提供熱回收的制冷系統(tǒng)和制冷方法
【專利摘要】制冷回路1循環(huán)制冷劑并且在制冷劑的流動(dòng)方向上包括至少一個(gè)壓縮機(jī)（4a、4b、4c）；至少一個(gè)排熱換熱器（6）；至少一個(gè)膨脹設(shè)備（8）；和至少一個(gè)蒸發(fā)器（10）。制冷回路（1）還包括至少一個(gè)熱回收換熱器（12），其具有制冷回路側(cè)（12a）和熱回收系統(tǒng)側(cè)（12b）并且被構(gòu)造成在制冷回路側(cè)（12a）和熱回收系統(tǒng)側(cè)（12b）之間傳熱，其中制冷回路側(cè)（12a）被并聯(lián)地流體連接到至少一個(gè)排熱換熱器（6）以使循環(huán)的制冷劑流過制冷回路側(cè)（12a）；以及至少一個(gè)調(diào)節(jié)閥（16），其被構(gòu)造成調(diào)節(jié)流過該至少一個(gè)熱回收換熱器（12）的制冷回路側(cè)（12a）的制冷劑流。該至少一個(gè)調(diào)節(jié)閥（16）可在打開位置、關(guān)閉位置和至少一個(gè)中間位置之間切換，在打開位置調(diào)節(jié)閥（16）完全打開，在關(guān)閉位置調(diào)節(jié)閥（16）完全關(guān)閉，在至少一個(gè)中間位置調(diào)節(jié)閥（16）部分打開。
【專利說明】提供熱回收的制冷系統(tǒng)和制冷方法
[0001]本發(fā)明涉及用于提供熱回收的制冷系統(tǒng)和制冷方法。
[0002]制冷設(shè)施的冷卻回路可包括熱回收單元，其利用來自從壓縮機(jī)排出的被壓縮的熱制冷劑的熱以進(jìn)行加熱。這種熱回收的一個(gè)示例是使用這種熱來升溫水，該水可被用作家庭使用的溫水或熱水。
[0003]對(duì)這種用于家庭使用的溫水或熱水的需求對(duì)于不同的建筑物和應(yīng)用來說變化非常大，并且可能隨著時(shí)間而顯著變化。
[0004]US2009/120110A1公開了一種用于提供來自制冷劑回路的可控?cái)?shù)量的熱回收的方法。該方法包括了如下步驟:提供包括由制冷劑流動(dòng)管線串聯(lián)的壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹設(shè)備和蒸發(fā)器的冷卻回路；提供包括熱回收換熱器的熱回收回路，該熱回收回路被連接到冷卻回路使得熱回收換熱器與冷凝器并聯(lián)，并且熱回收換熱器與要被基于終端用戶對(duì)熱的需求而被加熱的水處于換熱關(guān)系；以及選擇性地使制冷劑流過冷卻模式下的冷卻回路的冷凝器和熱回收模式下的熱回收回路的熱回收換熱器，從而將所述流體的溫度維持在由終端用戶提供的設(shè)置點(diǎn)附近的溫度帶內(nèi)。通過周期地在冷卻模式和熱回收模式之間切換(循環(huán))，系統(tǒng)的傳熱能力的O到100%之間的期望數(shù)量可被轉(zhuǎn)移到要被加熱的流體。這使得必須要執(zhí)行多次切換操作并且導(dǎo)致了隨著時(shí)間的傳熱的改變，這種改變弓I起了系統(tǒng)的連續(xù)改變的操作和非常復(fù)雜的控制。
[0005]因此，有益的是，提供一種能量高效的制冷系統(tǒng)和方法，其帶有對(duì)從制冷回路傳到熱回收系統(tǒng)的熱的改善控制，同時(shí)提供了足夠的靈活性以滿足了對(duì)熱回收系統(tǒng)側(cè)的個(gè)別的且變化的熱需求。
[0006]本發(fā)明的示例性實(shí)施例包括制冷回路，該回路循環(huán)制冷劑并且在制冷劑的流動(dòng)方向上包括:至少一個(gè)壓縮機(jī)；至少一個(gè)排熱換熱器；至少一個(gè)膨脹設(shè)備；和至少一個(gè)蒸發(fā)器。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的制冷回路還包括至少一個(gè)熱回收換熱器，其具有制冷回路側(cè)和熱回收系統(tǒng)側(cè)并且被構(gòu)造成制冷回路側(cè)和熱回收系統(tǒng)側(cè)之間傳熱。制冷回路側(cè)被并聯(lián)地流體連接到制冷回路的至少一個(gè)排熱換熱器，以使循環(huán)的制冷劑流動(dòng)通過該至少一個(gè)熱回收換熱器的制冷回路側(cè)。制冷回路還包括至少一個(gè)調(diào)節(jié)閥，其被構(gòu)造成調(diào)節(jié)流動(dòng)通過該至少一個(gè)熱回收換熱器的制冷回路側(cè)的制冷劑流。該至少一個(gè)調(diào)節(jié)閥可在打開位置、關(guān)閉位置、和至少一個(gè)中間位置之間切換，在打開位置中調(diào)節(jié)閥是完全打開的，在關(guān)閉位置中調(diào)節(jié)閥是完全關(guān)閉的，在至少一個(gè)中間位置中調(diào)節(jié)閥是部分地打開的，以具有小于打開位置中的開度/開口橫截面。
