CN117157497A - 具有冷却装置的中央空调热泵系统 - Google Patents

Abstract

中央空调热泵系统，包括一主热换系统和一冷却装置。主热换系统包括压缩机、第一热换器和第二热换器。冷却装置包括冷却塔和冷凝装置。当中央空调热泵系统选择性地以空调模式操作时，制冷剂可分别在冷凝装置和第二热换器中被水和环境空气冷却。

Description

具有冷却装置的中央空调热泵系统

技术领域

本发明涉及一种中央空调热泵系统，当中央空调热泵系统以热泵模式操作时，该系统能够节省大量的能源。

背景技术

传统的空调和热泵系统大致可分为两种主要类型。第一种类型为具有直接加热或冷却室内空间的空气的设置的空调和热泵系统。第一种类型的例子是窗式空调和/或热泵机组，其可控地从室内空间吸入空气并直接加热或冷却空气。空气被加热或冷却后，被输送回室内空间。

第二种类型是中央空调热泵系统，其中热交换媒体(通常是水)会用来加热或冷却室内空间中的空气。如图1至图5所示，中央空调热泵系统包括主热换系统10P和输热系统20P。主热换系统10P包括外壳体11P、压缩机12P、至少一个热换器13P、气-液热换装置14P和风扇组件15P。主热换系统10P通常安装在建筑物的屋顶上，使得它可以从环境空气吸收热能或将热能排放到环境空气中。预定量的制冷剂可以通过压缩机12P，热换器13P，气-液热换装置14P和其他组件循环，以进行多个热交换过程。

另一方面，输热系统20P包括水泵21P和连接到水泵21P的水管系统22P。水管系统22P的设置是将水输送到建筑物中不同的指定室内空间。在输热系统20P中循环的水布置成与主热换系统10P的气-液热换装置14P中的制冷剂进行热交换。此外，输热系统20P还可包括连接到水管系统22P的新鲜空气供应装置23P。如图5所示，新鲜空气供应装置23P通常包括支撑框架231P，容纳在支撑框架231P中的离心式风扇232P，以及也容纳在支撑框架231P中的新鲜空气热换器233P。支撑框架231P具有空气进口2311P，其中环境空气可以通过空气进口2311P被吸入新鲜空气供应装置23P。

在主热换系统10中循环的制冷剂布置成从环境空气吸收热量并将热量释放到通过气-液热换装置14P循环的水中。然后，水从制冷剂吸收热量后被泵送到各种终端设备，例如新鲜空气供应装置23P。终端设备的目的是调节进出指定室内空间的空气和通风。在输热系统20P内，可存在多个终端设备，其可包括上述新鲜空气供应设备23P或其他空气处理设备。

输送到新鲜空气供应装置23P的水布置成与新鲜空气热换器233P中的环境空气进行热交换。水被布置成向空气释放热量。加热的空气可以输送到指定的室内空间，向室内环境供应新鲜空气。环境空气的加热是必要的，因为环境空气的温度通常非常低，而这正是中央空调热泵系统用于在室内空间中产生热量的原因。

尽管上述空调热泵系统已在全世界广泛使用多年，但这些系统仍然存在相对较低的性能系数(COP)的普遍缺陷，性能系数可被定义为：供应到储存器或从储存器移除的热能与所需工作的比率。

因此，需要开发一种具有显着改善的COP的空调热泵系统。

发明内容

本发明的某些变型提供了一种空调热泵系统，当空调热泵系统操作时，能节省大量能源。

本发明的某些变型提供了一种空调热泵系统，当空调热泵系统以综合空调模式运行时，可以选择性地利用冷却塔中的冷却水来降低制冷剂的温度。

本发明的某些变型提供了一种空调热泵系统，制冷剂可通过热换器或冷却塔进行冷却。

本发明的某些变型提供了一种空调热泵系统，对于指定的完成工作，本发明的系统与如上的传统空调热泵系统相比，能够产生更多的热能给室内空间。

在本发明的一个方面，提供了一种用于热布系统的中央空调热泵系统，它包括：

多条连接管；

一主热换系统，它包括：一压缩机，压缩机具有一压缩机出口和一压缩机进口；一第一热换器，通过至少一条连接管连接到压缩机；和一第二热换器，通过至少一条连接管连接到压缩机和第一热换器；和

一冷却装置，它包括：一冷凝装置；一冷却塔，冷却塔包括：冷却塔壳体，其具有冷却塔进风口、冷却塔出风口、冷却塔进水口和冷却塔出水口；至少一冷却单元，冷却单元包括连接冷却塔进水口的第一集水盆和设置在第一集水盆下方的第一填充材料单元；一设置在第一填充材料下方的储水箱；一设置在冷却塔壳体内的风扇，用于抽吸环境空气从冷却塔进风口流向冷却塔出风口；一冷凝装置；一连接在冷却塔和冷凝装置之间的泵，用于泵送水在冷却塔和冷凝装置之间循环，冷凝装置通过至少一个连接管连接至冷却塔、第一热换器和第二热换器，用于使冷却塔流出的水与第二热换器流出的制冷剂进行热交换；和

空调热泵系统在综合空调模式和热泵模式之间选择性操作，其中在综合空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机并导流进入第二热换器并释放热能，制冷剂离开第二热换器后导流入到冷凝装置并释放预定量的热能到循环于冷凝装置和冷却塔的水，制冷剂离开冷凝装置并导流进入第一热换器，以吸收热布系统的热能，制冷剂离开第一热换器后导流回到压缩机，即完成一个空调循环，

其中在热泵模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机并导流进入第一热换器并释放热能到热布系统，制冷剂离开第一热换器后导流入冷凝装置暂时储存，制冷剂离开冷凝装置后导流入第二热换器并由环境空气吸收热能，制冷剂离开第二热换器并导流回到压缩机，即完成一个热泵循环。

在本发明的另一个方面，提供了一种用于热布系统的中央空调热泵系统，它包括：

多条连接管；

一主热换系统，它包括：一压缩机，压缩机具有一压缩机出口和一压缩机进口；一第一热换器，通过至少一条连接管连接到压缩机；和一第二热换器，通过至少一条连接管连接到压缩机和第一热换器；和

一冷却装置，它包括：

一冷凝装置；

一冷却塔，冷却塔包括：冷却塔壳体，其具有冷却塔进风口、冷却塔出风口、冷却塔进水口和冷却塔出水口；至少一冷却单元，冷却单元包括连接冷却塔进水口的第一集水盆和设置在第一集水盆下方的第一填充材料单元；一设置在第一填充材料下方的储水箱；一设置在冷却塔壳体内的风扇，用于抽吸环境空气从冷却塔进风口流向冷却塔出风口；

一连接在冷却塔和冷凝装置之间的泵，用于泵送水在冷却塔和冷凝装置之间循环，冷凝装置通过至少一连接管连接至冷却塔、第一热换器和第二热换器，用于使冷却塔流出的水与第二热换器流出的制冷剂进行热交换；和

空调热泵系统在综合空调模式、水冷空调模式、气冷空调模式和热泵模式之间选择性操作，

其中在综合空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机并导流进入第二热换器并释放热能，制冷剂离开第二热换器后导流入到冷凝装置并释放预定量的热能到循环于冷凝装置和冷却塔的水，制冷剂离开冷凝装置后导流进入第一热换器并吸收热布系统的热能，制冷剂离开第一热换器后导流回到压缩机，即完成一个空调循环，

其中在水冷空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机并导流进入冷凝装置并释放预定量的热能到循环于冷凝装置和冷却塔的水，制冷剂离开冷凝装置后导流进入第一热换器并吸收热布系统的热能，制冷剂离开第一热换器后导流回到压缩机，即完成一个空调循环，

其中在气冷空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机并导流进入第二热换器并释放热能，制冷剂离开第二热换器后导流进入第一热换器并吸收热布系统的热能，制冷剂离开第一热换器后导流回到压缩机，即完成一个空调循环，

其中在热泵模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机并导流进入第一热换器并释放热能到热布系统，制冷剂离开第一热换器后导流入冷凝装置暂时储存，制冷剂离开冷凝装置后导流入第二热换器并由环境空气吸收热能，制冷剂离开第二热换器并导流回到压缩机，即完成一个热泵循环。

附图说明

图1是传统中央空调热泵系统的主壳体的俯视图。

图2是传统中央空调热泵系统的主壳体的剖视俯视图。

图3是传统中央空调热泵系统的主壳体沿图1的A-A面的剖视侧视图。

图4是传统中央空调热泵系统的主热换系统示意图。

图5是传统中央空调热泵系统的输热系统示意图。

图6是根据本发明第一优选实施例的中央空调热泵系统的俯视图。

图7是根据本发明第一优选实施例的中央空调热泵系统的示意图。

图8是根据本发明第一优选实施例的中央空调热泵系统的示意图，示出了制冷剂的流动路径。

图9是根据本发明第二优选实施例的中央空调热泵系统的俯视图。

图10是根据本发明第二优选实施例的中央空调热泵系统的示意图。

图11是根据本发明第二优选实施例的中央空调热泵系统的示意图，示出了制冷剂的流动路径。

具体实施方式

以下对优选实施例的详细描述是实施本发明的优选模式。描述不应以任何限制意义来理解。其出于说明本发明的一般原理的目的而呈现。

如图6至图8所示，是根据本发明的第一优选实施例的一种中央空调热泵系统。大体来说，本发明一种中央空调热泵系统可包括多条连接管1，一主热换系统2，和一冷却装置3。预定量的制冷剂可以循环通过主热换系统2的各部件(如下说明)，同时预定量的水可以循环通过冷却装置3的各部件(如下说明)。制冷剂和水可以通过多条连接管1循环于各部件。

主热换系统2可包括一主壳体201，一压缩机202，一第一热换器203和一第二热换器204。冷却装置3可包括冷却塔31、冷凝装置32和连接在冷却塔31和冷凝装置32之间的泵33。

压缩机202支撑在主壳体201中，并且可具有一压缩机出口207和压缩机进口208。第一热换器203可支撑于主壳体201中，并通过至少一条连接管1连接到压缩机202。第二热换器204可支撑于主壳体201中，并通过至少一条连接管1连接到压缩机202和第一热换器203。

冷却装置3的冷却塔31可包括冷却塔壳体311，其具有冷却塔进风口3111和冷却塔出风口3112、储水箱312，其设置在冷却塔壳体311的底部用于储存预定量的冷却水、冷却组件313和风扇314。

冷却组件313可包括第一冷却单元34和第二冷却单元35。第一冷却单元34可包括连接到冷凝装置32的第一集水盆341和第一填充材料单元342。冷凝装置32中的冷却水可被设置泵送到第一集水盆341。第一填充材料单元342可设置在第一集水盆341的下方，其中第一集水盆341中的冷却水可设置为分布在第一填充材料单元342之上。

另一方面，第二冷却单元35可包括也连接到冷凝装置32的第二集水盆351和第二填充材料单元352。冷凝装置32中的冷却水可被设置泵送至第二集水盆351。第二填充材料单元352可设置在第二集水盆351的下方，其中第二集水盆351中的冷却水可设置为分布在第二填充材料单元352之上。储水箱312可设置在第一填充材料单元342和第二填充材料单元352的下方。

风扇314可支撑在冷却塔壳体311内，用于抽吸环境空气从冷却塔进风口3111流向冷却塔出风口3112。储水箱312中收集的冷却水可引导流至冷凝装置32。同时，预定量的空气可从冷却塔进风口3111吸入，与流过第一填充材料单元342和第二填充材料单元352的冷却水进行热交换，以降低冷却水的温度。空气吸收了冷却水的热量后可通过冷却塔出风口3112排出冷却塔壳体311。

冷凝装置32可通过至少一条连接管1连接到冷却塔31、第一热换器203和第二热换器204。冷凝装置32是从冷却塔31流出的水与从第二热换器204或第一热换器203流出的制冷剂之间进行热交换的设置，如图8所示。

中央空调热泵系统在综合空调模式和热泵模式之间选择性操作。在综合空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机202并导流进入第二热换器204并释放热能，制冷剂离开第二热换器204后导流入到冷凝装置32并释放热能到循环于冷凝装置32和冷却塔31的水，制冷剂离开冷凝装置32并导流进入第一热换器203，吸收连接到指定室内空间的热布系统的热能。制冷剂离开第一热换器203后导流回到压缩机202，即完成一个空调循环。

当中央空调热泵系统在在热泵模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机202并导流进入第一热换器203并释放热能给连接到指定室内空间的热布系统。制冷剂离开第一热换器203后导流入冷凝装置32。制冷剂离开冷凝装置32后导流入第二热换器204并由环境空气吸收热能。制冷剂离开第二热换器204后导流回到压缩机202，即完成一个热泵循环。

根据本发明的第一优选实施例，主热换系统2的主壳体201可以安装在建筑物的屋顶上。本发明的中央空调热泵系统可以布置成为建筑物内指定的室内空间提供空调和暖气。主壳体201可具有空调冷却室223。冷却塔31的冷却塔壳体311可连接到主壳体201。主壳体201和冷却塔壳体311可通过隔板225隔开。如图7所示，压缩机202，第一热换器203和第二热换器204可支撑在主壳体201的空调冷却室223中。

风扇314可设置在主壳体201的空调冷却室223的顶部，用于通风并允许空气流通和于空调冷却室223的腔体与周围大气之间的热交换(下面更详细地描述)。

压缩机202可构设成对流过其中的制冷剂加压。它设置成典型空调循环或热泵循环的制冷剂循环的起点。

第一热换器203可具有一第一连通口226和一第二连通口227，并且设置制冷剂和另一种工作流体如水进行热交换。当该空调热泵系统在综合空调模式下操作时，第一热换器203可构设为蒸发器(即将制冷剂转化为气态或蒸气态)。在第一优选实施例中，第一热换器203可构设成允许制冷剂和热布系统热交换，以便从指定空间提取热能。这提取的热能将被制冷剂吸收，制冷剂将被加热并变成蒸气态或气态。第一连通口226和第二连通口227可作为制冷剂通过第一热换器203的进口或出口。

此外，第一热换器203可进一步具有第三连通口228和第四连通口229。第三连通口228和第四连通口229可连接到热布系统并且分别用作制冷剂或通过热布系统循环的水的进口和出口。

当空调热泵系统在热泵模式下操作时，第一热换器203构设为冷凝器(即将制冷剂转化为液态)。因此，第一热换器203的配置可以让制冷剂和流过热布系统的水或制冷剂之间进行热交换，以便从制冷剂中提取热能。这提取的热能将被热布系统吸收和分配。

中央空调热泵系统可包括并联的两个第二热换器204。每个第二热换器204可具有第一通口230和第二通口231，并且可设置让制冷剂与诸如空气的另一种工作流体之间进行热交换。当中央空调热泵系统在综合空调模式下操作时，第二热换器204可构设为冷凝器(即将制冷剂转化为液态)。在第一优选实施例中，第二热换器204可以构成允许制冷剂和由风扇24吸入的环境空气进行热交换，以便从制冷剂中提取热能。每个第一通口230和第二通口231可作为制冷剂流过相应第二热换器204的入口或出口。两个第二热换器204的结构可以相同。如图6所示，风扇24可以由主壳体201支撑。

当中央空调热泵系统在热泵模式下操作时，第二热换器204可构设为蒸发器(即将制冷剂转化为气态或蒸气态)。因此，第二热换器204可以让制冷剂和环境空气进行热交换，以便从环境空气中提取热能。

重要的是，压缩机202、主热换系统2的第一热换器203和第二热换器204和冷却装置3，可在某些配置中通过多条连接管1布置和连接。图8示出了一种示例性设置。

主热换系统2可进一步包括一切换装置232，连接于第一热换器203和第二热换器204之间，用于改变制冷剂的流动路径。具体来说，切换装置232可具有第一连通阀233，其具有第一至第四连接口2331、2332、2333、2334。第一连通阀233设置为在空调切换模式和热泵切换模式之间切换，其中，在空调切换模式中，第一连通阀233的切换使第一连接口2331可连接到第二连接口2332，使制冷剂可以由第一连接口2331流到第二连接口2332，而第三连接口2333可连接到第四连接口2334，使制冷剂可以由第三连接口2333流到第四连接口2334。

在热泵切换模式中，第一连通阀233的切换，使第一连接口2331可连接到第四连接口2334，让制冷剂可以由第一连接口2331流到第四连接口2334，而第二连接口2332可连接到第三连接口2333，让制冷剂可以由第二连接口2332流到第三连接口2333。

