專利名稱：浪涌式熱泵系統(tǒng)的制作方法
浪涌式熱泵系統(tǒng)相關(guān)申請的引用本申請主張2010年5月27日提交的名稱為“Surged Heat Pump Systems”的美國臨時申請N0.61/348，847的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過引用并入此處。
背景技術(shù)：
蒸氣壓縮系統(tǒng)使制冷劑在閉合回路中循環(huán)，以將熱量從一個外部媒介傳遞至另一外部媒介。蒸氣壓縮系統(tǒng)用于空氣調(diào)節(jié)、熱泵及制冷系統(tǒng)中。圖1表示通過制冷流體的壓縮及膨脹來工作的傳統(tǒng)蒸氣壓縮式傳熱系統(tǒng)100。系統(tǒng)100通過閉合回路將熱量從第一外部媒介150沿一個方向傳遞至第二外部媒介160。流體包含液相和/或氣相。因此，如果第一外部媒介150是容納于某一結(jié)構(gòu)內(nèi)的室內(nèi)空氣、且第二外部媒介160是此結(jié)構(gòu)外的空氣，則系統(tǒng)100將在工作期間冷卻所述室內(nèi)空氣。壓縮機110或其他壓縮裝置會減小制冷劑的體積，從而形成壓力差來使制冷劑在回路中循環(huán)流動。壓縮機110可通過機械方式或熱力方式減小制冷劑的體積。壓縮后的制冷劑接著通過冷凝器120或換熱器，由冷凝器120或換熱器增大制冷劑與第二外部媒介160之間的表面積。隨著熱量從制冷劑傳遞至第二外部媒介160，制冷劑的體積會收縮。當熱量從第一外部媒介150傳遞至壓縮的制冷劑時，壓縮的制冷劑的體積會膨脹。此種膨脹常常是由計量裝置130來實現(xiàn)，計量裝置130包含膨脹裝置及換熱器或蒸發(fā)器140。蒸發(fā)器140會增大制冷劑與第一外部媒介150之間的表面積，從而增大制冷劑與第一外部媒介150之間的熱傳遞。熱量從蒸發(fā)器140向制冷劑的傳遞會使膨脹的制冷劑的至少一部分經(jīng)歷從液體向氣體的相變。因此，與蒸發(fā)器140的表面接觸的空氣會經(jīng)歷溫度降低。然后，加熱后的制冷劑被傳遞回至壓縮機110及冷凝器120，在壓縮機110及冷凝器120中，當熱量傳遞至第二外部媒介160時，加熱后的制冷劑的至少一部分經(jīng)歷從氣體向液體的相變。因此，與冷凝器120的表面接觸的空氣會經(jīng)歷溫度的升高。閉合回路傳熱系統(tǒng)100可包括其他元件，例如包括用于連接壓縮機110與冷凝器120的壓縮器排放管線115。冷凝器120的出口可耦接至冷凝器排放管線125，并可連接至容置器，所述容置器用于存儲液位會發(fā)生波動的液體、用于移除污染物的過濾器及/或干燥劑等等(圖中未示出)。冷凝器排放管線125可使制冷劑循環(huán)至一或多個計量裝置130。計量裝置130可包括一或多個膨脹裝置。計量裝置130包括改變流經(jīng)此裝置的制冷劑流量的能力。膨脹裝置可以是任何能夠以與系統(tǒng)100的所期望操作兼容的速率來使制冷劑膨脹或?qū)χ评鋭┑膲航颠M行計量的裝置。因此，計量裝置130會改變制冷劑的流量，且當包括膨脹裝置時，計量裝置130還包括對制冷劑的壓降進行計量的能力。計量裝置130可提供靜態(tài)孔口，或者可在系統(tǒng)100的工作期間進行調(diào)節(jié)。靜態(tài)孔口可呈可調(diào)閥的形式，所述可調(diào)閥在系統(tǒng)100的工作期間經(jīng)設(shè)定后便不再改變。在工作期間可調(diào)節(jié)的孔口可具有機械控制及電氣控制。例如，在工作期間進行的機械控制可由能調(diào)節(jié)張力的雙金屬彈簧或由能響應(yīng)于壓力或溫度的變化而調(diào)節(jié)對隔膜施加的壓力的流體來提供。類似地，在工作期間進行的電氣控制可由伺服電動機提供，伺服電動機能響應(yīng)于來自熱電偶的電信號而改變孔口。具有能使制冷劑膨脹的能力的適用的計量裝置(用于計量制冷劑的壓降)包括熱膨脹閥、毛細管、固定式及可調(diào)式噴嘴、固定式及可調(diào)式孔口、電氣膨脹閥、自動膨脹閥、手動膨脹閥等等。熱膨脹閥的例子包括可從位于俄亥俄州的克利夫蘭(Cleveland)的派克漢尼芬(Parker Hannifin)公司購得的Sporlan EBSVE-8-GA(單向閥)及SporlanRZE-6-GA(雙向閥)。毛細管的實例包括Sporlan F型以及Supco BC1-5，其可從位于新澤西州的艾倫伍德(Allenwood)的薩普科(Supco)公司購得。電氣膨脹閥的例子包括可從位于俄亥俄州的克利夫蘭的派克漢尼芬公司購得的Parker SER6及11。也可使用其他計量裝置。離開計量裝置130的膨脹部分的制冷劑在到達蒸發(fā)器140之前經(jīng)過膨脹制冷劑傳送系統(tǒng)135，膨脹制冷劑傳送系統(tǒng)135可包括一或多個制冷劑導(dǎo)向器136。例如當計量裝置130的位置靠近蒸發(fā)器140或與蒸發(fā)器140整合在一起時，膨脹制冷劑傳送系統(tǒng)135可與計量裝置130合并在一起。因此，計量裝置130的膨脹部可通過膨脹制冷劑傳送系統(tǒng)135而連接至一或多個蒸發(fā)器，膨脹制冷劑傳送系統(tǒng)135可為單個管或包括多個元件。例如，如在美國專利N0.6，751，970及N0.6，857，281中所述，計量裝置130及膨脹制冷劑傳送系統(tǒng)135可具有更少的元件或還具有其他元件。一或多個制冷劑導(dǎo)向器136可與計量裝置130、膨脹制冷劑傳送系統(tǒng)135及/或蒸發(fā)器140合并在一起。因此，計量裝置130的功能可被劃分于一或多個膨脹裝置與一或多個制冷劑導(dǎo)向器之間，并可與膨脹制冷劑傳送系統(tǒng)135及/或蒸發(fā)器140并存、分離或整合在一起。適用的制冷劑導(dǎo)向器包括管、噴嘴、固定式及可調(diào)式孔口、分配器、一系列分配器管、方向更改閥等等。蒸發(fā)器140接收基本上為液態(tài)且具有少量蒸氣分率(vapor fraction)的膨脹的制冷劑，并使熱量從位于閉合回路傳熱系統(tǒng)100外部的第一外部媒介150傳遞至膨脹的制冷劑。因此，蒸發(fā)器或換熱器140促使熱量從一個源(例如環(huán)境溫度的空氣)移動至第二個源(例如膨脹的制冷劑)。適宜的換熱器可采取多種形式，包括銅管、板框式(Plate andframe)、管殼式(shell and tube)、冷壁(cold wall)等等。許多傳統(tǒng)的系統(tǒng)被設(shè)計及操作成至少在理論上在蒸發(fā)器140內(nèi)將制冷劑的液體部分完全轉(zhuǎn)換成蒸發(fā)的制冷劑。包括將液體制冷劑轉(zhuǎn)變成氣相的傳熱在內(nèi)，蒸發(fā)的制冷劑還可變成過熱的，從而具有超過制冷劑的沸點的溫度及/或增大制冷劑的壓力。制冷劑通過蒸發(fā)器排放管線145離開蒸發(fā)器140并返回至壓縮機110。在傳統(tǒng)的蒸氣壓縮系統(tǒng)中，膨脹的制冷劑以明顯比蒸發(fā)器周圍空氣的溫度低的溫度進入蒸發(fā)器140。隨著熱量從蒸發(fā)器140傳遞至制冷劑，制冷劑溫度在蒸發(fā)器140的后續(xù)或下游部分升高至高于蒸發(fā)器140周圍空氣的溫度。蒸發(fā)器140的起始或入口部分與蒸發(fā)器140的后續(xù)或出口部分之間的此種相當明顯的溫度差可在入口部分造成油滯留及結(jié)霜問題。圖2A及圖2B表示具有沿兩個方向傳熱的能力的傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)200。因此，系統(tǒng)100可將熱量從第一外部媒介150傳遞至第二外部媒介160,而熱泵系統(tǒng)200可將熱量從第一外部媒介250傳遞至第二外部媒介260 (圖2A)或可將熱量從第二外部媒介260傳遞至第一外部媒介250(圖2B)。通過此種方式，可認為系統(tǒng)200的傳熱能力是“可反向的”。
在傳統(tǒng)熱泵實施方式中，將內(nèi)部換熱器240置于被調(diào)節(jié)空間中，同時將外部換熱器220置于被調(diào)節(jié)的空間外(通常是室外)。被調(diào)節(jié)空間可以是房間、汽車、冰箱、冷卻器、冷藏庫等的內(nèi)部。在系統(tǒng)將熱量從被調(diào)節(jié)空間傳遞至室外的制冷模式中，內(nèi)部換熱器240用作蒸發(fā)器，而外部換熱器220用作冷凝器。反之，在系統(tǒng)將熱量從室外傳遞至被調(diào)節(jié)空間的熱泵模式中，內(nèi)部換熱器240用作冷凝器，外部換熱器220則用作蒸發(fā)器。因此，無論為何種工作模式，均始終是將熱量從冷凝器傳遞至蒸發(fā)器。不同于單向式系統(tǒng)100，雙向式熱泵系統(tǒng)200利用流動反向器(flowreverser) 280及兩個計量裝置230、233，從而可在任一方向上傳送制冷劑。當壓縮機210在一個方向上傳送制冷劑時，流動反向器280允許內(nèi)部換熱器240或外部換熱器220向蒸發(fā)器排放管線245進行饋送，蒸發(fā)器排放管線245則向壓縮機210的低壓入口側(cè)進行饋送。因此，流動反向器280使系統(tǒng)在加熱第一外部媒介250或冷卻第一外部媒介250之間切換。流動反向器的例子包括可從位于倫敦的布雷森登波特蘭大樓(Portland House, BressendenPlace)的英維斯(Invensys)公司購得的Ranco V2及V6產(chǎn)品。也可使用其他流動反向器。