本發(fā)明涉及一種熱泵系統(tǒng)。更具體地,本發(fā)明涉及可變制冷劑(vrf)熱泵系統(tǒng),其中單個室外單元能夠分開除霜。
背景技術(shù):
熱泵系統(tǒng)為能夠通過加熱或冷卻空間內(nèi)的空氣來對該空間進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的制冷系統(tǒng)。熱泵系統(tǒng)通常包括四通換向閥,該四通換向閥可以配置為在加熱模式與制冷模式之間轉(zhuǎn)換。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明涉及熱泵系統(tǒng)。更具體地,本發(fā)明涉及可變制冷劑(vrf)熱泵系統(tǒng),其中單個室外單元能夠分開除霜。
在此描述了一種熱泵系統(tǒng),其包括多個室外單元,這些室外單元通過熱傳遞回路與一個或多個室內(nèi)單元流體連通。多個室外單元中的每一個可在多個操作模式下運行。多個室外單元中的第一個包括壓縮機(jī)以及第一流量控制裝置,該第一流量控制裝置在第一流動方向上位于壓縮機(jī)與室外熱交換器之間,在第二流動方向上位于壓縮機(jī)與第二流量控制裝置之間。在第一狀態(tài)中,第一流量控制裝置允許流向室外熱交換器的流,在第二狀態(tài)中,第一流量控制裝置允許流向第二流量控制裝置的流。多個室外單元的第二個包括壓縮機(jī),以及第一流量控制裝置,該第一流量控制裝置在第一流動方向上位于壓縮機(jī)與室外熱交換器之間,在第二流動方向上位于壓縮機(jī)與第二流量控制裝置之間。在第一狀態(tài)中,第一流量控制裝置允許流向室外熱交換器的流,在第二狀態(tài)中,第一流量控制裝置允許流向第二流量控制裝置的流。多個室外單元中的第一個和第二個的第二流量控制裝置可單個受控,以將多個室外單元中的第一個和/或第二個設(shè)定為除霜模式。
在此描述了一種熱泵系統(tǒng),其包括通過熱傳遞回路與一個或多個室內(nèi)單元流體連通的多個室外單元。多個室外單元中的每一個可在多個操作模式下運行。多個室外單元中的第一個包括壓縮機(jī)、流量控制裝置以及壓力控制流路徑,該流量控制裝置在第一流動方向上位于壓縮機(jī)與室外熱交換器之間,在第二流動方向上位于壓縮機(jī)與一個或多個室內(nèi)單元之間。壓力控制流路徑設(shè)置在流量控制裝置與一個或多個室內(nèi)單元之間。在第一狀態(tài)中,流量控制裝置允許流向室外熱交換器的流,在第二狀態(tài)中,流量控制裝置允許流向一個或多個室內(nèi)單元的流。多個室外單元的第二個包括壓縮機(jī)、流量控制裝置以及壓力控制流路徑,流量控制裝置在第一流動方向上位于壓縮機(jī)與室外熱交換器之間,在第二流動方向上位于壓縮機(jī)與一個或多個室內(nèi)單元之間。壓力控制流路徑設(shè)置在流量控制裝置與一個或多個室內(nèi)單元之間。在第一狀態(tài)中,流量控制裝置允許流向室外熱交換器的流,在第二狀態(tài)中,流量控制裝置允許流向一個或多個室內(nèi)單元的流。多個室外單元中的第一和第二個的壓力控制流路徑可單個受控,以選擇性地來啟用和/或禁用多個室外單元中的第一個和/或第二個的壓力控制模式。
在此描述了一種控制熱泵系統(tǒng)的方法,該熱泵系統(tǒng)包括多個室外單元。多個室外單元中的每一個都至少包括壓縮機(jī)和室外熱交換器。該方法包括確定是否存在霜凍條件,并響應(yīng)于對霜凍條件存在的確定而設(shè)定多個室外單元中的第一個在除霜模式下運行。該方法還包括在相同或不同操作模式下單個地運行多個室外單元中的第二個。
在此描述了一種控制熱泵系統(tǒng)的方法,熱泵系統(tǒng)包括多個室外單元。多個室外單元中的每一個都至少包括壓縮機(jī)和室外熱交換器。該方法包括確定是否存在壓力控制條件,并響應(yīng)于對壓力控制條件存在的確定而設(shè)定多個室外單元中的第一個在壓力控制模式下運行。該方法還包括在相同或不同操作模式下單個地運行多個室外單元中的第二個。
附圖說明
參照附圖,其構(gòu)成本發(fā)明的一部分,展示了說明書中描述的系統(tǒng)和方法可以實施的實施例。
圖1展示了根據(jù)一個實施例的可變制冷劑(vrf)熱泵系統(tǒng)的示意圖;
圖2a展示了根據(jù)一個實施例的熱泵系統(tǒng)的熱傳遞回路的示意圖;
圖2b展示了根據(jù)另一個實施例的熱泵系統(tǒng)的熱傳遞回路的示意圖;
圖3展示了根據(jù)一個實施例的、在加熱模式中的熱泵系統(tǒng)的熱傳遞回路的示意圖;
圖4展示了根據(jù)一個實施例的、在除霜模式中的熱泵系統(tǒng)的熱傳遞回路的示意圖;
圖5展示了根據(jù)一個實施例的、在壓力控制模式中的熱泵系統(tǒng)的熱傳遞回路的示意圖;
圖6展示了根據(jù)一個實施例的、用于控制熱泵系統(tǒng)的方法;
圖7展示了根據(jù)一個實施例的、用于控制在加熱模式下運行的熱泵系統(tǒng)的方法。
