CN117425798A - 具有显热冷却和潜热冷却的气候控制系统 - Google Patents

具有显热冷却和潜热冷却的气候控制系统 Download PDF

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CN117425798A CN202280040874.2A CN202280040874A CN117425798A CN 117425798 A CN117425798 A CN 117425798A CN 202280040874 A CN202280040874 A CN 202280040874A CN 117425798 A CN117425798 A CN 117425798A
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Abstract

一种气候控制系统，该气候控制系统可以包括蒸汽压缩回路和空气处理器组件。蒸汽压缩回路可以包括压缩机、室外热交换器以及第一工作流体流路径和第二工作流体流路径。第一工作流体流路径和第二工作流体流路径与室外热交换器流体连通。第一工作流体流路径可以包括第一膨胀装置和第一室内热交换器。第二工作流体流路径可以包括第二膨胀装置和第二室内热交换器。第一室内热交换器和第二室内热交换器设置在空气处理器组件内。空气处理器组件包括返回空气入口管道、第一气流路径和第二气流路径以及供应空气出口管道。第一气流路径可以接收来自返回空气入口管道的空气并容纳第一室内热交换器。第二气流路径可以接收来自返回空气入口管道的空气。供应空气出口管道接收来自第一气流路径和第二气流路径的空气。

Description

具有显热冷却和潜热冷却的气候控制系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年6月11日提交的美国专利申请No.17/346,007的优先权。以上申请的全部公开内容通过参引并入本文中。
技术领域
本公开涉及具有显热冷却和潜热冷却的气候控制系统。
背景技术
该部分提供了与本公开有关的背景信息，而不一定是现有技术。
常规的蒸汽压缩系统通常用于冷却空间并且降低空间内的湿度。虽然这种系统通常是用以冷却空间和降低湿度的有效手段，但需要一种在更广泛的室外天气条件范围下提供更有效且更定制的显热冷却和潜热冷却的系统。本公开提供了这种用于在空间中提供更定制且有效的显热冷却和潜热冷却的系统。
发明内容
该部分提供了本公开的总体概述，而不是对本公开的全部范围或本公开的所有特征的全面公开。
在一种形式中，本公开提供了一种气候控制系统，该气候控制系统包括蒸汽压缩回路和空气处理器组件。蒸汽压缩回路可以包括压缩机、室外热交换器、第一工作流体流路径和第二工作流体流路径。压缩机构造成使工作流体循环通过蒸汽压缩回路。室外热交换器与压缩机流体连通。第一工作流体流路径与室外热交换器流体连通。第一工作流体流路径可以包括第一膨胀装置和第一室内热交换器。第二工作流体流路径与室外热交换器流体连通。第二工作流体流路径可以包括第二膨胀装置和第二室内热交换器。第一室内热交换器和第二室内热交换器可以设置在空气处理器组件内。空气处理器组件可以包括返回空气入口管道、第一气流路径、第二气流路径和供应空气出口管道。第一气流路径可以接收来自返回空气入口管道的空气，并且可以容纳第一室内热交换器。第二气流路径可以接收来自返回空气入口管道的空气。供应空气出口管道可以接收来自第一气流路径和第二气流路径的空气。
在以上段落的气候控制系统的一些构型中，空气在第一气流路径中流动通过第一室内热交换器，并且从第二气流路径进入供应空气出口管道的空气将已经穿过第二室内热交换器而没有流动通过第一室内热交换器。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，第二气流路径绕过第一气流路径。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，第二室内热交换器设置在第二气流路径中。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，第二室内热交换器设置在第一气流路径和第二气流路径的上游。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，第一气流路径接收已经穿过第二室内热交换器的空气。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，第二气流路径包括对通过第二气流路径的气流进行控制的风门。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，第一气流路径包括空气与空气热交换器。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，空气与空气热交换器包括位于第一室内热交换器上游的管道以及位于第一室内热交换器下游的另一管道。热在管道中的空气之间传递。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，空气处理器组件包括第一鼓风机和第二鼓风机。第一鼓风机推动空气穿过第一室内热交换器，并且第二鼓风机推动空气穿过第二室内热交换器。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，第二鼓风机将空气朝向第一气流路径和第二气流路径推动。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，第一鼓风机将来自返回空气入口管道的空气推动到第一气流路径中，并且第二鼓风机将来自返回空气入口管道的空气推动远离第一气流路径并推动到第二气流路径中。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，第一工作流体流路径和第二工作流体流路径在第一位置处和第二位置处彼此相交。第一位置设置在室外热交换器的下游以及第一膨胀装置和第二膨胀装置的上游。第二位置设置在压缩机的上游以及第一室内热交换器和第二室内热交换器的下游。
