递或吸收热量，以及将制冷剂转移到蒸发器40或抽吸 管路52。
[0028] 如图示的，闭合回路34包括多个闭合回路，制冷剂可由一系列可控阀被引导通过 所述多个闭合回路。每个闭合回路可对应于热栗30的一个或多个运行模式。回路可包括 将制冷剂输送经过不同构件的不同流体流动管路，这些流动管路在特定接合点处相连。更 具体地讲，冷凝器可沿着冷凝器管路54 (例如，压缩机系统44的排放口与冷凝器36的排放 口之间的管道）设置，蒸发器40可设置在蒸发器管路56 (例如，冷凝器36的排放口和蒸发 器40的排放口之间的管道）上，盘管46可设置在盘管管路58 (例如，盘管46的一端与盘 管46的另一端之间的管道）上，压缩机系统44可设置在压缩机管路60 (例如，蒸发器40 的排放口和压缩机系统44的排放口之间的管道）上。
[0029] 压缩机管路60在位于压缩机管路60的排放端的接合点62处连接到冷凝器管路 54和排放管路50。压缩机管路60还在位于压缩机管路60的抽吸端的接合点64处连接到 蒸发器管路56和抽吸管路52。制冷剂在抽吸端流入压缩机管路60,且在排放端流出压缩 机管路60。盘管管路58在位于盘管管路58的一端的接合点66处连接到排放管路50和抽 吸管路52。盘管管路还在位于盘管管路58的相反端的接合点68处连接到冷凝器管路54 和蒸发器管路56。应该要注意的是，在一些实施例中，构成闭合回路34的管路的相对位置 可以使用其它布局。
[0030] 如上所述，闭合回路34内的制冷剂流动可以通过驱动设置在闭合回路34的特定 位置的阀被引导。例如，在图示的实施例中，热栗30包括设置在排放管路50上的第一阀70， 和设置在抽吸管路52上的第二阀72。第一阀70构造为根据其打开/关闭位置，使得或防 止压缩后的制冷剂从压缩机系统44流向盘管46。类似地，第二阀72构造为使得或防止制 冷剂从盘管46流向压缩机系统44。另外，热栗30可包括膨胀阀74、76和78。根据某些实 施例，膨胀阀74、76和78可以是由控制器32操作以根据抽吸过热度、蒸发器液位或其它参 数来改变制冷剂流动的热膨胀阀或电子膨胀阀。更具体地讲，膨胀阀74、76和78构造为分 别使得或防止制冷剂流经冷凝器36、盘管46和蒸发器40。
[0031] 在图示的实施例中，第一膨胀阀74设置在冷凝器36和接合点68之间的冷凝器管 路54的出口侧。第二膨胀阀76设置在盘管46和接合点68之间的盘管管路58上。第三 膨胀阀78设置在接合点68和蒸发器40之间的蒸发器管路56的入口侧。在图示的实施例 中，热栗30还包括设置在抽吸管路52上的止回阀80,以保持制冷剂以期望的流向流经抽吸 管路52。止回阀80可以是球形止回阀，隔膜式止回阀，摆动式止回阀，或适于提供单向流动 的其它一些类型的止回阀。应该要注意的是，其它阀，包括膨胀阀和止回阀，可不同于本实 施例中所图示地位于热栗30的不同管路上。
[0032] 为了控制热栗30所需的运行模式以及冷凝器36和蒸发器40上所需的温度梯度， 热栗30可包括传感器82,其构造为测量制冷剂和/或加热和冷却负荷38和42的一个或多 个运行参数（例如，温度，压力等）。例如，热栗30可包括加热温度传感器82A，其构造为 测量被冷凝器36加热的流体的温度；和冷却温度传感器82B，其构造为测量被蒸发器40冷 却的流体的温度。其它传感器84可构造为测量环境空气的温度和/或压力状态。例如，传 感器84可包括构造为测量盘管46之外的环境空气的温度的环境空气温度传感器。传感器 82和84可通过无线或硬线连接提供测量反馈给控制器32 (例如，自动控制器，可编程逻辑 控制器，分布式控制系统等等）。控制器32可构造为至少部分基于被加热流体的加热设定 值（例如，从蒸发器40排出的被加热流体的期望温度），被冷却流体的冷却设定值（例如， 从冷凝器36排出的被冷却流体的期望温度），被加热流体的测量温度（例如，传感器82A测 得的），被冷却流体的测量温度（例如，传感器82B测得的），和环境空气的测量温度（例如， 传感器84测得的）来确定热栗30的运行模式。
