[发明专利]具有改进的热回收特征的热泵冷却器

权利要求书

1.一种加热和冷却系统，包括：

一个蒸发器，其被配置为使制冷剂蒸发以冷却第一流体流；

一个压缩机，其联接至所述蒸发器，被配置为压缩已蒸发的制冷剂；

一个冷凝器，其被配置为冷凝由所述压缩机压缩的制冷剂，以加热第二流体流；

一个热交换器，其被配置为接收来自所述冷凝器的制冷剂，以选择性地从所述制冷剂中提取热量或者增加热量至所述制冷剂，以及将所述制冷剂传送至所述蒸发器；

在所述冷凝器和所述热交换器之间的第一控制阀系，其被配置为在系统的第一工作模式中调整从所述冷凝器到所述热交换器的制冷剂的流量；以及

在所述冷凝器和所述热交换器之间的第二控制阀系，其被配置为在系统的第二工作模式中调整从所述热交换器到所述蒸发器的制冷剂的流量。

2.根据权利要求1所述的系统，其中视工作模式而定，所述热交换器被配置为用作蒸发器或者用作冷凝器。

3.根据权利要求1所述的系统，其中在所述第一工作模式和所述第二工作模式中，所述制冷剂沿着相同方向流过所述蒸发器、所述压缩机以及所述冷凝器。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一控制阀系被配置为在所述第一工作模式中用作膨胀阀，以及所述第二控制阀系被配置为在所述第二工作模式中用作膨胀阀。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一控制阀系和所述第二控制阀系中的每一个都包括一个二通阀，所述二通阀被配置为可受控地打开，以在所述制冷剂中形成期望的压降。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一控制阀系包括一个旁通阀以及一个与所述旁通阀并联的电可控的膨胀阀。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第二控制阀系包括一个旁通阀以及一个与所述旁通阀并联的电可控的膨胀阀。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第二控制阀系的所述旁通阀流体联接至所述热交换器与所述第一控制阀系的电可控的膨胀阀相对的流体流侧。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一控制阀系和所述第二控制阀系的所述旁通阀和所述电可控的膨胀阀是可控的，以在所述第一工作模式和所述第二工作模式中改变所述制冷剂流过所述热交换器的方向。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一流体流和第二流体流包括水和/或盐水。

11.根据权利要求1所述的系统，包括控制电路，所述控制电路联接至所述第一控制阀系和所述第二控制阀系，并被配置为调整所述第一控制阀系和所述第二控制阀系的打开和关闭，以使系统工作在所述第一模式和所述第二模式中。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一控制模式包括打开所述第一控制阀系以使制冷剂压降最小化，同时使第二控制阀系用作膨胀阀以提供大的压降，所述第二控制模式包括使第一控制阀系用作膨胀阀以提供大的压降，同时打开所述第二控制阀系以使压降最小化，由此所述热交换器在所述第一工作模式中用作冷凝器，并在所述第二工作模式中用作蒸发器。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一工作模式和所述第二工作模式选自如下组的模式：仅冷却模式、带有部分热回收的冷却模式、带有辅助排热的热泵模式、带有完全热回收的热泵模式、带有源自热交换器的辅助热的热泵模式、仅加热模式、以及除霜模式。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述系统被配置为在所述组中的两个以上的模式下工作。

15.根据权利要求1所述的系统，其中所述模式中的一个是仅冷却模式，在该仅冷却模式中，所述热交换器作为冷凝器工作，没有第二流体流通过所述冷凝器。

16.根据权利要求15所述的系统，其中在所述仅冷却模式中，压缩机容量基于所述第一流体流的温度来控制。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述系统包括一个风扇，用于推动空气经过所述热交换器，所述风扇被控制以最小化能量消耗，同时保持通过所述第二控制阀系的足够压差。

18.根据权利要求1所述的系统，其中所述模式中的一个是带有部分热回收的冷却模式，在该带有部分热回收的冷却模式中，所述热交换器作为冷凝器工作，第二流体流通过所述冷凝器。