在一些构型中，以上段落中的任一段落的气候控制系统包括控制模块，该控制模块配置成控制通过第一气流路径和通过第二气流路径的气流。控制模块控制通过第一气流路径的气流，以控制提供至供应空气出口管道的空气的除湿。控制模块控制通过第二气流路径的气流，以控制提供至供应空气出口管道的空气的显热冷却。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，控制模块配置成彼此独立地控制除湿和显热冷却。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，空气处理器组件包括第一鼓风机和第二鼓风机。第一鼓风机推动空气穿过第一室内热交换器。第二鼓风机推动空气穿过第二室内热交换器。控制模块控制第一鼓风机，以控制提供至供应空气出口管道的空气的除湿。控制模块控制第二鼓风机，以控制提供至供应空气出口管道的空气的显热冷却。
在另一形式中，本公开提供了一种气候控制系统，该气候控制系统可以包括压缩机、室外热交换器、第一工作流体流路径、第二工作流体流路径、返回空气入口管道、第一气流路径、第二气流路径和供应空气出口管道。压缩机构造成压缩工作流体。室外热交换器与压缩机流体连通。第一工作流体流路径与室外热交换器流体连通。第一工作流体流路径可以包括第一膨胀装置和第一室内热交换器。第二工作流体流路径与室外热交换器流体连通。第二工作流体流路径可以包括第二膨胀装置和第二室内热交换器。第一气流路径可以接收来自返回空气入口管道的空气，并且可以容纳第一室内热交换器。第一气流路径可以包括空气与空气热交换器。第二气流路径可以接收来自返回空气入口管道的空气。供应空气出口管道可以接收来自第一气流路径和第二气流路径的空气。空气可以在第一气流路径中流动通过第一室内热交换器。从第二气流路径进入供应空气出口管道的空气可以已经穿过第二室内热交换器而没有流动通过第一室内热交换器。
在以上段落的气候控制系统的一些构型中，第二室内热交换器设置在第二气流路径中。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，第二室内热交换器设置在第一气流路径和第二气流路径的上游。第一气流路径接收已经穿过第二室内热交换器的空气。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，空气与空气热交换器包括位于第一室内热交换器上游的管道以及位于第一室内热交换器下游的另一管道。热在管道中的空气之间传递。
在一些构型中，以上段落中的任一段落的气候控制系统包括第一鼓风机和第二鼓风机。第一鼓风机推动空气穿过第一室内热交换器。第二鼓风机推动空气穿过第二室内热交换器。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，第二鼓风机将空气朝向第一气流路径和第二气流路径推动。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，第一鼓风机将来自返回空气入口管道的空气推动到第一气流路径中，并且第二鼓风机将来自返回空气入口管道的空气推动远离第一气流路径并推动到第二气流路径中。
在一些构型中，以上段落中的任一段落的气候控制系统包括控制模块，该控制模块配置成控制通过第一气流路径和通过第二气流路径的气流。控制模块控制通过第一气流路径的气流，以控制提供至供应空气出口管道的空气的除湿。控制模块控制通过第二气流路径的气流，以控制提供至供应空气出口管道的空气的显热冷却。控制模块配置成彼此独立地控制除湿和显热冷却。
在一些构型中，以上段落中的任一段落的气候控制系统包括第一鼓风机和第二鼓风机。第一鼓风机推动空气穿过第一室内热交换器。第二鼓风机推动空气穿过第二室内热交换器。控制模块控制第一鼓风机，以控制提供至供应空气出口管道的空气的除湿。控制模块控制第二鼓风机，以控制提供至供应空气出口管道的空气的显热冷却。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，第一工作流体流路径和第二工作流体流路径在第一位置处和第二位置处彼此相交。第一位置设置在室外热交换器的下游以及第一膨胀装置和第二膨胀装置的上游。第二位置设置在压缩机的上游以及第一室内热交换器和第二室内热交换器的下游。
在以上段落中的任一段落的气候控制系统的一些构型中，第二气流路径绕过第一气流路径。
其他应用领域将根据本文中所提供的描述而变得明显。本概述中的描述和特定示例仅意在用于说明的目的而并不意在限制本公开的范围。
附图说明
本文中所描述的附图出于仅对选定的实施方式而非所有可能的实现方式进行说明的目的，并且并不意在限制本公开的范围。
图1是根据本公开的原理的气候控制系统的示意图；
图2是图1的系统的控制模块与图1的系统的其他部件连通的示意图；
图3是图示控制图1的系统的方法的流程图；
图4是图1的系统的空气与空气热交换器的立体图；
图5是空气与空气热交换器的示意图；并且
图6是根据本公开的原理的另一气候控制系统的示意图。
贯穿附图的若干视图，对应的附图标记指示对应的零部件。
具体实施方式
现在将参照附图对示例实施方式进行更充分地描述。
提供这些示例实施方式使得本公开将是透彻的，并且将向本领域技术人员充分传达范围。阐述了许多具体细节比如具体部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施方式的透彻理解。对于本领域技术人员而言将容易理解的是，不需要采用具体细节，示例实施方式可以以许多不同的形式来实施，并且不应当被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施方式中，没有详细描述公知的过程、公知的装置结构和公知的技术。
本文中所使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而不意在是限制性的。如本文中所使用的，单数形式“一”、“一种”和“该”也可以意在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。术语“包括”、“包括有”、“包含”和“具有”是包括性的，并且因此指明所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。本文中所描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所论述或所说明的特定顺序执行，除非特别地指明为执行的顺序。还应当理解的是，可以采用附加的或替代性的步骤。