[0033] 在图示的实施例中，控制器32进一步构造为响应于传感器测得的反馈或接收到 的使用者输入到控制器32的反馈调节（例如，自动地）阀70和72以及膨胀装置74, 76和 78中的一个或多个的操作。在其它实施例中，阀70和72和/或膨胀装置74, 76和78可手 动操作。另外，控制器32可以控制热栗30的其它过程，例如，将加热流体和冷却流体分别 栗送经过冷凝器36和蒸发器40的栗86和88的运行，以及驱动风扇48的电机90的运行 和速度。控制器32可基于热栗30的确定的运行模式控制这些特征（例如，70, 72, 74, 76， 78,86,88 和 90)。
[0034] 控制器32可执行硬件或软件控制算法来调节热栗30的运行。根据示例性实施例， 控制器32可包括模数（A/D)转换器，一个或多个微处理器，电路，或普通或专用计算机，非 易失性存储器，存储电路，和交互界面。例如，控制器32可包括用于储存程序和控制代码以 及用于控制诸如阀70, 72, 74, 76, 78,风扇电机90以及栗86和88的各个系统构件所执行的 算法的存储电路。控制器32还包括或关联于，用于接收来自输入传感器（例如82A，82B， 84)的感测信号的输入/输出电路，和用于输出阀70、72、74、76、78、风扇电机90和栗86和 88的控制信号的接口电路。例如，控制器32典型地还将控制例如节约装置管路的阀操作， 压缩机系统44的速度和负载等等，存储电路可存储任何或所有这种参数的设定值、实际 值、历史值等等。当然，系统中还可包括其它设备，例如附加压力和/或温度变换器或开关， 用于测量制冷剂、盘管、蒸发器、冷凝器、压缩机、入口和出口空气等等的温度和压力。进一 步地，基于诸如系统容量、冷却负荷、加热负荷等等各种因素的其它值和/或设定值，可被 用于确定何时在确定模式下运行热栗30。控制器32还可包括操作者与系统交互的构件，例 如，用于检查运行参数、输入设定值和期望运行参数、检查错误日志和历史运行状况等等的 显示面板和/或输入/输出设备。
[0035] 热栗系统的控制和运行模式
[0036] 在详细描述了热栗30的总体布局之后，将讨论热栗30的多个加热、冷却和其它运 行模式。具体地讲，热栗30的图示实施例可在"单冷却"模式，" 100%热回收"模式，"冷却 加热回收"模式，"单加热"模式，"除霜"模式，和"加热加有限冷却"模式下运行。这些运行 模式中的每一个的阀位置，风扇速度，栗控制总结在下面的表1中：
[0037]
[0038] 表1:热栗运行模式和对应的控制方案
[0039] "单冷却"模式是指热栗30将其传热容量都用于为冷却负荷42提供冷却流体的运 行模式。例如，在炎热夏季，当被冷却的流体用于空气调节且没有加热需求的时候，热栗30 可以运行冷却模式。控制器32可构造为在冷却设定值小于从冷凝器36排出的流体的测量 温度且加热设定值小于或等于从蒸发器40排出的流体的测量温度时，确定热栗30的运行 模式为"单冷却"。
