统连接以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第一跨系统换热器的所述第一回路，并且所述第一跨系统换热器的所述第二回路与相变换热子系统的第一换热回路连接以使所述第一跨系统换热器的所述第二回路和所述相变换热子系统的第一换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换；以及所述第二跨系统换热器包括第一回路和第二回路，所述第二跨系统换热器的所述第一回路与空调子系统连接以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第二跨系统换热器的所述第一回路，并且所述第二跨系统换热器的所述第二回路与相变换热子系统的第一换热回路连接以使相变换热子系统的所述第一回路和所述第二跨系统换热器的第二换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换，并且在所述第二跨系统换热器中在所述第二跨系统换热器的第一回路中的换热介质能够与在所述第二跨系统换热器的第二回路中的换热介质进行热交换，所述第一跨系统换热器的第二回路和所述第二跨系统换热器的第二回路并联连接于相变换热子系统的第一换热回路。

根据本发明的实施例，所述相变换热子系统的换热回路还包括第三换热回路；所述跨系统换热器还包括第三跨系统换热器，所述第三跨系统换热器包括第一回路和第二回路，所述第三跨系统换热器的所述第一回路与空调子系统连接以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第三跨系统换热器的所述第一回路，并且所述第三跨系统换热器的所述第二回路与相变换热子系统的第三换热回路连接以使所述第三跨系统换热器的所述第二回路和所述相变换热子系统的第三换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换。

根据本发明的实施例，所述相变换热子系统的换热回路还包括第二换热回路；所述跨系统换热器还包括第三跨系统换热器，所述第三跨系统换热器包括第一回路和第二回路，所述第三跨系统换热器的所述第一回路与空调子系统连接以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第三跨系统换热器的所述第一回路，并且所述第三跨系统换热器的所述第二回路与相变换热子系统的第二换热回路连接以使所述第三跨系统换热器的所述第二回路和所述相变换热子系统的第二换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换。

根据本发明的实施例，所述空调子系统还包括膨胀装置，所述膨胀装置连接在空调子系统的所述第一换热器与第二换热器之间，使得压缩机排出的换热介质在穿过所述第一换热器和第二换热器中的一个后进入所述膨胀装置，并且然后进入所述第一换热器和第二换热器中的另一个，所述第二跨系统换热器的第一回路连接在空调子系统的膨胀装置与第二换热器之间以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第二跨系统换热器的所述第一回路。

根据本发明的实施例，第一跨系统换热器兼作第二换热器，所述第一换热器作为冷凝器，并且第二换热器作为蒸发器。

根据本发明的实施例，第一跨系统换热器兼作第二换热器，并且所述第三跨系统换热器兼作所述第一换热器。

根据本发明的实施例，所述第一换热器作为蒸发器，并且第二换热器作为冷凝器。

根据本发明的实施例，第二跨系统换热器是板式换热器。

根据本发明的实施例，所述空调系统还包括：泵，所述泵连接在相变换热子系统的第一换热回路与所述第一跨系统换热器的第二回路和所述第二跨系统换热器的第二回路之间以促进相变换热子系统的第一换热回路与所述第一跨系统换热器的第二回路构成的回路中的换热介质的流动以及促进相变换热子系统的第一换热回路与所述第二跨系统换热器的第二回路构成的回路中的换热介质的流动。

根据本发明的实施例，所述跨系统换热器兼作所述第二换热器，所述第一换热器作为冷凝器，并且第二换热器作为蒸发器，所述相变换热子系统的换热回路包括第一换热回路和第二换热回路，所述跨系统换热器的所述第二回路与相变换热子系统的第一换热回路连接以使所述第二回路和第一换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换，所述第二换热回路与所述跨系统换热器的第一回路并联连接于空调子系统以使空调子系统中的换热介质能够选择性地通过第二换热回路与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换。

根据本发明的实施例，所述第一跨系统换热器兼作所述第二换热器，并且所述第二跨系统换热器兼作所述第一换热器。

根据本发明的实施例，所述空调系统还包括：泵，所述泵连接在相变换热子系统的第一换热回路与所述第一跨系统换热器的第二回路之间以促进相变换热子系统的第一换热回路与所述第一跨系统换热器的第二回路构成的回路中的换热介质的流动；以及相变换热子系统压缩机和相变换热子系统膨胀装置，所述相变换热子系统压缩机和相变换热子系统膨胀装置连接在相变换热子系统的第二换热回路与所述第二跨系统换热器的第二回路之间以对相变换热子系统的第二换热回路与所述第二跨系统换热器的第二回路构成的回路中的换热介质进行压缩和膨胀。

根据本发明的实施例，所述跨系统换热器包括：用于形成第一回路的第一换热管以及用于形成第二回路的第二换热管，多个第一换热管组中的至少一些和多个第二换热管组中的至少一些交替排列，每一个第一换热管组包括至少一个第一换热管，并且每一个第二换热管组包括至少一个第二换热管。