当元件或层被称为“在另一元件或层上”、“接合至”、“连接至”或“联接至”另一元件或层时，该元件或层可以直接在另一个元件或层上、直接接合至、直接连接至或直接联接至另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，可以不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他用语(例如“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)应当以相同的方式来解释。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目的一者或更多者的任意及所有组合。
尽管本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各个元件、部件、区域、层和/或部段，但这些元件、部件、区域、层和/或部段不应当被这些术语限制。这些术语可以仅用于区分一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段。除非上下文明确指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语和其他数字术语在本文中使用时并不暗含顺序或次序。因此，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教示的情况下可以被称为第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述，在本文中可以使用空间相对术语比如“内部”、“外部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等来描述如附图所图示的一个元件或特征与另一(另一些)元件或特征的关系。空间相关术语可以意在除了附图中描绘的取向之外还涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件然后将被定向成在其他元件或特征“上方”。因此，示例术语“下方”可以涵盖上方和下方两个取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或处于其他取向)，并且本文中所使用的空间相对描述语可以相应地解释。
参照图1，提供了气候控制系统10。如下面将更详细描述的，系统10可以操作成同时且彼此独立地提供显热冷却和潜热冷却(除湿)。系统10包括蒸汽压缩回路12和空气处理器组件14。空气处理器组件14可以安装在例如建筑物或住宅内部。空气处理器组件14可以向建筑物或住宅内的房间或空间提供由蒸汽压缩回路12冷却和/或除湿的空气。
蒸汽压缩回路12可以包括冷凝单元16(该冷凝单元16包括压缩机18和室外热交换器(例如，冷凝器)20)、第一膨胀装置22(例如，膨胀阀或毛细管)、第二膨胀装置24(例如，膨胀阀或毛细管)、第一室内热交换器(例如，蒸发器)26和第二室内热交换器(例如，蒸发器)28。
压缩机18可以将工作流体(制冷剂)泵送通过蒸汽压缩回路12。压缩机18可以是例如涡旋式压缩机(其包括具有相互啮合的螺旋涡卷的第一涡旋件和第二涡旋件)，或者例如任何其他类型的压缩机、比如往复式压缩机(其包括往复地接纳在气缸中的活塞)或旋转叶片式压缩机(其包括在气缸内旋转的转子)。压缩机18可以是能够在全容量模式和减小容量模式下操作的可变容量压缩机。在一些构型中，压缩机18可以包括附加或替代性的容量调节能力(例如，可变速马达、蒸汽注射、被阻碍的吸入等)。压缩机18可以包括吸入入口30和排出出口32。入口30可以接收来自第一室内热交换器26和第二室内热交换器28的工作流体。通过入口30接收的工作流体可以在压缩机18中(通过压缩机构)被压缩，并且可以通过出口32排出。
室外热交换器20可以包括接收从压缩机18的出口32排出的工作流体的盘管(或导管)。风扇(未示出)可以推动空气穿过室外热交换器20的盘管，以便于室外环境空气与流动通过室外热交换器20的盘管的工作流体之间的热传递。冷凝单元16(包括室外热交换器和压缩机18)可以设置在室外(即，建筑物、住宅或要由系统10冷却的其他空间的外部)。
室外热交换器20向第一工作流体流路径34和第二工作流体流路径36提供工作流体。第一工作流体流路径34可以包括第一膨胀装置22和第一室内热交换器26。第二工作流体流路径36可以包括第二膨胀装置24和第二室内热交换器28。第一膨胀装置22和第二膨胀装置24可以被控制(即，可以在多个位置之间移动)以控制从室外热交换器20分别流动通过第一工作流体流路径34和第二工作流体流路径36的工作流体的量。流动通过第一工作流体流路径34的工作流体可以流动通过第一膨胀装置22，并且然后流动通过第一室内热交换器26。流动通过第二工作流体流路径36的工作流体可以流动通过第二膨胀装置24，并且然后流动通过第二室内热交换器28。第一工作流体流路径34和第二工作流体流路径36可以在压缩机18的吸入入口30的上游彼此会聚，使得压缩机的吸入入口30接收来自第一工作流体流路径34和第二工作流体流路径36的工作流体。
第一室内热交换器26和第二室内热交换器28包括分别从第一膨胀装置22和第二膨胀装置24接收工作流体的盘管(或导管)。第一室内热交换器26和第二室内热交换器28设置在空气处理器组件14内。第一鼓风机(或风扇)38(其设置在空气处理器组件14内)可以推动空气穿过第一室内热交换器26，以便于空气处理器组件14中的空气与第一室内热交换器26中的工作流体之间的热传递。第二鼓风机(或风扇)40(其设置在空气处理器组件14内)可以推动空气穿过第二室内热交换器28，以便于空气处理器组件14中的空气与第二室内热交换器28中的工作流体之间的热传递。