[0007]本發(fā)明的示例性實(shí)施例還包括一種操作制冷回路的方法，該制冷回路具有循環(huán)的制冷劑并且在制冷劑的流動(dòng)方向上包括至少一個(gè)壓縮機(jī)；至少一個(gè)排熱換熱器；至少一個(gè)膨脹設(shè)備；至少一個(gè)蒸發(fā)器和至少一個(gè)熱回收換熱器，該熱回收換熱器包括制冷回路側(cè)和熱回收系統(tǒng)側(cè)并且被構(gòu)造成從循環(huán)的制冷劑向熱回收系統(tǒng)傳熱。熱回收換熱器的制冷回路側(cè)被并聯(lián)地連接到排熱換熱器以使制冷劑流動(dòng)通過制冷回路側(cè)。調(diào)節(jié)閥被構(gòu)造成調(diào)節(jié)流動(dòng)通過熱回收換熱器的制冷劑回路側(cè)的制冷劑流并且方法包括如下步驟:通過控制要被在打開位置、關(guān)閉位置、和至少一個(gè)中間位置之間切換的調(diào)節(jié)閥以調(diào)節(jié)流動(dòng)通過熱回收換熱器的制冷回路側(cè)的制冷劑流，在打開位置中調(diào)節(jié)閥是完全打開的，在關(guān)閉位置中調(diào)節(jié)閥是完全關(guān)閉的，在至少一個(gè)中間位置中，調(diào)節(jié)閥是部分地打開的，以具有比在打開位置中小的開
度/開口橫截面。
[0008]將參照附圖更具體地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0009]附圖示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性制冷回路的示意圖。
[0010]制冷回路I被描述在由虛線包圍的框內(nèi)部的附圖的中部和右手側(cè)。在該附圖的左手側(cè)示出了熱回收系統(tǒng)14的一部分。
[0011]制冷回路I在如箭頭所示的制冷劑的流動(dòng)方向上包括三個(gè)壓縮機(jī)4a、4b、4c,這些壓縮機(jī)并聯(lián)連接以壓縮制冷劑到相對(duì)高的壓力。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，三個(gè)壓縮機(jī)4a、4b,4c中的數(shù)量?jī)H是示例性的并且可使用僅包括一個(gè)壓縮機(jī)4a的任意適合數(shù)量的壓縮機(jī)4a.4b.4c,并且也可提供串聯(lián)連接的壓縮機(jī)。
[0012]壓力管線2附接到壓縮機(jī)4a、4b、4c的出口側(cè)并且分支成第一壓力管線部分2a和第二壓力管線部分2b，第一壓力管線部分2a通向傳統(tǒng)的空冷排熱換熱器6，第二壓力管線部分2b通向熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a。
[0013]離開壓縮機(jī)4a、4b、4c流動(dòng)通過第二壓力管線部分2b和布置在壓縮機(jī)4a、4b、4c下游的熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a的高壓制冷劑將傳熱給如箭頭所示地流動(dòng)通過熱回收換熱器12的熱回收系統(tǒng)側(cè)12b的熱接收流體。流體泵20驅(qū)動(dòng)熱接收流體的流動(dòng)。熱接收流體溫度傳感器28被布置在連接到熱回收換熱器12的熱回收系統(tǒng)側(cè)12b的流體導(dǎo)管19，尤其是在位于熱回收系統(tǒng)側(cè)12b后面的位置，從而測(cè)量已經(jīng)在流動(dòng)通過熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a的熱壓縮制冷劑的背景下被升溫的離開熱回收換熱器12的熱接收流體的溫度。
[0014]借助調(diào)節(jié)閥16控制流動(dòng)通過第二壓力管線部分2b和熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a的高壓制冷劑流，調(diào)節(jié)閥16被布置在熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a的下游。
[0015]調(diào)節(jié)閥16可在打開位置、關(guān)閉位置和至少一個(gè)中間位置之間切換，在打開位置中調(diào)節(jié)閥16完全打開，在關(guān)閉位置中調(diào)節(jié)閥16完全關(guān)閉并且不允許任何制冷劑流過熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a，在至少一個(gè)中間位置中調(diào)節(jié)閥被部分地打開，其開度要小于完全打開位置從而允許被節(jié)流的制冷劑流流動(dòng)通過熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a。
[0016]因此，可通過調(diào)節(jié)閥16控制通過熱回收換熱器12從制冷回路I中循環(huán)的制冷劑向熱回收系統(tǒng)14中流動(dòng)的熱接收流體的傳熱量。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)閥16包括了多個(gè)中間位置，每個(gè)中間位置都代表不同的開度/橫截面，以允許對(duì)流過熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a的壓縮熱制冷劑的量進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)。