根据本发明的实施例，所述跨系统换热器是板式换热器。

根据本发明的实施例，所述跨系统换热器的第二回路中的换热介质是水或者乙二醇。

根据本发明的实施例，所述冷凝器和所述蒸发器是指所述空调系统在制冷工况下而言。

根据本发明的实施例，所述冷凝器和所述蒸发器是指所述空调系统在制热工况下而言。

采用根据本发明的实施例的空调系统，能够提高空调系统的换热效率，从而能够节能。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的空调子系统的示意图；

图2为根据本发明的实施例的空调系统的示意图；

图3为根据本发明的另一个实施例的空调系统的示意图；

图4为根据本发明的再一个实施例的空调系统的示意图；

图5为根据本发明的又一个实施例的空调系统的示意图；

图6为根据本发明的进一步的实施例的空调系统的示意图；

图7为根据本发明的另一个实施例的空调系统的示意图；

图8为根据本发明的再一个实施例的空调系统的示意图；

图9为根据本发明的又一个实施例的空调系统的示意图；

图10为根据本发明的进一步的实施例的空调系统的示意图；

图11为根据本发明的实施例的换热器的示意侧视图；以及

图12为根据本发明的实施例的换热器的示意主视图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步说明。

图1仅仅示出了空调子系统10，图2至图10示出了根据本发明的各个实施例的各种空调系统，而图11至图12示出了根据本发明的实施例的换热器。在图2、图4、图5中，空调子系统10上的箭头表示在空调子系统10的制冷工况下，换热介质的流动方向。在图3和图6中，空调子系统10上的箭头表示在空调子系统10的制热工况下，换热介质的流动方向。图11和图12中，箭头表示换热器的两个回路的换热介质的流动方向。本发明的空调系统可以只有一种工况，例如单冷空调系统，也可以是具有制冷和制热两种工况的热泵空调系统。

图2至图6对本发明实施例的空调系统进行了原理性的示意，不限于相变换热子系统20内的能量是如何充进去的。图7至图10所示的实施例中公开了几种向相变换热子系统20内充能的方式。例如，图7至图9所示的实施例中，相变子换热子系统20利用空调子系统10充能；图10所示的实施例中，添加压缩机25和膨胀装置26等形成为相变子换热子系统20充能的回路。

参见图1至图10，根据本发明的实施例的空调系统100包括：空调子系统10、相变换热子系统20和跨系统换热器30。所述空调子系统10包括：压缩机11；作为冷凝器和蒸发器中的一个的第一换热器12A；以及作为冷凝器和蒸发器中的另一个的第二换热器12B，所述压缩机11、第一换热器12A以及第二换热器12B以从所述压缩机11经过第一换热器12A到第二换热器12B的顺序连接。所述相变换热子系统20包括：相变材料容器21；容纳在相变材料容器21内的相变材料；以及设置在相变材料容器21中的换热回路22。换热回路22可以是换热管或者换热通道，换热介质在换热管或者换热通道中流动，换热管或者换热通道的外壁与相变材料接触，以与换热器类似的方式，在换热介质和相变材料之间进行热交换。所述跨系统换热器30包括第一回路31A和第二回路31B，所述第一回路31A与空调子系统10连接以使空调子系统10的换热介质能够选择性地流过所述第一回路31A，并且所述第二回路31B与相变换热子系统20的换热回路22连接以使所述第二回路31B和换热回路22构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器21内的相变材料进行热交换。在本发明的一些示例中，在所述跨系统换热器30中在第一回路31A中的换热介质能够与在第二回路31B中的换热介质进行热交换。此外，空调系统100还包括：阀门、管道、控制器等。

参见图2至图8、图10，在本发明的一些实施例中，空调子系统10的换热回路和相变换热子系统20的换热回路22是独立的。空调子系统10的换热介质例如是冷媒，相变换热子系统20的换热回路22中的换热介质可以是乙二醇或其他介质。

参见图2、图3、图6至图10，在本发明的一些实施例中，所述跨系统换热器30兼作所述第一换热器12A和第二换热器12B中的至少一个。参见图3、图6，所述跨系统换热器30兼作所述第一换热器12A。参见图2、图7、图9，一个跨系统换热器30，30A兼作所述第二换热器12B。参见图8、图10，所述跨系统换热器30A，30B兼作所述第一换热器12A和第二换热器12B。根据本发明的示例，在所述空调子系统10的制冷工况下，所述第一换热器12A作为冷凝器，并且第二换热器12B作为蒸发器，并且在所述空调子系统10的制热工况下，所述第一换热器12A作为蒸发器，并且第二换热器12B作为冷凝器。

在图6、图8所示的实施例中，所述跨系统换热器30、30C兼作所述第一换热器12A，在所述空调子系统10的制热工况下，所述第一换热器12A作为蒸发器，并且第二换热器12B作为冷凝器，所述跨系统换热器30、30C作为所述蒸发器，所述跨系统换热器能够选择性地将从所述相变换热子系统获得的热量在第二回路31B放热。