在任一時刻，其中一個計量裝置用于使制冷劑膨脹和/或?qū)χ评鋭┑膲航颠M行計量，而第二計量裝置則使制冷劑回流而不用于使制冷劑膨脹。因此，在其中從第一外部媒介250移除熱量以冷卻被調(diào)節(jié)空間的圖2A中，計量裝置230使制冷劑膨脹，而計量裝置233則使制冷劑回流。類似地，在熱量從第二外部媒介260提供至被調(diào)節(jié)空間以加熱第一外部媒介250的圖2B中，計量裝置233使制冷劑膨脹，而計量裝置230則使制冷劑回流。如果計量裝置230、233中的任何一個不是雙向的并因而不具有使制冷劑回流且維持所需性能的能力，則如圖2C(制冷)及圖3D(制熱)中所示，可將單向式計量裝置與包含單向式止回閥270、273的旁通回路271、272結(jié)合使用。因此，當一個計量裝置使制冷劑膨脹時，旁通回路及止回閥使第二計量裝置被旁通。止回閥會防止制冷劑通過相關(guān)聯(lián)的單向式計量裝置回流。傳統(tǒng)熱泵的缺點在于，由于其具有兩種功能(對同一被調(diào)節(jié)空間進行制熱及制冷)，因而其并非針對這兩種功能中的任一種進行優(yōu)化。圖2B所示熱泵系統(tǒng)200在內(nèi)部換熱器240中提供熱量的一種方式是在膨脹制冷劑傳送系統(tǒng)235中對制冷劑流提供限制。盡管此種限制可位于膨脹制冷劑傳送系統(tǒng)235中的任意位置且均可使系統(tǒng)恰當工作，然而所述限制常常并入一或多個制冷劑導(dǎo)向器236中。如果使制冷劑導(dǎo)向器236小于對于制冷而言最佳者，制冷劑會在制熱期間在內(nèi)部換熱器240中達到更高的溫度及壓力，這是因為制冷劑更難以排出內(nèi)部換熱器240。因此，盡管系統(tǒng)200可向室內(nèi)空間提供熱量，然而系統(tǒng)所提供的制冷效率顯著降低，這是因為所述限制也會在制冷期間限制制冷劑進入內(nèi)部換熱器240。不但因使壓縮機210以比原本獲得最佳制冷效率時更高的壓力工作而浪費能量，由于壓縮機210在制熱及制冷時要針對所述限制進行工作，因而相對于其中壓縮機210在制熱時、而非在制冷時工作強度更大的系統(tǒng)而言，壓縮機210的工作壽命縮短。盡管熱泵一般用于在溫帶氣候中對被調(diào)節(jié)空間進行制熱，然而熱泵也可用于較冷的地區(qū)，例如當只能提供電力且不想使用電阻線圈進行制熱時。較冷的地區(qū)是冬天的平均低溫約為0°C及以下的地區(qū)。更冷的地區(qū)是冬天的平均低溫約為-7°c及以下的地區(qū)。當冬天的平均低溫從約0°c開始降低時，熱泵的利用率顯著下降。例如，在美國的非常冷的地區(qū)(例如東北中部地區(qū)、西北中部地區(qū)及山區(qū))，熱泵在較新的單個住戶中的利用率低于10%，而在較溫暖的南大西洋、東南中部地區(qū)及西南中部地區(qū)，熱泵利用率則平均約為47%。盡管熱泵可在這些較冷的地區(qū)使用，然而如果在壓縮機210的接通周期(制熱)中積聚于外部換熱器220上的霜在關(guān)閉周期中基本上不融化，則可能需要進行除霜周期來除霜并使系統(tǒng)200恢復(fù)傳熱效率。隨著熱量傳遞至內(nèi)部換熱器240而使外部換熱器220的溫度下降，外部換熱器220從室外抽取熱量、同時使表面溫度維持于0°C以上以防止結(jié)霜的能力會隨室外空氣溫度的下降而降低。因此，在其中外部換熱器220用作蒸發(fā)器的制熱模式中，外部換熱器220的結(jié)霜可因需要頻繁地除霜而成為顯著的問題。此種結(jié)霜的原因常常在于:外部換熱器220的起始部分中的膨脹的制冷劑處于低于外部空氣的露點的溫度，從而導(dǎo)致在制熱工作期間濕氣凝結(jié)并凍結(jié)于外部換熱器220上。因此，如同用于制冷的室內(nèi)蒸發(fā)器一樣，熱泵系統(tǒng)的外部換熱器220可在制熱期間結(jié)冰。事實上，對于熱泵系統(tǒng)的外部換熱器而言，此問題可更為嚴重，這是因為系統(tǒng)無法明顯改變外部空氣的濕度含量且在制熱時的室外空氣溫度一般低于制冷時被調(diào)節(jié)空間的空氣溫度。由于在制熱期間霜會包圍外部換熱器的表面的一部分，因而結(jié)霜的表面使外部換熱器220的盤管無法直接接觸室外空氣。結(jié)果，外部換熱器220上以及/或者穿過外部換熱器220的空氣流減小且外部換熱器220從室外吸收熱量的能力(制熱效率)下降。因此，對于所消耗的能量而言，熱泵系統(tǒng)200可從室外向被調(diào)節(jié)空間傳遞的熱量的量減少(制熱效率下降)，且系統(tǒng)200可從室外向被調(diào)節(jié)空間傳遞熱量的速率也下降。此種熱量傳遞效率的下降導(dǎo)致被提供至被調(diào)節(jié)空間的受熱空氣的溫度下降。傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)可通過關(guān)閉壓縮機210來被動地除霜，或者可通過在除霜周期中對外部換熱器220加熱來主動地除霜。無論使用這兩種方法中的一種還是兩種，除霜均要求使用與假如系統(tǒng)不需要暫停所期望熱量傳遞方向來進行除霜時相比更大的蒸氣壓縮系統(tǒng)。當壓縮機210在被動除霜期間斷開時，系統(tǒng)200可對被調(diào)節(jié)空間進行加熱的速率降低?？捎珊唵蔚亩〞r機構(gòu)來控制被動除霜周期，例如當壓縮機210保持接通達所選時段的30%時，無論被調(diào)節(jié)空間所需的熱量的量如何，均進行被動除霜周期。也可由電子電路來控制被動除霜周期，所述電子電路監(jiān)控外部換熱器220的性能，并力圖針對因?qū)ν獠繐Q熱器220進行除霜而損失的效率而使壓縮機210的工作最大化。對于主動式除霜，一般通過將系統(tǒng)200此前從室外傳遞至被調(diào)節(jié)空間的熱量傳遞回至外部換熱器220，來將熱量從被調(diào)節(jié)空間傳遞至外部換熱器220。因此，在對外部換熱器220進行主動除霜時，盡管被調(diào)節(jié)空間需要制熱，然而熱泵系統(tǒng)是以制冷模式工作，并消耗能量以將熱量移回至其所來自的室外。另外，在主動除霜期間來自被調(diào)節(jié)空間的受熱空氣被吹過內(nèi)部換熱器240以防止內(nèi)部換熱器240結(jié)冰時，可由感應(yīng)線圈或其他裝置提供補充熱量來防止系統(tǒng)向被調(diào)節(jié)空間提供冷空氣。因此，需要頻繁除霜的傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)經(jīng)常是作為受迫空氣電感加熱器來工作，其除了加熱被調(diào)節(jié)空間外還必須加熱外部換熱器220。這會使因從室外向被調(diào)節(jié)空間傳熱而獲得的任何理論能量效率增益受到損失。因此，亟需一種在制冷及制熱時具有提高的效率的熱泵系統(tǒng)。還希望熱泵系統(tǒng)在制熱期間、尤其是在較冷的地區(qū)更能克服外部換熱器結(jié)霜。本發(fā)明所公開的系統(tǒng)、方法及裝置克服了與傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的缺點中的至少一個缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一種熱泵系統(tǒng)具有相分離器，所述相分離器在從被調(diào)節(jié)空間傳遞熱量的同時提供制冷劑的氣相的一或多個浪涌進入蒸發(fā)器。氣相的浪涌具有比制冷劑的液相更高的溫度，從而對蒸發(fā)器進行加熱來除霜。所述系統(tǒng)可包括流量調(diào)節(jié)構(gòu)件，以在制熱工作期間幫助產(chǎn)生摩擦熱。本發(fā)明的一種熱泵系統(tǒng)具有至少兩個相分離器，在向被調(diào)節(jié)空間傳遞熱量或從被調(diào)節(jié)空間傳遞熱量期間，所述兩個相分離器提供制冷劑的氣相的一或多個浪涌進入位于被調(diào)節(jié)空間內(nèi)的蒸發(fā)器以及位于被調(diào)節(jié)空間外的蒸發(fā)器。氣相的浪涌具有比制冷劑的液相更高的溫度，從而加熱這兩個蒸發(fā)器中的任一者來進行除霜。所述系統(tǒng)可包括流量調(diào)節(jié)構(gòu)件，以在制熱工作期間幫助產(chǎn)生摩擦熱?？刹僮魉鱿到y(tǒng)，以使離開位于生活空間外的蒸發(fā)器的制冷劑包含液相或不包含液相。


參照以下附圖及說明，可更好地理解本發(fā)明。附圖中的各元件未必按比例繪制，而是著重于例示本發(fā)明的原理。圖1表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)蒸氣壓縮傳熱系統(tǒng)的示意圖。圖2A表示包括雙向式計量裝置的傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)對被調(diào)節(jié)空間提供制冷的示意圖。圖2B表示包括雙向式計量裝置的傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)對被調(diào)節(jié)空間提供制熱的示意圖。圖2C表示包括旁通回路及單向式閥的傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)對被調(diào)節(jié)空間提供制冷的示意圖。圖2D表示包括旁通回路及單向式閥的傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)對被調(diào)節(jié)空間提供制熱的示意圖。圖3A表示包括流量調(diào)節(jié)構(gòu)件的浪涌式內(nèi)部換熱器熱泵系統(tǒng)對被調(diào)節(jié)空間提供制冷的示意圖。圖3B表示包括流量調(diào)節(jié)構(gòu)件的浪涌式內(nèi)部換熱器熱泵系統(tǒng)對被調(diào)節(jié)空間提供制熱的不意圖。圖4A表示圖3A所示熱泵系統(tǒng)在被修改成具有相分離器時的示意圖，所述相分離器能夠在制冷期間向外部換熱器提供制冷劑。圖4B表示圖3B所示熱泵系統(tǒng)在被修改成具有相分離器時的示意圖，所述相分離器能夠在制熱期間向外部換熱器提供制冷劑。圖5A表示在制冷期間具有單獨的完全浪涌回路及局部浪涌回路的浪涌式制冷及制熱熱泵系統(tǒng)。圖5B表示在制熱期間具有單獨的完全浪涌回路及局部浪涌回路的浪涌式制冷及制熱熱泵系統(tǒng)。