[0017]在另一個(gè)實(shí)施例中調(diào)節(jié)閥16的開度/橫截面是在關(guān)閉位置和完全打開位置之間連續(xù)可調(diào)的，從而允許連續(xù)地調(diào)節(jié)流過熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a的制冷劑流。
[0018]因?yàn)檎{(diào)節(jié)閥16被布置在熱回收換熱器12的下游而非上游，所以即使在調(diào)節(jié)閥16被切換到中間位置的時(shí)候它也不會(huì)起到在壓力管線2的熱回收換熱器12上游的第二部分2b中的節(jié)流閥的作用。這種定位在熱回收換熱器12上游的節(jié)流閥會(huì)在進(jìn)入熱回收換熱器12之前令人不滿地膨脹高壓制冷劑。
[0019]制冷劑溫度傳感器24和制冷劑壓力傳感器26被布置在壓力管線2的第二部分2b中以分別測(cè)量流過熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a的制冷劑的溫度和壓力。[0020]在附圖中示出的實(shí)施例中，溫度傳感器24被布置在熱回收換熱器12的下游以測(cè)量在制冷劑已經(jīng)在熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a中通過與流過熱回收換熱器12的熱回收系統(tǒng)側(cè)12b的熱接收流體的換熱而被冷卻后的制冷劑溫度。
[0021]在附圖中示出的實(shí)施例中，壓力傳感器26被布置在熱回收換熱器12的上游。不過，可以將壓力傳感器26布置在熱回收換熱器12的下游，只要其布置在調(diào)節(jié)閥16的上游。
[0022]調(diào)節(jié)閥16的出口側(cè)被流體地連接到接收器7，接收器7被構(gòu)造成用于收集制冷劑。通常，液體制冷劑聚集在接收器7的底部部分并且氣體制冷劑聚集在接收器7的上部氣體空間內(nèi)。
[0023]接收器7的出口被流體連接到膨脹設(shè)備8。離開接收器7的液體制冷劑由膨脹設(shè)備8膨脹并且在蒸發(fā)器10內(nèi)蒸發(fā)，蒸發(fā)器10被布置在膨脹設(shè)備8的下游并與其流體連接。當(dāng)制冷劑在蒸發(fā)器10內(nèi)蒸發(fā)后，其在通過連接蒸發(fā)器10到壓縮機(jī)4a、4b、4c的進(jìn)口側(cè)的抽吸管線回流到壓縮機(jī)4a、4b、4c之前將冷量傳給環(huán)境并從環(huán)境吸收熱量。
[0024]本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解,盡管在附圖中示出的示例性實(shí)施例僅包括一個(gè)膨脹設(shè)備8和僅一個(gè)蒸發(fā)器10，但是可使用任何合適數(shù)量的膨脹設(shè)備8和蒸發(fā)器10。
[0025]在已經(jīng)離開壓縮機(jī)4a、4b、4c之后，制冷劑的沒有流過熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a的部分流過壓力管線2的第二部分2a到達(dá)至少一個(gè)排熱換熱器6，該排熱換熱器被構(gòu)造成將從制冷劑傳熱給環(huán)境。該熱量例如被傳給周圍空氣或連接到該排熱換熱器6的冷卻水回路。如果該熱量被傳給周圍空氣，那么該至少一個(gè)排熱換熱器6可包括至少一個(gè)風(fēng)扇，以抽吸或吹動(dòng)周圍空氣通過該排熱換熱器6以提聞從制冷劑到環(huán)境的傳熱。
[0026]在附圖中示出的實(shí)施例中，設(shè)置了兩個(gè)排熱換熱器6a、6b，它們彼此并聯(lián)地連接。相應(yīng)的可切換閥5a、5b被設(shè)置在每個(gè)排熱換熱器6a、6b的進(jìn)口側(cè)以選擇性地致動(dòng)和停用相應(yīng)的排熱換熱器6a、6b。
[0027]該兩個(gè)排熱換熱器6a、6b可以是分開的、單獨(dú)的排熱換熱器6a、6b，或者是公共的排熱換熱器6的換熱器部分6a、6b。
[0028]可切換閥5a、5b可被實(shí)施為馬達(dá)致動(dòng)的球閥，其分別僅可在完全打開和完全關(guān)閉位置之間切換。將可切換閥5a、5b中的一個(gè)切換到部分打開位置會(huì)提供了在至少一個(gè)排熱換熱器6上游的管線部分2a內(nèi)的節(jié)流閥，這會(huì)起到膨脹設(shè)備的作用而膨脹在制冷回路I內(nèi)循環(huán)的制冷劑。在排熱換熱器6a、6b上游的位置處不期望這種膨脹，因?yàn)樗鼘⒇?fù)面地影響至少一個(gè)排熱換熱器6的效率。
[0029]排熱換熱器6a、6b的出口側(cè)被流體地連接到接收器7以將離開排熱換熱器6a、6b的制冷劑傳遞到接收器7。因此如前面所描述地，在制冷劑被傳遞到膨脹設(shè)備8和蒸發(fā)器10之前，流過第一壓力管線部分2a、可切換閥5a、5b和排熱換熱器6a、6b的制冷劑部分在接收器7內(nèi)與流過第二壓力管線部分2b、熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a和調(diào)節(jié)閥16的制冷劑部分混合。