在图6、图8所示的实施例中，所述跨系统换热器30、30C兼作所述第一换热器12A，在制热工况中，所述第一换热器12A作为蒸发器，并且第二换热器12B作为冷凝器，所述跨系统换热器30、30C能够选择性地将从所述相变换热子系统20获得的热量在第二回路31B放热。相变换热子系统20用在热泵系统中，作为室外机的第一换热器12A在低于露点的温度下运行，容易结霜，使用图11和图12所示的换热器，相变换热子系统20高于露点温度的换热介质消除第一换热器12A表面生成的霜，可以大大缩短结霜除霜周期，甚至能够实现不间断制热并及时除霜。

参见图4、图5、图7、图8，在本发明的一些实施例中，所述跨系统换热器30、30B的第一回路31A连接在空调子系统10的所述第一换热器12A与第二换热器12B之间，使得压缩机11排出的换热介质在穿过所述第一换热器12A和第二换热器12B中的一个后进入所述跨系统换热器30、30B，并且然后进入所述第一换热器12A和第二换热器12B中的另一个。

参见图1至图5、图7至图10，在本发明的一些实施例中，所述空调子系统10还包括膨胀装置13，所述膨胀装置13连接在空调子系统10的所述第一换热器12A与第二换热器12B之间，使得压缩机11排出的换热介质在穿过所述第一换热器12A和第二换热器12B中的一个后进入所述膨胀装置13，并且然后进入所述第一换热器12A和第二换热器12B中的另一个。

在图2所示的实施例中，以空调子系统10处制冷工况为例，所述第一换热器12A作为冷凝器，并且第二换热器12B作为蒸发器，跨系统换热器30兼作第二换热器12B。跨系统换热器30能够选择性地将从相变换热子系统20获得的冷量在第二回路31B吸热。当相变换热子系统20开始工作时，相变换热子系统20释放能量，从而提高空调系统100的制冷能力，提高空调系统100能效比。当相变换热子系统20停止工作时，空调子系统10正常工作。

在图3所示的实施例中，以空调子系统10处制热工况为例，所述第一换热器12A作为冷凝器，并且第二换热器12B作为蒸发器，跨系统换热器30兼作第一换热器12A。所述跨系统换热器能够选择性地将从所述相变换热子系统获得的热量在第二回路放热。当相变换热子系统20停止工作时，空调子系统10正常工作，第一换热器12A仅用于空调子系统10，有效利用了第一换热器12A与空气的换热面积。当相变换热子系统20开始工作时，空调子系统10可以不工作。因此可以提高空调系统100的制热能力，提高空调系统100能效比和舒适度。

参见图4在本发明的一些实施例中，所述第一换热器12A作为冷凝器，并且第二换热器12B作为蒸发器，所述跨系统换热器30的第一回路31A连接在空调子系统10的膨胀装置13与作为蒸发器的第二换热器12B之间，所述相变换热子系统20通过跨系统换热器30来降低由膨胀装置13膨胀后的换热介质的温度，以降低换热介质的干度。跨系统换热器30可以是板式换热器。

在图4所示的实施例中，相变换热子系统20参与空调子系统10的操作。跨系统换热器30在第二换热器12B，即蒸发器，之前，通过相变换热子系统20降低膨胀后的换热介质的温度，可以降低换热介质的干度，从而使得两相流在作为蒸发器的第二换热器12B中的分配更加均匀，甚至使得换热介质变成单相液态换热介质，然后进入作为蒸发器的第二换热器12B，从而避免两相换热介质的分配问题。

参见图5，在本发明的一些实施例中，所述第一换热器12A作为冷凝器，并且第二换热器12B作为蒸发器，所述跨系统换热器30的第一回路31A连接在空调子系统10的作为冷凝器的第一换热与器膨胀装置13之间，所述相变换热子系统20通过跨系统换热器30来降低由冷凝器冷凝后的换热介质的温度，以增加换热介质的过冷度。跨系统换热器30可以是板式换热器。

在图5所示的实施例中，相变换热子系统20参与空调子系统10的操作。跨系统换热器30在第一换热器12A，即冷凝器，之后。通过相变换热子系统20获得足够的换热介质的过冷度，从而可以降低冷凝器和压缩机的设计要求。

参见图6和图7，在本发明的一些实施例中，将图7中的第一换热器12A根据图6所示的实施例进行修改，即，所述相变换热子系统20的换热回路22还包括第三换热回路；所述跨系统换热器30还包括第三跨系统换热器，所述第三跨系统换热器包括第一回路和第二回路，所述第三跨系统换热器的所述第一回路与空调子系统10连接以使空调子系统10的换热介质能够选择性地流过所述第三跨系统换热器的所述第一回路，并且所述第三跨系统换热器的所述第二回路与相变换热子系统20的第三换热回路连接以使所述第三跨系统换热器的所述第二回路和所述相变换热子系统20的第三换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器21内的相变材料进行热交换。