如图8所示，第一连接口2331可连接到压缩机202的压缩机出口207。第二连接口2332可连接到第二热换器204的第二通口231。第三连接口2333可连接到压缩机202的压缩机进口202，第四连接口2334可连接到第一热换器203的第二连通口227。

第二热换器204的第一通口230可以通过各种部件串联连接到第一热换器203的第一连通口226。图8示出了一种示例性设置。冷凝装置32可具有第一冷凝端口321和第二冷凝端口322。第一热换器203的第一连通口226还可连接至冷凝装置32的第一冷凝端口321。

第二热换器204可并联并通过几个其他部件连接至冷凝装置32和第一热换器203。为了清楚说明，制冷剂离开第二热换器204后可以进入路径1或路径2，如图8所示。然而，主热换系统2可进一步包括一第一单向阀236连接在路径1中的第二热换器204的第一通口230和冷凝装置32的第一冷凝端口321之间。第一单向阀236的设置可以限制制冷剂在一个预定方向流动，而不是相反的。在第一优选实施例中，第一单向阀236可以构设成允许制冷剂仅通过路径1由第二热换器204流向冷凝装置32。因此，制冷剂可以通过路径1进入冷凝装置32的第一冷凝端口321。

冷凝装置32的第二冷凝端口322可连接到第一通口230和第一连通口226。如图8所示，从第二冷凝端口322流出的制冷剂可行通过路径3并到达路径2(其允许制冷剂流至第一通口230)和路径4(其允许制冷剂流至第一连通口226)之间的交叉点。

在这方面，主热换系统2还可包括连接到路径4的第二单向阀237和连接到路径2的第四单向阀264。因此，第四单向阀264可连接到第一通口230，并可被构设为允许制冷剂沿从路径3至路径2的方向仅朝向第一通口230流动。另一方面，第二单向阀237可连接到第四单向阀264并且可被构设成仅允许制冷剂沿着从路径3至路径4的方向朝向第一连通口226流动。

主热换系统2还可包括连接到路径3中的冷凝装置32的第二冷凝端口322的过滤器238。过滤器238可构设成从穿过它们的制冷剂中过滤掉不需要的物质。从第二冷凝端口322流出来的制冷剂可依次经过路径3后流经路径2或路径4，并最终到达第二热换器204的第一通口230或第一连通口226。

主热换系统2还可以包括连接到路径3中的过滤器238的膨胀阀239。膨胀阀239可以被构设成控制和调节穿过膨胀阀的制冷剂的流量。因此，制冷剂经过路径3后可被引导流经填充装置238和膨胀阀239。

主热换系统2还可包括连接在第一热换器203和冷凝装置32之间的第三单向阀240。具体来说，第三单向阀240可通过路径5连接在第一热换器203的第一连通口226和冷凝装置32的第一冷凝口321之间。在这优选实施例中，第三单向阀240可构设成仅允许制冷剂沿从第一连通口226流向第一冷凝端口321的方向流动。

热布系统可以布置成回收主热换系统2产生的热能和通过至少一个终端设备将热能分配到指定的室内空间。这种终端设备的其中一种可以是通风设备。当中央空调热泵系统以热泵模式操作时，通风设备可用于将环境空气输送到室内空间。

根据本发明的第一优选实施例，冷却塔31的安装可降低在冷凝装置32中循环的制冷剂的温度。

冷却塔壳体311可具有矩形横截面，并具有顶侧3113、底侧和多个外围侧3114。显然，冷却塔壳体311可实施为具有多种横截面以适应不同的操作环境。

泵33可连接在冷凝装置32和冷却塔31之间，用于使冷却水在冷却塔31和冷凝装置32之间循环。

如图8所示，冷却塔壳体311还可具有冷却塔进水口3115和冷却塔出水口3116。冷却塔进水口3115可将第一集水盆341和第二集水盆351连通冷凝装置32。来自冷凝装置32的冷却水可被引导流过冷却塔进水口3115并通过多条连接管1分配至第一集水盆341和第二集水盆351中。

此外，冷却装置3的冷凝装置32还可以包括设置在第二冷凝端口322的温度控制传感器101，用于检测离开冷凝装置32的冷却水的温度。当冷却水的温度低于预定阈值(例如38℃)时，可以关闭风扇314和泵33。

本发明的操作如下：上述中央空调热泵系统涉及制冷剂流动循环和水流动循环。制冷剂可流过主热换系统2的各个部件，而水可流过冷却装置3的各个部件。

当中央空调热泵系统处于综合空调模式时，其设置为产生冷空气到室内空间。制冷剂的循环从压缩机202开始。过热或蒸汽制冷剂可布置成通过压缩机出口207离开压缩机202。第一连通阀233可切换到空调切换模式。制冷剂离开压缩机202可以通过第一连通阀233的第一连接口2331、第二连接口2332，并通过第二通口231流进第二热换器204。然后，制冷剂可以与诸如环境空气的冷却剂进行热交换，以便将热能释放到环境空气中。

然后，制冷剂引导通过第一通口230离开第二热换器204。制冷剂离开第二热换器204后引导流过在路径1中的第一单向阀236，并通过第一冷凝端口321进入冷凝装置32。此时，制冷剂可以通过第四单向阀264防止进入路径2。制冷剂可被布置成进一步将热能释放到在冷凝装置32中循环的冷却水。释放到冷凝装置32的热能可被在冷却塔31和冷凝装置32之间循环的冷却水带走。

然后，通过第二冷凝端口322离开冷凝装置32的制冷剂可被引导通过连接在路径3中的过滤器238和膨胀阀239、路径4中的第二单向阀237，并且最终通过第一连通口226进入第一热换器203。进入第一热换器203的制冷剂可以布置成与在热布系统中循环的媒体进行热交换，以便从中吸收热能。制冷剂可引导通过第二连通口227离开第一热换器203。制冷剂然后可以引导流过第一连通阀233的第四连接口2334和第三连接口2333，并最终通过压缩机进口208回流到压缩机202。这便完成了综合空调模式的一个制冷剂循环。

值得一提的是，冷凝装置32可用于通过与来自冷却塔31的冷却水进行热交换来进一步冷却制冷剂的温度。泵33可泵送冷却水于冷凝装置32和冷却塔31之间循环。具体来说，冷凝装置32中的冷却水可通过冷却塔进水口3115泵送到第一集水盆341和第二集水盆351。收集在第一集水盆341和第二集水盆351中的冷却水可以布置为分布在第一填充材料单元342和第二填充材料单元352上，用于在第一填充材料单元342和第二填充材料单元352中形成薄水膜。同时，环境空气被风扇314吸进，从冷却塔进风口3111流向冷却塔出风口3112，使环境空气与在第一填充材料单元342和第二填充材料单元352中流动的水之间进行热交换。在第一填充材料单元342和第二填充材料单元352中流动的水的温度将被降低并收集在设置在第一填充材料单元342和第二填充材料单元352下方的底部储水箱312中。来自流过第一填充材料单元342和第二填充材料单元352的冷却水的热能被释放到环境空气中。储水箱312可与冷却塔出水口3116连通。然后储水箱312中的水可被引导通过冷却塔出水口3116回流冷凝装置32，进行另一次热交换循环。

从上述描述中，本领域技术人员可以理解，在本发明的主热换系统2中循环的制冷剂可以分别或同时由第二热换器204、冷凝装置32来冷却。当供水中断时，风扇314和泵33也可以关闭，使得制冷剂仅由第二热换器204冷却。

注意的是，综合空调模式意味着在主热换系统2中循环的制冷剂可以被水(冷却塔31)以及空气(第二热换器204)冷却。

当中央空调热泵系统处于热泵模式时，其设置为产生热能到指定室内空间。相应的制冷剂循环也是从压缩机202开始。过热或蒸汽制冷剂可以布置成通过压缩机出口207离开压缩机202。第一连通阀233可切换到热泵模式。离开压缩机202的制冷剂可流过第一连接口2331、第四连接口2334，并通过第二连通口227进入第一热换器203。然后制冷剂可与水进行热交换，释放热能到于第一热换器203中循环的水中。制冷剂在释放热能后可转换成液态。制冷剂然后可以引导通过第一连通口226离开第一热换器203。然后，离开第一热换器203的制冷剂可引导流过在路径5中的第三单向阀240，并通过第一冷凝端口321流到冷凝装置32。