在一些构型中，蒸汽压缩回路12可以包括一个或更多个换向阀，所述一个或更多个换向阀可以操作成在冷却模式与加热模式之间切换回路12的操作。
空气处理器组件14可以包括返回空气入口管道42、第一鼓风机38和第二鼓风机40、第一气流路径44、第二气流路径46以及供应空气出口管道48。返回空气入口管道42可以接收来自建筑物或住宅的一个或更多个房间或空间的空气。在返回空气入口管道42内可以设置有空气过滤器50。返回空气入口管道42可以与第一气流路径44和第二气流路径46联接，使得返回空气入口管道42中的空气的第一部分可以流入到第一气流路径44中，并且返回空气入口管道42中的空气的第二部分可以流入到第二气流路径46中。第一气流路径44内的空气与第二气流路径46内的空气流体隔离。也就是说，第一气流路径44和第二气流路径46在返回空气入口管道42处彼此分开，并且在供应空气出口管道48处彼此会聚。
第一鼓风机38可以设置在返回空气入口管道42内或第一气流路径44内，并且能够操作成通过第一气流路径44从返回空气入口管道42吸入空气。第一鼓风机38可以包括由电动马达驱动的风扇叶片。第二鼓风机40可以设置在返回空气入口管道42内或第二气流路径46内，并且能够操作成通过第二气流路径46从返回空气入口管道42吸入空气。第二鼓风机40可以包括由电动马达驱动的风扇叶片。
第一气流路径44可以包括第一管道52、第二管道54和第三管道56。第一管道52可以包括接收来自返回空气入口管道42的空气的入口58以及向第二管道54提供空气的出口60。第一室内热交换器26可以设置在第二管道54内。第三管道56可以包括接收来自第二管道54的空气的入口62以及向供应空气出口管道48提供空气的出口64。空气在其在第二管道54中流动穿过第一室内热交换器26时被冷却。一个或多个薄板或壁66可以将第一管道52与第三管道56隔开，使得热可以从流动通过第一管道52的空气传递至流动通过第三管道56的空气。以这种方式，第一管道52和第三管道56形成空气与空气热交换器65。
图4和图5描绘了空气与空气热交换器65的示例。如图5所示，空气与空气热交换器65可以构造成使得第一管道52中的空气可以与通过第三管道56的气流交叉流动或与通过第三管道56的气流相反流动。第一管道52和第三管道56可以各自包括由薄壁隔开的多层气流路径。以这种方式，热在第一管道52中的空气和第三管道56中的空气之间交换，同时防止第一管道52中的空气与第三管道56中的空气混合。将理解的是，空气与空气热交换器65可以以其他方式构造。
第二气流路径46可以包括管道67，该管道67具有接收来自返回空气入口管道42的空气的入口68以及向供应空气出口管道48提供空气的出口70。第二室内热交换器28可以设置在第二气流路径46内(例如，设置在管道67内)。当空气在管道67中流动穿过第二室内热交换器28时，空气被冷却。
供应空气出口管道48可以包括接收来自第一气流路径44的空气和来自第二气流路径46的空气的管道72。来自第一气流路径44和第二气流路径46的空气可以在供应空气出口管道48中彼此混合。供应空气出口管道48的管道72可以向建筑物或住宅中的一个或更多个房间或空间提供空气。
控制模块(或控制器)74(图2)可以与第一鼓风机38和第二鼓风机40以及第一膨胀装置22和第二膨胀装置24连通。控制模块74可以控制鼓风机38、40和膨胀装置22、24的操作，以冷却建筑物或住宅的一个或更多个房间或空间内的空气并且/或者对一个或更多个房间或空间内的空气进行除湿。控制模块74可以基于指示建筑物或住宅的房间或空间内的温度和相对湿度的温度数据(例如，来自恒温器或温度传感器)和湿度数据(例如，来自恒湿器或湿度传感器)来控制鼓风机38、40和膨胀装置22、24。在一些构型中，控制模块74还可以控制压缩机18和室外热交换器20的风扇的操作。
在一些构型中，空气处理器组件14可以包括单个鼓风机(代替第一鼓风机38和第二鼓风机40)，单个鼓风机推动空气通过返回空气入口管道42、第一气流路径44和第二气流路径46并通过供应空气出口管道48。在这种构型中，第一气流路径44和第二气流路径46中的任一者或两者可以包括风门，该风门可以被调节以限制或允许气流通过第一气流路径44和第二气流路径46。
现在参照图1至图3，将详细描述系统10的操作。在压缩机18的操作期间，压缩机18压缩工作流体并将压缩的工作流体排出至室外热交换器20。在室外热交换器20中，热从工作流体传递至周围的室外空气。工作流体从室外热交换器20流动至第一工作流体流路径34和第二工作流体流路径36。控制模块74可以控制第一膨胀装置22和第二膨胀装置24，以独立地控制通过第一工作流体流路径34和第二工作流体流路径36的流体流的量。当工作流体流动通过第一膨胀装置22或第二膨胀装置24时，工作流体的温度和压力下降。来自第一膨胀装置22的工作流体流动通过第一室内热交换器26，并且来自第二膨胀装置24的工作流体流动通过第二室内热交换器28。如上所述，来自第一气流路径44中的空气的热被传递至流动通过第一室内热交换器26的工作流体，并且来自第二气流路径46中的空气的热被传递至流动通过第二室内热交换器28的工作流体。
系统10可以操作成独立地控制除湿(潜热冷却)和显热冷却。也就是说，系统10可以操作成提供：除湿且很少或没有显热冷却、显热冷却且很少或没有除湿、或者显热冷却和除湿。
如上所述，来自第一气流路径44的第一管道52的空气在其在第二管道54中流动穿过第一室内热交换器26时被冷却。冷却的空气然后流动到第三管道56中，其中，空气从第一管道52中的空气吸收热。离开第一气流路径44(即，通过第三管道56的出口64)的空气具有低的相对湿度。也就是说，流动通过第一气流路径44的空气在不对空气进行显著冷却的情况下被除湿。此外，如上所述，第二气流路径46中的空气在其流动穿过第二室内热交换器28时被冷却。因此，第二气流路径46中的空气在不对空气进行显著除湿的情况下被显著冷却。
来自第一气流路径44的除湿空气和来自第二气流路径46的冷却空气被提供至供应空气出口管道48，以向建筑物或住宅的房间或空间提供除湿(潜热冷却)效果和显热冷却效果。控制模块74可以单独且独立地调节由系统10提供的除湿量和由系统10提供的显热冷却量。这种单独且独立的调节可以通过独立调节第一膨胀装置22和第二膨胀装置24的位置以及独立调节第一鼓风机38和第二鼓风机40的速度来进行。