参见图7、图8、图10，在本发明的一些实施例中，所述相变换热子系统20的换热回路22包括第一换热回路22A和第二换热回路22B。所述跨系统换热器30包括第一跨系统换热器30A和第二跨系统换热器30B。所述第一跨系统换热器30A包括第一回路31A和第二回路31B，所述第一跨系统换热器30A的所述第一回路31A与空调子系统10连接以使空调子系统10的换热介质能够选择性地流过所述第一跨系统换热器30A的所述第一回路31A，并且所述第一跨系统换热器30A的所述第二回路31B与相变换热子系统20的第一换热回路22A连接以使所述第一跨系统换热器30A的所述第二回路31B和第一换热回路22A构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器21内的相变材料进行热交换。所述第二跨系统换热器30B包括第一回路31A和第二回路31B，所述第二跨系统换热器30B的所述第一回路31A与空调子系统10连接以使空调子系统10的换热介质能够选择性地流过所述第二跨系统换热器30B的所述第一回路31A，并且所述第二跨系统换热器30B的所述第二回路31B与相变换热子系统20的第二换热回路22B连接以使相变换热子系统20的所述第二回路31B和所述第二跨系统换热器30B的第二换热回路22B构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器21内的相变材料进行热交换，并且在所述第二跨系统换热器30B中在所述第二跨系统换热器30B的第一回路31A中的换热介质能够与在所述第二跨系统换热器30B的第二回路31B中的换热介质进行热交换。在本发明的一些示例中，在所述第一跨系统换热器30A中在所述第一跨系统换热器30A的第一回路31A中的换热介质能够与在所述第一跨系统换热器30A的第二回路31B中的换热介质进行热交换。

在本发明的示例中，参见图7、图8，所述空调子系统10还包括膨胀装置13，所述膨胀装置13连接在空调子系统10的所述第一换热器12A与第二换热器12B之间，使得压缩机11排出的换热介质在穿过所述第一换热器12A和第二换热器12B中的一个后进入所述膨胀装置13，并且然后进入所述第一换热器12A和第二换热器12B中的另一个。所述第二跨系统换热器30B的第一回路31A连接在空调子系统10的膨胀装置13与第二换热器12B之间以使空调子系统10的换热介质能够选择性地流过所述第二跨系统换热器30B的所述第一回路31A。第二跨系统换热器30B可以是板式换热器。

在图7、图8所示的实施例中，第一跨系统换热器30A兼做第二换热器12B，第二换热器12B作为蒸发器使用，第一跨系统换热器30A可以利用相变换热子系统20进行制冷，而第二跨系统换热器30B可以利用空调子系统10降低相变换热子系统20的容纳在相变材料容器21内的相变材料的温度。在图7、图8所示的空调系统100中，可选择性地运行空调子系统10或相变换热子系统20，以进行制冷。

参见图10，在本发明的一些实施例中，所述第一跨系统换热器30A兼作所述第二换热器12B，并且所述第二跨系统换热器30B兼作所述第一换热器12A。参见图10，在本发明的一些实施例中，19.所述空调系统100还包括：泵51，所述泵51连接在相变换热子系统20的第一换热回路22A与所述第一跨系统换热器30A的第二回路31B之间以促进相变换热子系统20的第一换热回路22A与所述第一跨系统换热器30A的第二回路31B构成的回路中的换热介质的流动；以及相变换热子系统压缩机25和相变换热子系统膨胀装置26，所述相变换热子系统压缩机25和相变换热子系统膨胀装置26连接在相变换热子系统20的第二换热回路22B与所述第二跨系统换热器30B的第二回路31B之间以对相变换热子系统20的第二换热回路22B与所述第二跨系统换热器30B的第二回路31B构成的回路中的换热介质进行压缩和膨胀。所述相变换热子系统压缩机25、相变换热子系统膨胀装置26、相变换热子系统20的第二换热回路22B、所述第二跨系统换热器30B的第二回路31B构成制冷系统，以对相变换热子系统20的容纳在相变材料容器21内的相变材料进行冷却。