[0030]并聯(lián)地提供至少兩個(gè)排熱換熱器6a、6b或者換熱器部分6a、6b，它們通過相應(yīng)地相關(guān)聯(lián)的可切換閥5a、5b選擇性地致動(dòng)和/或停用，允許調(diào)節(jié)由排熱換熱器6a、6b或換熱器部分6a、6b提供的排熱能力以適應(yīng)變化的需求。
[0031]這兩個(gè)排熱換熱器6a、6b或換熱器部分6a、6b可具有相同的排熱能力以允許在當(dāng)兩個(gè)可切換閥5a、5b都打開且兩個(gè)排熱換熱器6a、6b或換熱器部分6a、6b都工作時(shí)的完全可獲得排熱能力(100%)和在僅其中一個(gè)可切換閥5a、5b打開而第二個(gè)可切換閥5a、5b關(guān)閉以使得僅一個(gè)排熱換熱器6a、6b或換熱器部分6a、6b工作時(shí)的可獲得的最大排熱能力的一半(50%)之間切換。
[0032]在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，排熱換熱器或換熱器部分6a、6b中的第二個(gè)6b的排熱能力可以是排熱換熱器或換熱器部分6a、6b中的第一個(gè)6a的排熱能力的兩倍大，從而允許通過分別僅致動(dòng)排熱換熱器6a、6b或換熱器部分6a、6b中的第一個(gè)得到的最大排熱能力的三分之一(33 %)、僅致動(dòng)排熱換熱器6a、6b或換熱器部分6a、6b中的第二個(gè)得到的最大排熱能力的三分之二(66%)、和致動(dòng)全部?jī)蓚€(gè)排熱換熱器6a、6b或換熱器部分6a、6b得到的全部(100% )排熱能力之間切換。
[0033]當(dāng)然，可設(shè)置具有任何其它排熱能力的排熱換熱器6a、6b，并且可添加另外的排熱換熱器6a、6b或者排熱換熱器部分6a、6b以允許對(duì)由排熱換熱器6a、6b提供的排熱能力的更細(xì)微的調(diào)節(jié)。
[0034]閃蒸氣體分接管線9流體地連接接收器7的上部氣體空間部分到壓縮機(jī)4a、4b、4c的進(jìn)口側(cè)以允許將閃蒸氣體從接收器7直接轉(zhuǎn)移到壓縮機(jī)4a、4b、4c的進(jìn)口側(cè)，從而提高制冷回路I的性能。
[0035]該系統(tǒng)還包括控制單元22，其通過圖中未示出的電力線連接到壓縮機(jī)4a、4b、4c、可切換閥5a、5b、調(diào)節(jié)閥16和/或流體泵20以控制所述設(shè)備的操作。
[0036]控制單元22可基于由熱接收流體溫度傳感器28、制冷劑溫度傳感器24和/或制冷劑壓力傳感器26測(cè)量的溫度和壓力值操作。
[0037]控制單元22可被實(shí)現(xiàn)為單個(gè)的控制單元22的形式或由多個(gè)(子)控制單元22a、22b實(shí)現(xiàn)，每個(gè)(子)控制單元22a、22b被構(gòu)造成控制系統(tǒng)的不同部分。特別地，第一(子)控制單元22a可用來實(shí)現(xiàn)控制制冷回路I而第二 (子)控制單元22b可用來實(shí)現(xiàn)控制熱回收系統(tǒng)14。
[0038]控制單元22可被構(gòu)造成選擇性地在不同模式之間切換該系統(tǒng)，從而根據(jù)在熱回收系統(tǒng)14的一側(cè)上的實(shí)際熱需求調(diào)節(jié)從在制冷回路I內(nèi)循環(huán)的制冷劑傳遞到熱回收系統(tǒng)14的熱接收流體的熱。
[0039]在第一操作模式中，由制冷回路I產(chǎn)生的全部熱都由熱回收系統(tǒng)14消耗。在這種情況下，調(diào)節(jié)閥16打開并且全部?jī)蓚€(gè)可切換閥5a、5b都關(guān)閉使得離開壓縮機(jī)4a、4b、4c的全部高壓制冷劑流過壓力管線2的第二部分2b和熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a，其中它將它的熱傳遞給由流體泵20泵送通過熱回收換熱器12的熱回收系統(tǒng)側(cè)12b的熱接收流體。
[0040]在第二操作模式中，在制冷回路I內(nèi)產(chǎn)生的熱超過了熱回收系統(tǒng)14的熱需求。在這種情況下，調(diào)節(jié)閥16被控制以調(diào)節(jié)通過熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a的制冷劑流并且由此控制被傳到流過熱回收換熱器12的熱回收系統(tǒng)側(cè)12b的熱接收流體的熱的量以匹配熱回收系統(tǒng)14的實(shí)際需求。任何不由熱回收系統(tǒng)14消耗的多余的熱通過排熱換熱器6a、6b被傳到環(huán)境。具體來說，這些排熱換熱器6a、6b或者排熱換熱器部分6a、6b通過可切換閥5a、5b致動(dòng)，該可切換閥5a、5b對(duì)于將剩余的熱從制冷回路I內(nèi)循環(huán)的制冷劑傳到環(huán)境來說是必要的。
[0041]如果一個(gè)排熱換熱器6a、6b或排熱換熱器部分6a、6b的排熱能力不足以將全部剩余的熱從在制冷回路I內(nèi)循環(huán)的制冷劑傳走，那么至少一個(gè)另外的排熱換熱器6a、6b或排熱換熱器部分6a、6b或者全部的排熱換熱器6a、6b/排熱換熱器部分6a、6b被致動(dòng)。