相同的附圖標(biāo)記代表相同的部件。
具體實施方式
本發(fā)明涉及熱泵系統(tǒng)。更具體地,本發(fā)明涉及可變制冷劑(vrf)熱泵系統(tǒng),其中單個室外單元能夠分開除霜。
文中描述的實施例涉及具有多個室外單元的可變制冷劑熱泵系統(tǒng)。多個室外單元中的每一個都能夠在各種不同操作模式下運行。操作模式的例子包括,但不限于,制冷模式、加熱模式、壓力控制模式和除霜模式。在一些實施例中,壓力控制模式可以被稱為在某些條件下的防霜模式。熱泵系統(tǒng)的多個室外單元中的每一個可以在相同操作模式下運行。在一個實施例中,多個室外單元中的每一個在不同操作模式下運行。例如,一個室外單元可在加熱模式下運行,而另一個單元可在除霜模式下運行。在一個實施例中,多個室外單元中的一個或多個可以不運行(例如,由于維修、損壞、停電等原因而關(guān)機(jī)),同時多個室外單元中其余的單元可繼續(xù)運行。
“熱泵系統(tǒng)”包括,例如通過加熱或冷卻空間內(nèi)的空氣能夠?qū)υ摽臻g進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的制冷系統(tǒng)。例如,熱泵系統(tǒng)可以包括通過熱傳遞回路與一個或多個室內(nèi)單元流體連通的多個室外單元。
“熱傳遞流體”包括,例如制冷劑、冷卻或加熱的水、空氣、深冷液體,例如但不限于液氮、液體二氧化碳等。
“熱傳遞回路”包括,例如可逆蒸汽壓縮制冷回路,該可逆蒸汽壓縮制冷回路包括壓縮機(jī)、至少兩個熱交換器,和至少一個膨脹裝置(expansiondevice)??梢岳斫獾氖菬醾鬟f回路可以包括其他部件,例如但不限于,一個或多個流量控制裝置、潤滑油分離器、熱傳遞流體蓄液器等。
“室外單元”包括,例如多個熱傳遞部件和控制器。可以理解的是,一個或多個其他部件,例如但不限于一個或多個風(fēng)扇,包含在室外單元內(nèi)。
“室內(nèi)單元”包括,例如一個或多個熱傳遞部件和一個或多個風(fēng)扇。可以理解的是,一個或多個其他部件可以被包括在室內(nèi)單元,例如但不限于控制器內(nèi)。
圖1展示了根據(jù)一個實施例的可變制冷劑(vrf)熱泵系統(tǒng)100的示意圖。vrf熱泵系統(tǒng)100包括多個室外單元105a和105b。圖1展示了兩個室外單元105a和105b??梢岳斫獾氖?,vrf熱泵系統(tǒng)100可包括與室外單元105a和105b相同或類似的其他室外單元。vrf熱泵系統(tǒng)100的室外單元105a和105b通常設(shè)置為使熱傳遞流體循環(huán)至位于一個或多個受控空間130內(nèi)的一個或多個室內(nèi)單元125。一個或多個室內(nèi)單元125可使用熱傳遞流體控制環(huán)境條件,例如,但不限于一個或多個受控空間130的溫度和/或濕度,等等。
室外單元105a的方面可以與室外單元105b的方面相同和相似。為了簡化說明書,將描述室外單元105a??梢岳斫獾氖?,該描述適用于室外單元105a和105b中的任意一個。在一些實施例中,并不要求室外單元105a和105b相同。例如,室外單元105a和105b可以具有不同的容量、不同的壓縮機(jī)類型等等。
室外單元105a包括多個熱傳遞部件110a和控制器115a。在另一個實施例中,每個室外單元105a和105b不需要相應(yīng)的控制器115a和115b,而是可以由一個單獨的控制器控制全部的室外單元105。在另一個實施例中,室外單元105a和105b可以具有連通的相應(yīng)的控制器115a和115b。
一個或多個熱傳遞部件110a可以結(jié)合成熱傳遞回路(例如圖2a-2b中的熱傳遞回路200)。該熱傳遞回路可以包括,例如,壓縮機(jī)(例如圖2a-2b中的壓縮機(jī)205a)、一個或多個膨脹裝置(例如圖2a-2b中的膨脹裝置235a)、一個或多個室外熱交換器(例如圖2a-2b中的室外熱交換器225a)、以及用于控制熱傳遞流體的流量的一個或多個流量控制裝置(例如圖2a-2b中的流量控制裝置240a、250a)。一個或多個熱傳遞部件110a可以包括一個或多個其他流量控制裝置(例如圖2a-2b中的流量控制裝置220a),和一個或多個過冷器(例如圖2a-2b中的過冷器285a)。
控制器115a控制室外單元105a以將熱傳遞流體提供至室內(nèi)單元125??刂破?15a可以根據(jù),例如一個或多個受控空間130的環(huán)境控制要求,控制室外單元105a的運行。在一個實施例中,控制器115a可以控制室外單元105a的運行,例如,用于防止在室外熱交換器上形成霜凍??刂破?15a和控制器115b可以連通,以滿足在一個或多個受控空間130內(nèi)按環(huán)境條件要求維持環(huán)境條件(例如溫度和/或濕度等)??刂破?15a和控制器115b也可以設(shè)置為使室外單元105a可以在第一操作模式(例如加熱模式、除霜模式、壓力控制模式等等)下運行,而使室外單元105b在第二操作模式(例如加熱模式、除霜模式、壓力控制模式等等)下運行??梢岳斫獾氖堑谝徊僮髂J胶偷诙僮髂J皆谝粋€實施例中可以相同,或者在另一個實施例中可以不同。