参见图8，在本发明的一些实施例中，所述跨系统换热器30包括第一跨系统换热器30A和第二跨系统换热器30B。所述第一跨系统换热器30A包括第一回路31A和第二回路31B，所述第一跨系统换热器30A的所述第一回路31A与空调子系统10连接以使空调子系统10的换热介质能够选择性地流过所述第一跨系统换热器30A的所述第一回路31A，并且所述第一跨系统换热器30A的所述第二回路31B与相变换热子系统20的第一换热回路22A连接以使所述第一跨系统换热器30A的所述第二回路31B和第一换热回路22A构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器21内的相变材料进行热交换。所述第二跨系统换热器30B包括第一回路31A和第二回路31B，所述第二跨系统换热器30B的所述第一回路31A与空调子系统10连接以使空调子系统10的换热介质能够选择性地流过所述第二跨系统换热器30B的所述第一回路31A，并且所述第二跨系统换热器30B的所述第二回路31B与相变换热子系统20的第一换热回路22A连接以使相变换热子系统20的所述第一回路31A和所述第二跨系统换热器30B的第二换热回路22B构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器21内的相变材料进行热交换，并且在所述第二跨系统换热器30B中在所述第二跨系统换热器30B的第一回路31A中的换热介质能够与在所述第二跨系统换热器30B的第二回路31B中的换热介质进行热交换，所述第一跨系统换热器30A的第二回路31B和所述第二跨系统换热器30B的第二回路31B并联连接于相变换热子系统20的第一换热回路22A。参见图8，根据本发明的示例，所述空调系统100还包括泵51，所述泵51连接在相变换热子系统20的第一换热回路22A与所述第一跨系统换热器30A的第二回路31B和所述第二跨系统换热器30B的第二回路31B之间以促进相变换热子系统20的第一换热回路22A与所述第一跨系统换热器30A的第二回路31B构成的回路中的换热介质的流动以及促进相变换热子系统20的第一换热回路22A与所述第二跨系统换热器30B的第二回路31B构成的回路中的换热介质的流动。在本发明的一些示例中，在所述第一跨系统换热器30A中在所述第一跨系统换热器30A的第一回路31A中的换热介质能够与在所述第一跨系统换热器30A的第二回路31B中的换热介质进行热交换。

在图10所示的实施例中，相变换热子系统20的换热回路22的第一换热回路22A可以利用相变换热子系统20以及第二换热器12B，即蒸发器进行制冷，并且可以利用空调子系统10以及第一换热器12A，即冷凝器，降低相变换热子系统20的容纳在相变材料容器21内的相变材料的温度，相变换热子系统压缩机25和相变换热子系统膨胀装置26可以在用电波谷时利用电能对相变材料容器21内的相变材料进行冷却，以在用电波峰时利用相变材料容器21内的相变材料进行制冷。此外，可在白天通过太阳能产生的电能对相变材料容器21内的相变材料进行冷却。

参见图7至图10，在本发明的一些实施例中，第一跨系统换热器30A兼作第二换热器12B，在所述空调子系统10的制冷工况下，所述第一换热器12A作为冷凝器，并且第二换热器12B作为蒸发器。

参见图8，在本发明的一些实施例中，所述相变换热子系统20的换热回路22包括第一换热回路22A和第二换热回路22B。所述跨系统换热器30包括：第一跨系统换热器30A；第二跨系统换热器30B；以及第三跨系统换热器30C。所述第一跨系统换热器30A包括第一回路31A和第二回路31B，所述第一跨系统换热器30A的所述第一回路31A与空调子系统10连接以使空调子系统10的换热介质能够选择性地流过所述第一跨系统换热器30A的所述第一回路31A，并且所述第一跨系统换热器30A的所述第二回路31B与相变换热子系统20的第一换热回路22A连接以使所述第一跨系统换热器30A的所述第二回路31B和第一换热回路22A构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器21内的相变材料进行热交换；所述第二跨系统换热器30B包括第一回路31A和第二回路31B，所述第二跨系统换热器30B的所述第一回路31A与空调子系统10连接以使空调子系统10的换热介质能够选择性地流过所述第二跨系统换热器30B的所述第一回路31A，并且所述第二跨系统换热器30B的所述第二回路31B与相变换热子系统20的第一换热回路22A连接以使相变换热子系统20的所述第一回路31A和所述第二跨系统换热器30B的第二换热回路22B构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器21内的相变材料进行热交换，并且在所述第二跨系统换热器30B中在所述第二跨系统换热器30B的第一回路31A中的换热介质能够与在所述第二跨系统换热器30B的第二回路31B中的换热介质进行热交换，所述第一跨系统换热器30A的第二回路31B和所述第二跨系统换热器30B的第二回路31B并联连接于相变换热子系统20的第一换热回路22A；以及所述第三跨系统换热器30C包括第一回路31A和第二回路31B，所述第三跨系统换热器30C的所述第一回路31A与空调子系统10连接以使空调子系统10的换热介质能够选择性地流过所述第三跨系统换热器30C的所述第一回路31A，并且所述第三跨系统换热器30C的所述第二回路31B与相变换热子系统20的第二换热回路22B连接以使所述第三跨系统换热器30C的所述第二回路31B和所述相变换热子系统20的第二换热回路22B构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器21内的相变材料进行热交换。在本发明的一些示例中，在所述第一跨系统换热器30A中在所述第一跨系统换热器30A的第一回路31A中的换热介质能够与在所述第一跨系统换热器30A的第二回路31B中的换热介质进行热交换。在本发明的一些示例中，在所述第三跨系统换热器30C中在所述第三跨系统换热器30C的第一回路31A中的换热介质能够与在所述第三跨系统换热器30C的第二回路31B中的换热介质进行热交换。