圖6表示一種操作熱泵系統(tǒng)的方法的流程圖。圖7表示一種在熱泵系統(tǒng)中對蒸發(fā)器進行除霜的方法的流程圖。圖8表示一種對相分離器設(shè)置旁路以進行加熱操作的方法的流程圖。
具體實施例方式浪涌式蒸氣壓縮熱泵系統(tǒng)包括制冷劑相分離器，所述制冷劑相分離器用于產(chǎn)生氣相制冷劑的至少一個浪涌進入蒸發(fā)器的入口內(nèi)。蒸發(fā)器可位于被調(diào)節(jié)空間內(nèi)或室外。所述浪涌是通過以制冷劑質(zhì)量流量(mass flow rate)來操作相分離器來產(chǎn)生的,所述制冷劑質(zhì)量流量可根據(jù)相分離器的設(shè)計及尺寸以及制冷劑的傳熱容量而定。所述一或多個浪涌可在壓縮機的接通周期期間產(chǎn)生。氣相制冷劑的浪涌可具有比液相制冷劑更高的溫度。相對于供應(yīng)至相分離器的膨脹的制冷劑的初始溫度，從相分離器得到的液體將更涼且從相分離器得到的蒸氣將熱于膨脹的制冷劑的初始溫度。因此，蒸氣的溫度是通過在相分離時源自液體的熱量、而非通過從另一個源引入能量而得到升高的。浪涌可升高蒸發(fā)器的起始或入口部分的溫度，從而相對于不存在向蒸發(fā)器的氣相制冷劑進行浪涌輸入的傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)而言，會減少霜的積聚。對于在較冷區(qū)域的制熱而言，減少霜的積聚可尤其有利，這是因為可減少或不再需要使用額外的熱量(例如來自壓縮機、加熱線圈等等)來除霜。通過對用于向內(nèi)部換熱器進行饋送的相分離器設(shè)立旁路，所述系統(tǒng)可在制冷期間提供高的傳熱效率，同時在制熱期間向被調(diào)節(jié)空間提供熱量。通過向被調(diào)節(jié)空間以及向室外提供浪涌式蒸發(fā)器操作，可提高至被調(diào)節(jié)空間以及從被調(diào)節(jié)空間的傳熱效率。通過為外部換熱器提供單獨的完整及局部浪涌回路，所述系統(tǒng)可提供最高傳熱效率模式及較高溫度模式，同時減少在制熱期間在壓縮機處升高制冷劑壓力的需要。在圖3A及圖3B中，將相分離器331及流量調(diào)節(jié)構(gòu)件332整合至分別在圖2C及圖2D中所示的傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)，以提供浪涌式制冷熱泵系統(tǒng)300。圖3A表示為被調(diào)節(jié)空間提供制冷的系統(tǒng)300，而圖3B表示為被調(diào)節(jié)空間提供制熱的系統(tǒng)300。系統(tǒng)300包括壓縮機310、外部換熱器320、計量裝置330、333以及內(nèi)部換熱器340。當壓縮機310沿一個方向傳送制冷劑時，流動反向器380允許內(nèi)部換熱器340或外部換熱器320向蒸發(fā)器管線345進行饋送，蒸發(fā)器管線345則向壓縮機310的低壓入口側(cè)進行饋送。流量調(diào)節(jié)構(gòu)件332可置于單向止回閥370與相分離器331之間的旁通回路371中。在內(nèi)部換熱器340在制熱模式中用作冷凝器時，流量調(diào)節(jié)構(gòu)件可對離開內(nèi)部換熱器340的制冷劑提供所需的限制。在室內(nèi)換熱器340在制冷模式中用作蒸發(fā)器時，相分離器331向室內(nèi)換熱器340進行饋送。如果計量裝置333不允許制冷劑雙向流動，則可使用可選的旁通回路372及可選的單向止回閥373對計量裝置333進行旁通。因此，系統(tǒng)300的外部部分可構(gòu)造為如前面參照圖2C及圖2D所述的傳統(tǒng)系統(tǒng)200或201那樣。浪涌式制冷熱泵系統(tǒng)300可具有更少的元件或還具有額外的元件。相分離器331可與計量裝置330相整合或與計量裝置330分離。當與計量裝置330分離時，相分離器可包括流量調(diào)節(jié)構(gòu)件，以使來自計量裝置330的制冷劑流適應(yīng)于相分離器331。相分離器331可整合于計量裝置330的膨脹部分之后以及內(nèi)部換熱器340之前。相分離器331可按與系統(tǒng)的所需工作參數(shù)兼容的任何方式與計量裝置330進行整合。相分離器331位于內(nèi)部換熱器340的入口之前或入口處。可在相分離器331與內(nèi)部換熱器340之間設(shè)置其他元件，例如設(shè)置固定式或可調(diào)式噴嘴、制冷劑分配器、制冷劑分配器饋送管線、用于改變制冷劑狀態(tài)的換熱器以及一或多個閥門。然而，這些其他元件優(yōu)選地被構(gòu)造成基本上不會干擾系統(tǒng)300的浪涌操作。計量裝置330及相分離器331可具有更少的元件或者還具有其他元件。相分離器331包括本體部，所述本體部界定出分離器入口、分離器出口以及制冷劑存儲室。入口與出口可被排列成使夾角為約40°C 約110°C。所述室的縱向尺寸可平行于分離器出口 ；然而，也可使用其他構(gòu)造。所述縱向尺寸可為分離器出口直徑的約4倍
5.5倍、以及分離器入口直徑的約6倍 約8.5倍。存儲室具有由縱向尺寸及室直徑所界定的體積。相分離器331用于在制冷劑進入換熱器(例如內(nèi)部換熱器340)之前使來自計量裝置330的膨脹的制冷劑的液體與蒸氣至少部分地分離。包括相分離器331的設(shè)計及尺寸在內(nèi)，液相及氣相的分離還可受其他因素影響，這些因素包括壓縮機310、計量裝置330、膨脹制冷劑傳送系統(tǒng)335、其他泵、流量增強器(flow enhancer)、流量限制器(flowrestrictor)等等的工作參數(shù)?？赏ㄟ^為系統(tǒng)300配備相分離器來為內(nèi)部換熱器340的起始部分提供氣相制冷劑浪涌，所述分離器的分離器入口直徑對分離器出口直徑的比率為約1: 1.4 4.3或約I: 1.4 2.1;分離器入口直徑對分離器縱向尺寸的比率為約1: 7 13;以及分離器入口直徑對制冷劑質(zhì)量流量的比率為約1:1 12。盡管這些比率是以厘米為長度單位、以kg/hr為質(zhì)量流量單位來表示，然而也可使用其他比率，包括采用其他長度單位及質(zhì)量流量單位的比率。在膨脹的制冷劑的分離期間，會發(fā)生液體的凈冷卻及蒸氣的凈加熱。因此，相對于供應(yīng)至相分離器331的膨脹的制冷劑的初始溫度，從相分離器331得到的液體將冷于膨脹的制冷劑的初始溫度，且從相分離器331得到的蒸氣將熱于膨脹的制冷劑的初始溫度。因此，蒸氣溫度是通過在相分離時來自液體的熱量、而非通過從另一個源引入能量而升高的。通過此種方式，在向被調(diào)節(jié)空間傳熱或從被調(diào)節(jié)空間傳熱期間，可利用相分離器331來減少或消除在主動式除霜期間向蒸發(fā)器引入由另一個源(例如壓縮機、加熱線圈等等)加熱的制冷劑蒸氣或液體的需要。在浪涌期間，內(nèi)部換熱器340的起始部分的溫度可升高至比環(huán)境溫度低約1°C的溫度以下。此外，在浪涌期間，內(nèi)部換熱器340的起始部分可變得熱于換熱器周圍的環(huán)境空氣的露點。此外在浪涌期間，內(nèi)部換熱器340的起始部分中的制冷劑可比換熱器周圍的空氣的露點高至少0.5°C、或者可高至少2°C。通過使相分離器331工作以將制冷劑的浪涌引入至蒸發(fā)器(例如圖3A的內(nèi)部換熱器340)中，以提供浪涌式制冷熱泵系統(tǒng)300，其中所述浪涌在向蒸發(fā)器引入制冷劑的各工作周期之間基本上是蒸氣，所述蒸發(fā)器包含相對于蒸氣浪涌明顯增多的液體成分。系統(tǒng)300根據(jù)相分離器331的設(shè)計及尺寸以及向相分離器331提供制冷劑的速率而獲得在壓縮機310的工作期間對于特定傳熱應(yīng)用而言優(yōu)選的蒸氣浪涌頻率。相分離器入口直徑對相分離器縱向尺寸的比率可相對于這些比率值而增大或減小，直至系統(tǒng)300不再提供所需的浪涌率為止。因此，通過改變分離器入口直徑對縱向尺寸的比率，可改變系統(tǒng)300的浪涌頻率，直至系統(tǒng)300不再提供所需的浪涌效果為止。根據(jù)其他變量，可增大或減小分離器入口直徑對制冷劑質(zhì)量流量的這些比率值，直至浪涌停止為止?？稍龃蠡驕p小分離器入口直徑對制冷劑質(zhì)量流量的這些比率值，直至浪涌停止或不再提供所需的制冷為止。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可確定其他比率值來提供所需的一個浪涌或者多個浪涌、所需的浪涌頻率、制冷或其組合等等。