一個或多個室內(nèi)單元125可以設(shè)置在一個或多個受控空間130內(nèi)??梢岳斫獾氖?,一個或多個受控空間130可以代表位于包括vrf熱泵系統(tǒng)100的建筑物內(nèi)的多于一個的受控空間,一個或多個室內(nèi)單元125可以位于一個或多個受控空間130中的每一個內(nèi)。室內(nèi)單元125包括一個或多個部件,例如,但不限于,室內(nèi)熱交換器、風(fēng)扇/風(fēng)箱、溫控器、控制器、一個或多個傳感器等等。
在一個實施例中,當(dāng)處于制冷模式時,室外單元105a可將熱傳遞流體以液態(tài)形式供給至一個或多個室內(nèi)單元125,其中供給至一個或多個室內(nèi)單元125的熱傳遞流體可以從受控空間中移走熱能。
在一個實施例中,當(dāng)處于加熱模式時,室外單元105a可將熱傳遞流體以氣態(tài)形式供給至一個或多個室內(nèi)單元125,其中供給至一個或多個室內(nèi)單元125的熱傳遞流體可以為受控空間提供熱能。
在一個實施例中,當(dāng)處于除霜模式時,室外單元105a可將熱傳遞流體供給至室外熱交換器,但是不供給至一個或多個室內(nèi)單元125,以從室外熱交換器去除霜。
在一個實施例中,當(dāng)處于壓力控制模式時,室外單元105a可以將提供給一個或多個室內(nèi)單元125的高壓、高溫?zé)醾鬟f流體中的一部分轉(zhuǎn)移,以將該部分高壓、高溫?zé)醾鬟f流體輸送至室外熱交換器。在一些實施例中,高壓、高溫?zé)醾鬟f流體的轉(zhuǎn)移可以降低或防止在室外熱交換器上形成霜。
圖2a和2b展示了根據(jù)一些實施例、用于熱泵系統(tǒng)(例如圖1所示的vrf熱泵系統(tǒng)100)的熱傳遞回路200的示意圖。圖2a的方面可以與圖2b的方面相同或相似。
圖中展示了兩個室外單元105a和105b??梢岳斫獾氖?,根據(jù)文中描述的原理,一個或多個其他室外單元可以加入熱傳遞回路200。
為了簡化說明書,將描述室外單元105a和相應(yīng)部件205a-290a??梢岳斫獾氖?,該描述可以適用于室外單元105a和105b中的任意一個。
室外單元105a包括壓縮機(jī)205a。壓縮機(jī)205a根據(jù)本領(lǐng)域已知的原理運行,以在排放出口202a輸出高壓、高溫的熱傳遞流體??梢岳斫獾氖牵瑝嚎s機(jī)205a可以是適用于熱泵系統(tǒng)的各種壓縮機(jī)中任意一種。在一個實施例中,壓縮機(jī)205a可以是可變?nèi)萘繅嚎s機(jī),能夠在多于一個容量下運行。在一個實施例中,可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)可以是可變速度壓縮機(jī)。壓縮機(jī)205a的合適的例子包括,但不限于,螺桿壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)、渦旋式壓縮機(jī)、正排量壓縮機(jī)、離心式壓縮機(jī)等等??梢岳斫獾氖?,在一些實施例中,室外單元105a可以包括多個壓縮機(jī)205a。在這樣的實施例中,壓縮機(jī)205a可以是任何類型、任何容量等的壓縮機(jī)。
從壓縮機(jī)205a的排放出口202a排出的熱傳遞流體被引導(dǎo)入潤滑油分離器210a的入口209a。潤滑油分離器210a根據(jù)本領(lǐng)域公知的原理運行。熱傳遞流體從潤滑油分離器210a的出口211a排出,并被引導(dǎo)通過流量控制裝置215a。潤滑油可以從出口212a被引導(dǎo)通過干燥器/過濾器230a和減流裝置260a,再返回至壓縮機(jī)205a的吸入入口203a。流量控制裝置215a可以是,例如止回閥,該止回閥允許熱傳遞流體從潤滑油分離器210a流向流量控制裝置220a,而不允許熱傳遞流體從流量控制裝置220a流向潤滑油分離器210a。減流裝置260a可以,例如減小流過其中的潤滑油的壓力。
根據(jù)一個實施例,流量控制裝置220a可以是四通閥。在該實施例中,流量控制裝置220a可以包括用于控制熱傳遞流體的流量的四部分,并根據(jù)本領(lǐng)域公知的原理運行??梢岳斫獾氖牵髁靠刂蒲b置220a可以是能夠根據(jù)相似原理運行的除四通閥之外的流量控制裝置。流量控制裝置220a可以通過,例如接通或斷開電磁閥來分別設(shè)定第一狀態(tài)和第二狀態(tài)。在一個實施例中,第一狀態(tài)對應(yīng)于將高壓高溫?zé)醾鬟f流體供給至室外熱交換器225a,第二狀態(tài)對應(yīng)于將高壓、高溫?zé)醾鬟f流體供給至一個或多個室內(nèi)單元125??筛鶕?jù)想要的操作模式,將流量控制裝置220a設(shè)定為第一狀態(tài)或第二狀態(tài)。引導(dǎo)至一個或多個室內(nèi)單元125的熱傳遞流體穿過流量控制裝置250a,干燥器/過濾器236a,以及流量控制裝置275a。
流量控制裝置250a可以是,例如電子兩通閥,例如但不限于,電子兩通球閥。流量控制裝置250a可以在第一狀態(tài)時允許通過,或者在第二狀態(tài)是防止通過??梢愿鶕?jù)室外單元105a的操作模式控制流量控制裝置250a的狀態(tài)。流量控制裝置250a和流量控制裝置250b可以設(shè)定為不同狀態(tài),以單獨控制室外單元105a和105b。
流量控制裝置275a可以是,例如檢修閥。流量控制裝置275a可以設(shè)定為通常允許通過,但是也能設(shè)定為不允許通過,例如為了檢修室外單元105a時。
在流量控制裝置250a的任一側(cè)也可以存在壓力釋放路徑248a。
在圖2a中,壓力釋放路徑248a包括減流裝置262a。減流裝置262a可以減小通過其中的熱傳遞流體的壓力。減流裝置262a的方面可以與減流裝置260a的方面相同或相似。在一個實施例中,在任何操作模式下,熱傳遞流體可以沿著壓力釋放路徑248a流動。如根據(jù)以下圖4所描述的,當(dāng)處于除霜模式,一部分高溫高壓熱傳遞流體可沿著壓力釋放路徑248a流動,并與來自除霜流路徑290a的冷卻的溫度壓力熱傳遞流體混合。
在圖2b中,壓力釋放路徑248a包括減流裝置262a、流量控制裝置245a和流量控制裝置217a。流量控制裝置245a可以是,例如具有至少第一狀態(tài)(例如允許流動)和第二狀態(tài)(例如不允許流動)的閥。在一些實施例中,可以通過電磁閥驅(qū)動該閥。可以根據(jù),例如室外單元105a的操作模式、另一個流量控制裝置的設(shè)置(例如流量控制裝置250a)、壓縮機(jī)的排出壓力、壓縮機(jī)的吸入壓力等來控制壓力釋放路徑248a。流量控制裝置217a的方面可以與流量控制裝置215a的方面相同或相似。流量控制裝置217a可以允許一個方向上的流動(例如從流量控制裝置245a至減流裝置262a,而不是相反方向)。
熱泵回路200包括室外熱交換器225a。室外熱交換器225a流體連通至一個或多個室內(nèi)熱交換器(例如圖1中的室內(nèi)單元125)??梢岳斫獾氖?,室外熱交換器225a和一個或多個室內(nèi)單元125的一個或多個室內(nèi)熱交換器可以是任何合適的熱交換器,其中穿過其中的熱傳遞流體可以與另一種熱交換介質(zhì)進(jìn)行熱交換。在一個實施例中,室外熱交換器225a可以設(shè)置為作為冷凝器起作用(例如當(dāng)在制冷模式下運行時)。在另一個實施例中,室外熱交換器225a可以設(shè)置為作為蒸發(fā)器起作用(例如在加熱模式下運行時)。
從一個或多個室內(nèi)單元125返回的熱傳遞流體可穿過流量控制裝置240a、干燥器/過濾器234a和過冷器285a。過冷器285a根據(jù)本領(lǐng)域公知的原理運行,且可以例如增加熱泵回路200的效率。熱傳遞流體通??梢詮倪^冷器285a流動至膨脹裝置235a和干燥器/過濾器232a。流量控制裝置240a可以是,例如檢修閥。膨脹裝置235a和干燥器/過濾器232a,234a分別根據(jù)本領(lǐng)域公知的原理運行,以減小熱傳遞流體的壓力以及過濾掉污染物,例如但不限于,雜物、水、或類似物。在一個實施例中,一部分熱傳遞流體可以沿著除霜路徑290a流動穿過膨脹裝置280a和過冷器285a,以轉(zhuǎn)移一部分熱傳遞流體至蓄液器255a,并返回至壓縮機(jī)205a。根據(jù)一個實施例,例如可以通過電子控制膨脹裝置235a和280a。
在一些操作模式中(例如壓力控制模式),熱傳遞流體可以沿著壓力控制路徑270a引導(dǎo)。壓力控制路徑270a可以,例如用于減小熱傳遞流體的壓力。壓力控制路徑270a包括減流裝置264a和流量控制裝置247a和249a。減流裝置264a的方面可以與減流裝置260a和262a的方面相同或相似。流量控制裝置247a與流量控制裝置245a(如圖2b所示)相同或相似。流量控制裝置249a的方面可以與流量控制裝置217a(如圖2b所示)的方面相同或相似,從而當(dāng)流量控制裝置247允許通過時,允許熱傳遞流體流向室外熱交換器225a,但是不管流量控制裝置247a的狀態(tài)如何,都防止熱傳遞流體流向相反方向。
蓄液器255a連接至流量控制裝置220a(例如四通閥),以及壓縮機(jī)205a。蓄液器255a根據(jù)本領(lǐng)域公知的原理起作用??梢岳斫獾氖牵谝恍嵤├?,不需要干燥器/過濾器230a和蓄液器255a。
熱泵回路200可以在多個操作模式下運行。圖3-5分別展示了用于熱泵系統(tǒng)的熱泵回路200在加熱模式、除霜模式和壓力控制模式下運行的示意圖??梢岳斫獾氖牵僮髂J角鍐问鞘纠缘?,熱泵回路200可以在一個或多個其他操作模式下運行。例如,熱泵回路200可以在制冷模式下運行。