根据本发明的示例，第一跨系统换热器30A兼作第二换热器12B，并且所述第三跨系统换热器30C兼作所述第一换热器12A。在所述空调子系统10的制热工况下，所述第一换热器12A作为蒸发器，并且第二换热器12B作为冷凝器。

在图8所示的实施例中，跨系统换热器30A可以利用相变换热子系统20进行制冷，跨系统换热器30B可以利用空调子系统10降低相变换热子系统20的容纳在相变材料容器21内的相变材料的温度，而跨系统换热器30C可以在空调子系统10的制热工况下利用相变换热子系统20对第一换热器12A进行除霜。

参见图9，在本发明的一些实施例中，所述跨系统换热器30兼作所述第二换热器12B，在所述空调子系统10的制冷工况下，所述第一换热器12A作为冷凝器，并且第二换热器12B作为蒸发器。所述相变换热子系统20的换热回路22包括第一换热回路22A和第二换热回路22B，所述跨系统换热器30的所述第二回路31B与相变换热子系统20的第一换热回路22A连接以使所述第二回路31B和第一换热回路22A构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器21内的相变材料进行热交换。所述第二换热回路22B与所述跨系统换热器30的第一回路31A并联连接于空调子系统10以使空调子系统10中的换热介质能够选择性地通过第二换热回路22B与容纳在相变材料容器21内的相变材料进行热交换。

在图9所示的实施例中，相变换热子系统20的换热回路22的第一换热回路22A可以利用相变换热子系统20进行制冷，并且可以利用空调子系统10降低相变换热子系统20的容纳在相变材料容器21内的相变材料的温度，而相变换热子系统20的换热回路22的第二换热回路22B可以在空调子系统10的制热工况下利用相变换热子系统20对第一换热器12A进行除霜。

参见图11、图12，在本发明的一些实施例中，所述跨系统换热器30包括：用于形成第一回路31A的第一换热管32A以及用于形成第二回路31B的第二换热管32B，多个第一换热管组中的至少一些和多个第二换热管组中的至少一些交替排列，每一个第一换热管组包括至少一个第一换热管32A，并且每一个第二换热管组包括至少一个第二换热管32B。所述跨系统换热器30还包括集流管33以及与换热管交替排列的翅片。在跨系统换热器30兼作第一换热器12A和第二换热器12B的情况下，跨系统换热器30可以采用图11、图12所示的换热器。

在本发明的另一些实施例中，所述跨系统换热器30是板式换热器。在跨系统换热器30不兼作第一换热器12A和第二换热器12B的情况下，所述跨系统换热器30可以是板式换热器。所述跨系统换热器30的第二回路31B中的换热介质可以是水或者乙二醇。

根据本发明的实施例，可以有效地提高换热器的效率，同时可以在用电波谷时利用电能对相变材料容器21内的相变材料进行冷却或加热，以在用电波峰时利用相变材料容器21内的相变材料进行制冷或制热。此外，可在白天通过太阳能产生的电能对相变材料容器21内的相变材料进行冷却或加热，以在晚间利用相变材料容器21内的相变材料进行制冷或制热，从而达到独立于电网的空调系统。

此外，根据本发明的实施例的空调系统改善了蒸发器的换热介质的分配，可以有效地利用相变材料容器21内的相变材料对制热工况下的换热器进行除霜，并且以及降低了压编机在过高排气温度时的负荷。

根据本发明的实施例的空调系统提高换热效率，从而节能。由于尽可能使用常规空调系统的已有零部件，并且高效使用这些零部件，因此，根据本发明的实施例的空调系统可以降低系统的成本。由于采用了图11和图12所示的换热器，根据本发明的实施例的空调系统能够节省空间。再者，根据本发明的实施例的空调系统改善了蒸发器两相换热介质分布的均匀性，并且可以在一定程度上降低压缩机和换热器的设计要求，使得系统有更大的包容性。

由于采用了图11和图12所示的换热器，根据本发明的实施例的空调系统能够在相变换热子系统20停止工作时，换热器的与空气的换热面积(翅片)都用于空调子系统10。同样空调子系统10停止工作时，换热器的与空气的换热面积(翅片)都用于相变换热子系统20，从而有效地利用了换热器的换热面积，提高了换热效率。

Claims

1.一种空调系统，包括：

空调子系统，所述空调子系统包括：压缩机；作为冷凝器和蒸发器中的一个的第一换热器；以及作为冷凝器和蒸发器中的另一个的第二换热器，所述压缩机、第一换热器以及第二换热器以从所述压缩机经过第一换热器到第二换热器的顺序连接；