通過在將膨脹的制冷劑引入蒸發(fā)器入口之前至少部分地分離所述膨脹的制冷劑的液體與蒸氣、以及通過使得蒸氣制冷劑基本上浪涌進入蒸發(fā)器，系統(tǒng)300在蒸發(fā)器的起始部分中產(chǎn)生溫度波動。蒸發(fā)器的起始部分或入口部分可為最靠近入口的蒸發(fā)器體積的前30%。蒸發(fā)器的起始部分或入口部分可為最靠近入口的蒸發(fā)器體積的前20%。也可使用蒸發(fā)器的其他入口部分。經(jīng)歷溫度波動的蒸發(fā)器的起始部分或入口部分可為蒸發(fā)器體積的至多約10%。可使系統(tǒng)300工作 以防止或基本上消除蒸發(fā)器中在蒸發(fā)器的起始部分或入口部分之后的響應(yīng)于蒸氣浪涌的溫度波動。在無液體的制冷容量的情況下，蒸氣浪涌使得蒸發(fā)器的起始部分的溫度呈現(xiàn)正向波動。當系統(tǒng)300如圖3A所示以制冷模式工作時，提供至內(nèi)部換熱器340的起始部分的基本上為蒸氣的浪涌可為至少50%的蒸氣(蒸氣制冷劑質(zhì)量/液體制冷劑質(zhì)量)。還可使浪涌式系統(tǒng)300工作以向內(nèi)部換熱器340的起始部分提供具有至少75%或至少90%蒸氣的制冷劑蒸氣浪涌。這些浪涌可使蒸發(fā)器的起始部分所達到的間歇峰值溫度處于比第一外部媒介350的溫度低約5°C的溫度以下。蒸發(fā)器的起始部分所達到的間歇峰值溫度也可處于比第一外部媒介350的溫度低約2.5°C的溫度以下。這些間歇峰值溫度優(yōu)選地高于被調(diào)節(jié)空間內(nèi)的空氣的露點。也可達到其他間歇峰值溫度。當以如圖3A所示的制冷模式工作時，浪涌式制冷熱泵系統(tǒng)300還可工作以從內(nèi)部換熱器340的起始部分向出口部分提供約1.9Kcalth―1 約4.4Kcalth h^m^2°C ―1的平均傳熱系數(shù)。平均傳熱系數(shù)是通過在從內(nèi)部換熱器的起點至終點的至少5個點處測量傳熱系數(shù)并對所得的系數(shù)取平均值來確定的。系統(tǒng)300在制冷期間的此傳熱性能相對于傳統(tǒng)非浪涌式制冷熱泵系統(tǒng)得到顯著改善，其中，在傳統(tǒng)非浪涌式制冷熱泵系統(tǒng)中，內(nèi)部換熱器的起始部分在內(nèi)部換熱器盤管的起始部分處具有低于約1.9Kcalth ΡπΓ2!: 1的傳熱系數(shù)、在出口之前的內(nèi)部換熱器部分中具有低于約0.5Kcalth ΡπΓ2!: 1的傳熱系數(shù)。包括相對于傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)而言使壓縮機310工作時蒸發(fā)器的起始部分的平均溫度升高在內(nèi)，系統(tǒng)300的蒸發(fā)器的起始部分還響應(yīng)于蒸氣浪涌而經(jīng)歷間歇峰值溫度，所述間歇峰值溫度可接近等于或高于外部媒介(例如蒸發(fā)器周圍的空氣)。蒸發(fā)器的起始部分所經(jīng)歷的間歇峰值溫度會降低蒸發(fā)器的該部分結(jié)霜的趨勢。間歇峰值溫度還可使在壓縮機310工作期間形成于蒸發(fā)器起始部分上的任何霜的至少一部分融化或升華，從而從蒸發(fā)器上除霜。由于因蒸氣浪涌引起的間歇性溫度升高會實質(zhì)上影響最有可能結(jié)霜的內(nèi)部換熱器340的起始部分，因而相對于傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)，在制冷模式中整個內(nèi)部換熱器340的平均工作溫度可降低，而不會增大內(nèi)部換熱器340的起始部分結(jié)霜的傾向。因此，相對于傳統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)，浪涌式熱泵系統(tǒng)300無論是通過壓縮機310較長時間不工作還是通過向蒸發(fā)器340引入熱量的主動式方法，可減少除霜的需要，同時還能在整個內(nèi)部換熱器340中從較低平均溫度實現(xiàn)制冷效率的提高。包括蒸發(fā)器的起始部分處的間歇溫度升高的益處在內(nèi)，相分離器331在制冷劑引入蒸發(fā)器之前使制冷劑的蒸氣部分與液體部分至少部分地分離的能力提供其他的優(yōu)勢。例如，與在制冷期間制冷劑引入至蒸發(fā)器之前不使制冷劑的蒸氣部分與液體部分至少部分地分離的傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)相比，在壓縮機310工作時，系統(tǒng)300可在蒸發(fā)器內(nèi)經(jīng)歷更高的壓力。因為蒸發(fā)器中的制冷劑的體積要大于傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)中的體積，蒸發(fā)器內(nèi)的這些更高的壓力可增強系統(tǒng)300的傳熱效率。蒸發(fā)器(內(nèi)部換熱器340)工作壓力的這一增大也使得制冷期間的壓縮比更低，從而實現(xiàn)能量消耗的減少及系統(tǒng)元件壽命的延長。與在引入至蒸發(fā)器之前不使制冷劑的蒸氣部分與液體部分至少部分地分離的傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)相比，通過在引入至蒸發(fā)器之前使制冷劑的蒸氣部分與液體部分至少部分地分離，不但能提高蒸發(fā)器壓力，還可提高制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器的質(zhì)量速度。蒸發(fā)器中較高的制冷劑質(zhì)量速度可為浪涌式制冷熱泵系統(tǒng)300提供增強的傳熱效率，這是因為相對于傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)，在給定時間中有更多的制冷劑經(jīng)過蒸發(fā)器。在引入至蒸發(fā)器之前使制冷劑的蒸氣部分及液體部分至少部分地分離還可使制冷劑的液體部分的溫度降低。此種降低可使制冷劑的液體部分比蒸氣部分具有更大的制冷容量，從而使經(jīng)過蒸發(fā)器的制冷劑所傳遞的總熱量增多。通過此種方式，經(jīng)過蒸發(fā)器的相同質(zhì)量的制冷劑可在制冷期間比傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)吸收更多的熱量。在引入至蒸發(fā)器之前使制冷劑的蒸氣部分與液體部分至少部分地分離的能力還可使蒸發(fā)器出口處的制冷劑部分地而非完全干燥。因此，通過調(diào)節(jié)被引入至蒸發(fā)器的制冷劑的蒸氣部分及液體部分的參數(shù)，少量的液體部分可留存于離開蒸發(fā)器的制冷劑中。通過在整個蒸發(fā)器中保留制冷劑的液體部分，可提高系統(tǒng)的傳熱效率。蒸發(fā)器(內(nèi)部換熱器340)溫度的此種降低還可使制冷期間冷凝器(外部換熱器320)處的熱壓力降低，從而實現(xiàn)能量消耗的減少及系統(tǒng)元件壽命的延長。因此，與傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)相比，相同規(guī)格的蒸發(fā)器(內(nèi)部換熱器)可從被調(diào)節(jié)空間向室外傳遞更多熱量。在制冷劑引入至蒸發(fā)器之前使制冷劑的蒸氣部分與液體部分至少部分地分離還可得到足夠的制冷劑質(zhì)量速度，以足以將液體制冷劑覆蓋在形成計量裝置后面的制冷劑導(dǎo)向器236、制冷劑傳送系統(tǒng)及/或蒸發(fā)器起始部分的管道的內(nèi)圓周上。在發(fā)生時，蒸發(fā)器的起始部分內(nèi)的總制冷劑質(zhì)量是從約30% 約95%的蒸氣(質(zhì)量/質(zhì)量)。如果失去對圓周的液體覆蓋，則當恢復(fù)到約30% 約95%的蒸氣/液體比率時，將會恢復(fù)覆蓋。通過這種方式，與在制冷時在相分離器之后缺少液體覆蓋的傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)相比，可使得蒸發(fā)器的起始部分處的傳熱效率提高。關(guān)于使用相分離器以向內(nèi)部蒸發(fā)器提供浪涌操作從而冷卻內(nèi)部空間的更詳細討論可見于2009年5月15日提交且名稱為“Surged Vapor CompressionHeat Transfer System with Reduced Defrost” 的國際申請案 N0.PCT/US09/44112,該申請的全部內(nèi)容通過弓I用并入。對于在制冷期間提供這些益處的相分離器331，對傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)的膨脹制冷劑傳送系統(tǒng)335所增加的額外限制基本上不干擾相分離以及所引起的浪涌式蒸發(fā)器操作。因此，在對被調(diào)節(jié)空間進行制冷時為了提供浪涌操作的益處，可不使用傳統(tǒng)的限制，例如使用小于一般尺寸的制冷劑導(dǎo)向器336。為了保持在制冷期間(圖3A)從室內(nèi)換熱器340的浪涌操作所獲得的益處，可以在制熱期間用旁通回路371、單向止回閥370以及流量調(diào)節(jié)構(gòu)件332對相分離器331進行旁通，從而提供內(nèi)部換熱器340 (圖3B)中制冷劑壓力期望的增大。通過這種方式，流量調(diào)節(jié)構(gòu)件332在制熱期間對離開內(nèi)部換熱器340的制冷劑施加限制，所述限制在制冷期間基本上不干擾制冷劑流。因而，可為制熱性能對從室內(nèi)換熱器340流出的制冷劑選擇合適的限制，而不用考慮原本可能會發(fā)生的制冷性能的降低。如美國專利N0.6，401，470、N0.6，401，470、N0.6，857，281、N0.6，915，648 等等中所述，雖然不要求具有可調(diào)節(jié)性，但流量調(diào)節(jié)構(gòu)件332最好是可以調(diào)節(jié)的。流量調(diào)節(jié)構(gòu)件也可以電氣方式或機械方式加以控制，以在制熱工作期間主動地對熱泵系統(tǒng)300執(zhí)行所需的限制。如果加以控制，可增加限制，以響應(yīng)于外部空氣、進入內(nèi)部換熱器340的空氣、離開內(nèi)部換熱器340的空氣、返回至內(nèi)部換熱器340的空氣等的溫度來升高內(nèi)部換熱器340的溫度。相反，也可降低由受控流量調(diào)節(jié)構(gòu)件所提供的限制，以保護壓縮機310或響應(yīng)于壓縮機310的溫度、壓縮機310的安培消耗、壓縮機310與內(nèi)部換熱器340之間的管線壓力等而增大能量效率。單向止回閥370及流量調(diào)節(jié)構(gòu)件332雖然在圖3A及圖3B中表示為是分開的，但也可合并入一個外殼中等等。盡管如圖3A及圖3B中所示，流量調(diào)節(jié)構(gòu)件332位于單向止回閥370的右側(cè)，但流量調(diào)節(jié)構(gòu)件332在圖3B(制熱)的高壓管線中也可合并在制冷期間基本上不干擾相分離器331的工作的任何位置，包括位于單向止回閥370的任一側(cè)上。可在系統(tǒng)300中用于防止制冷劑通過相分離器331回流的單向止回閥的例子包括可從派克漢尼芬(Parker Hannifin)公司購得的Parker274037_12以及可從位于得克薩斯州的休斯頓的斯畢爾閥門公司(Superior Valve C0.)購得的Superior900MA_10S。包括作為止回閥出售的裝置在內(nèi)，也可使用與系統(tǒng)的工作兼容并且可基本上防止制冷劑通過相分離器331回流的任何裝置。例如，可使用受電氣控制的開關(guān)型電磁閥或響應(yīng)于壓差的閥門。由于制冷劑將沿著最小阻力的路徑通過熱泵系統(tǒng)的管線，所以也可以用與所期望路徑相比使得制冷劑通過相分離器331的回流更不利的裝置來代替止回閥。在圖4A及圖4B中，圖3A及圖3B的浪涌式制冷熱泵系統(tǒng)300分別被修改成具有相分離器434，相分離器434在制熱期間向外部換熱器420提供制冷劑，從而提供浪涌式制冷及制熱熱泵系統(tǒng)400。雖然系統(tǒng)400表示為具有單向止回閥473及旁通回路472，但如果計量裝置433可提供雙向流動且相分離器434構(gòu)造成不顯著影響沿反方向的制冷劑流，單向止回閥473及旁通回路472這些元件并非必要的。因而，系統(tǒng)400為用作蒸發(fā)器的任一換熱器提供浪涌式操作。系統(tǒng)400可具有更少的元件或還具有額外的元件。例如，雖然將系統(tǒng)400表示為具有向內(nèi)部換熱器440及外部換熱器420 二者進行饋送的相分離器，但也可略去向內(nèi)部換熱器440進行饋送的相分離器，從而提供浪涌式制熱熱泵系統(tǒng)，盡管有制冷效率上的相關(guān)損失。雖然系統(tǒng)400也表示為具有流量調(diào)節(jié)構(gòu)件432以在制熱期間向膨脹制冷劑傳送系統(tǒng)435提供所需的限制，但如果在制熱期間從蒸發(fā)器(外部換熱器420)的浪涌操作所獲得的制熱效率可向被調(diào)節(jié)空間提供所需的熱量，流量調(diào)節(jié)構(gòu)件432也可略去。在同時包括兩個相分離器的系統(tǒng)400中，蒸發(fā)器以浪涌式模式工作從而有效地吸收熱量的能力在兩個傳熱方向上均增強。圖4A及圖4B的系統(tǒng)400不但具有先前結(jié)合圖3A及圖3B的系統(tǒng)300所述的當蒸發(fā)器位于被調(diào)節(jié)空間中時的制冷益處，還具有使得位于室外的蒸發(fā)器在制熱期間也具有先前所述的浪涌式操作的益處。因而，系統(tǒng)400提供了增加傳熱的益處，也減少了不但向制冷期間的內(nèi)部換熱器440、也向制熱期間的外部換熱器420進行被動和/或主動除霜的需求的益處。制熱期間對蒸發(fā)器(外部換熱器460)除霜的需要降低在較冷的地區(qū)尤其是期望的，這是因為在從室外空氣吸收相同或更大量的熱量的同時可以在更高的平均溫度下操作外部換熱器420的入口的能力使得系統(tǒng)400能夠?qū)⒏嗟臒崃總魉徒o被調(diào)節(jié)空間。因而，在制熱期間對外部換熱器420出口處的溫度進行測量將表示制冷劑在浪涌操作期間的蹤跡(如先前針對制冷期間的系統(tǒng)300所討論)。通過用傳感器421在外部換熱器420的出口處監(jiān)測溫度及/或壓力，可調(diào)節(jié)計量裝置433以在外部換熱器420內(nèi)保持浪涌操作。因而，當系統(tǒng)400用于平均室外溫度原本會導(dǎo)致過度結(jié)霜和/或比傳統(tǒng)系統(tǒng)需要過多的主動除霜周期的較冷的地區(qū)時，系統(tǒng)400需要更少的除霜周期。制熱期間的浪涌式蒸發(fā)器操作使得系統(tǒng)400能夠安裝在無法使用傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)的較冷的地區(qū)中。當系統(tǒng)400如圖4B中所示以制熱模式工作時，向外部換熱器420的起始部分提供的制冷劑的基本上為蒸氣的浪涌可為至少50%的蒸氣(蒸氣制冷劑質(zhì)量/液體制冷劑質(zhì)量)。也可使系統(tǒng)400工作以向外部換熱器420的起始部分提供至少75%或至少90%蒸氣的制冷劑蒸氣浪涌。這些浪涌可使蒸發(fā)器的起始部分所達到的間歇峰值溫度處于比第二外部媒介460的溫度低約5°C的溫度以下。蒸發(fā)器的起始部分所達到的間歇峰值溫度也可處于比第二外部媒介460的溫度低約2.5°C的溫度以下。這些間歇峰值溫度優(yōu)選地高于室外空氣的露點。也可達到其他間歇峰值溫度。當以如圖4B所示的制熱模式工作時，系統(tǒng)400還可工作以從外部換熱器420的起始部分向出口部分提供約1.9Kcalth h^m^2oC ―1 約4.4KcalthrV2°C ―1的平均傳熱系數(shù)。平均傳熱系數(shù)是通過在從外部換熱器盤管的起點至終點的至少5個點處測量傳熱系數(shù)并對所得的系數(shù)取平均值來確定。系統(tǒng)400的此傳熱性能相對于傳統(tǒng)非浪涌式熱泵系統(tǒng)得到顯著改善之處在于，在傳統(tǒng)非浪涌式熱泵系統(tǒng)中，外部換熱器的起始部分在外部換熱器盤管的起始部分處具有低于約1.9Kcalth ΡπΓ2!: 1的傳熱系數(shù)、在出口之前的外部換熱器部分中具有低于約0.5Kcalth h_1m_2°C 的傳熱系數(shù)。

雖然系統(tǒng)400以比傳統(tǒng)系統(tǒng)200更大的效率將熱量傳送至被調(diào)節(jié)空間，但也必須考慮另一因素，即提供至被調(diào)節(jié)空間的空氣的溫度。例如，雖然相對濕度(RH)為45%的31°C的空氣將使房間升溫至期望的溫度，但皮膚感覺起來卻并不溫暖。因而，雖然使外部換熱器420以浪涌模式工作相比傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)而言可增大除霜和熱提取效率，但系統(tǒng)400在特定的時間段內(nèi)可能不能產(chǎn)生足夠的熱量來使加熱后的空氣在提供給被調(diào)節(jié)空間時達到感覺溫暖的溫度。例如，如果系統(tǒng)400能夠傳送足夠的熱量而使空氣溫度升高約35°C，則-10°C的室外溫度將使得提供至被調(diào)節(jié)空間的空氣為25°C，而5°C的室外溫度將使得提供至被調(diào)節(jié)空間的空氣為40°C。雖然兩者均會將被調(diào)節(jié)空間制熱至可接受的水平，但40°C的空氣將感覺到溫暖，而27°C的空氣卻不會。通常，人們認為溫度為約50°C及以上的空氣“感覺到足夠溫暖”。如果使用可選的流量調(diào)節(jié)構(gòu)件432，總是會在內(nèi)部換熱器440處產(chǎn)生額外的熱量，但是因為會在壓縮機410上出現(xiàn)額外的磨損并由此導(dǎo)致能量損失，可能并不希望依賴于通過限制來自室內(nèi)換熱器440的制冷劑流而產(chǎn)生的較高的壓力。雖然在傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)中很常見，但使壓縮機克服比操作上所需負荷更大的負荷工作而產(chǎn)生額外的“摩擦熱”是非常低效能的。同樣地，通過使用比制冷原本所需要的壓縮機更大的壓縮機也會產(chǎn)生額外的熱量，然而同樣會失去工作效率。因而，雖然系統(tǒng)400可使從外部至內(nèi)部的傳熱效率最大化，但有益的是在制熱期間在每單位時間上將額外的熱量傳送至內(nèi)部換熱器440來提供不僅僅可加熱被調(diào)節(jié)空間、而且還感覺溫暖的空氣。雖然系統(tǒng)400可使用一個或多個限制(例如流量調(diào)節(jié)構(gòu)件432)在單位時間上提供額外的熱量，但產(chǎn)生摩擦熱會縮短壓縮機410的工作壽命，并且對于從室外傳送的熱量而言是低效的。在每單位時間上向內(nèi)部換熱器440提供額外熱量的一種方式是在外部換熱器420的出口之前用傳感器422監(jiān)測溫度及/或壓力。通過這種方式，可向計量裝置433發(fā)送信號來降低流量，從而將蒸發(fā)器的浪涌操作減少至傳感器422之前的蒸發(fā)器部分。雖然傳感器422位于外部換熱器420的盤管的約一半處，但傳感器422也可位于與系統(tǒng)400的期望工作兼容的外部換熱器420外部的出口之前的任何位置。例如，傳感器422也可放置成距離外部換熱器420的入口約三分之一、或三分之二處。放置在三分之一處將使得約三分之一的蒸發(fā)器以浪涌模式工作，而放置在三分之二處將使得約三分之二的蒸發(fā)器以浪涌模式工作。當計量裝置433響應(yīng)于傳感器422而不是傳感器421時，由于外部換熱器420并非全部的體積均以浪涌模式工作(基本上其余的盤管以過熱模式工作)，所以從室外向被調(diào)節(jié)空間傳熱的效率降低。然而，在這個模式中(部分浪涌的室外蒸發(fā)器操作)，由于蒸發(fā)器的過熱部分，每單位時間可將更多的熱量傳送至內(nèi)部換熱器440。蒸發(fā)器的此過熱部分使得可將更高溫度且感覺更溫暖的空氣提供至被調(diào)節(jié)空間。通過選擇使用兩個傳感器421、422中的哪一個來在制熱期間控制計量裝置433，系統(tǒng)400可以在最高傳熱效率模式和更高溫度模式之間切換。通過部分浪涌和部分過熱蒸發(fā)器操作而使系統(tǒng)400在更高溫度模式下工作，這可以減少或消除由壓縮機響應(yīng)于流量調(diào)節(jié)構(gòu)件432而產(chǎn)生的額外摩擦熱的需要。另外，如果流量調(diào)節(jié)構(gòu)件432在工作期間允許進行調(diào)節(jié)，則系統(tǒng)400可在最高傳熱效率模式下工作或在更高溫度模式下工作，其中，額外的熱量來自所增加的摩擦熱(通過調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)構(gòu)件432實現(xiàn))和/或通過降低外部換熱器420內(nèi)的浪涌操作的百分比來獲得。圖5A(制冷)及圖5B (制熱)表示具有單獨的完全浪涌電路和部分浪涌電路的浪涌式制冷及制熱熱泵系統(tǒng)500。雖然示出一個外部換熱器520，但完全浪涌電路和部分浪涌電路也可使用單獨的蒸發(fā)器。在某些情況下，當使用單個相分離器、測量裝置及蒸發(fā)器時，可能無法實現(xiàn)完全浪涌操作及部分浪涌操作二者。即使當可以實現(xiàn)時，也可能希望優(yōu)化每一電路來實現(xiàn)最大性能，而所述最大性能在使用單個電路系統(tǒng)(如系統(tǒng)300)時可能無法實現(xiàn)。包括系統(tǒng)300的元件在內(nèi)，系統(tǒng)500增加了額外的相分離器525以及額外的計量裝置526。傳感器521控制計量裝置533，以在所有外部換熱器520中提供浪涌操作。同樣地，傳感器522控制計量裝置526，以在外部換熱器520中提供部分浪涌操作。以電氣方式控制的開關(guān)閥523及524可在任何時候控制哪一浪涌電路正在工作。如果計量裝置526、533分別可基本上關(guān)斷制冷劑流，則閥門523、524可略去?？蓪刂破?80進行編程來確定在制熱期間(圖5B)何時打開閥門523來提供部分浪涌式的更高溫度模式或打開閥門524來提供完全浪涌式的最高傳熱效率模式。如果計量裝置526、533可基本上關(guān)掉制冷劑流，則可通過控制器580對它們進行控制來選擇所需的工作模式。如果在制冷期間(圖5A)將相分離器525、534、計量裝置526、533、或閥門523、524中的一個或多個有利地進行旁通，則系統(tǒng)500可設(shè)置有可選的旁通回路572、以及單向止回閥573和流量調(diào)節(jié)構(gòu)件574中的一個或兩者。因此，如果這些裝置中的任何一個裝置在制冷期間不能有效地回流制冷劑，則可對其進行旁通?？墒褂昧髁空{(diào)節(jié)構(gòu)件574在制冷期間對流向計量裝置530的高壓制冷劑流進行優(yōu)化。如先前針對系統(tǒng)300及系統(tǒng)400所討論，系統(tǒng)500可有選擇地裝配有旁通回路571、單向止回閥570及流量調(diào)節(jié)構(gòu)件532，以在制熱期間對計量裝置530及相分離器531進行旁通。如果流量調(diào)節(jié)構(gòu)件532是電控的，則控制器590能夠改變壓縮機510在制熱期間必須工作以克服的限制，以升高提供至被調(diào)節(jié)空間的空氣的溫度。因此，控制器590可以對閥門523、524及流量調(diào)節(jié)構(gòu)件532進行控制，從而實現(xiàn)傳熱效率與提供至被調(diào)節(jié)空間的空氣溫度之間的所期望的平衡。系統(tǒng)500可具有更少的元件或還具有額外的元件。圖6表示用于操作如上所述的包括至少一個相分離器的熱泵系統(tǒng)的方法600的流程圖。在步驟602中，對制冷劑進行壓縮。在步驟604中，使制冷劑膨脹。在步驟606中，至少部分地分離制冷劑的液相與氣相。在步驟808中，將制冷劑的氣相的一個或多個浪涌引入至蒸發(fā)器的起始部分中。制冷劑的氣相的多個浪涌可包括至少75%的蒸氣。蒸發(fā)器的起始部分可小于蒸發(fā)器體積的約10%或小于蒸發(fā)器體積的約30%。起始部分可具有蒸發(fā)器的其他體積。在步驟610中，將制冷劑的液相引入至蒸發(fā)器中。在步驟612中，響應(yīng)于制冷劑的氣相的一個或多個浪涌加熱蒸發(fā)器的起始部分。蒸發(fā)器的起始部分可加熱至小于比第一外部媒介或第二外部媒介的溫度低約5°C的溫度。蒸發(fā)器的起始部分可加熱至高于第一外部媒介或第二外部媒介的溫度。蒸發(fā)器的起始部分可加熱至高于第一外部媒介或第二外部媒介的露點溫度的溫度。蒸發(fā)器入口體積與出口體積之間的溫度差可為約0°C 約:TC。可操作熱泵系統(tǒng)，使得在蒸發(fā)器的起始部分的溫度的斜率包含負值及正值。蒸發(fā)器的起始部分可以升華或融化霜。當蒸發(fā)器的起始部分的溫度等于或小于約0°C時，霜可以升華。圖7表示用于對如上所述的包括至少一個相分離器的熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器進行除霜的方法700的流程圖。在步驟702中，至少部分地分離制冷劑的液相與氣相。在步驟704中，將制冷劑的氣相的一個或多個浪涌引入至蒸發(fā)器的起始部分中。制冷劑的氣相的多個浪涌可包括至少75%的蒸氣。蒸發(fā)器的起始部分可小于蒸發(fā)器體積的約10%或小于蒸發(fā)器體積的約30%。起始部分可具有蒸發(fā)器的其他體積。在步驟906中，將制冷劑的液相引入至蒸發(fā)器中。在步驟708中，響應(yīng)于制冷劑的氣相的一個或多個浪涌加熱蒸發(fā)器的起始部分。蒸發(fā)器的起始部分可加熱至小于比第一外部媒介或第二外部媒介的溫度低約5°C的溫度。蒸發(fā)器的起始部分可加熱至高于第一外部媒介或第二外部媒介的溫度。蒸發(fā)器的起始部分可加熱至高于第一外部媒介或第二外部媒介的露點溫度的溫度。蒸發(fā)器入口體積與出口體積之間的溫度差可為約0°C 約:TC?？刹僮鳠岜孟到y(tǒng)，使得蒸發(fā)器的起始部分的溫度的斜率包含負值及正值。在步驟710中，從蒸發(fā)器除霜。除霜包括基本上防止結(jié)霜。除霜包括基本上從蒸發(fā)器消除霜的存在。除霜包括將霜從蒸發(fā)器部分地或完全地消除。蒸發(fā)器的起始部分可以升華或融化霜。當蒸發(fā)器的起始部分的溫度等于或小于約0°c時，霜可以升華。圖8表示用于對相分離器加設(shè)旁路以進行加熱操作的方法800的流程圖。在步驟810中，插入旁通回路，以在計量裝置之前的點與相關(guān)聯(lián)的相分離器之后的點之間、但在內(nèi)部換熱器之前建立制冷劑流。在步驟820中，將單向止回閥及流量調(diào)節(jié)構(gòu)件插入旁通回路中。優(yōu)選地，設(shè)定流量調(diào)節(jié)構(gòu)件，使得其對制冷劑流提供最少的限制。在步驟830中，確定進入內(nèi)部換熱器的空氣與離開內(nèi)部換熱器的空氣之間的溫度差。在步驟840中，響應(yīng)于所述溫度差調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)構(gòu)件，以減少在制熱期間流經(jīng)流量調(diào)節(jié)構(gòu)件的制冷劑流，同時維持壓縮機的所需安培數(shù)及工作參數(shù)?？上蛳到y(tǒng)中增加其他元件以及進行另外的調(diào)整，以提供所需的效率及空氣壓力。例如，并且通常根據(jù)圖2B的系統(tǒng)，傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)由蒸氣壓縮單元及內(nèi)部換熱器組裝而成。蒸氣壓縮單元的型號為HP29-0361P、序列號為5801D6259，且包括壓縮機、外部換熱器、風機及相關(guān)的控制件。壓縮機為單相，額定安全使用電壓為208伏或230伏，最大推薦電流消耗為21.1安培。內(nèi)部換熱器的型號為C23-46-1，序列號為6000K1267。當此系統(tǒng)在約208伏處以制熱模式工作時，壓縮機消耗約16.8安培，同時在約-9.4°C的外部空氣溫度下向被調(diào)節(jié)空間提供約55.5°C的空氣。系統(tǒng)維持約23°C的被調(diào)節(jié)空間空氣溫度。該傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)用兩個相分離器進行改進，以向內(nèi)部換熱器及外部換熱器提供浪涌操作。該改進通常根據(jù)圖4B進行，但略去向內(nèi)部換熱器提供浪涌操作的相分離器的旁通回路、單向止回閥及流量調(diào)節(jié)構(gòu)件。當該以相分離器改進的系統(tǒng)在約208伏處以制熱模式工作時，壓縮機消耗約12.4安培，同時在約-9.4°C的外部空氣溫度下向被調(diào)節(jié)空間提供約32.2°C的空氣。系統(tǒng)維持約23°C的被調(diào)節(jié)空間空氣溫度。因此，雖然與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比向被調(diào)節(jié)空間提供較低溫度的空氣(約32°C vs.約55°C )，但以相分離器改進的系統(tǒng)維持約23°C的期望被調(diào)節(jié)空間空氣溫度。此最高傳熱效率的制熱工作模式將電流消耗從約17安培降低至約12安培，電流消耗降低了約30% (17-12/17*100)，同時仍維持約23°C的期望被調(diào)節(jié)空間溫度。因此，在制熱期間具有向外部換熱器提供浪涌操作的相分離器的系統(tǒng)能夠?qū)⒈徽{(diào)節(jié)空間制熱至期望的溫度，同時比傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)消耗明顯少的電流。然后，根據(jù)方法800且通常根據(jù)圖4B的系統(tǒng)，對向內(nèi)部換熱器提供浪涌操作的相分離器進行旁通。因此，向內(nèi)部換熱器提供浪涌操作的相分離器被旁通，而向外部換熱器提供浪涌操作的相分離器未被旁通。當以此旁通相分離器進行改進后的系統(tǒng)在約208伏處以制熱模式工作時，壓縮機消耗約15.9安培，同時在約-9.4°C的外部空氣溫度下向被調(diào)節(jié)空間提供約60°C的空氣。系統(tǒng)維持約23°C的被調(diào)節(jié)空間空氣溫度。因此，與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，以旁通相分離器進行改進后的系統(tǒng)向被調(diào)節(jié)空間提供具有更高的溫度的空氣(約60°C vs.約55°C )，并維持約23°C的期望被調(diào)節(jié)空間空氣溫度。此更高溫度制熱工作模式將電流消耗從約17安培降低至約16安培(降低了約6% (17-16/17*100))，同時使得提供至被調(diào)節(jié)空間的空氣的溫度升高了約8% (60-55.5/55.5*100)。因此，和傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)相比，具有向內(nèi)部換熱器及外部換熱器提供浪涌操作且在制熱工作期間帶有旁通的相分離器的系統(tǒng)能夠向被調(diào)節(jié)空間提供更高溫度的空氣，同時吸取更少的電流。
權(quán)利要求
1.一種操作熱泵系統(tǒng)的方法，其包括: 對制冷劑進行壓縮； 使所述制冷劑膨脹； 至少部分地分離所述制冷劑的液相及氣相； 將所述制冷劑的所述氣相的至少一個浪涌引入至內(nèi)部換熱器的起始部分中； 將所述制冷劑的所述液相引入至所述內(nèi)部換熱器中； 響應(yīng)于所述制冷劑的所述氣相的所述至少一個浪涌而加熱所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分； 使所述制冷劑的流動反向； 將膨脹的所述制冷劑引入至外部換熱器中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括:將所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分至多加熱至比第一外部媒介的溫度低約5°C 的溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括:將所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分加熱至高于第一外部媒介的溫度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括:將所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分加熱至比第一外部媒介的露點溫度高的溫度。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在制冷期間，所述內(nèi)部換熱器的入口體積與所述內(nèi)部換熱器的出口體積之間的溫度差為約0°C 約3°C。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括:操作所述系統(tǒng)，其中所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分的溫度的斜率包含負值及正值。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括:從所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分除霜。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括:使霜從所述蒸發(fā)器的所述起始部分升華，其中所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分的溫度為至多約0°C。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分小于所述內(nèi)部換熱器的體積的約30%。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分小于所述內(nèi)部換熱器的體積的約10%。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中， 所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分具有至少一個間歇溫度最大值，以及 所述至少一個間歇溫度最大值響應(yīng)于所述制冷劑的所述氣相的所述至少一個浪涌，以及 所述間歇溫度最大值處于比第一外部媒介的溫度低約5°c的溫度以下。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述至少一個間歇溫度最大值高于所述第一外部媒介的溫度。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述至少一個間歇溫度最大值高于所述第一外部媒介的露點溫度。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述內(nèi)部換熱器的體積的前10%與所述蒸發(fā)器的體積的后10%之間的溫度差為約0°C 約3°C。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一外部媒介的相對濕度大于當未向所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分引入所述氣相制冷劑的浪涌時所述第一外部媒介的相對濕度。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一外部媒介的溫度低于當未向所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分引入所述氣相制冷劑的浪涌且未使用主動除霜周期時所述第一外部媒介的溫度。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其還包括:操作所述系統(tǒng)，其中所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分的溫度的斜率包含負值及正值。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其還包括:響應(yīng)于所述間歇溫度最大值而從所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分除霜。
19.如權(quán)利要求11所述的方法，其還包括:響應(yīng)于所述間歇溫度最大值，使霜從所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分升華，其中所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分的溫度為至多約0°c。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分小于所述內(nèi)部換熱器的體積的約30%。
21.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分小于所述內(nèi)部換熱器的體積的約10%。
22.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述制冷劑的所述氣相的所述至少一個浪涌包含至少75%的蒸氣。