[0042]在第三操作模式中，熱回收系統(tǒng)14不需要熱量。在這種情況下，調(diào)節(jié)閥16被完全關(guān)閉使得沒有制冷劑流過熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a。在這種情況下，由制冷回路
I的操作產(chǎn)生的全部熱都通過至少一個(gè)被致動(dòng)的排熱換熱器6或排熱換熱器部分6a、6b被從制冷劑傳給環(huán)境。同樣，這些排熱換熱器6a、6b或排熱換熱器部分6a、6b由可切換閥5a、5b致動(dòng)，可切換閥5a、5b對(duì)于從在制冷回路I內(nèi)循環(huán)的制冷劑傳熱到環(huán)境來說是必要的。
[0043]流過熱回收系統(tǒng)14的熱接收流體的溫度進(jìn)一步可通過借助流體泵20調(diào)節(jié)通過熱回收換熱器12的熱回收系統(tǒng)側(cè)12b的熱接收流體流來調(diào)節(jié)。
[0044]所描述的實(shí)施例允許準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)由熱回收換熱器12回收并且被傳到熱回收系統(tǒng)14的熱量。其消除了如果熱回收系統(tǒng)14的熱需求不是大到足以吸收由制冷回路I的操作產(chǎn)生的全部熱量，則離開熱回收換熱器12的制冷回路側(cè)12a的兩相制冷劑流的問題。因此，根據(jù)所公開的實(shí)施例的制冷回路I不需要液體分離器以將液相制冷部分和氣相制冷部分與循環(huán)的制冷劑分離開。這減少了制冷回路I的成本。
[0045]對(duì)制冷回路I和/或熱回收系統(tǒng)14的控制可通過合適的在控制單元22內(nèi)運(yùn)行的軟件實(shí)現(xiàn)。這避免了可在終端用戶側(cè)的操作(比如所需求的熱的變化)期間發(fā)生的負(fù)面影響。該實(shí)施例允許使用帶有兩個(gè)可鎖定盤管的排熱換熱器6，從而避免了在冷年度季節(jié)(冬季模式)期間將系統(tǒng)中的高壓保持在要求的水平的問題。
[0046]根據(jù)示例性實(shí)施例，如本文中所述，熱回收系統(tǒng)工作通過控制被傳到熱回收系統(tǒng)的熱接收流體的熱而確保制冷回路的穩(wěn)定的且安全的操作。
[0047]該控制同樣是簡(jiǎn)單的。如果調(diào)節(jié)閥已經(jīng)被設(shè)置到合適的位置以通過熱回收換熱器實(shí)現(xiàn)到熱回收系統(tǒng)側(cè)的要求的換熱，并且，如果可行的話，相應(yīng)的排熱換熱器還已經(jīng)被致動(dòng)以將剩余的熱傳給環(huán)境，那么該系統(tǒng)就正以穩(wěn)定的且恒定的方式運(yùn)行。在熱回收系統(tǒng)側(cè)或在蒸發(fā)器處的需求的變化將僅引起操作的變化。切換操作的數(shù)量被減小到最小。
[0048]根據(jù)示例性實(shí)施例，如本文描述的，回收了由制冷回路產(chǎn)生的全部熱，這對(duì)高能量效率有貢獻(xiàn)。
[0049]在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)閥可在打開位置、關(guān)閉位置和至少一個(gè)中間位置之間切換，這取決于在熱回收換熱器的熱回收系統(tǒng)側(cè)的熱需求。這允許通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)傳到熱回收系統(tǒng)的熱以匹配在連接到熱回收系統(tǒng)的終端用戶的實(shí)際熱需求。
[0050]在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)閥包括多個(gè)中間位置。這允許對(duì)流過熱回收換熱器的制冷回路側(cè)的制冷劑流的精細(xì)調(diào)節(jié)以及由此對(duì)傳到熱回收系統(tǒng)的熱的精細(xì)調(diào)節(jié)。
[0051]在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)閥的開度(橫截面)可在關(guān)閉位置和(完全)打開位置之間連續(xù)地變化。這允許連續(xù)地調(diào)節(jié)從制冷回路傳到熱回收系統(tǒng)的熱。
[0052]在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)閥被布置在熱回收換熱器的下游。這避免了部分打開的調(diào)節(jié)閥，即，已經(jīng)被切換到中間位置的調(diào)節(jié)閥，起到節(jié)流閥的作用，從而部分地膨脹在熱回收換熱器上游的制冷回路內(nèi)循環(huán)的制冷劑并且由此惡化了熱回收換熱器的效率。
[0053]在一個(gè)實(shí)施例中，制冷回路包括了至少兩個(gè)排熱換熱器或者排熱換熱器部分。這允許通過選擇性地分別致動(dòng)和/或停用排熱換熱器或排熱換熱器部分中的一個(gè)或多個(gè)來調(diào)節(jié)由排熱換熱器排出的熱的量。[0054]在一個(gè)實(shí)施例中，排熱換熱器或排熱換熱器部分中的至少兩個(gè)具有不同的能力。這提供了額外的選擇以通過致動(dòng)排熱換熱器或排熱換熱器部分中的合適組來調(diào)節(jié)由所致動(dòng)的排熱換熱器或排熱換熱器部分提供的能力。