[0040] 在冷却模式下，制冷剂在压缩机系统44中被压缩，并通过排放管路50离开。然后， 压缩后的制冷剂流经在"单冷却"模式下打开的第一阀70。由于第二阀72关闭，压缩后的制 冷剂通过接合点66流入盘管管路58,并流经盘管46,在那里制冷剂被冷却并冷凝为液体。 冷凝后的制冷剂离开盘管46,并流经打开的第二膨胀阀76,接合点68和具有第三膨胀阀78 的管路56。液体制冷剂经过第三膨胀阀78后闪蒸，以产生制冷剂的两相流，第三膨胀阀78 被调节，以向蒸发器40提供两相制冷剂。当蒸发器栗88将流体栗送经过蒸发器40时，热 量从流体传递到膨胀后的制冷剂中。这冷却了供应到冷却负荷42的流体。蒸发器40使液 体制冷剂沸腾，蒸发后的制冷剂通过压缩机管路60流回压缩机系统44。如表1中标注的， 在冷却模式下第一膨胀阀74可以打开缝隙，允许少量制冷剂流泄放经过冷凝器管路54。这 可防止过多的制冷剂液体或油聚集在冷凝器36中。在冷却模式下，冷凝器栗86关闭，因为 无需加热。
[0041] "100%热回收"模式是指热栗30使用通常通过盘管46散发到环境中的几乎所有 热量向加热负荷38提供辅助加热，同时仍然通过蒸发器40冷却流体。例如，在同时需要一 定的冷却量和加热量时，热栗30可以运行100%热回收模式。控制器32可构造为当冷却 设定值比从冷凝器36排出的流体的测量温度小大约临界温度量且加热设定值比从蒸发器 40排出的流体的测量温度大大约相同的临界温度量时，确定热栗30的运行模式为" 100 % 热回收"。
[0042] 在"100%热回收"模式下，第一和第二阀70和72以及第二膨胀阀76被关闭，防 止制冷剂流过盘管46。在一些实施例中，第二膨胀阀76在该运行模式下可打开。从压缩机 系统44排出的所有压缩后的制冷剂流可流经冷凝器36。当冷凝器栗86推动流体通经冷 凝器36时，流体从流过冷凝器36的制冷剂中吸收热量，以产生流向加热负荷38的被加热 的流体。然后，制冷剂从冷凝器36流经在该模式下打开的第一膨胀阀74。由于第二膨胀 阀76关闭，膨胀后的制冷剂从冷凝器管路54流经接合点68,并流入蒸发器管路56。从这 里，制冷剂流经第三膨胀阀78,第三膨胀阀78使制冷剂闪蒸成两相，并调节流入蒸发器40 的两相制冷剂流，如上文所述的冷却模式那样。蒸发器40使得液体制冷剂沸腾，蒸发后的 制冷剂离开蒸发器40,并通过压缩机管路60流回压缩机系统44。
[0043] 对上文列出的"100%热回收"模式的控制方案稍作改动即可应用到某些环境中。 例如，在通过盘管46周围的被关闭的第一阀70或第二膨胀阀76有一些泄流的实施例中， 较为理想的是，周期性地打开第一阀70或第二阀72,同时调节第二膨胀阀76。这可将液体 制冷剂和油从室外盘管46冲出来。在该模式下，由于风扇48关闭，通过盘管46发生极少 量的热传递。
[0044] "冷却加热回收"模式是指热栗30通过将热量经由被空气冷却的盘管排放到大气 和辅助加热负荷38而通过蒸发器提供冷却的运行模式。当同时需要一定的加热和冷却量 时，可使用该运行模式，使得加热的需求少于可从压缩后的制冷剂中回收的热量的1〇〇%。 控制器32可构造为当冷却设定值比从蒸发器40排出的流体的测量温度大第一温度量或两 者相等且加热设定值比从冷凝器36排出的流体的测量温度大小于第一温度量的第二温度 量时，确定运行模式为"冷却加热回收"。