可以通过增加通过第一气流路径44的气流(即，通过增加第一鼓风机38的速度)并且/或者通过增加通过第一工作流体流路径34的工作流体流(即，打开第一膨胀装置22以增加通过第一膨胀装置22和第一室内热交换器26的工作流体流)来增加除湿。可以通过减少通过第一气流路径44的气流(即，通过减慢或停止第一鼓风机38)并且/或者通过减少通过第一工作流体流路径34的工作流体流(即，关闭第一膨胀装置22以减少通过第一膨胀装置22和第一室内热交换器26的工作流体流)来减少除湿。
可以通过增加通过第二气流路径46的气流(即，通过增加第二鼓风机40的速度)并且/或者通过增加通过第二工作流体流路径36的工作流体流(即，打开第二膨胀装置24以增加通过第二膨胀装置24和第二室内热交换器28的工作流体流)来增加显热冷却。可以通过减少通过第二气流路径46的气流(即，通过减慢或停止第二鼓风机40)并且/或者通过减少通过第二工作流体流路径36的工作流体流(即，关闭第二膨胀装置24以减少通过第二膨胀装置24和第二室内热交换器28的工作流体流)来减少显热冷却。
图3图示了方法100，控制模块74可以通过该方法100对系统10的除湿和显热冷却进行控制。在步骤110处，控制模块74可以接收用于建筑物或住宅的房间或空间的温度和湿度数据(例如，来自温度传感器或恒温器以及来自湿度传感器或恒湿器)。在步骤112处，控制模块74可以确定房间或空间中的温度是否大于预定的设定点温度。如果控制模块74在步骤112处确定房间或空间中的温度大于设定点温度，则控制模块74可以(在步骤114处)确定房间或空间中的湿度是否大于预定的设定点湿度。如果控制模块74在步骤114处确定房间或空间中的湿度大于设定点湿度，则控制模块74可以(在步骤116处)增加第一鼓风机38的速度并增加第二鼓风机40的速度(即，使得系统10将提供增加的除湿和增加的显热冷却)。如果控制模块74在步骤114处确定房间或空间中的湿度不大于设定点湿度，则控制模块74可以(在步骤118处)降低第一鼓风机38的速度(或关闭第一鼓风机38)并增加第二鼓风机40的速度(即，使得系统10将提供减少的除湿和增加的显热冷却)。
如果控制模块74在步骤112处确定房间或空间中的温度不大于设定点温度，则控制模块74可以(在步骤120处)确定房间或空间中的湿度是否大于预定的设定点湿度。如果控制模块74在步骤120处确定房间或空间中的湿度大于设定点湿度，则控制模块74可以(在步骤122处)增加第一鼓风机38的速度并降低第二鼓风机40的速度(即，使得系统10将提供增加的除湿和减少的显热冷却)。如果控制模块74在步骤120处确定房间或空间中的湿度不大于设定点湿度，则控制模块74可以(在步骤124处)降低第一鼓风机38的速度(或关闭第一鼓风机38)并降低第二鼓风机40的速度(即，使得系统10将提供降低的除湿和降低的显热冷却)。
在步骤116、118、122、124中的任何一个步骤处，控制模块74可以调节第一膨胀装置22和第二膨胀装置24，以控制通过第一室内热交换器26和第二室内热交换器28的工作流体的流，从而保持蒸汽压缩回路12的有效操作。例如，控制模块74可以控制第一膨胀装置22和第二膨胀装置24，以在第一室内热交换器26和第二室内热交换器28的出口处保持预定的过热值。这将保持穿过第一室内热交换器26和第二室内热交换器28的气流与通过第一室内热交换器26和第二室内热交换器28的工作流体流的平衡，以保持系统10的有效且高效的操作。
例如，控制模块74可以采用开/关、比例、比例和积分、PID(比例-积分-微分)或模糊逻辑来控制第一鼓风机38和第二鼓风机40以及第一膨胀装置22和第二膨胀装置24。
在步骤116、118、122、124中的任何一个步骤之后，方法100可以循环回到步骤110，并且方法100可以连续或间歇地重复。
参照图6，提供了另一气候控制系统210。与上述系统10一样，系统210可以独立地控制提供至建筑物或住宅的空间或房间的空气的除湿(潜热冷却)和显热冷却。与系统10一样，系统210包括蒸汽压缩回路212和空气处理器组件214。
蒸汽压缩回路212的结构和功能可以与上述蒸汽压缩回路12的结构和功能类似或相同。因此，类似的特征可以不再进行详细描述。简而言之，蒸汽压缩回路212可以包括压缩机218、室外热交换器(例如，冷凝器)220、第一膨胀装置(例如，膨胀阀或毛细管)222、第一室内热交换器(例如，蒸发器)226、第二膨胀装置(例如膨胀阀或毛细管)224和第二室内热交换器(例如，蒸发器)228。压缩机218、热交换器220、226、228和膨胀装置222、224的结构和功能可以与上述压缩机18、热交换器20、26、28和膨胀装置22、24的结构和功能类似或相同。第一膨胀装置222和第一室内热交换器226沿着第一工作流体流路径234设置，并且第二膨胀装置224和第二室内热交换器228沿着第二工作流体流路径236设置。
空气处理器组件214可以包括返回空气入口管道242、第一鼓风机238、第二鼓风机240、第一气流路径244、第二气流路径246和供应空气出口管道248。返回空气入口管道242可以接收来自建筑物或住宅的一个或更多个房间或空间的空气。在返回空气入口管道242内可以设置有空气过滤器250。返回空气入口管道242可以与第一气流路径244和第二气流路径246联接，使得返回空气入口管道242中的空气的第一部分可以流入到第一气流路径244中，并且返回空气入口管道242中的空气的第二部分可以流入到第二气流路径246中。第二气流路径246绕过第一气流路径244。也就是说，第一气流路径244和第二气流路径246在返回空气入口管道242处彼此分开，并且在供应空气出口管道248处彼此会聚。
第二鼓风机240和第二室内热交换器228可以在第一气流路径244和第二气流路径246的上游设置在返回空气入口管道242内。也就是说，空气在流入到第一气流路径244和第二气流路径246中的任一者之前流动通过第二鼓风机240和第二室内热交换器228。
