[发明专利]加热和冷却系统、加热和冷却设备以及制造该设备的方法

说明书

本申请涉及一种加热和冷却系统、加热和冷却设备以及制造该设备的方法。模块化加热和冷却系统可包含连接到流体输入端和流体输出端的一个或多个模块。由于流体在常规模块化加热和冷却系统中的混合，因此该系统通常在冷却、加热和源流体回路中使用单个流体。本发明提供一种包括至少一个加热和冷却设备的模块化加热系统。该设备包括第一热交换器、第二热交换器和第三热交换器。该设备进一步包括制冷剂线路系统，该制冷剂线路系统耦合到该第一(例如，冷却)、第二(例如，加热)和第三(例如，源)热交换器且可被配置成用于选择性地引导制冷剂流体通过该热交换器以提供多个操作模式。该加热、冷却和源流体回路可为分离和独立的，使得该流体不会混合。

技术领域

本公开涉及加热和冷却系统。本申请涉及一种用于模块化加热和冷却系统的设备和方法。更具体地说，本公开涉及包括一个或多个热交换器和流体回路的模块化加热和冷却系统。

背景技术

加热和冷却系统，例如用于内部空间的空调系统，通常包含热交换器和流体，该流体通过热交换器循环以提供所需加热和/或冷却。典型热交换器的实例包含蒸发器和冷凝器。

模块化加热和冷却系统可包含连接到流体输入端和流体输出端的一个或多个模块。常规模块化系统的模块通常由两个热交换器组成：第一热交换器，其专门用作蒸发器以使“冷却”或“冷”流体冷却；和第二热交换器，其充当冷凝器以向“加热”或“热”流体提供热量。此装置类似于基础制冷循环。“源”流体也可通过充当热源或散热器向系统提供热量或冷却中的任一个。在一些情况下，换向阀用于使蒸发器与冷凝器热量之间的制冷剂循环换向。在常规系统中，控制阀通常用于根据负载要求切换加热流体、冷却流体和源流体当中的液体流动。

在这些情形中使用的各种常规流体切换方法包含三通阀、二通阀和不同端盖。这些常规方法使冷却流体、加热流体和源流体混合。因此，此类系统要求这三个液体回路具有相同类型的溶液。作为一实例，如果一个流体回路要求乙二醇以某一百分比混合(例如，因为流体回路部分地在室外)，那么其它流体回路必须为同一百分比的乙二醇。这可致使系统效率低下，因为乙二醇溶液对于热传递通常不太有效，且比不含乙二醇的水更加昂贵。

发明内容

根据一个方面，提供一种加热和冷却设备，其包括：第一热交换器、第二热交换器和第三热交换器；压缩机；用于第一流体的第一流体线路，其耦合到第一热交换器；用于第二流体的第二流体线路，其耦合到第二热交换器；制冷剂线路系统，其耦合到第一、第二和第三热交换器且可被配置成：在第一操作模式中引导制冷剂流体通过第一和第三热交换器和压缩机以使第一流体冷却；在第二操作模式中引导制冷剂流体通过第二和第三热交换器和压缩机以对第二流体进行加热；和在第三操作模式中引导制冷剂流体通过第一和第二热交换器和压缩机以使第一流体冷却和对第二流体进行加热。

在一些实施例中：针对第一操作模式，制冷剂线路系统可被配置成在第一流动方向上引导制冷剂通过第三热交换器，使得第三热交换器充当散热器；且针对第二操作模式，制冷剂线路系统可被配置成在第二流动方向上引导制冷剂通过第三热交换器，使得第三热交换器充当热源。

在一些实施例中，第一流体线路和第二流体线路彼此独立和分离，由此维持第一和第二流体的分离。

在一些实施例中：第一流体线路包括可连接到第一流体流入管线的第一流体输入端和可连接到第一流体流出管线的第一流体输出端；且第二流体线路包括可连接到第二流体流入管线的第二流体输入端和可连接到第二流体流出管线的第二流体输出端。

在一些实施例中，加热和冷却设备可进一步在待机操作模式中操作。

在一些实施例中，第一、第二和第三流体线路中的每一个包括相应阀以控制穿过其的流动。

在一些实施例中，设备进一步包括控制模块，该控制模块连接到制冷剂线路系统且可操作以在操作模式之间进行选择。