[0045] 在"冷却加热回收"模式下，第一阀70打开，第二阀72关闭。压缩后的制冷剂通 过接合点62流入冷凝器管路54和排放管路50。冷凝器36冷凝进入冷凝器管路36的压缩 后的制冷剂，向被栗送通过冷凝器36进而流向加热负荷38的加热流体散热。盘管46冷却 并冷凝进入盘管管路58的压缩后的制冷剂，向环境散热。第一和第二膨胀阀74和76将离 开盘管46和冷凝器36的冷凝后的制冷剂通过接合点68供往蒸发器管路56。膨胀阀74和 76被调节，以防止在冷凝器36中有过多制冷剂聚集。从这里，制冷剂流过第三膨胀阀78， 将制冷剂闪蒸为两相，并调节流入蒸发器40的两相制冷剂流。蒸发器40使液体制冷剂沸 腾，蒸发后的制冷剂离开蒸发器40,并通过压缩机管路60流回压缩机系统44。在该模式下， 盘管46的风扇48开启，且在一些实施例中，风扇速度可以调节（例如，通过控制器32)，以 保持满足加热负荷38的热回收要求所需的期望冷凝温度。
[0046] "单加热"模式是指热栗30使用其热传递容量仅向加热负荷38提供被加热的流体 的运行模式。例如，在较冷的夜晚需要向建筑提供热量时，热栗30可以运行在"单加热"模 式。控制器32可构造为，当冷却设定值大于或等于从蒸发器40排出的流体的测量温度且 加热设定值大于从冷凝器36排出的流体的测量温度时，确定运行模式为"单加热"。
[0047] 在"单加热"模式下，第一阀70关闭，第二阀72打开。压缩后的制冷剂从压缩机 系统44流入冷凝器36,不流入盘管46。当冷凝器栗86推动流体通过冷凝器36,流体从流 过冷凝器36的制冷剂中吸收热量，以产生引向加热负荷38的被加热流体。然后，制冷剂从 冷凝器36流经在加热模式下打开的第一膨胀阀74。第三膨胀阀78在该模式下关闭，以防 止冷凝后的制冷剂流入蒸发器40。因此，冷凝后的制冷剂通过接合点68流入盘管管路58， 并流经第二膨胀阀76。第二膨胀阀76可被调节，以将制冷剂供往盘管46。盘管46用作蒸 发器，将热量从空气传递到制冷剂中，从而加热供冷凝器36中使用的制冷剂。在该运行模 式下，风扇48通常满载运行，吹动空气通过盘管46。制冷剂可通过第二阀72和压缩机管路 60返回压缩机系统44。
[0048] "除霜"模式是指热栗30用于向室外盘管46提供热量，从而为盘管46除霜的运行 模式。例如，在室外环境温度很低以至于室外盘管46可能结冰时，热栗30可以运行除霜模 式。控制器32可构造为，当环境空气的测量温度小于盘管46可能结冰的临界室外温度时， 确定运行模式为"除霜"。
[0049] 在"除霜"模式下，第一阀70打开，第二阀72关闭。另外，风扇48关闭，以防止在 盘管46中有不必要的热量损失。由于第一膨胀阀74关闭，压缩后的制冷剂从压缩机系统 44流入盘管46,而不流入冷凝器36 (或极少量流入冷凝器36)。压缩后的制冷剂流经盘管 46,并在那里冷凝。冷凝后的制冷剂离开盘管46,流经打开的第二膨胀阀76、接合点68和 具有第三膨胀阀78的蒸发器管路56。在除霜模式下，第三膨胀阀78被调节，以将液体制冷 剂供往蒸发器40。相对较热的水通过栗88被栗入蒸发器40,以使流过蒸发器40的液体制 冷剂沸腾。蒸发后的制冷剂通过压缩机管路60流回压缩机系统44。
[0050] "加热加有限冷却"模式是指热栗30通过冷凝器36向加热负荷38提供热量且通 过蒸发器40向冷却负荷42提供一些冷量的运行模式。例如，在环境温度相对较低同时存 在加热和冷却的需求时，热栗30可以运行在"加热加有限冷却"模式。控制器32可构造为， 当冷却设定值比从蒸发器40排出的流体的测量温度小第一温度量且加热设定值比从冷凝 器36排出的流体的测量温度大大于第一温度量的第二温度量时，确定运行模式为"加热加 有限冷却"。
[0051] 在"加热加有限