參考圖2a,現(xiàn)在描述制冷模式。可以理解的是,制冷模式的作用與圖2b所示的相同或相似。在制冷模式中,熱泵回路200可以設(shè)置為從一個或多個受控空間(例如圖1的受控空間130)移除熱能。壓縮機(jī)205a排出氣態(tài)熱傳遞流體。流量控制裝置220a處于第一狀態(tài)(例如接通)。排出的熱傳遞流體被引導(dǎo)向室外熱交換器225a。在制冷模式中,室外熱交換器225a可以作為冷凝器運行,并輸出液態(tài)熱傳遞流體,隨后該熱傳遞流體流過制冷器285a。將液態(tài)熱傳遞流體供給至一個或多個室內(nèi)單元125,其可以包括可作為蒸發(fā)器運行的一個或多個室內(nèi)熱交換器。液態(tài)熱傳遞流體可從一個或多個受控空間移除熱能。熱傳遞流體隨后從一個或多個室內(nèi)單元125返回至流量控制裝置220a,其中熱傳遞流體被引導(dǎo)至蓄液器255a,并返回至壓縮機(jī)205a。
圖3-5展示了用于熱泵系統(tǒng)(圖1的熱泵系統(tǒng)100)的熱泵回路200分別在加熱模式、除霜模式、和壓力控制模式下運行的示意圖。通過改變流量控制裝置的位置來控制熱泵回路200內(nèi)的熱傳遞流體的流量從而控制各種操作模式??刂破?例如圖1中的控制器115a)可以設(shè)置為根據(jù)例如一個或多個傳感器的讀數(shù)控制流量控制裝置??梢岳斫獾氖?,熱泵系統(tǒng)可以包括一個或多個其他操作模式,例如但不限于,制冷模式。
圖3展示了根據(jù)一個實施例的、用于熱泵系統(tǒng)(例如圖1的熱泵系統(tǒng)100)的處于加熱模式的熱泵回路的示意圖。在加熱模式,熱泵回路200可以設(shè)置為將熱能提供至一個或多個受控空間(例如圖1的受控空間130)。壓縮機(jī)205a排出氣態(tài)熱傳遞流體。流量控制裝置220a處于第二狀態(tài)(例如斷開)。排出的熱傳遞流體流過流量控制裝置250a,并流至一個或多個室內(nèi)單元125。一個或多個室內(nèi)單元125包括一個或多個室內(nèi)熱交換器,該一個或多個熱交換器可以與熱傳遞流體進(jìn)行熱交換,用于從熱傳遞流體吸收熱量。熱傳遞流體隨后從一個或多個室內(nèi)單元125流動穿過膨脹裝置235a、干燥器/過濾器232a,并引導(dǎo)至室外熱交換器225a。熱交換器225a可通過從室外空氣接收熱能來蒸發(fā)熱傳遞流體。熱傳遞流體被引導(dǎo)穿過流量控制裝置220a,進(jìn)入蓄液器255a。熱傳遞流體隨后從蓄液器255a流動至壓縮機(jī)205a,并重復(fù)該過程。
圖4展示了根據(jù)一個實施例的、處于除霜模式的用于熱泵系統(tǒng)(例如圖1的熱泵系統(tǒng)100)的熱泵回路200的示意圖。在除霜模式,室外單元105a和105b可以不在相同模式下運行。在除霜模式,如果存在需要熱量的要求,熱泵回路200仍可以設(shè)置為繼續(xù)將熱能供應(yīng)至一個或多個受控空間(例如圖1的受控空間130),同時對室外單元105a進(jìn)行除霜。壓縮機(jī)205a排出氣態(tài)熱傳遞流體。流量控制裝置220a處于第一狀態(tài)(例如接通)。排出的熱傳遞流體流向室外熱交換器225a。因為熱傳遞流體為高壓和高溫,所以熱能可以對室外熱交換器225a進(jìn)行除霜。當(dāng)處于除霜模式,流量控制裝置250a處于第二狀態(tài),防止高壓熱傳遞流體流流向壓縮機(jī)205a的吸入入口203a。
一部分高壓熱傳遞流體沿著壓力控制路徑248a流動。來自一個或多個室內(nèi)單元125的熱傳遞流體可沿著除霜路徑290a轉(zhuǎn)移。來自壓力控制路徑248a的較高溫度的熱傳遞流體可與來自除霜路徑290a的冷卻溫度熱傳遞流體混合,通過流量控制裝置220a朝蓄液器255a和壓縮機(jī)205a回流,這樣來說只要室外單元105a處于除霜模式,該過程就可以重復(fù)??梢愿鶕?jù)例如排出壓力、吸入壓力、和/或來自壓縮機(jī)205a的熱傳遞流體的排出溫度,利用流量控制裝置280a控制冷卻溫度的熱傳遞流體流過除霜路徑290a的量。吸入壓力可以,例如由壓力傳感器測定,或者在另一個實施例中,可以由熱傳遞流體的溫度測定。在一些實施例中,吸入壓力可以在220a和255a之間測定。排出壓力可以,例如由壓力傳感器測定,或者在另一個實施例中,可以由熱傳遞流體的溫度測定。在一些實施例中,排出壓力和/或排出溫度可以在202a和209a之間測定。
在一個實施例中,當(dāng)進(jìn)入除霜模式時,壓縮機(jī)205a的容量可以減小。在該實施例中,例如可以通過減小壓縮機(jī)205a的速度來減小容量。
圖5展示了根據(jù)一個實施例的、在壓力控制模式的熱泵系統(tǒng)(圖1中的熱泵系統(tǒng)100)的熱泵回路200的示意圖。在壓力控制模式中,室外單元105a和105b可以不在相同模式下運行。在壓力控制模式,如果存在加熱要求,熱泵回路200可以設(shè)置為繼續(xù)將熱能供給至一個或多個受控空間(例如圖1中的受控空間130),同時防止室外單元105a的室外熱交換器225a上結(jié)霜。