相变换热子系统，所述相变换热子系统包括：相变材料容器；容纳在相变材料容器内的相变材料；以及设置在相变材料容器中的换热回路；以及

跨系统换热器，所述跨系统换热器包括第一回路和第二回路，所述第一回路与空调子系统连接以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第一回路，并且所述第二回路与相变换热子系统的换热回路连接以使所述第二回路和所述相变换热子系统的换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换。

2.如权利要求1所述的空调系统，其中：

所述跨系统换热器兼作所述第一换热器和第二换热器中的至少一个。

3.如权利要求2所述的空调系统，其中：

所述跨系统换热器兼作所述第一换热器，所述第一换热器作为蒸发器，并且第二换热器作为冷凝器所述跨系统换热器能够选择性地将从所述相变换热子系统获得的热量在第二回路放热。

4.如权利要求2所述的空调系统，其中：

所述跨系统换热器兼作所述第二换热器，所述第一换热器作为冷凝器，并且第二换热器作为蒸发器，所述跨系统换热器能够选择性地将从所述相变换热子系统获得的冷量在第二回路吸热。

5.如权利要求2所述的空调系统，其中：

所述跨系统换热器兼作所述第一换热器，所述第一换热器作为冷凝器，并且第二换热器作为蒸发器，所述跨系统换热器能够选择性地将从所述相变换热子系统获得的热量在第二回路放热。

6.如权利要求1所述的空调系统，其中：

所述跨系统换热器的第一回路连接在空调子系统的所述第一换热器与第二换热器之间，使得压缩机排出的换热介质在穿过所述第一换热器和第二换热器中的一个后进入所述跨系统换热器，并且然后进入所述第一换热器和第二换热器中的另一个。

7.如权利要求1所述的空调系统，其中：

在所述跨系统换热器中在第一回路中的换热介质能够与在第二回路中的换热介质进行热交换。

8.如权利要求1所述的空调系统，其中：

所述空调子系统还包括膨胀装置，所述膨胀装置连接在空调子系统的所述第一换热器与第二换热器之间，使得压缩机排出的换热介质在穿过所述第一换热器和第二换热器中的一个后进入所述膨胀装置，并且然后进入所述第一换热器和第二换热器中的另一个。

9.如权利要求8所述的空调系统，其中：

所述第一换热器作为冷凝器，并且第二换热器作为蒸发器，所述跨系统换热器的第一回路连接在空调子系统的膨胀装置与作为蒸发器的第二换热器之间，所述相变换热子系统通过所述跨系统换热器来降低由膨胀装置膨胀后的换热介质的温度。

10.如权利要求8所述的空调系统，其中：

所述第一换热器作为冷凝器，并且第二换热器作为蒸发器，所述跨系统换热器的第一回路连接在空调子系统的作为冷凝器的第一换热与器膨胀装置之间，所述相变换热子系统通过所述跨系统换热器来降低由冷凝器冷凝后的换热介质的温度。

11.如权利要求1所述的空调系统，其中：

所述相变换热子系统的换热回路包括第一换热回路和第二换热回路；

所述跨系统换热器包括第一跨系统换热器和第二跨系统换热器，

所述第一跨系统换热器包括第一回路和第二回路，所述第一跨系统换热器的所述第一回路与空调子系统连接以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第一跨系统换热器的所述第一回路，并且所述第一跨系统换热器的所述第二回路与相变换热子系统的第一换热回路连接以使所述第一跨系统换热器的所述第二回路和所述相变换热子系统的第一换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换；以及

所述第二跨系统换热器包括第一回路和第二回路，所述第二跨系统换热器的所述第一回路与空调子系统连接以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第二跨系统换热器的所述第一回路，并且所述第二跨系统换热器的所述第二回路与相变换热子系统的第二换热回路连接以使相变换热子系统的所述第二回路和所述第二跨系统换热器的第二换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换，并且在所述第二跨系统换热器中在所述第二跨系统换热器的第一回路中的换热介质能够与在所述第二跨系统换热器的第二回路中的换热介质进行热交换。

12.如权利要求1所述的空调系统，其中：

所述相变换热子系统的换热回路包括第一换热回路；

所述第二跨系统换热器包括第一回路和第二回路，所述第二跨系统换热器的所述第一回路与空调子系统连接以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第二跨系统换热器的所述第一回路，并且所述第二跨系统换热器的所述第二回路与相变换热子系统的第一换热回路连接以使相变换热子系统的所述第一回路和所述第二跨系统换热器的第二换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换，并且在所述第二跨系统换热器中在所述第二跨系统换热器的第一回路中的换热介质能够与在所述第二跨系统换热器的第二回路中的换热介质进行热交换，所述第一跨系统换热器的第二回路和所述第二跨系统换热器的第二回路并联连接于相变换热子系统的第一换热回路。