第一气流路径244可以包括第一管道252、第二管道254和第三管道256。第一管道252可以包括接收来自返回空气入口管道242(即，第二鼓风机240和第二室内热交换器228的下游)的空气的入口258以及向第二管道254提供空气的出口260。第一室内热交换器226可以设置在第二管道254内。第三管道256可以包括接收来自第二管道254的空气的入口262以及向供应空气出口管道248提供空气的出口264。空气在其在第二管道254中流过第一室内热交换器226时被冷却。一个或更多个薄板或壁266可以将第一管道252与第三管道256隔开，使得热可以从流动通过第一管道252的空气传递至流动通过第三管道256的空气。以这种方式，第一管道252和第三管道256形成空气与空气热交换器265。空气与空气热交换器265可以与上述空气与空气热交换器65类似或相同。第一鼓风机238可以设置在第一管道252的入口258处或附近，并且可以操作成推动通过第一气流路径244。
第二气流路径246是允许来自返回空气入口管道242的空气绕过第一气流路径244的旁路。第二气流路径246可以包括风门(或阀)267，该风门(或阀)267可以选择性地打开(以允许气流通过第二气流路径246)和关闭(以防止气流通过第二气流路径246)。
在一些构型中，空气处理器组件214可以包括单个鼓风机(代替第一鼓风机238和第二鼓风机240)，该单个鼓风机推动空气通过返回空气入口管道242、第一气流路径244和第二气流路径246并通过供应空气出口管道248。
继续参照图6，将详细描述系统210的操作。在压缩机218的操作期间，压缩机218压缩工作流体并将压缩的工作流体排出至室外热交换器220。在室外热交换器220中，热从工作流体传递至周围的室外空气。工作流体从室外热交换器220流动至第一工作流体流路径234和第二工作流体流路径236。控制模块(与上述控制模块74类似或相同)可以控制第一膨胀装置222和第二膨胀装置224，以独立地控制通过第一工作流体流路径234和第二工作流体流路径236的流体流的量。当工作流体流动通过第一膨胀装置222或第二膨胀装置224时，工作流体的温度和压力下降。来自第一膨胀装置222的工作流体流动通过第一室内热交换器226，并且来自第二膨胀装置224的工作流体流动通过第二室内热交换器228。来自第一气流路径244中的空气的热被传递至流动通过第一室内热交换器226的工作流体，并且来自返回空气入口管道242(第一气流路径244和第二气流路径246的上游)中的空气的热被传递至流动通过第二室内热交换器28的工作流体。
系统210可以操作成独立地控制除湿(潜热冷却)和显热冷却。也就是说，系统210可以操作成提供：除湿且很少或没有显热冷却、显热冷却且很少或没有除湿、或者显热冷却和除湿。
空气通过返回空气入口管道242的入口241进入空气处理器组件214。第二鼓风机240可以推动来自入口241的空气穿过第二室内热交换器228，其中，来自空气的热被传递至第二室内热交换器228中的工作流体。空气从第二室内热交换器228朝向第一气流路径244和第二气流路径246流动。第一鼓风机238可以将来自第二室内热交换器228的空气的至少一部分推动到第一气流路径244中，并且如果风门267至少部分打开，则风门267允许来自第二室内热交换器228的空气的至少另一部分进入到第二气流路径246中。关闭风门267防止气流通过第二气流路径246。关闭第一鼓风机238可以减少或阻止气流通过第一气流路径244。
来自第一气流路径244的第一管道252的空气在其在第二管道254中流动穿过第一室内热交换器226时被冷却。然后，冷却的空气流动到第三管道256中，其中，空气从第一管道252中的空气吸收热。离开第一气流路径244(即，通过第三管道256的出口264)的空气具有低的相对湿度。也就是说，流动通过第一气流路径244的空气被除湿，而不显著冷却空气(即，流动通过第一气流路径244的空气被稍微冷却，但不足以显著冷却建筑物或住宅的房间或空间)。此外，如上所述，第二气流路径246中的空气已经通过第二室内热交换器228冷却。因此，第二气流路径246中的空气被显著冷却而不对空气进行显著除湿。
来自第一气流路径244的除湿空气和来自第二气流路径246的冷却空气被提供至供应空气出口管道248，以向建筑物或住宅的房间或空间提供除湿(潜热冷却)效果和显热冷却效果。控制模块可以单独且独立地调节由系统210提供的除湿量和由系统210提供的显热冷却量。这种单独且独立的调节可以通过独立调节第一膨胀装置222和第二膨胀装置224的位置以及独立调节第一鼓风机238和第二鼓风机240的速度来进行。
可以通过增加通过第一气流路径244的气流(即，通过增加第一鼓风机238的速度)并且/或者通过增加通过第一工作流体流路径234的工作流体流(即，打开第一膨胀装置222以增加通过第一膨胀装置222和第一室内热交换器226的工作流体流)来增加除湿。可以通过减少通过第一气流路径244的气流(即，通过减慢或停止第一鼓风机238)并且/或者通过减少通过第一工作流体流路径234的工作流体流(即，关闭第一膨胀装置222以减少通过第一膨胀装置222和第一室内热交换器226的工作流体流)来减少除湿。
可以通过增加通过第二气流路径246的气流(即，通过增加第二鼓风机240的速度并且/或者使风门267朝向完全打开位置移动)并且/或者通过增加通过第二工作流体流路径236的工作流体流(即，打开第二膨胀装置224以增加通过第二膨胀装置224和第二室内热交换器228的工作流体流)来增加显热冷却。可以通过减少通过第二气流路径246的气流(即，通过减慢或停止第二鼓风机240并且/或者使风门267朝向完全关闭位置移动)并且/或者通过减少通过第二工作流体流路径236的工作流体流(即，关闭第二膨胀装置224以减少通过第二膨胀装置224和第二室内热交换器228的工作流体流)来减少显热冷却。
如上所述，系统210的控制模块配置成控制鼓风机238、240和膨胀装置222、224，以独立地控制显热冷却和潜热冷却。例如，系统210的控制模块可以执行如图3所示并如上所述的方法100。