[0055]在一個(gè)實(shí)施例中，第二排熱換熱器或排熱換熱器部分具有的能力是第一排熱換熱器或排熱換熱器部分的能力的兩倍大。這提供了甚至更多的選擇以通過致動(dòng)排熱換熱器或排熱換熱器部分中的合適組來調(diào)節(jié)由所致動(dòng)的排熱換熱器或排熱換熱器部分提供的能力。
[0056]在一個(gè)實(shí)施例中，制冷回路包括至少一個(gè)可切換閥，該閥被構(gòu)造成控制流過對(duì)應(yīng)的排熱換熱器或排熱換熱器部分的制冷劑流。這允許通過打開和/或關(guān)閉所選的可切換閥來調(diào)節(jié)由排熱換熱器或排熱換熱器部分提供的能力。
[0057]在一個(gè)實(shí)施例中，可切換閥被相應(yīng)地關(guān)聯(lián)到排熱換熱器或排熱換熱器部分中的每一個(gè)。這允許個(gè)別地致動(dòng)和/或停用排熱換熱器或排熱換熱器部分中的每一個(gè)以調(diào)節(jié)由排熱換熱器或排熱換熱器部分提供的能力。
[0058]在一個(gè)實(shí)施例中，可切換閥中的至少一個(gè)僅能在完全打開和完全關(guān)閉位置之間切換。這避免了部分打開的可切換閥起到節(jié)流閥的作用以膨脹流過相應(yīng)的排熱換熱器上游的制冷回路的制冷劑，這會(huì)負(fù)面地影響借助該排熱換熱器的從制冷劑到環(huán)境的傳熱。
[0059]在一個(gè)實(shí)施例中，可切換閥中的至少一個(gè)是馬達(dá)致動(dòng)的球閥。這允許方便地打開和關(guān)閉該可切換閥。
[0060]在一個(gè)實(shí)施例中，該至少一個(gè)可切換閥被布置在對(duì)應(yīng)的排熱換熱器的上游或下游，從而允許阻擋制冷劑流入相應(yīng)的排熱換熱器。
[0061]在另一個(gè)實(shí)施例中，熱回收系統(tǒng)包括至少一個(gè)流體泵，該流體泵被構(gòu)造成泵送熱接收流體通過熱回收換熱器的熱回收系統(tǒng)側(cè)。這支持了熱接收流體流過熱回收換熱器并且提高了從在制冷回路內(nèi)循環(huán)的制冷劑到該熱接收流體的熱傳遞。
[0062]一個(gè)實(shí)施例包括控制單元，其被構(gòu)造成至少控制該調(diào)節(jié)閥。這允許通過控制該至少一個(gè)調(diào)節(jié)閥來控制被傳到熱接收流體的熱的量。
[0063]一個(gè)實(shí)施例包括控制單元，其被構(gòu)造成控制該至少一個(gè)壓縮機(jī)的操作。這允許在操作中控制制冷回路的制冷能力。
[0064]該控制單元可由單個(gè)控制單元提供或者由一對(duì)(子)控制單元提供，每個(gè)(子)控制單元被指定給特定的任務(wù)或一組特定的任務(wù)。具體來說，第一(子)控制單元可被指定為控制制冷回路，而第二 (子)控制單元被指定為控制熱回收系統(tǒng)。該(子)控制單元可被互相連接以交換協(xié)調(diào)它們的操作的信號(hào)。
[0065]一個(gè)實(shí)施例包括至少一個(gè)制冷劑溫度傳感器，該傳感器被構(gòu)造成測(cè)量在制冷回路I內(nèi)循環(huán)的制冷劑的溫度。這允許基于在制冷回路內(nèi)循環(huán)的制冷劑的溫度控制制冷回路和調(diào)節(jié)閥。
[0066]一個(gè)實(shí)施例包括至少一個(gè)制冷壓力傳感器，該傳感器被構(gòu)造成測(cè)量流過制冷回路的制冷劑的壓力，以允許基于在制冷回路內(nèi)循環(huán)的制冷劑的測(cè)量壓力控制制冷回路的操作。
[0067]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了流體溫度傳感器，該傳感器被構(gòu)造成測(cè)量流過熱回收換熱器的熱回收系統(tǒng)側(cè)的熱接收流體的溫度，從而允許基于流過熱回收換熱器的熱回收系統(tǒng)側(cè)的熱接收流體的測(cè)量溫度控制制冷回路的操作。[0068]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，首先調(diào)節(jié)閥被切換到熱回收換熱器中的換熱滿足了要求的熱需求的位置，并且然后如果還有剩余的熱，就通過排熱換熱器中的一個(gè)或多個(gè)將剩余的熱傳給環(huán)境。由此，總是滿足了熱回收系統(tǒng)內(nèi)的熱需求，并且僅是在存在還沒有被熱回收系統(tǒng)利用的剩余熱的情況下才不得不操作排熱換熱器。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的操作制冷回路的方法包括根據(jù)在熱回收換熱器的熱回收系統(tǒng)側(cè)的熱需求控制調(diào)節(jié)閥，以恰好將所需求量的熱傳給熱回收系統(tǒng)。
[0070]在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)在制冷回路內(nèi)循環(huán)的制冷劑的溫度和/或壓力控制調(diào)節(jié)閥，以優(yōu)化被傳到熱回收系統(tǒng)的熱的量。