当中央空调热泵系统处于热泵模式时，风扇314和泵3可以关闭。另外，冷却水可从冷却塔31排出。因此，冷凝装置32可转变为储存箱。然后，制冷剂被引导通过第二冷凝端口322离开冷凝装置32。然后，制冷剂可被引导流过连接在路径3中的过滤器238和膨胀阀239。然后，制冷剂可被引导流过连接在路径2中的第四单向阀264，并最终通过相应的第一通口230到达第二热换器204，以从环境空气中吸收热能。然后，制冷剂可以通过第二通口231离开第二热换器204，并可被引导流经第一连通阀233的第二连接口2332、第三连接口2333，并最终通过压缩机进口208返回压缩机202。这样就完成了热泵模式下的一个制冷剂循环。

中央空调热泵系统还可以在除霜模式下操作。除霜模式可用于去除当中央空调热泵系统以热泵模式操作时可在第二热换器204上形成的霜。在除霜模式中，相应的制冷剂循环也从压缩机202开始。过热或蒸气制冷剂可布置成通过压缩机出口207离开压缩机202。第一连通阀233可切换至综合空调模式。离开压缩机202的制冷剂可经过第一连接口2331、第二连接口2332，并通过第二通口231进入第二热换器204，以释放热能对第二热换器204进行除霜。制冷剂可通过第一通口230离开第二热换器204，并且可被引导通过连接在路径1中的第一单向阀236。然后，制冷剂被引导通过第一冷凝端口321进入冷凝装置32，并通过第二冷凝端口322离开冷凝装置32。风扇314和泵33可关闭，并且冷凝装置32也可以只是一个储存箱。

然后，离开冷凝装置32的制冷剂可被引导通过连接在路径3中的过滤器238和膨胀阀239。然后，制冷剂可被引导流过路径4中的第二单向阀237，并通过第一连通口226进入第一热换器203。制冷剂通过第二连通口227离开第一热换器203后，可被引导流过第一连通阀233的第四连接口2334、第三连接口2333和最终通过压缩机进口208返回压缩机202。这即完成了除霜模式下的一个制冷剂循环。

如图9至图11所示，是根据本发明第二优选实施例的中央空调热泵系统。第二优选实施例在结构上类似于上述第一优选实施例，除了切换装置232’可进一步包括连接至第二热换器204’、第一连通阀233’和冷凝装置32’的第二连通阀265’。由于多了一个连通阀的引入，制冷剂的流动路径与第一优选实施例不同。

如第一优选实施例，一种中央空调热泵系统可包括多条连接管1’，一主热换系统2’，和一冷却装置3’。预定量的制冷剂可以循环通过主热换系统2’的各部件(如下说明)，同时预定量的水可以循环通过冷却装置3’的各部件(如下说明)。制冷剂和水可以通过多条连接管1’循环于各部件。

主热换系统2’可包括一主壳体201’，一压缩机202’，一第一热换器203’和一第二热换器204’。冷却装置3’可包括冷却塔31’、冷凝装置32’和连接在冷却塔31’和冷凝装置32’之间的泵33’。

压缩机202’支撑在主壳体201’中，并且可具有一压缩机出口207’和压缩机进口208’。第一热换器203可支撑于主壳体201中，并通过至少一条连接管1连接到压缩机202’。第二热换器204’可支撑于主壳体201’中，并通过至少一条连接管1’连接到压缩机202’和第一热换器203’。

冷却装置3’的冷却塔31’可包括冷却塔壳体311’，其具有冷却塔进风口3111’和冷却塔出风口3112’、储水箱312’，其设置在冷却塔壳体311’的底部用于储存预定量的冷却水、冷却组件313’和风扇314’。

冷却组件313’可包括第一冷却单元34’和第二冷却单元35’。第一冷却单元34’可包括连接到冷凝装置32’的第一集水盆341’和第一填充材料单元342’。冷凝装置32’中的冷却水可被设置泵送到第一集水盆341’。第一填充材料单元342’可设置在第一集水盆341’的下方，其中第一集水盆341’中的冷却水可设置为分布在第一填充材料单元342’之上。

另一方面，第二冷却单元35’可包括也连接到冷凝装置32’的第二集水盆351’和第二填充材料单元352’。冷凝装置32’中的冷却水可被设置泵送至第二集水盆351’。第二填充材料单元352’可设置在第二集水盆351’的下方，其中第二集水盆351’中的冷却水可设置为分布在第二填充材料单元352’之上。储水箱312’可设置在第一填充材料单元342’和第二填充材料单元352’的下方。

风扇314’可支撑在冷却塔壳体311’内，用于抽吸环境空气从冷却塔进风口3111’流向冷却塔出风口3112’。储水箱312’中收集的冷却水可引导流至冷凝装置32’。同时，预定量的空气可从冷却塔进风口3111’吸入，与流过第一填充材料单元342’和第二填充材料单元352’的冷却水进行热交换，以降低冷却水的温度。空气吸收了冷却水的热量后可通过冷却塔出风口3112’排出冷却塔壳体311’。

冷凝装置32’可通过至少一条连接管1’连接到冷却塔31’、第一热换器203’和第二热换器204’。冷凝装置32’是从冷却塔31’流出的水与从第二热换器204’流出的制冷剂之间进行热交换的设置，如图11所示。

中央空调热泵系统在综合空调模式、水冷空调模式、气冷空调模式和热泵模式之间选择性操作。第一优选实施例与第二优选实施例的主要区别在于，第二优选实施例中，空调模式可以分为综合空调模式、水冷空调模式和气冷空调模式。

综合空调模式下，在主热换系统2’中循环的制冷剂可通过第二热换器204’(通过空气冷却)和冷却塔31’(通过冷却水冷却)进行冷却。水冷空调模式下，在主热换系统2’中循环的制冷剂可以单独由冷却塔31’冷却。气冷空调模式下，在主热换系统2’中循环的制冷剂可以单独由第二热换器204’冷却。

因此，在综合空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机202’并导流进入第二热换器204’并释放热能，制冷剂离开第二热换器204’后导流到冷凝装置32’并进一步释放热能到循环于冷凝装置32’和冷却塔31’的水，制冷剂离开冷凝装置32’可导流通过第一热换器203’，吸收连接到指定室内空间的热布系统的热能。制冷剂离开第一热换器203‘后导流回到压缩机202’，即完成一个综合空调循环。

在水冷空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机202’并导流进入冷凝装置32’并释放热能到循环于冷凝装置32’和冷却塔31’的水，制冷剂离开冷凝装置32’后导流通过第一热换器203’并吸收连接到指定室内空间的热布系统的热能。制冷剂离开第一热换器203’后导流回到压缩机202’，即完成一个空调循环。

在气冷空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机202’并导流进入第二热换器204’并释放热能。制冷剂离开第二热换器204’后导流通过第一热换器203’并吸收连接到指定室内空间的热布系统的热能。制冷剂离开第一热换器203’后导流回到压缩机202’，即完成一个空调循环。

当中央空调热泵系统在在热泵模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机202’并导流进入第一热换器203’并释放热能给连接到指定室内空间的热布系统。制冷剂离开第一热换器203’后导流到冷凝装置32’。制冷剂离开冷凝装置32’后导流到第二热换器204’

并由环境空气吸收热能。制冷剂离开第二热换器204’后导流回到压缩机202’，即完成一个热泵循环。

根据本发明第二优选实施例，主热换系统2’的主壳体201’可以安装在建筑物的屋顶上。本发明的中央空调热泵系统可以布置成为建筑物内指定的室内空间选择性提供空调和暖气。主壳体201’可具有空调冷却室223’。冷却塔壳体311’可连接到主壳体201’。主壳体201’和冷却塔壳体311’可通过隔板225’隔开。如图9至图10所示，压缩机202’，第一热换器203’和第二热换器204’可支撑在主壳体201’的空调冷却室223’中。

风扇314’可设置在主壳体201’的空调冷却室223’的顶部，用于通风并允许空气流通和于空调冷却室223’的腔体与周围大气之间的热交换。

压缩机202’可构设成对流过其中的制冷剂加压。它设置成典型空调循环或热泵循环的制冷剂循环的起点。

第一热换器203’可具有一第一连通口226’和一第二连通口227’，并且可设置制冷剂和另一种工作流体如水进行热交换。当空调热泵系统在综合空调模式、水冷空调模式、或气冷空调模式下操作时，第一热换器203’可构设为蒸发器(即将制冷剂转化为气态或蒸气态)。在第二优选实施例中，第一热换器203’可构设成允许制冷剂和热布系统热交换，以便从指定空间提取热能。这提取的热能将被制冷剂吸收，制冷剂将被加热并变成蒸气态或气态。第一连通口226’和第二连通口227’可作为制冷剂流通第一热换器203’的进口或出口。

此外，第一热换器203’可进一步具有第三连通口228’和第四连通口229’。第三连通口228’和第四连通口229’可连接到热布系统并且分别用作制冷剂或通过热布系统循环的水的进口和出口。

当空调热泵系统在热泵模式下操作时，第一热换器203’构设为冷凝器(即将制冷剂转化为液态)。因此，第一热换器203’的配置可以让制冷剂和流过热布系统的水或制冷剂之间进行热交换，以便从制冷剂中提取热能。这提取的热能将被热布系统吸收和分配。

中央空调热泵系统可包括并联的两个第二热换器204’。每个第二热换器204’可具有第一通口230’和第二通口231’，并且可设置让制冷剂与诸如空气的另一种工作流体之间进行热交换。当中央空调热泵系统在综合空调模式、水冷空调模式、或气冷空调模式下操作时，第二热换器204’可构设为冷凝器(即将制冷剂转化为液态)。在第二优选实施例中，第二热换器204’可以构成允许制冷剂和由风扇24’吸入的环境空气进行热交换，以便从制冷剂中提取热能。每个第一通口230’和第二通口231’可作为制冷剂流过相应第二热换器204’的入口或出口。两个第二热换器204’的结构可以相同。如图9所示，风扇24’可以由主壳体201’支撑。

当中央空调热泵系统在热泵模式下操作时，第二热换器204’可构设为蒸发器(即将制冷剂转化为气态或蒸气态)。因此，第二热换器204’可以让制冷剂和环境空气进行热交换，以便从环境空气中吸取热能。

重要的是，压缩机202’、主热换系统2’的第一热换器203’

和第二热换器204’和冷却装置3’，可在某些配置中通过多条连接管1’布置和连接。图11示出了一种示例性设置。

主热换系统2’可进一步包括一切换装置232’，连接于第一热换器203’和第二热换器204’之间，用于改变制冷剂的流动路径。具体来说，切换装置232’可具有第一连通阀233’，其具有第一至第四连接口2331’、2332’、2333’、2334’。第一连通阀233’可在空调切换模式和热泵切换模式之间切换，其中，在空调切换模式中，第一连通阀233’的切换使第一连接口2331’可连接到第二连接口2332’，使制冷剂可以由第一连接口2331’流到第二连接口2332’，而第三连接口2333’可连接到第四连接口2334’，使制冷剂可以由第三连接口2333’流到第四连接口2334’。

在热泵切换模式中，第一连通阀233’的切换，使第一连接口2331’可连接到第四连接口2334’，让制冷剂可以由第一连接口2331’流到第四连接口2334’，而第二连接口2332’可连接到第三连接口2333’，让制冷剂可以由第二连接口2332’流到第三连接口2333’。

根据本发明第二优选实施例，第二连通阀265’可具有第五至第八连接口2655’、2656’、2657’、2658’，并可在空调切换模式和热泵切换模式之间切换。在空调切换模式中，第二连通阀265’的切换使第五连接口2655’可连接到第六连接口2656’，使制冷剂可以由第五连接口2655’流到第六连接口2656’，而第七连接口2657’可连接到第八连接口2658’，使制冷剂可以由第七连接口2657’流到第八连接口2658’。另一方面，在热泵切换模式中，第二连通阀265’的切换，使第五连接口2655’可连接到第八连接口2658’，让制冷剂可以由第五连接口2655’流到第八连接口2658’，而第六连接口2656’可连接到第七连接口2657’，让制冷剂可以由第六连接口2656’流到第七连接口2657’。

第一连接口2331’可连接到压缩机202’的压缩机出口207’。第二连接口2332’可连接到第二连通阀265’的第五连接口2655’。第三连接口2333’可连接到第二连通阀265’的第七连接口2657’。第四连接口2334’可连接到第一热换器203’的第二连通口227’。

另一方面，第六连接口2656’可连接到第二热换器204’的第二通口231’。第八连接口2658’可连接到第一热换器203’的第一连通口226’和第二热换器204的第一通口230’。

此外，第二热换器204’的第一通口230’可以通过各种部件串联连接到第一热换器203’的第一连通口226’。冷凝装置32’可具有第一冷凝端口321’和第二冷凝端口322’。

第二热换器204’可并联并通过几个其他部件连接至冷凝装置32’和第一热换器203’。为了清楚说明，制冷剂离开第二热换器204’后可以进入路径1或路径2，如图11所示。制冷剂可以通过路径1进入冷凝装置32’的第一冷凝端口321’。或者，制冷剂可通过路径2和路径3连接到第一热换器203’的第一连通口226’和第二冷凝端口322’(下面更详细地描述)。

主热换系统2’可进一步包括一第一单向阀236’连接在路径1中的第二热换器204’的第一通口230’和冷凝装置32’的第一冷凝端口321’之间。此外，主热换系统2’进一步包括一电子双向阀264’，连接在路径2的第二热换器204’的第一通口230’和第一热换器203’的第一连通口226’之间，和在路径3的第一热换器203’的第一连通口226’和第二冷凝端口322’之间。

第一单向阀236’的设置可以限制制冷剂在一个预定方向流动，而不是相反的。电子双向阀264’的设置可以选择性地限制制冷剂在一个预定方向流动，而不是相反的。

在第二优选实施例中，第一单向阀236’可以构设成允许制冷剂通过路径1由第二热换器204’流向冷凝装置32’。

冷凝装置32'的第二冷凝端口322'可以通过路径3连接到第二热换器204'的第一通口230'，由连接管1'连接冷凝装置32'的第二冷凝端口322'至路径2而限定。主热换系统2'还可包括连接到路径3中的冷凝装置32'的第二冷凝端口322'的过滤器238'。过滤器238'可构设成从穿过它们的制冷剂中过滤掉不需要的物质。从第二冷凝端口322'流出来的制冷剂可依次经过路径3后流经路径2，并最终到达第二热换器204'的第一通口230'。因此，电子双向阀264’可以设置制冷剂流动方向，让制冷剂从路径3流到路径2并最终流到第二热换器204’。

主热换系统2'还可以包括连接到路径3中的过滤器238'的膨胀阀239'。膨胀阀239'可以被构设成控制和调节穿过膨胀阀的制冷剂的流量。因此，制冷剂经过路径3后可被引导流经填充装置238'和膨胀阀239'。

主热换系统2'还可包括第三单向阀240’，连接在第二连通阀265'的第八连接口2658'、第一热换器203'和冷凝装置的第一冷凝端口321'之间。具体来说，第三单向阀240’可设置通过路径5让制冷剂从第一连通口226’流至第一冷凝端口321’，如图11所示。

主热换系统2'还可包括第五单向阀270’，连接在第二连通阀265'的第八连接口2658'和第一热换器203'和冷凝装置的第一冷凝端口321'之间。具体来说，第五单向阀270’可设置通过路径6让制冷剂从第八连接口2658'流至第一冷凝端口321’，如图11所示。

冷却塔壳体311'可具有矩形横截面，并具有顶侧3113'、底侧和多个外围侧3114'。显然，冷却塔壳体311'可实施为具有多种横截面以适应不同的操作环境。

泵33'可连接在冷凝装置32'和冷却塔31'之间，用于使冷却水在冷却塔31'和冷凝装置32'之间循环。

如上述第一优选实施例所述，冷却塔壳体311'还可具有冷却塔进水口3115'和冷却塔出水口3116'。冷却塔进水口3115'可将第一集水盆341'和第二集水盆351'连通冷凝装置32'。来自冷凝装置32'的冷却水可被引导流过冷却塔进水口3115'并通过多条连接管1'分配至第一集水盆341'和第二集水盆351'中。

此外，冷却装置3'的冷凝装置32'还可以包括设置在第二冷凝端口322'的温度控制传感器101'，用于检测离开冷凝装置32'的冷却水的温度。当冷却水的温度低于预定阈值(例如38℃)时，风扇314'和泵33'可以被关闭。