上述关于气候控制系统10、210的除湿和显热冷却的独立控制允许更定制的气候控制。例如，当给定位置的天气条件包括高热和低湿度时，可能期望建筑物或住宅内的显热冷却，而很少期望(或不期望)建筑物或住宅内部的除湿。在这样的条件下，气候控制系统10、210能够提供显热冷却且很少或没有除湿。作为另一示例，当给定位置的天气条件包括高湿度和较温和的温度时，可能期望建筑物或住宅内的除湿，而很少期望(或不期望)建筑物或住宅内的显热冷却。在这种条件下，气候控制系统10、210能够提供除湿且很少或没有显热冷却。作为另一示例，当给定位置的天气条件包括高湿度和高温度时，可能期望建筑物或住宅内的除湿和显热冷却。在这种条件下，气候控制系统10、210能够提供除湿和显热冷却。相应地，气候控制系统10、210能够提供定制的潜热冷却和显热冷却，以在没有不必要的功率消耗的情况下提供改进的舒适度。
在一些构型中，蒸汽压缩回路12、212可以包括一个或更多个换向阀，所述一个或更多个换向阀可以操作成在冷却模式与加热模式之间切换回路12、212的操作。气候控制系统10、210可以是例如热泵系统、空气调节系统或制冷系统。
在包括以下定义的本申请中，术语“模块”或“控制器”可以用术语“电路”代替。术语“模块”可以指的是下述部件、作为下述部件的一部分或者包括下述部件：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享的、专用的或组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享的、专用的或组)；提供所描述的功能的其他合适的硬件部件；或者比如在片上系统中的上述各者中的一些或全部的组合。
该模块可以包括一个或更多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接至局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可以允许载荷平衡。在另外的示例中，服务器(也称为远程或云)模块可以代表客户端模块实现一些功能性。
上面所使用的术语“代码”可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以是指程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的一些代码或全部代码的单个处理器电路。术语成组处理器电路涵盖与附加处理器电路组合来执行来自一个或更多个模块的一些代码或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的提及涵盖离散芯片上的多个处理器电路、单个芯片上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核、单个处理器电路的多个线程或者以上各者的组合。术语共享存储器电路涵盖存储来自多个模块的一些代码或全部代码的单个存储器电路。术语成组存储器电路涵盖与附加存储器组合来存储来自一个或更多个模块的一些代码或全部代码的存储器电路。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。本文中所使用的术语计算机可读介质不涵盖通过介质(比如在载波上)传播的瞬时电信号或瞬时电磁信号；因此，术语计算机可读介质可以被认为是有形的和非暂时性的。非暂时性的、有形的计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(比如闪存存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路)、易失性存储器电路(比如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(比如模拟磁带或数字磁带或硬盘驱动器)以及光存储介质(比如CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中所描述的设备和方法可以由专用计算机来部分地或全部地实现，专用计算机通过将通用计算机配置成执行计算机程序中体现的一个或更多个特定功能来创建。上述功能块、流程图组成部分和其他元件用作软件规范，所述软件规范可以通过有经验的技术人员或编程人员的常规工作编译成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂时性的、有形的计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或者依赖于所存储的数据。计算机程序可以涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一个或更多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
计算机程序可以包括：i)待解析的描述性文本、比如HTML(超文本标记语言)、XML(可扩展标记语言)或JSON(JavaScript对象标记)，(ii)汇编代码，(iii)由编译器从源代码生成的目标代码，(iv)由解释器执行的源代码，(v)由即时编译器编译并执行的源代码等。仅作为示例，源代码可以使用来自包括下述各者的语言的句法来编写：C、C++、C#、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、/>HTML5(超文本标记语言第五修订版)、Ada、ASP(动态服务器页面)、PHP(PHP：超文本预处理器)、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、/>VisualLua、MATLAB、SIMULINK以及/>
已经出于说明和描述的目的提供了各实施方式的前述描述。前述描述并不意在是穷举的或限制本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式，而是，即使没有具体示出或描述，特定实施方式的各个元件或特征在适用的情况下也是可互换的并且可以用于选定实施方式。特定实施方式的各个元件或特征也可以以许多方式变化。这些变型不被认为是背离本公开，并且所有这些改型意在包括在本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种气候控制系统，包括：
蒸汽压缩回路，所述蒸汽压缩回路包括：
压缩机，所述压缩机构造成使工作流体循环通过蒸汽压缩回路；
