本公開大體上涉及熱泵。更特別地,本公開涉及一種用于優化熱泵中的操作效率而沒有裝料(charge)不平衡的系統和方法。
背景技術:
1、熱泵是一種制冷系統,其為加熱環境和冷卻環境兩者提供多功能解決方案。它們通過利用熱力學的原理和制冷劑的性質將熱能從一個地方傳遞到另一個地方來操作。熱泵可從室外空氣、地面或水源提取熱量并將其輸送到室內,以在較冷的季節期間提供溫暖。相反,它們也可從室內空間吸收熱量并將熱量釋放到外部,以在較溫暖的時期期間冷卻空氣。這種雙重功能使熱泵是高效率的且環保的,因為它們可在不使用單獨的系統的情況下提供加熱和冷卻兩者。
2、在基本的熱泵系統中,一個關鍵部件是壓縮機,其在熱傳遞過程中起著至關重要的作用。壓縮機壓縮制冷劑,提高制冷劑的溫度和壓力。然后,加熱的制冷劑被引導通過制冷劑流換向裝置(典型地為四通換向閥),其確定熱泵是在加熱模式還是在冷卻模式下操作。
3、當熱泵處于冷卻模式時,制冷劑流到也稱為室外盤管的室外熱交換器。這里,制冷劑將熱量釋放到室外空氣,導致制冷劑冷卻下來。冷卻的制冷劑然后通過膨脹裝置(其降低制冷劑的壓力),并繼續到室內熱交換器或室內盤管。在室內盤管中,制冷劑從室內空氣吸收熱量,從而冷卻室內空氣。加熱的制冷劑流回到壓縮機以重新開始循環。
4、另一方面,在加熱模式下,制冷劑遵循反向的路徑。制冷劑從室內盤管移動到膨脹裝置,在該膨脹裝置中制冷劑壓力下降,并且然后前進到室外盤管。在室外盤管中,制冷劑即使在低溫度下也從室外空氣吸收熱量。加熱的制冷劑返回到壓縮機,并且循環繼續。
5、效率在熱泵系統的設計和操作中起著關鍵作用。使熱交換器(室內盤管和室外盤管兩者)的有效性最大化直接有助于提高系統效率和降低總成本。然而,實現更高的效率已經變得越來越具有挑戰性。例如,雖然增加室外盤管的大小可提高效率,但室內盤管的大小受到室內單元的標準化尺寸的限制。在盤管大小方面的這種差異可導致裝料不平衡,從而負面地影響加熱性能。
6、近年來,制造商和設計者正專注于優化熱交換器設計、改善制冷劑流量分配以及采用先進的控制算法。這些努力旨在在盤管大小和制冷劑裝料之間取得更好的平衡,從而提高熱泵系統的的加熱性能和總系統效率。通過不斷突破熱交換器設計的邊界,該行業正在努力釋放更大的效率潛力并提高熱泵技術的能力。
技術實現思路
1、提供本
技術實現要素:
是為了以簡化的格式介紹一系列構思,這些構思在本公開的具體實施方式中進一步描述。本發明內容并不旨在識別本公開的關鍵或基本發明構思,并且也非旨在用于確定本公開的范圍。
2、公開了一種用于優化操作效率而沒有裝料不平衡的熱泵系統。該熱泵系統包括具有室內盤管的室內hvac單元和與室內hvac單元連通的室外hvac單元。室外hvac單元包括與換向閥連通的壓縮機,以及與室內hvac單元和壓縮機連通的室外盤管。室外盤管包括至少一個裝料儲存回路。在冷卻模式期間,液體制冷劑流入室內hvac單元,并且該至少一個裝料儲存回路用作過冷回路。在加熱模式期間,該至少一個裝料儲存回路包含液體制冷劑。
3、在根據本公開的一個或多個實施例中,室外盤管包括多個流體回路和該至少一個裝料儲存回路。
4、在根據本公開的一個或多個實施例中,室外hvac單元還包括位于該至少一個裝料儲存回路和多個流體回路之間的膨脹閥。
5、在根據本公開的一個或多個實施例中,多個流體回路在線性方向上彼此間隔開。
6、在根據本公開的一個或多個實施例中,多個流體回路的數量比該至少一個裝料儲存回路的數量大。
7、在根據本公開的一個或多個實施例中,當在冷卻模式下操作時,室內hvac單元適于從室外盤管接收液體制冷劑并將蒸氣制冷劑在返回到室外盤管之前供應到壓縮機。