[0071]雖然已經(jīng)參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改并且等同方式可用來替換本發(fā)明中的元件。而且，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可進(jìn)行改進(jìn)以使特定的情況或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，并不意圖將本發(fā)明限定為所公開的特定的實(shí)施例，而本意是本發(fā)明將包括所有落入后附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的實(shí)施例。
[0072]附圖標(biāo)記 I制冷回路
2壓力管線 2a第一壓力管線部分 2b第二壓力管線部分 4a、4b、4c壓縮機(jī) 5a、5b可切換閥 6排熱換熱器
6a、6b排熱換熱器或排熱換熱器部分
7接收器
8膨脹設(shè)備
10蒸發(fā)器
12熱回收換熱器
12a熱回收換熱器的制冷回路側(cè)
12b熱回收換熱器的熱回收系統(tǒng)側(cè)
14熱回收系統(tǒng)
16調(diào)節(jié)閥
19流體管線
20流體泵
22控制單元
22a第一(子)控制單元
22b第二 (子)控制單元
24制冷劑溫度傳感器
26制冷劑壓力傳感器
28熱接收流體溫度傳感器
【權(quán)利要求】
1.一種循環(huán)制冷劑的制冷回路(1)，其在制冷劑的流動(dòng)方向上包括: 至少一個(gè)壓縮機(jī)(4a、4b、4c)； 至少一個(gè)排熱換熱器(6); 至少一個(gè)膨脹設(shè)備(8);以及 至少一個(gè)蒸發(fā)器(10); 制冷回路(I)還包括: 至少一個(gè)熱回收換熱器(12)，其具有制冷回路側(cè)(12a)和熱回收系統(tǒng)側(cè)(12b)，并且被構(gòu)造成用于在制冷回路側(cè)(12a)和熱回收系統(tǒng)側(cè)(12b )之間傳熱，其中制冷回路側(cè)(12a)被并聯(lián)地流體連接到所述至少一個(gè)排熱換熱器(6)以使循環(huán)的制冷劑流過制冷回路側(cè)(12a);以及 至少一個(gè)調(diào)節(jié)閥(16)，其被構(gòu)造成調(diào)節(jié)流動(dòng)通過該至少一個(gè)熱回收換熱器(12)的制冷回路側(cè)(12a)的制冷劑流； 其中所述至少一個(gè)調(diào)節(jié)閥(16)可在如下位置之間切換: 打開位置，其中調(diào)節(jié)閥(16)完全打開； 關(guān)閉位置，其中該調(diào)節(jié)閥(16)完全關(guān)閉；以及至少一個(gè)中間位置，其中調(diào)節(jié)閥(16)部分地打開。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷回路(I)，其中調(diào)節(jié)閥(16)可在所述打開位置、關(guān)閉位置和至少一個(gè)中間位置之間切換，這取決于在熱回收換熱器(12)的熱回收系統(tǒng)側(cè)(12a)的熱需求。`
3.如權(quán)利要求1或2所述的制冷回路(1)，其中調(diào)節(jié)閥(16)包括多個(gè)不同的中間位置。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷回路(1)，其中調(diào)節(jié)閥(16)的開度可在所述打開位置和所述關(guān)閉位置之間連續(xù)地變化。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷回路(1)，其中調(diào)節(jié)閥(16)被布置在熱回收換熱器(12)的下游。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷回路(1)，包括至少兩個(gè)排熱換熱器(6a、6b)或者排熱換熱器部分(6a、6b)。
7.如權(quán)利要求6所述的制冷回路(1)，包括具有不同能力的至少兩個(gè)排熱換熱器(6a、6b)或者排熱換熱器部分(6a、6b)。
8.如權(quán)利要求7所述的制冷回路(1)，其中第二排熱換熱器(6b)或排熱換熱器部分(6b)具有的能力是第一排熱換熱器(6a)或排熱換熱器部分(6a)的能力的兩倍大。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷回路(1)，還包括至少一個(gè)可切換閥(5a、5b)，其被構(gòu)造成控制流過相關(guān)的排熱換熱器(6a、6b)或者排熱換熱器部分(6a、6b)的制冷劑流。
10.如權(quán)利要求9所述的制冷回路(1)，其中排熱換熱器(6a、6b)或排熱換熱器部分(6a、6b)中的每一個(gè)都關(guān)聯(lián)有可切換閥(5a、5b)。
11.如權(quán)利要求9或10所述的制冷回路(1)，其中所述至少一個(gè)可切換閥(5a、5b)僅可在完全打開和完全關(guān)閉狀態(tài)之間切換。