主热换系统2'还可包括第二单向阀237'，其连接在路径4中的电子双向阀264'与第一热换器203'的第一连通口226'之间，如图11所示。

本发明第二优选实施例的操作如下：上述中央空调热泵系统涉及制冷剂流动循环和水流动循环。制冷剂流过主热换系统2'的各个部件，而水流过冷却装置3'的各个部件。在本发明的第二优选实施例中，中央空调热泵系统可于综合空调模式、水冷空调模式、气冷空调模式、热泵模式和除霜模式操作。

当中央空调热泵系统处于综合空调模式时，其设置为产生冷空气到室内指定空间。制冷剂的循环可从压缩机202'开始。过热或蒸汽制冷剂可布置成通过压缩机出口207'离开压缩机202'。第一连通阀233’和第二连通阀265’均可切换到空调切换模式。制冷剂离开压缩机202’可以通过第一连通阀233’的第一连接口2331’、第二连接口2332’、第二连通阀265’的第五连接口2655’、第二连通阀265’的第六连接口2656’，并通过第二通口231’进入第二热换器204’。然后，制冷剂可以与诸如环境空气的冷却剂进行热交换，以便将热能释放到环境空气中。

然后，制冷剂引导通过第一通口230’离开第二热换器204’。制冷剂离开第二热换器204’后引导流过在路径1中的第一单向阀236’，并通过第一冷凝端口321’进入冷凝装置32’。此时，制冷剂可以通过电子双向阀264’防止进入路径2。制冷剂可被布置成进一步将热能释放到在冷凝装置32’中循环的冷却水。释放到冷凝装置32’的热能可被在冷却塔31’和冷凝装置32’之间循环的冷却水带走。然后，通过第二冷凝端口322’离开冷凝装置32’的制冷剂可被引导通过连接在路径3中的过滤器238’和膨胀阀239’、路径4中的第二单向阀237’，并且最终通过第一连通口226’进入第一热换器203’。进入第一热换器203’的制冷剂可以布置成与热布系统进行热交换，以便从中吸收热能，然后制冷剂可转回到蒸气或过热状态。制冷剂可引导通过第二连通口227’离开第一热换器203’。制冷剂然后可以引导流过第一连通阀233’的第四连接口2334’和第三连接口2333’，并最终通过压缩机进口208’回流到压缩机202’。这便完成了综合空调模式的一个制冷剂循环。在这操作模式中，制冷剂可以在第二热换器204’中通过环境空气被冷却，并且在冷凝装置32'中通过冷却水被冷却。

另一方面，冷却装置3'中的冷却水的流动循环可详细说明如下：泵33’可以泵送冷却水在冷凝装置32’和冷却塔31’之间循环。冷凝装置32'中的冷却水可通过冷却塔进水口3115'泵送到第一集水盆341'和第二集水盆351'。收集在第一集水盆341'和第二集水盆351'中的冷却水可以布置为分布在第一填充材料单元342'和第二填充材料单元352'上，用于在第一填充材料单元342'和第二填充材料单元352'中形成薄水膜。同时，环境空气被风扇314'吸入，从冷却塔进风口3111'流向冷却塔出风口3112'，使环境空气与在第一填充材料单元342'和第二填充材料单元352'中流动的水之间进行热交换。在第一填充材料单元342'和第二填充材料单元352'中流动的水的温度将被降低并收集在设置在第一填充材料单元342'和第二填充材料单元352'下方的储水箱312'中。来自流过第一填充材料单元342'和第二填充材料单元352'的冷却水的热能被释放到环境空气中。储水箱312'可与冷却塔出水口3116'连通。然后储水箱312'中的水可被引导通过冷却塔出水口3116'回流冷凝装置32'，进行另一次热交换循环。

需要说明的是，制冷剂也可以仅通过第二热换器204’进行冷却，这就是上述的气冷空调模式。在这种情况下，冷却塔31’和泵33’可以关闭，使得冷却水可以停止在冷却塔31’和冷凝装置32’之间循环。

气冷空调模式下的制冷剂流动路径可以与综合空调模式下的制冷剂流动路径相同。这两种操作模式之间的区别在于，在前者中，冷却塔31’和泵33’可以被关闭，使得冷凝装置32’可仅充当储存箱，而不执行任何显着的热交换功能。在主热换系统2’中循环的制冷剂将仅被第二热换器204中的环境空气冷却。

在第二优选实施例中，也可以仅通过冷凝装置32’和冷却塔31’之间循环的水来冷却制冷剂，这就是水冷空调模式。当中央空调热泵系统处于水冷空调模式时，其设置为产生冷空气到室内指定空间。制冷剂的循环可从压缩机202'开始。过热或蒸汽制冷剂可布置成通过压缩机出口207'离开压缩机202'。第一连通阀233’可切换到空调切换模式。第二连通阀265’可切换到热泵切换模式。

制冷剂离开压缩机202’可以通过第一连通阀233’的第一连接口2331’、第二连接口2332’、第二连通阀265’的第五连接口2655’、第二连通阀265’的第八连接口2658’，并通过在路径6中的第一冷凝端口321’流到冷凝装置32’。制冷剂可布置成向在冷凝装置32’中循环的冷却水释放预定量的热能。释放到冷凝装置32’的热能可以由冷却塔31’和冷凝装置32’之间循环的冷却水带走。然后，通过第二冷凝端口322’离开冷凝装置32’的制冷剂可被引导通过连接在路径3中的过滤器238’和膨胀阀239’、路径4中的第二单向阀237’，并且最终通过第一连通口226’进入第一热换器203’。进入第一热换器203’的制冷剂可以布置成与热布系统进行热交换，以便从中吸收热能，然后制冷剂可转回到蒸气或过热状态。制冷剂可引导通过第二连通口227’离开第一热换器203’。制冷剂然后可以引导流过第一连通阀233’的第四连接口2334’和第三连接口2333’，并最终通过压缩机进口208’回流到压缩机202’。这便完成了水冷空调模式的一个制冷剂循环。所谓“水冷空调模式”是指制冷剂仅由冷却水冷却，而不经过第二热换器204’。

冷却装置3’中冷却水的流动路径可以与上面针对综合空调模式所披露的相同。

此外，在水冷空调模式下，第二热换器204'是闲置的。第二热换器204’中的残余制冷剂可能需要被回收并用于水冷空调模式。残余制冷剂可被引导通过第二通口231'离开第二热换器204'，并通过第六连接口2656'、第七连接口2657'，和通过压缩机入口208'返回压缩机202'。

当中央空调和热泵系统处于热泵模式时，其设置为产生热空气到指定室内空间。相应制冷剂循环也可以从压缩机202’开始。过热或蒸汽制冷剂可以布置成通过压缩机出口207’离开压缩机202’。第一连通阀233’和第二连通阀265’可切换到热泵切换模式。制冷剂离开压缩机202’后可以通过第一连接口2331’、第四连接口2334’，并通过第二连通口227’进入第一热换器203’。然后制冷剂可以与热布系统进行热交换，并向其释放热能。制冷剂在释放热能后可转换成液态。制冷剂然后可以引导通过第一连通口226’离开第一热换器203’。然后，离开第一热换器203’的制冷剂可被引导流过连接在路径5中的第三单向阀240’，并通过第一冷凝端口321’进入冷凝装置32’。在热泵模式下，风扇314'和泵33'关闭。冷凝装置32’可仅充当储存箱并且可以不执行显着的热交换活动。

制冷剂然后可通过第二冷凝端口322’离开冷凝装置32’，并可被引导通过连接在路径3中的过滤器238’和膨胀阀239’。制冷剂然后可以引导流过路径2中的电子双向阀264’并最终通过相应的第一通口230’到达第二热换器204’，从环境空气中吸收热能。制冷剂然后通过第二通口231’离开第二热换器204’，并可被引导通过第二连通阀265’的第六连接口2656’、第二连通阀265’的第七连接口2657’，并最终通过压缩机进口208’回流到压缩机202’。这便完成了热泵模式下的一个制冷剂循环。

第二优选实施例的中央空调热泵系统还可以在除霜模式下操作。除霜模式可用于去除当中央空调热泵系统以热泵模式操作时可在第二热换器204’上形成的霜。在除霜模式中，相应的制冷剂循环也从压缩机202’开始。过热或蒸气制冷剂可布置成通过压缩机出口207’离开压缩机202’。第一连通阀233’和第二连通阀265’可切换至空调切换模式。离开压缩机202’的制冷剂可经过第一连通阀233’的第一连接口2331’、第二连接口2332’，第二连通阀265’的第五连接口2655’、第六连接口2656’，并通过第二通口231’进入第二热换器204’，用于释放热量对第二热换器204’进行除霜。制冷剂可以通过第一通口230’离开第二热换器204’并且可以被引导通过连接在路径1中的第一单向阀236’。然后制冷剂可被引导通过第一冷凝端口321’进入冷凝装置32’并通过第二冷凝端口322’离开冷凝装置32’。然后，制冷剂可被引导通过连接在路径3中的过滤器238’和膨胀阀239’。然后制冷剂可被引导通过路径4中的第二单向阀237’并通过第一连通口226’进入第一热换器203’。然后，通过第二连通口227’离开第一热换器203’的制冷剂可被引导流过第一连通阀233’的第四连接口2334’、第三连接口2333’和最终通过压缩机入口208’返回到压缩机202’。这完成了除霜模式下的一个制冷剂循环。

尽管根据优选实施例和若干替代方案示出和描述了本发明，但本发明不限于本说明书中包含的特定描述。其他的替代或等效部件也可以用于实施本发明。

Claims (29)

1.中央空调热泵系统，用于热布系统,它包括：

多条连接管；

一主热换系统，它包括：

一压缩机，该压缩机具有一压缩机出口和一压缩机进口；

一第一热换器，通过至少一条连接管连接到该压缩机；和

一第二热换器，通过至少一条连接管连接到该压缩机和该第一热换器，

一冷却装置，它包括：

一冷凝装置；

一冷却塔，该冷却塔包括：

一冷却塔壳体，该冷却塔壳体具有冷却塔进风口、冷却塔出风口、冷却塔进水口和冷却塔出水口；

至少一冷却单元，该冷却单元包括连接该冷却塔进水口的第一集水盆和设置在该第一集水盆下方的第一填充材料单元；

一设置在该第一填充材料下方的储水箱；

一设置在该冷却塔壳体内的风扇，用于抽吸环境空气从该冷却塔进风口流向该冷却塔出风口；

一连接在该冷却塔和该冷凝装置之间的泵，用于泵送水在该冷却塔和该冷凝装置之间循环，该冷凝装置通过至少一个连接管连接至该冷却塔、该第一热换器和该第二热换器，用于使该冷却塔流出的水与该第二热换器流出的制冷剂进行热交换；和

该空调热泵系统在综合空调模式和热泵模式之间选择性操作，其中在综合空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开该压缩机并导流进入该第二热换器并释放热能，制冷剂离开该第二热换器后导流入到该冷凝装置并释放热能到循环于该冷凝装置和该冷却塔的水，制冷剂离开该冷凝装置并导流进入该第一热换器，吸收热布系统的热能，制冷剂离开该第一热换器后导流回到该压缩机，即完成一个空调循环，

其中在热泵模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开该压缩机并导流进入该第一热换器并释放热能到该热布系统，制冷剂离开该第一热换器后导流入该冷凝装置暂时储存，制冷剂离开该冷凝装置后导流入该第二热换器并由环境空气吸收热能，制冷剂离开该第二热换器并导流回到该压缩机，即完成一个热泵循环。

2.根据权利要求1的中央空调热泵系统，其中，该主热换系统进一步包括一连接在该第一热换器和该第二热换器之间的切换装置，该切换装置包括具有第一至第四连接口的第一连通阀，该第一连通阀的设置是在空调切换模式和热泵切换模式之间切换，其中，在空调切换模式下，该第一连接口和该第二连接口连接，该第三连接口和该第四连接口连接，其中，在热泵切换模式下，该第一连接口连接该第四连接口，而该第二连接口连接该第三连接口。

3.根据权利要求2的中央空调热泵系统，其中该第一热换器具有一第一连通口和一第二连通口，当该中央空调热泵系统在综合空调模式下操作时，该第一热换器构设为蒸发器，当该中央空调热泵系统在热泵模式下操作时，该第一热换器构设为冷凝器。

4.根据权利要求3的中央空调热泵系统，其中该第二热换器具有一第一通口和一第二通口，当该中央空调热泵系统在综合空调模式下操作时，该第二热换器构设为冷凝器，当该中央空调热泵系统在热泵模式下操作时，该第二热换器构设为蒸发器。

5.根据权利要求4的中央空调热泵系统，其中该第一连接口连接该压缩机的压缩机出口，该第二连接口连接该第二热换器的第二通口，该第三连接口连接该压缩机的压缩机进口，该第四连接口连接该第一热换器的第二连通口。

6.根据权利要求5的中央空调热泵系统，其中该冷凝装置具有第一冷凝端口和第二冷凝端口，该第一热换器的第一连通口还连接至该冷凝装置的第一冷凝端口。

7.根据权利要求6的中央空调热泵系统，其中该第二热换器连接该冷凝装置和该第一热换器，该冷凝装置和该第一热换器并联连接，其中该主热换系统进一步包括一第一单向阀，连接在该第二热换器的第一通口和该冷凝装置的第一冷凝端口之间，该第一单向阀限制制冷剂的流动方向而使制冷剂通过该第一单向阀由该第二热换器流向该冷凝装置。

8.根据权利要求7的中央空调热泵系统，其中该冷凝装置的第二冷凝端连接该第一通口和该第一连通口，使制冷剂从该第二冷凝端口流出后被引导选择性地流向该第一通口或该第一连通口。

9.根据权利要求8的中央空调热泵系统，其中该主热换系统进一步包括一第二单向阀和一连接该第二单向阀的第四单向阀，该第四单向阀连接该第一通口，而该第二单向阀连接该第一连通口，该第二单向阀和该第四单向阀构设为使制冷剂从该第二冷凝端口流出后，被引导通过该第四单向阀流向该第二热换器的第一通口，或通过该第二单向阀流向该第一热换器的第一连通口。

10.根据权利要求9的中央空调热泵系统，其中该主热换系统进一步包括一第三单向阀，该第三单向阀连接该第一热换器的第一连通口和该冷凝装置的第一冷凝端口，该第一单向阀和该第三单向阀构设为使制冷剂从该第一连通口流向该第一冷凝端口。

11.根据权利要求10的中央空调热泵系统，其中当该中央空调热泵系统在综合空调模式中，该第一连通阀切换在空调切换模式，制冷剂引导依次通过该压缩机的压缩机出口、该第一连接口、该第二连接口、该第二热换器的第二通口，该第二热换器的第一通口、该第一单向阀、该冷凝装置的第一冷凝端口、该冷凝装置的第二冷凝端口、该第二单向阀、该第一热换器的第一连通口、该第一热换器的第二连通口、该第四连接口、该第三连接口和该压缩机的压缩机进口。

12.根据权利要求10的中央空调热泵系统，其中当该中央空调热泵系统在热泵切换模式中，该第一连通阀切换在热泵切换模式，制冷剂引导依次通过该压缩机的压缩机出口、该第一连接口、该第四连接口、该第一热换器的第二连通口、该第一热换器的第一连通口、该第三单向阀、该冷凝装置的第一冷凝端口、该冷凝装置的第二冷凝端口、该第四单向阀、该第二热换器的第一通口、该第二热换器的第二通口，该第二连接口、该第三连接口和该压缩机的压缩机进口。

13.根据权利要求10的中央空调热泵系统，进一步选择操作在除霜模式中，其中当该中央空调热泵系统在除霜模式中，该第一连通阀切换在综合空调模式，制冷剂引导依次通过该压缩机的压缩机出口、该第一连接口、该第二连接口、该第二热换器的第二通口、该第二热换器的第一通口、该第一单向阀、该冷凝装置的第一冷凝端口、该冷凝装置的第二冷凝端口、该第二单向阀、该第一热换器的第一连通口、该第一热换器的第二连通口、该第四连接口、该第三连接口和该压缩机的压缩机进口。

14.一种中央空调热泵系统，用于热布系统，它包括：

多条连接管；

一主热换系统，它包括：

一压缩机，该压缩机具有一压缩机出口和一压缩机进口；

一第一热换器，通过至少一条连接管连接到该压缩机；和

一第二热换器，通过至少一条连接管连接到该压缩机和该第一热换器，

一冷却装置，它包括：

一冷凝装置；

一冷却塔，该冷却塔包括：

一冷却塔壳体，该冷却塔壳体具有冷却塔进风口、冷却塔出风口、冷却塔进水口和冷却塔出水口；

至少一冷却单元，该冷却单元包括连接该冷却塔进水口的第一集水盆和设置在该第一集水盆下方的第一填充材料单元；

一设置在该第一填充材料下方的储水箱；

一设置在该冷却塔壳体内的风扇，用于抽吸环境空气从该冷却塔进风口流向该冷却塔出风口；和

一连接在该冷却塔和该冷凝装置之间的泵，用于泵送水在该冷却塔和该冷凝装置之间循环，该冷凝装置通过至少一个连接管连接至该冷却塔、该第一热换器和该第二热换器，用于使该冷却塔流出的水与该第二热换器流出的制冷剂进行热交换；和

该空调热泵系统在综合空调模式、水冷空调模式、气冷空调模式和热泵模式之间选择性操作，

其中在综合空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机并导流进入第二热换器并释放热能，制冷剂离开第二热换器后导流入到冷凝装置并释放热能到循环于冷凝装置和冷却塔的水，制冷剂离开冷凝装置后导流进入第一热换器并吸收热布系统的热能，制冷剂离开第一热换器后导流回到压缩机，即完成一个空调循环，

其中在水冷空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机并导流进入冷凝装置并释放热能到循环于冷凝装置和冷却塔的水，制冷剂离开冷凝装置后导流进入第一热换器并吸收热布系统的热能，制冷剂离开第一热换器后导流回到压缩机，即完成一个空调循环，

其中在气冷空调模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机并导流进入第二热换器并释放热能，制冷剂离开第二热换器后导流进入第一热换器并吸收热布系统的热能，制冷剂离开第一热换器后导流回到压缩机，即完成一个空调循环，

其中在热泵模式中，预定量的蒸汽制冷剂设置离开压缩机并导流进入第一热换器并释放热能到热布系统，制冷剂离开第一热换器后导流入冷凝装置暂时储存，制冷剂离开冷凝装置后导流入第二热换器并由环境空气吸收热能，制冷剂离开第二热换器并导流回到压缩机，即完成一个热泵循环。

15.根据权利要求14的中央空调热泵系统，其中该主热换系统进一步包括一连接该第一热换器、该第二热换器和该冷凝装置的切换装置，该切换装置包括具有第一至第四连接口的第一连通阀，该第一连通阀的设置是在空调切换模式和热泵切换模式之间切换，其中，当该第一连通阀设置在空调切换模式下，该第一连接口连接该第二连接口，而该第三连接口连接该第四连接口，其中，当该第一连通阀设置在热泵切换模式下，该第一连接口连接该第四连接口，而该第二连接口连接该第三连接口。

16.根据权利要求15的中央空调热泵系统，其中该切换装置进一步包括具有第五至第八连接口的第二连通阀，该第二连通阀的设置是在空调切换模式和热泵切换模式之间切换，其中，当该第二连通阀设置在空调切换模式下，该第五连接口连接该第六连接口，而该第七连接口连接该第八连接口，其中，当该第二连通阀设置在热泵切换模式下，该第五连接口连接该第八连接口，而该第六连接口连接该第七连接口。

17.根据权利要求16的中央空调热泵系统，其中该第一热换器具有一第一连通口和一第二连通口，当该中央空调热泵系统在综合空调模式、水冷空调模式、气冷空调模式下操作时，该第一热换器构设为蒸发器，当该中央空调热泵系统在热泵模式下操作时，该第一热换器构设为冷凝器。

18.根据权利要求17的中央空调热泵系统，其中该第二热换器具有一第一通口和一第二通口，当该中央空调热泵系统在综合空调模式和气冷空调模式下操作时，该第二热换器构设为冷凝器，当该中央空调热泵系统在热泵模式下操作时，该第二热换器构设为蒸发器。

19.根据权利要求18的中央空调热泵系统，其中该第一连接口连接该压缩机的压缩机出口，该第二连接口连接该第五连接口，该第三连接口连接该第七连接口，该第四连接口连接该第一热换器的第二连通口。

20.根据权利要求19的中央空调热泵系统，其中该第二连接口连接该第二热换器的第二通口，该第八连接口连接该第一热换器的第一连通口和该第二热换器的第一通口。

21.根据权利要求20的中央空调热泵系统，其中该冷凝装置具有一第一冷凝端口和一第二冷凝端口，该主热换系统进一步包括一第五单向阀连接于该第二连通阀的第八连接口、该第一热换器和该冷凝装置的第一冷凝端口之间，该第五单向阀限制制冷剂的流动方向，而使制冷剂通过该第五单向阀由该第八连接口流向该第一冷凝端口。

22.根据权利要求21的中央空调热泵系统，其中该主热换系统进一步包括一第一单向阀，连接在该第二热换器的第一通口和该冷凝装置的第一冷凝端口之间，该第一单向阀限制制冷剂的流动方向，制冷剂通过该第一单向阀由该第一通口流向该第一冷凝端口。

23.根据权利要求22的中央空调热泵系统，其中该主热换系统进一步包括一电子双向阀，该电子双向阀连接在该第二热换器的第一通口和该第二冷凝端口之间，该电子双向阀设置使制冷剂从该第二冷凝端口流向该第二热换器的第一通口。

24.根据权利要求23的中央空调热泵系统，其中该主热换系统进一步包括一第三单向阀，该第三单向阀连接该第二连通阀的第八连接口、该第一热换器和该冷凝装置的第一冷凝端口，该第三单向阀构设为使制冷剂通过该第一单向阀从该第一连通口流向该第一冷凝端口。

25.根据权利要求24的中央空调热泵系统，其中该主热换系统进一步包括一第二单向阀，第二单向阀连接在该电子双向阀和该第一热换器的第一连通口之间，该第二单向阀构设为使制冷剂从该冷凝装置的第二冷凝端口流向该第一热换器的第一连通口。

26.根据权利要求25的中央空调热泵系统，其中当该中央空调热泵系统在综合空调模式中，该第一连通阀和该第二连通阀均切换在空调切换模式，制冷剂引导依次通过该压缩机的压缩机出口、该第一连接口、该第二连接口、该第五连接口、该第六连接口、该第二热换器的第二通口，该第二热换器的第一通口、该第一单向阀、该冷凝装置的第一冷凝端口、该冷凝装置的第二冷凝端口、该第二单向阀、该第一热换器的第一连通口、该第一热换器的第二连通口、该第四连接口、该第三连接口和该压缩机的压缩机进口。

27.根据权利要求25的中央空调热泵系统，其中当该中央空调热泵系统在水冷空调模式中，该第一连通阀切换在空调切换模式，该第二连通阀切换在热泵切换模式中，制冷剂引导依次通过该压缩机的压缩机出口、该第一连接口、该第二连接口、该第五连接口、该第八连接口、该冷凝装置的第一冷凝端口、该冷凝装置的第二冷凝端口、该第二单向阀、该第一热换器的第一连通口、该第一热换器的第二连通口、该第四连接口、该第三连接口和该压缩机的压缩机进口。

28.根据权利要求25的中央空调热泵系统，其中当该中央空调热泵系统在热泵模式中，该第一连通阀和该第二连通阀均切换在热泵切换模式，制冷剂引导依次通过该压缩机的压缩机出口、该第一连接口、该第四连接口、该第一热换器的第二连通口、该第一热换器的第一连通口、该第三单向阀、该冷凝装置的第一冷凝端口、该冷凝装置的第二冷凝端口、该电子双向阀、该第二热换器的第一通口、该第二热换器的第二通口、该第六连接口、该第七连接口和该压缩机的压缩机进口。

29.根据权利要求25的中央空调热泵系统，该中央空调热泵系统选择操作在除霜模式中，当该中央空调热泵系统在除霜模式中，该第一连通阀和该第二连通阀均切换在空调切换模式，制冷剂引导依次通过该压缩机的压缩机出口、该第一连接口、该第二连接口、该第五连接口、该第六连接口、该第二热换器的第二通口、该第二热换器的第一通口、该第一单向阀、该冷凝装置的第一冷凝端口、该冷凝装置的第二冷凝端口、该第二单向阀、该第一热换器的第一连通口、该第一热换器的第二连通口、该第四连接口、该第三连接口和该压缩机的压缩机进口。