圖5的方面可以與圖3的方面相同或相似。除了在圖3中的操作,一部分處于高壓高溫的熱傳遞流體通過壓力控制路徑270a轉(zhuǎn)移至室外熱交換器225a。流量控制裝置247a設(shè)置在第一狀態(tài),一部分氣態(tài)熱傳遞流體被引導(dǎo)通過減流裝置264a,進(jìn)入室外熱交換器225a。熱傳遞流體的轉(zhuǎn)移可以,例如減少室外熱交換器225a上霜的形成,并增加室外單元105a進(jìn)入除霜模式前(如以上根據(jù)圖4所描述的)的時間量。在一個實施例中,壓力控制條件可以是壓縮機(jī)的吸入壓力低于吸入壓力閾值內(nèi)。在另一個實施例中,壓力控制條件可以是在室外熱交換器225a的大概中間的線圈的溫度低于溫度閾值內(nèi)。在一些實施例中,壓力控制條件包括吸入壓力低于吸入壓力閾值,以及在室外熱交換器225a的大概中間的線圈的溫度低于溫度閾值內(nèi)。
在另一個實施例中,壓力控制條件可以是壓縮機(jī)的排出壓力升高至高于排出壓力閾值。
在另一個實施例中,壓力控制條件可以是相似條件,該相似條件表示已經(jīng)開始在室外熱交換器225a上形成霜。
圖6展示了根據(jù)一個實施例的、用于控制熱泵系統(tǒng)(例如圖1的熱泵系統(tǒng))的方法600。該方法600通常包括確定是否發(fā)生霜凍條件或壓力控制條件,并分別在除霜模式(見以上圖4對除霜模式的詳細(xì)解釋)或壓力控制模式下(見以上圖5對壓力控制模式的詳細(xì)解釋)運行室外單元(例如圖1的室外單元105a)。在一個實施例中,只要一個或多個室外單元是可操作的,就可以實施方法600。在另一個實施例中,當(dāng)一個或多個室外單元處于加熱模式(例如圖7的方法700)時,可實施方法600。
當(dāng)控制器(例如控制器115a或115b)確定是否存在霜凍條件時,方法600在605開始。在另一個實施例中,方法600可以在615開始。霜凍條件可以包括各種指示,表明已經(jīng)在一個或多個室外單元中的一個的室外熱交換器上形成霜。如果存在霜凍條件,相應(yīng)的單元(例如圖1中的室外單元105a或105b)在610進(jìn)入除霜模式。如上所述,具有霜凍條件的室外單元單獨地放入除霜模式,而不需要通過控制一個或多個流量控制裝置(例如流量控制裝置220a和250a)來改變一個或多個其他室外單元的操作模式。因為一個或多個室外單元為單獨可控的,所以具有霜凍條件的室外單元放入除霜模式,其他室外單元可繼續(xù)運行而不需進(jìn)入除霜模式。在一個實施例中,除霜模式可以運行指定的一段時間。在另一個實施例中,除霜模式可以運行,而控制器可以繼續(xù)確定是否存在霜凍條件,并當(dāng)不再存在霜凍條件時,退出除霜模式。
如果605處不存在霜凍條件,控制器在615處確定是否存在壓力控制條件。壓力控制條件可以是,例如基于壓縮機(jī)吸入入口的吸入壓力、壓縮機(jī)排放出口的排出壓力、一個或多個溫度(例如從壓縮機(jī)排出或提供至壓縮機(jī)的熱傳遞流體的溫度)等。如果存在壓力控制條件,控制器在620進(jìn)入壓力控制模式。如以上根據(jù)圖5描述的,壓力控制模式可以包括使熱傳遞流體沿著路徑270a流動。與610的除霜模式相似,可以為具有壓力控制條件的室外單元啟用壓力控制模式,而其他室外單元可繼續(xù)運行,而不改變操作模式。如果不存在壓力控制模式,方法600可返回至605。當(dāng)熱泵系統(tǒng)運行時,方法600可重復(fù)進(jìn)行。
在一個實施例中,方法600可以設(shè)置為監(jiān)控霜凍條件(例如在605處),而不是壓力控制條件(例如在615處)。在另一個實施例中,方法600可以設(shè)置為監(jiān)控壓力控制條件(例如在615處),而不是霜凍條件(例如在605處)。這可以,例如基于一個或多個室外單元是否設(shè)置為包括壓力控制流路徑。
圖7展示了根據(jù)一個實施例的、用于控制熱泵系統(tǒng)(例如圖1的熱泵系統(tǒng)100)在加熱模式下(見以上圖3對加熱模式的詳細(xì)解釋)運行的方法。方法700通常確定當(dāng)熱泵系統(tǒng)在加熱模式下運行時,是否發(fā)生霜凍條件或者壓力控制條件。響應(yīng)于霜凍條件或壓力控制條件,方法700包括將熱泵系統(tǒng)的操作模式分別改變至除霜模式(見以上圖4對除霜模式的詳細(xì)解釋)或壓力控制模式(見以上圖5對壓力控制模式的詳細(xì)解釋)。
當(dāng)控制器確定用于熱泵系統(tǒng)的一個或多個室外單元的操作模式時,方法700在705開始。在710,控制器確定在705處確定的操作模式是否是加熱模式。如果一個或多個室外單元沒在加熱模式下運行,然后方法700返回至705,并繼續(xù)監(jiān)測一個或多個室外單元進(jìn)入加熱模式。如果在710處,控制器確定一個或多個室外單元在加熱模式下運行,方法700繼續(xù)至715。