8、在根據本公開的一個或多個實施例中,當在加熱模式下操作時,室內hvac單元適于接收離開壓縮機的蒸氣制冷劑并將液體制冷劑返回到室外hvac單元。
9、室外hvac單元包括與室內hvac單元和壓縮機連通的室外盤管。室外盤管包括多個流體回路和至少一個裝料儲存回路。膨脹閥位于該至少一個裝料儲存回路和多個流體回路之間。在冷卻模式期間,液體制冷劑流入室內hvac單元,并且該至少一個裝料儲存回路用作過冷回路。在加熱模式期間,該至少一個裝料儲存回路包含液體制冷劑。
10、公開了一種用于優化熱泵系統的操作效率而沒有裝料不平衡的方法。該方法包括在加熱模式和冷卻模式中的至少一者下操作熱泵系統。該熱泵系統包括具有室內盤管的室內hvac單元和與室內hvac單元連通的室外hvac單元。室外hvac單元包括室外盤管、與換向閥連通的壓縮機、與室內hvac單元和壓縮機連通的蒸氣管線,使得室外盤管包括至少一個裝料儲存回路。在冷卻模式期間,液體制冷劑被供應到室內hvac單元中。該至少一個裝料儲存回路構造成在冷卻模式期間用作過冷回路。該至少一個裝料儲存回路構造成在加熱模式期間包含液體制冷劑。
11、在根據本公開的一個或多個實施例中,室外盤管包括多個流體回路和該至少一個裝料儲存回路。
12、在根據本公開的一個或多個實施例中,包括使多個流體回路在線性方向上彼此間隔開。
13、在根據本公開的一個或多個實施例中,多個流體回路的數量比該至少一個裝料儲存回路的數量大。
14、在根據本公開的一個或多個實施例中,當在冷卻模式下操作時,該方法還包括將室內hvac單元構造成從室外盤管接收液體制冷劑并將蒸氣制冷劑在返回到室外盤管之前供應到壓縮機。
15、在根據本公開的一個或多個實施例中,當在加熱模式下操作時,該方法還包括將室內hvac單元構造成接收離開壓縮機的蒸氣制冷劑并將液體制冷劑返回到室外hvac單元。
16、為了進一步闡明該方法、系統和設備的優點和特征,將通過參考其在附圖中圖示的具體實施例來進行該方法、系統和設備的更具體的描述。將意識到,這些附圖僅描繪了本公開的典型實施例,并且因此不應被認為是對其范圍的限制。將通過附圖以附加的特征和細節來描述和解釋本公開。
1.一種用于優化操作效率而沒有裝料不平衡的熱泵系統,所述熱泵系統包括:
2.根據權利要求1所述的熱泵系統,其中,所述室外盤管包括:
3.根據權利要求1所述的熱泵系統,其中,所述室外hvac單元還包括膨脹閥,所述膨脹閥位于所述至少一個裝料儲存回路和所述多個流體回路之間。
4.根據權利要求3所述的熱泵系統,其中,所述多個流體回路在線性方向上彼此間隔開。
5.根據權利要求3所述的熱泵系統,其中,所述多個流體回路的數量比所述至少一個裝料儲存回路的數量大。
6.根據權利要求1所述的熱泵系統,其中,當在所述冷卻模式下操作時,所述室內hvac單元適于:
7.根據權利要求1所述的熱泵系統,其中,當在所述加熱模式下操作時,所述室內hvac單元適于:
8.一種室外hvac單元,包括:
9.一種用于優化熱泵系統的操作效率而沒有裝料不平衡的方法,所述方法包括:
10.根據權利要求9所述的方法,其中,所述室外盤管包括:
11.根據權利要求9所述的方法,包括將所述多個流體回路在線性方向上彼此間隔開。
12.根據權利要求9所述的方法,其中,所述多個流體回路的數量比所述至少一個裝料儲存回路的數量大。
13.根據權利要求9所述的方法,還包括當在所述冷卻模式下操作時將所述室內hvac單元構造成:
14.根據權利要求9所述的方法,還包括當在所述加熱模式下操作時將所述室內hvac單元構造成: