冷却"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,而不流入盘管46。当冷凝器栗86推动流体通过冷凝器36 时，流体从流过冷凝器36的制冷剂中吸收热量，以产生引向加热负荷38的被加热的流体。 然后，制冷剂从冷凝器36流经在该运行模式下打开的第一膨胀阀74。在该模式下，第三膨 胀阀78被调节以允许冷凝后的制冷剂周期性地流入蒸发器40。第二膨胀阀76可被调节， 以向盘管46周期性地供应制冷剂。因此，部分冷凝后的制冷剂通过接合点68和第二膨胀 阀76流入盘管管路58,另一部分通过接合点68和第三膨胀阀78流入蒸发器管路56。盘 管46用作蒸发器，将热量从空气传递到制冷剂中，从而加热冷凝器36中使用的制冷剂。类 似地，蒸发器40用于将热量从冷却流体传递到制冷剂中。
[0052] 通过调节第二膨胀阀76、第三膨胀阀78和风扇48,可以限制离开蒸发器40的被 冷却的水的温度，以便水在流往冷却负荷42的路上不会结冰。也就是说，风扇48可以在不 同的速度下运行，且膨胀阀76和78可以打开到不同的程度，以便进入蒸发器40的制冷剂 的温度比不这样操作时的相对较高。
[0053] 图13是图示了运行热栗30的方法310的流程图，包括基于测量的参数提供热栗 30的期望控制。更具体地讲，方法310包括在热栗30中循环制冷剂（框312)，如上文所 详细描述的。方法310还包括由控制器32基于加热设定值、冷却设定值、被冷却和被加热 的流体流的测量温度（例如，分别由传感器82B和82A测得的）以及环境空气的测量温度 (例如，由传感器84测得的）确定热栗30的运行模式（框314)。加热和冷却设定值可直 接通过设定恒温器的操作者的输入或其它一些控制设备获得，或基于此计算而得。另外，方 法310包括由控制器32基于确定的热栗30的运行模式控制第一阀70、第二阀72、第一膨 胀阀74、第二膨胀阀76、第三膨胀阀78、风扇90、冷凝器栗86和蒸发器栗88 (框316)。该 控制方法在上文已详细描述。
[0054] 图14图示了确定热栗30的运行模式的方法330。图示方法330可借助控制器32 的处理特征作为算法执行，以基于包括加热设定值、冷却设定值、从蒸发器排出的被冷却流 体的测量温度、从冷凝器排出的被加热流体的测量温度以及环境空气的测量温度在内的多 个因素确定热栗30的当前运行模式（框332)。该算法的步骤可以存储在控制器32的存储 特征中。应该要注意的是，在一些实施例中，方法330的步骤可以按不同于那些显示的顺序 进行，或者完全省略。另外，一些图示的框可以彼此组合执行。
[0055] 方法330包括确定环境空气的测量温度是否大于临界温度（框334)。如果环境空 气温度小于临界温度，则控制器32可确定热栗30的运行模式为"除霜"模式（框336)，如 上所述。如果环境空气的测量温度大于临界温度，则方法330可包括确定冷却设定值是否 小于被冷却流体的测量温度（框338)。如果冷却设定值大于或等于被冷却流体流的测量 温度，控制器32可以确定加热设定值是否大于被加热流体流的测量温度（框340)。如果 加热设定值大于被加热流体流的测量温度，则控制器32可确定热栗30的运行模式为"单加 热"模式（框342)。如果冷却设定值小于被冷却流体流的测量温度，方法330包括确定加 热设定值是否大于被加热流体流的测量温度（框344)，如果不大于，则确定运行模式为"单 冷却"模式（框346)。方法330包括，如果加热设定值被确定（框344)为大于被加热流体 流的测量温度，则确定被冷却流体的测量温度和冷却设定值之间的差是否小于或等于被加 热流体的测量温度与加热设定值之间的差（框348)。如果冷却温度差大于加热温度差，方 法330包括确定运行模式为"冷却加热回收"模式（框350)。如果冷却温度差被确定（框 352)为等于加热温度差，则控制器32可确定运行模式为"100%热回收"（框354)。如果冷 却温度差小于加热温度差，控制器32可确定运行模式为"加热加有限冷却"模式（框356)。 如上所述，基于确定的运行模式，控制器32可控制热栗30运行在期望模式，以便为建筑提 供期望量的加热、冷却、除霜、热回收或它们的组合。
[0056]具有过冷器的热栗构造
[0057] 已经讨论了构造为能在多个模式下运行的热栗30的基本构造和运行方式，现在 说明热栗30的另一实施例。图3是热栗30的一个实施例的概略示意图，其类似于图2中 图示的实施例，但是具有附加构件。更具体地讲，图示实施例包括排放止回阀110、接收器 112、蓄存器114、节约装置或过冷器116和另一止回阀118。
[0058] 图3中图示的热栗30的运行类似于上文所述的图2的运行。在图示的实施例中， 止回阀110设置在接合点62和冷凝器36之间的冷凝器管路54上。止回阀110可防止除 霜模式下过多液体制冷剂离开接收器112。
[0059] 在图示的实施例中，接收器112设置在冷凝器36和第一膨胀阀74之间的冷凝器 管路54上。当下游的蒸发器40(或盘管46)上的负荷相对较小时，接收器112可临时储存 从冷凝器36排出的液体制冷剂。也就是说，当膨胀阀74、76和/或78被调节，以允许部分 液体制冷剂流向下游构件（例如，盘管46、蒸发器40等等）时，剩下的液体制冷剂储存在接 收器112中，不倒退回冷凝器36。在一些实施例中，接收器112的尺寸可以设计为在"单加 热"模式下装满液体制冷剂，而在"单冷却"模式下相对没有制冷剂。
[0060] 在图示的实施例中，蓄存器114设置在压缩机管路60的抽吸侧。也就是说，蓄存器 114可以位于接合点64和压缩机系统44之间的压缩机管路60上。蓄存器114用作通过 蒸发器40或盘管46而没被蒸发的任意小量的液体制冷剂的保持罐。因此，蓄存器114可 以确保不可压缩的液态制冷剂不会进入和损坏压缩机系统44。这对热栗30运行在"除霜" 模式下，移出多余液体制冷剂，尤其有用。蓄存器114可在所有运行模式下便于产生经过压 缩机管路60的压降。在其他实施例中，蓄存器114可设置在抽吸管路52上，以便压降仅发 生在第二阀72打开的运行模式下（例如，"单加热"和"加热加有限冷却"模式）。热栗30 中的其他位置可也适合蓄存器114。
[0061] 过冷器116可以是另一热交换器，其用于进一步将制冷剂冷却到低于制冷剂的饱 和温度的温度，从而从中流出的制冷剂为液态。因此，过冷器116能够将制冷剂转换到相对 稳定的状态，以流经剩下的加热和/或冷却循环。过冷器116可被液体冷却，这意味着其可 构造为将热量从流经的制冷剂传递到附加流体流中。这样，流经过冷器116的水可被制冷 剂加热，且被加热的水可用作HVAC&R系统中任何所需场合的热源。例如，从过冷器116流 出的被加热的水可被用作除霜模式下蒸发器40(或一些其它设备）的热源，如下文将讨论 的。在其它实施例中，被加热的水可被用于在外面较冷时为建筑提供加热。
[0062] 在一些实施例中，过冷器116可以放置在第一膨胀阀74和接合点68之间的冷凝 器管路54上。为了在制冷剂从任一方向流过盘管46时都可以利用过冷器116,可以在盘管 管路58和冷凝器管路54之间设置附加管路120。如图示的，管路120可以在接合点122处 与冷凝器管路54相交，过冷器116可放置在接合点122和68之间。可选的止回阀118可 设置在该附加管路120上。在该图示的实施例中，在制冷剂沿第一方向流经盘管46的冷却 模式（例如，"单冷却"，"冷却加热回收"）下，止回阀118引导从盘管46排出的热液体制冷 剂流向过冷器116。在制冷剂沿相反的方向流经盘管46的加热模式（例如，"单加热"，"加 热加有限冷却"）下，液体制冷剂从冷凝器36流经过冷器116到达第二膨胀阀76,然后再进 入盘管46。
[0063] 具有过冷器的热栗系统的控制和运行模式
[0064] 在"单冷却"模式下，制冷剂在压缩机系统44内被压缩，然后通过排放管路50离 开。然后，压缩后的制冷剂流经第一阀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成液体。冷凝后的制冷 剂经管路120离开盘管46,并流入过冷器116,以确保流体为过冷的液体状态。然后，液体 制冷剂流过第三膨胀阀78。经过第三膨胀阀78之后，液体制冷剂闪蒸，产生两相制冷剂流， 第三膨胀阀78被调节，以将两相制冷剂供往蒸发器40。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。这冷却了供往冷却负荷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蓄存器114和压缩机管路60流回压缩机系 统44。在该实施例中，接收器112可以储存冷凝器管路54内的任何多余制冷剂液体或油。 另外，第一膨胀阀74可以打开一个缝隙，以允许少量制冷剂流泄放通过冷凝器管路54。
[0065]在"100%热回收"模式下，第一和第二阀70和72以及第二膨胀阀74关闭，以防 止制冷剂流过盘管46。从压缩机系统44排出的所有压缩后的制冷剂流可流过冷凝器36。 当冷凝器栗86推动流体经过冷凝器36时，流体从流过冷凝器36的制冷剂吸收热量，以产 生引向加热负荷38的被加热的流体。然后，制冷剂从冷凝器36流过接收器112,再流入第 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流经过冷器116、 接合点68,再流入蒸发器管路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。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,并通过蓄存器114和压缩机管路60流回压缩机系统44。