在715處,控制器確定是否存在霜凍條件。霜凍條件可以包括各種指示,表明已經(jīng)在一個或多個室外單元中的一個的室外熱交換器上形成霜。如果存在霜凍條件,相應(yīng)的單元將在720處進(jìn)入除霜模式。在一個實施例中,除霜模式可以運行指定一段時間。在另一個實施例中,除霜模式可以運行,而控制器可繼續(xù)確定是否存在霜凍條件,并當(dāng)不再存在霜凍條件時退出除霜模式。
如果在715不存在霜凍條件,控制器在725確定是否存在壓力控制條件。壓力控制條件可以是,例如基于吸入壓力、排出壓力、一個或多個溫度等。如果存在壓力控制條件,控制器在730進(jìn)入壓力控制模式。如以上根據(jù)圖5描述的,壓力控制模式可以包括使熱傳遞流體沿著路徑270a流動。如果不存在壓力控制模式,方法700可返回至705。當(dāng)熱泵系統(tǒng)運行時,方法700可重復(fù)進(jìn)行。
在一個實施例中,方法700可以設(shè)置為監(jiān)控霜凍條件(例如在715處),而不是壓力控制條件(例如在725處)。在另一個實施例中,方法700可以設(shè)置為監(jiān)控壓力控制條件(例如在725處),而不是霜凍條件(例如在715處)。這可以,例如基于一個或多個室外單元是否設(shè)置為包括壓力控制流路徑。
方面
可以注意到,方面1-6中的任一項可以與方面7-12,13-17以及18-22中的任一項結(jié)合。方面7-12中的任一項可以與方面13-17,以及18-22中的任一項結(jié)合。方面13-17中的任一項可以和方面18-22中的任一項結(jié)合。
方面1
一種熱泵系統(tǒng),包括:
多個室外單元,該多個室外單元通過熱傳遞回路與一個或多個室內(nèi)單元流體連通,所述多個室外單元中的每一個可運行在多個操作模式下;
所述多個室外單元中的第一個包括:
壓縮機(jī),第一流量控制裝置,該第一流量控制裝置在第一流動方向上位于所述壓縮機(jī)與室外熱交換器之間,在第二流動方向上位于所述壓縮機(jī)與第二流量控制裝置之間,其中在第一狀態(tài)中,所述第一流量控制裝置允許流向所述室外熱交換器的流,在第二狀態(tài)中,所述第一流量控制裝置允許流向所述第二流量控制裝置的流;并且
所述多個室外單元中的第二個包括:
壓縮機(jī),第一流量控制裝置,該第一流量控制裝置在第一流動方向上位于所述壓縮機(jī)與室外熱交換器之間,在第二流動方向上位于所述壓縮機(jī)與第二流量控制裝置之間,其中在第一狀態(tài)中,所述第一流量控制裝置允許流向所述室外熱交換器的流,在第二狀態(tài)中,所述第一流量控制裝置允許流向所述第二流量控制裝置的流;
其中所述多個室外單元中的第一個和第二個的所述第二流量控制裝置是單個可受控的,以將所述多個室外單元的第一個和/或第二個設(shè)定為除霜模式。
方面2
根據(jù)方面1所述的熱泵系統(tǒng),其中所述多個操作模式包括制冷模式、加熱模式、除霜模式和壓力控制模式。
方面3
根據(jù)方面1-2中任一項所述的熱泵系統(tǒng),其中當(dāng)處于除霜模式、且所述多個室外單元中的第一個的所述第一流量控制裝置處于第一狀態(tài)時,所述多個室外單元中的第一個的所述第二流量控制裝置防止高壓熱傳遞流體流入所述多個室外單元的第一個的所述壓縮機(jī)的吸入側(cè)。
方面4
根據(jù)方面1-3中任一項所述的熱泵系統(tǒng),其中當(dāng)處于除霜模式、且所述多個室外單元中的第二個的所述第一流量控制裝置處于第一狀態(tài)時,所述多個室外單元中的第二個的所述第二流量控制裝置防止高壓熱傳遞流體流入所述多個室外單元的第二個的所述壓縮機(jī)的吸入側(cè)。
方面5
根據(jù)方面1-4中任一項所述的熱泵系統(tǒng),其中所述多個室外單元中的所述第一個和所述第二個可運行在不同操作模式下。
方面6
根據(jù)方面1-5中任一項所述的熱泵系統(tǒng),還包括除霜流路徑,其中所述除霜流路徑包括位于所述一個或多個室內(nèi)單元與所述室外熱交換器之間的過冷器和膨脹裝置。
方面7
一種熱泵系統(tǒng),包括:
多個室外單元,該多個室外單元通過熱傳遞回路與一個或多個室內(nèi)單元流體連通,所述多個室外單元中的每一個可運行在多個操作模式下;
所述多個室外單元中的第一個包括:
壓縮機(jī)、流量控制裝置以及壓力控制流路徑,所述流量控制裝置在第一流動方向上位于壓縮機(jī)與室外熱交換器之間,在第二流動方向上位于所述壓縮機(jī)與一個或多個室內(nèi)單元之間,其中所述壓力控制流路徑設(shè)置在所述流量控制裝置與所述一個或多個室內(nèi)單元之間,在第一狀態(tài)中,所述流量控制裝置允許流向所述室外熱交換器的流,在第二狀態(tài)中,所述流量控制裝置允許流向所述一個或多個室內(nèi)單元的流;并且
所述多個室外單元的第二個包括:
壓縮機(jī)、流量控制裝置以及壓力控制流路徑,所述流量控制裝置在第一流動方向上位于所述壓縮機(jī)與室外熱交換器之間,在第二流動方向上位于所述壓縮機(jī)與一個或多個室內(nèi)單元之間,其中所述壓力控制流路徑設(shè)置在所述流量控制裝置與所述一個或多個室內(nèi)單元之間,在第一狀態(tài)中,所述流量控制裝置允許流向所述室外熱交換器的流,在第二狀態(tài)中,所述流量控制裝置允許流向所述一個或多個室內(nèi)單元的流;
其中所述多個室外單元中的所述第一和所述第二個的所述壓力控制流路徑是單個可受控的,以選擇性地啟用和/或禁用所述多個室外單元中的所述第一個和/或所述第二個的壓力控制模式。
方面8
根據(jù)方面7所述的熱泵系統(tǒng),其中響應(yīng)于降至低于吸入壓力閾值的所述壓縮機(jī)的至少一個吸入壓力、以及約在所述室外熱交換器中間的線圈的溫度降至低于溫度閾值,選擇性地啟用所述壓力控制流路徑。
方面9
根據(jù)方面7-8中任一項所述的熱泵系統(tǒng),其中響應(yīng)于高于排出壓力閾值的所述壓縮機(jī)的排出壓力,選擇性地啟用所述壓力控制流路徑。
方面10
根據(jù)方面7-8中任一項所述的熱泵系統(tǒng),響應(yīng)于高于所述吸入壓力閾值的所述壓縮機(jī)的至少一個吸入壓力、以及高于所述溫度閾值的約在所述室外熱交換器中間的線圈的溫度,選擇性地禁用所述壓力控制流路徑。
方面11
根據(jù)方面9所述的熱泵系統(tǒng),其中響應(yīng)于低于所述排出壓力閾值的所述壓縮機(jī)的所述排出壓力,選擇性地禁用所述壓力控制流路徑。
方面12
根據(jù)方面7-11中任一項所述的熱泵系統(tǒng),其中通過設(shè)定第二流量控制裝置以允許流經(jīng)該第二流量控制裝置,來選擇性地啟用所述壓力控制流路徑。
方面13
控制熱泵系統(tǒng)的方法,其中所述熱泵系統(tǒng)包括多個室外單元,所述多個室外單元中的每一個都至少包括壓縮機(jī)和室外熱交換器,所述方法包括:
確定是否存在霜凍條件;
響應(yīng)于對霜凍條件存在的確定而設(shè)定所述多個室外單元中的第一個在除霜模式下運行;和在相同或不同操作模式下單個地運行所述多個室外單元中的第二個。
方面14
根據(jù)方面13所述的方法,其中還包括:
響應(yīng)于在加熱模式下運行的所述多個室外單元中的一個或多個,進(jìn)行所述確定。
方面15
根據(jù)方面13-14中任一項所述的方法,其中設(shè)定所述多個室外單元中的第一個在除霜模式下包括防止高壓熱傳遞流體流入所述壓縮機(jī)的吸入側(cè)。
方面16
根據(jù)方面13-15中任一項所述的方法,其中設(shè)定所述多個室外單元中的第一個在除霜模式下運行包括降低所述壓縮機(jī)的容量。
方面17
根據(jù)方面16所述的方法,其中降低所述壓縮機(jī)的容量包括降低所述壓縮機(jī)的速度。
方面18
一種控制熱泵系統(tǒng)的方法,其中所述熱泵系統(tǒng)包括多個室外單元,所述多個室外單元中的每一個都至少包括壓縮機(jī)和室外熱交換器,所述方法包括:
確定是否存在壓力控制條件;
響應(yīng)于對壓力控制條件存在的確定而設(shè)定所述多個室外單元中的第一個在壓力控制模式下運行;和
在相同或不同操作模式下單個地運行所述多個室外單元中的第二個。
方面19
根據(jù)方面18所述的方法,還包括:
響應(yīng)于在加熱模式下運行的所述多個室外單元中的一個或多個而進(jìn)行所述確認(rèn)。
方面20
根據(jù)方面18-19中任一項所述的方法,其中設(shè)定所述多個室外單元中的第一個在壓力控制模式下運行包括啟用壓力控制流路徑,以使流向一個或多個室內(nèi)單元的熱傳遞流體的一部分通過減流裝置轉(zhuǎn)移至所述室外熱交換器。
方面21
根據(jù)方面18-20中任一項所述的方法,其中確定是否存在壓力控制條件包括至少確定以下情況之一:吸入壓力是否低于吸入壓力閾值,以及約在所述室外熱交換器中間的線圈的溫度是否低于溫度閾值。
方面22
根據(jù)方面18-21中任一項所述的方法,其中確定是否存在壓力控制條件包括確定排出壓力是否高于排出壓力閾值。
說明書中使用的術(shù)語旨在描述具體實施例,并不用于限制目的。術(shù)語“一個”以及“所述”包括其復(fù)數(shù)形式,除非明確指出。說明書中使用的術(shù)語“包括”具體說明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件、和/或部件,但并不排除其他一個或多個特征、整體、步驟、操作、元件、和/或部件的存在。
關(guān)于前面的描述,可以理解的是在不脫離本發(fā)明保護(hù)范圍的前提下,可以改變細(xì)節(jié),特別是所使用的結(jié)構(gòu)材料、以及部件的形狀、尺寸和/或設(shè)置。說明書中使用的詞語“實施例”可以指相同的實施例,但并不必然指相同實施例。描述的說明書和實施例僅僅是示例性的。在不脫離基本范圍的前提下,可以設(shè)計其他及進(jìn)一步的實施例,本發(fā)明的保護(hù)范圍及精神由權(quán)利要求限定。