室外热交换器，所述室外热交换器与所述压缩机流体连通；
第一工作流体流路径，所述第一工作流体流路径与所述室外热交换器流体连通，所述第一工作流体流路径包括第一膨胀装置和第一室内热交换器；和
第二工作流体流路径，所述第二工作流体流路径与所述室外热交换器流体连通，所述第二工作流体流路径包括第二膨胀装置和第二室内热交换器；以及
空气处理器组件，所述第一室内热交换器和所述第二室内热交换器设置在所述空气处理器组件中，所述空气处理器组件包括：
返回空气入口管道；
第一气流路径，所述第一气流路径接收来自所述返回空气入口管道的空气并容纳所述第一室内热交换器；
第二气流路径，所述第二气流路径接收来自所述返回空气入口管道的空气；和
供应空气出口管道，所述供应空气出口管道接收来自所述第一气流路径和所述第二气流路径的空气。
2.根据权利要求1所述的气候控制系统，其中，空气在所述第一气流路径中流动通过所述第一室内热交换器，并且其中，从所述第二气流路径进入所述供应空气出口管道的空气将已经穿过所述第二室内热交换器，而没有流动通过所述第一室内热交换器。
3.根据权利要求2所述的气候控制系统，其中，所述第二气流路径绕过所述第一气流路径，并且其中，所述第二室内热交换器设置在所述第二气流路径中。
4.根据权利要求2所述的气候控制系统，其中，所述第二气流路径绕过所述第一气流路径，其中，所述第二室内热交换器设置在所述第一气流路径和所述第二气流路径的上游，并且其中，所述第一气流路径接收已经穿过所述第二室内热交换器的空气。
5.根据权利要求4所述的气候控制系统，其中，所述第二气流路径包括控制通过所述第二气流路径的气流的风门。
6.根据权利要求1所述的气候控制系统，其中，所述第一气流路径包括空气与空气热交换器。
7.根据权利要求6所述的气候控制系统，其中，所述空气与空气热交换器包括位于所述第一室内热交换器上游的管道以及位于所述第一室内热交换器下游的另一管道，并且其中，热在管道中的空气之间传递。
8.根据权利要求1所述的气候控制系统，其中，所述空气处理器组件包括第一鼓风机和第二鼓风机，其中，所述第一鼓风机推动空气穿过所述第一室内热交换器，并且其中，所述第二鼓风机推动空气穿过所述第二室内热交换器。
9.根据权利要求8所述的气候控制系统，其中，所述第二鼓风机将空气朝向所述第一气流路径和所述第二气流路径推动。
10.根据权利要求8所述的气候控制系统，其中，所述第一鼓风机将来自所述返回空气入口管道的空气推动到所述第一气流路径中，并且其中，所述第二鼓风机将来自所述返回空气入口管道的空气推动远离所述第一气流路径并推动到所述第二气流路径中。
11.根据权利要求1所述的气候控制系统，还包括控制模块，所述控制模块配置成独立地控制通过所述第一气流路径和通过所述第二气流路径的气流，其中，所述控制模块控制通过所述第一气流路径的气流，以控制提供至所述供应空气出口管道的空气的除湿，并且其中，所述控制模块控制通过所述第二气流路径的气流，以控制提供至所述供应空气出口管道的空气的显热冷却。
12.根据权利要求11所述的气候控制系统，其中：
所述空气处理器组件包括第一鼓风机和第二鼓风机，
所述第一鼓风机推动空气穿过所述第一室内热交换器，
所述第二鼓风机推动空气穿过所述第二室内热交换器，
所述控制模块控制所述第一鼓风机，以控制提供至所述供应空气出口管道的空气的除湿，并且
所述控制模块控制所述第二鼓风机，以控制提供至所述供应空气出口管道的空气的显热冷却。
13.一种气候控制系统，包括：
压缩机，所述压缩机构造成压缩工作流体；
室外热交换器，所述室外热交换器与所述压缩机流体连通；
第一工作流体流路径，所述第一工作流体流路径与所述室外热交换器流体连通，所述第一工作流体流路径包括第一膨胀装置和第一室内热交换器；
第二工作流体流路径，所述第二工作流体流路径与所述室外热交换器流体连通，所述第二工作流体流路径包括第二膨胀装置和第二室内热交换器；
返回空气入口管道；
第一气流路径，所述第一气流路径接收来自所述返回空气入口管道的空气并容纳所述第一室内热交换器，其中，所述第一气流路径包括空气与空气热交换器；
第二气流路径，所述第二气流路径接收来自所述返回空气入口管道的空气；以及
供应空气出口管道，所述供应空气出口管道接收来自所述第一气流路径和所述第二气流路径的空气，
其中，空气在所述第一气流路径中流动通过所述第一室内热交换器，并且其中，从所述第二气流路径进入所述供应空气出口管道的空气将已经穿过所述第二室内热交换器而没有流动通过所述第一室内热交换器。
14.根据权利要求13所述的气候控制系统，其中，所述第二室内热交换器设置在所述第二气流路径中。
15.根据权利要求13所述的气候控制系统，其中，所述第二室内热交换器设置在所述第一气流路径和所述第二气流路径的上游，并且其中，所述第一气流路径接收已经穿过所述第二室内热交换器的空气。
16.根据权利要求13所述的气候控制系统，其中，所述空气与空气热交换器包括位于所述第一室内热交换器上游的管道以及位于所述第一室内热交换器下游的另一管道，并且其中，热在管道中的空气之间传递。
17.根据权利要求13所述的气候控制系统，还包括第一鼓风机和第二鼓风机，其中，所述第一鼓风机推动空气穿过所述第一室内热交换器，并且其中，所述第二鼓风机推动空气穿过所述第二室内热交换器。
18.根据权利要求17所述的气候控制系统，其中，所述第二鼓风机将空气朝向所述第一气流路径和所述第二气流路径推动。
19.根据权利要求17所述的气候控制系统，其中，所述第一鼓风机将来自所述返回空气入口管道的空气推动到所述第一气流路径中，并且其中，所述第二鼓风机将来自所述返回空气入口管道的空气推动远离所述第一气流路径并推动到所述第二气流路径中。
20.根据权利要求13所述的气候控制系统，还包括控制模块，所述控制模块配置成控制通过所述第一气流路径和通过所述第二气流路径的气流，
其中，所述控制模块控制通过所述第一气流路径的气流，以控制提供至所述供应空气出口管道的空气的除湿，其中，所述控制模块控制通过所述第二气流路径的气流，以控制提供至所述供应空气出口管道的空气的显热冷却，并且其中，所述控制模块配置成彼此独立地控制除湿和显热冷却。
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