13.如权利要求11所述的空调系统，其中：

所述相变换热子系统的换热回路还包括第三换热回路；

所述跨系统换热器还包括第三跨系统换热器，

所述第三跨系统换热器包括第一回路和第二回路，所述第三跨系统换热器的所述第一回路与空调子系统连接以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第三跨系统换热器的所述第一回路，并且所述第三跨系统换热器的所述第二回路与相变换热子系统的第三换热回路连接以使所述第三跨系统换热器的所述第二回路和所述相变换热子系统的第三换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换。

14.如权利要求12所述的空调系统，其中：

所述相变换热子系统的换热回路还包括第二换热回路；

所述跨系统换热器还包括第三跨系统换热器，

所述第三跨系统换热器包括第一回路和第二回路，所述第三跨系统换热器的所述第一回路与空调子系统连接以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第三跨系统换热器的所述第一回路，并且所述第三跨系统换热器的所述第二回路与相变换热子系统的第二换热回路连接以使所述第三跨系统换热器的所述第二回路和所述相变换热子系统的第二换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换。

15.如权利要求11、12、13和14中的任一项所述的空调系统，其中：

所述空调子系统还包括膨胀装置，所述膨胀装置连接在空调子系统的所述第一换热器与第二换热器之间，使得压缩机排出的换热介质在穿过所述第一换热器和第二换热器中的一个后进入所述膨胀装置，并且然后进入所述第一换热器和第二换热器中的另一个，

所述第二跨系统换热器的第一回路连接在空调子系统的膨胀装置与第二换热器之间以使空调子系统的换热介质能够选择性地流过所述第二跨系统换热器的所述第一回路。

16.如权利要求11至15中的任一项所述的空调系统，其中：

第一跨系统换热器兼作第二换热器，所述第一换热器作为冷凝器，并且第二换热器作为蒸发器。

17.如权利要求13或14所述的空调系统，其中：

第一跨系统换热器兼作第二换热器，并且所述第三跨系统换热器兼作所述第一换热器。

18.如权利要求17所述的空调系统，其中：

所述第一换热器作为蒸发器，并且第二换热器作为冷凝器。

19.如权利要求11、12、13和14中的任一项所述的空调系统，其中：

第二跨系统换热器是板式换热器。

20.如权利要求12或14所述的空调系统，还包括：

泵，所述泵连接在相变换热子系统的第一换热回路与所述第一跨系统换热器的第二回路和所述第二跨系统换热器的第二回路之间以促进相变换热子系统的第一换热回路与所述第一跨系统换热器的第二回路构成的回路中的换热介质的流动以及促进相变换热子系统的第一换热回路与所述第二跨系统换热器的第二回路构成的回路中的换热介质的流动。

21.如权利要求1所述的空调系统，其中：

所述跨系统换热器兼作所述第二换热器，所述第一换热器作为冷凝器，并且第二换热器作为蒸发器，

所述相变换热子系统的换热回路包括第一换热回路和第二换热回路，

所述跨系统换热器的所述第二回路与相变换热子系统的第一换热回路连接以使所述第二回路和第一换热回路构成的回路中的换热介质能够选择性地与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换，

所述第二换热回路与所述跨系统换热器的第一回路并联连接于空调子系统以使空调子系统中的换热介质能够选择性地通过第二换热回路与容纳在相变材料容器内的相变材料进行热交换。

22.如权利要求11所述的空调系统，其中：

所述第一跨系统换热器兼作所述第二换热器，并且所述第二跨系统换热器兼作所述第一换热器。

23.如权利要求22所述的空调系统，还包括：

泵，所述泵连接在相变换热子系统的第一换热回路与所述第一跨系统换热器的第二回路之间以促进相变换热子系统的第一换热回路与所述第一跨系统换热器的第二回路构成的回路中的换热介质的流动；以及

相变换热子系统压缩机和相变换热子系统膨胀装置，所述相变换热子系统压缩机和相变换热子系统膨胀装置连接在相变换热子系统的第二换热回路与所述第二跨系统换热器的第二回路之间以对相变换热子系统的第二换热回路与所述第二跨系统换热器的第二回路构成的回路中的换热介质进行压缩和膨胀。

24.如权利要求2、3、21、22和23中的任一项所述的空调系统，其中：

所述跨系统换热器包括：用于形成第一回路的第一换热管以及用于形成第二回路的第二换热管，多个第一换热管组中的至少一些和多个第二换热管组中的至少一些交替排列，每一个第一换热管组包括至少一个第一换热管，并且每一个第二换热管组包括至少一个第二换热管。

25.如权利要求6、9和10中的任一项所述的空调系统，其中：

所述跨系统换热器是板式换热器。

26.如权利要求25所述的空调系统，其中：

所述跨系统换热器的第二回路中的换热介质是水或者乙二醇。

27.如权利要求4、9、10、16、18和21中的任一项所述的空调系统，其中：

所述冷凝器和所述蒸发器是指所述空调系统在制冷工况下而言。

28.如权利要求3或5所述的空调系统，其中：

所述冷凝器和所述蒸发器是指所述空调系统在制热工况下而言。