[0066]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，将热量散发到被栗送经过冷凝器36进而流向加热负荷38的加热流体中。盘 管46冷却并冷凝进入盘管管路58的压缩后的制冷剂，将热量散发到环境中。第一膨胀阀 74和止回阀118将离开盘管46和冷凝器36的冷凝后的制冷剂通过过冷器116和接下来 的接合点68供往蒸发器管路56。如上所述，接收器112可以防止冷凝器36内的制冷剂过 多地聚集。制冷剂流经第三膨胀阀78,其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,并通过蓄存器 114和压缩机管路60流回压缩机系统44。如上文详细描述的，盘管46的风扇48打开，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。
[0067] 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,而不流入盘管46。当冷凝器栗86推动流体经过冷凝器36时，流体 从流过冷凝器36的制冷剂中吸收热量，以产生引向加热负荷38的被加热的流体。然后，制 冷剂从冷凝器36流过打开的第一膨胀阀74和接收器112。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流过过冷 器116进入盘管管路58中。在盘管管路58中，液体制冷剂流经第二膨胀阀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，以将热量从空气传递到制冷剂 中，从而加热冷凝器36中使用的制冷剂。在该运行模式下，风扇48通常满载运行，以吹动 空气经过盘管46。制冷剂可通过第二阀72、蓄存器114和压缩机管路60返回压缩机系统 44 〇
[0068] 在"除霜"模式下，第一阀70打开，第二阀72关闭。另外，风扇48停止，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流到盘管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,并流经过冷器116、蒸发器管路56和第三 膨胀阀78。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 剂通过蓄存器114和压缩机管路60流回压缩机系统44。
[0069] 在"加热加有限冷却"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,而不流入盘管46。当冷凝器栗86推动流体经过冷凝器36 时，流体从流过冷凝器36的制冷剂中吸收热量，以产生引向加热负荷38的被加热的流体。 然后，制冷剂从冷凝器36流经接收器112和打开的第一膨胀阀74。冷凝后的制冷剂流过过 冷器116,以确保制冷剂为液体形式。部分液体制冷剂通过接合点68和第二膨胀阀76流 入盘管管路58,另一部分通过接合点68和第三膨胀阀78流入蒸发器管路56。第二膨胀阀 76可被调节，以将制冷剂周期性地供往盘管46,在该模式下，第三膨胀阀78被调节，以允许 冷凝后的制冷剂周期性地流入蒸发器40。盘管46用作蒸发器，以将热量从空气传递到制冷 剂中，从而加热冷凝器36中使用的制冷剂。类似地，蒸发器40便于将热量从冷却流体传递 到制冷剂中。然后，制冷剂通过蓄存器114和压缩机管路60返回压缩机系统44。
[0070] 具有闪蒸罐节约装置的热栗系统
[0071] 应该注意的是，在其它实施例中，过冷器116可被任何类型的设计为输出被冷却 的制冷剂的节约装置代替。例如，图4图示了热栗30的一个实施例，其类似于图3中图示 的实施例，除了热栗30包括代替过冷器的闪蒸罐节约装置130。闪蒸罐130可设置在第一 膨胀阀74和接合点68之间的冷凝器管路54上的相同的相对位置。
[0072]闪蒸罐130构造为接收从接合点122流向接合点68的制冷剂。闪蒸罐130构造 为将进入的制冷剂分离为液相的和蒸汽相的。闪蒸罐130构造为向接合点68提供液相制 冷剂流，在接合点68,根据热栗30的运行模式，制冷剂流流向盘管46和/或蒸发器40。蒸 汽相制冷剂通过闪蒸罐130的上部部分离开闪蒸罐130,闪蒸罐130在该上部部分通过节约 装置管路134将蒸汽制冷剂流排往压缩机系统44的节约装置端口 132。可选的节约装置 阀136可控制经过闪蒸罐130