12.如權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)所述的制冷回路(1)，其中至少一個(gè)可切換閥(5a、5b)是馬達(dá)致動(dòng)的球閥。
13.如權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)所述的制冷回路(1)，其中所述至少一個(gè)可切換閥(5a、5b)布置在相關(guān)的排熱換熱器(6a、6b)或者排熱換熱器部分(6a、6b)的上游或下游。
14.如權(quán)利要求9-13中任一項(xiàng)所述的制冷回路(1)，還包括控制單元(22、22a、22b)，其被構(gòu)造成控制所述至少一個(gè)可切換閥(5a、5b)。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷回路(1)，還包括流體泵(20)，其被構(gòu)造成泵送熱接收流體通過熱回收換熱器(12 )的熱回收系統(tǒng)側(cè)(12b )。
16.如權(quán)利要求17所述的制冷回路(I)，還包括控制單元(22、22a、22b)，其被構(gòu)造成控制流體泵(20)。
17.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷回路(1)，還包括控制單元(22、22a、22b)，其被構(gòu)造成控制所述至少一個(gè)調(diào)節(jié)閥(16 )。
18.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷回路(1)，還包括控制單元(22、22a、22b)，其被構(gòu)造成控制所述至少一個(gè)壓縮機(jī)(4a、4b、4c)。
19.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷回路(1)，還包括至少一個(gè)制冷劑溫度傳感器(24)，其被構(gòu)造成測(cè)量在制冷回路(I)內(nèi)循環(huán)的制冷劑的溫度。
20.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷回路(1)，還包括至少一個(gè)制冷劑壓力傳感器(26)，其被構(gòu)造成測(cè)量在制冷回路(I)內(nèi)循環(huán)的制冷劑的壓力。
21.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷回路(1)，還包括至少一個(gè)流體溫度傳感器(28)，其被構(gòu)造成測(cè)量流過熱回收換熱器(12)的熱回收系統(tǒng)側(cè)(12b)的熱接收流體的溫度。
22.—種操作制冷回路(I)的`方法，該制冷回路具有循環(huán)的制冷劑并在制冷劑的流動(dòng)方向上包括: 至少一個(gè)壓縮機(jī)(4a、4b、4c)； 至少一個(gè)排熱換熱器(6a、6b)； 至少一個(gè)膨脹設(shè)備(8);以及 至少一個(gè)蒸發(fā)器(10); 制冷回路(I)還包括: 至少一個(gè)熱回收換熱器(12)，其包括制冷回路側(cè)(12a)和熱回收系統(tǒng)側(cè)(12b)并且被構(gòu)造成用于從循環(huán)的制冷劑向熱回收系統(tǒng)(14)傳熱， 其中制冷回路側(cè)(12a)被并聯(lián)地連接到排熱換熱器(6a、6b)以使制冷劑流過制冷回路側(cè)(12a);以及 調(diào)節(jié)閥(16)，其被構(gòu)造成調(diào)節(jié)流過熱回收換熱器(12)的制冷回路側(cè)(12a)的制冷劑流，其中該方法包括步驟:通過控制調(diào)節(jié)閥(16)在如下位置之間切換以調(diào)節(jié)流過熱回收換熱器(12)的制冷回路側(cè)(12a)的制冷劑流: 打開位置，其中調(diào)節(jié)閥(16)完全打開； 關(guān)閉位置，其中該調(diào)節(jié)閥(16)完全關(guān)閉；以及至少一個(gè)中間位置，其中調(diào)節(jié)閥(16)部分地打開。
23.如權(quán)利要求24所述的方法，其中根據(jù)熱回收換熱器(12)的熱回收系統(tǒng)側(cè)(12b )上的熱需求控制調(diào)節(jié)閥(16)。
24.如權(quán)利要求24或25所述的方法，其中首先調(diào)節(jié)閥(16)被切換到熱回收換熱器(12)中的換熱滿足了要求的熱需求的位置，并且然后如果還有剩余的熱，就通過排熱換熱器(6a、6b)中的一個(gè)或多個(gè)將剩余的熱傳給環(huán)境。
25.如權(quán)利要求24-26中任一項(xiàng)所述的方法，其中根據(jù)制冷回路(I)中循環(huán)的制冷劑的溫度控制調(diào)節(jié)閥(16)。
26.如權(quán)利要求24-27中任一項(xiàng)所述的方法，其中根據(jù)制冷回路(I)中循環(huán)的制冷劑的壓力控制調(diào)節(jié)閥(16)。`
【文檔編號(hào)】F25B41/04GK103874894SQ201180073176
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月2日
【發(fā)明者】A.坦博夫切夫, C.索伊曼 申請(qǐng)人:開利公司