23.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，從所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分向出口部分的平均傳熱系數(shù)為約1.9Kcalth h—V2。C—1 約4.4Kcalth h—V2。C—1，且其中， 所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分小于所述內(nèi)部換熱器的體積的約10%，且其中 所述內(nèi)部換熱器的所述出口部分小于所述內(nèi)部換熱器的體積的約10%。
24.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括: 對離開所述內(nèi)部換熱器的制冷劑的流動進行限制；以及 響應(yīng)于所述限制而產(chǎn)生摩擦熱。
25.如權(quán)利要求1或24所述的方法，其還包括:將所述制冷劑的所述氣相的至少一個浪涌引入至所述外部換熱器的起始部分中，將所述制冷劑的所述液相引入至所述外部換熱器中，以及響應(yīng)于所述制冷劑的所述氣相的所述至少一個浪涌而加熱所述外部換熱器的所述起始部分。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，離開所述外部換熱器的所述制冷劑包含液相。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，離開所述外部換熱器的所述制冷劑沒有液相。
28.一種在向被調(diào)節(jié)空間或者從被調(diào)節(jié)空間傳熱過程中對熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器進行除霜的方法，其包括: 至少部分地分離制冷劑的液相與氣相； 將所述制冷劑的所述氣相的至少一個浪涌引入至所述蒸發(fā)器的起始部分中； 將所述制冷劑的所述液相引入所述蒸發(fā)器中； 響應(yīng)于所述制冷劑的所述氣相的所述至少一個浪涌，加熱所述蒸發(fā)器的所述起始部分；以及 從所述蒸發(fā)器除霜。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其還包括:將所述蒸發(fā)器的所述起始部分至多加熱至比第一外部媒介或第二外部媒介的溫度低約5°C的溫度。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其還包括:將所述蒸發(fā)器的所述起始部分加熱至高于第一外部媒介或第二外部媒介的溫度。
31.如權(quán)利要求28所述的方法，其還包括:將所述蒸發(fā)器的所述起始部分加熱至比第一外部媒介或第二外部媒介的露點溫度高的溫度。
32.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述蒸發(fā)器的入口體積與所述蒸發(fā)器的出口體積之間的溫度差為約0°C 約3°C。
33.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述蒸發(fā)器的所述起始部分的溫度的斜率包含負值及正值。
34.如權(quán)利要求28所述的方法，其還包括:使霜從所述蒸發(fā)器的所述起始部分升華。
35.如權(quán)利要求28所述的方法，其還包括:使霜從所述蒸發(fā)器的所述起始部分升華，其中所述蒸發(fā)器的所述起始部分的溫度為至多約0°C。
36.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述蒸發(fā)器的所述起始部分小于所述蒸發(fā)器的體積的約30%。
37.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述蒸發(fā)器的所述起始部分小于所述蒸發(fā)器的體積的約10%。
38.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述至少一個浪涌包含至少75%的蒸氣。
39.一種熱泵系統(tǒng),其包括: 壓縮機，其具有入口及出口，所述入口及所述出口與流動反向器流體連通； 外部換熱器，其具有入口及出口 ； 內(nèi)部換熱器，其具有入口、起始部分、后續(xù)部分及出口，所述壓縮機的所述出口與所述外部換熱器的所述入口流體連通，所述外部換熱器的所述出口與所述內(nèi)部換熱器的所述入口流體連通，且所述內(nèi)部換熱器的所述出口與所述壓縮機的所述入口流體連通； 第一計量裝置，其與所述外部換熱器及所述內(nèi)部換熱器流體連通，其中所述第一計量裝置使制冷劑膨脹進入所述內(nèi)部換熱器中，所述制冷劑具有蒸氣部分及液體部分； 第一相分離器，其與所述第一計量裝置及所述內(nèi)部換熱器流體連通， 其中，所述第一相分離器可操作為使所述蒸氣的一部分與膨脹的所述制冷劑分離，且其中 所述第一相分離器可操作為將所述蒸氣的至少一個浪涌引入至所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分中； 第二計量裝置，其與所述外部換熱器及所述內(nèi)部換熱器流體連通，其中所述第二計量裝置使所述制冷劑膨脹進入所述外部換熱器中。
40.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，所述第一相分離器具有本體部，所述本體部界定出分離器入口、分離器出口及分離器制冷劑存儲室； 其中，所述分離器制冷劑存儲室具有縱向尺寸； 其中，所述分離器入口的直徑對所述分離器出口的直徑的比率為約1: 1.4 4.3或約1:1.4 2.1 ;以及 其中，所述分離器入口的所述直徑對所述縱向尺寸的比率為約1:7 13。
41.如權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述分離器入口的所述直徑對制冷劑質(zhì)量流量的比率是1:1 12。
42.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個浪涌從所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分除霜。
43.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個浪涌使霜從所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分升華，所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分的溫度至多約0°C。
44.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，所述第一相分離器可操作為在所述壓縮機的操作周期中將所述蒸氣的至少兩個浪涌引入至所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分。
45.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分是所述內(nèi)部換熱器的總體積的至多30%。
46.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分是所述內(nèi)部換熱器的總體積的至多10%。
47.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，被引入所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分的所述至少一個蒸氣浪涌使所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分升高至至少一個間歇溫度最大值，所述至少一個間歇溫度最大值處于比第一外部媒介的溫度低約5°C的溫度以下。
48.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，被引入所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分的所述至少一個蒸氣浪涌使所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分升高至至少一個間歇溫度最大值，所述至少一個間歇溫度 最大值高于第一外部媒介的溫度。
49.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，被引入所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分的所述至少一個蒸氣浪涌使所述內(nèi)部換熱器的所述起始部分升高至至少一個間歇溫度最大值，所述至少一個間歇溫度最大值高于第一外部媒介的露點溫度。
50.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)部換熱器的體積的前10%與所述蒸發(fā)器的體積的后10%之間的溫度差是(TC 3 °C。
51.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個浪涌包含至少75%的蒸氣。
52.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其還包含與所述內(nèi)部換熱器及所述第二計量裝置流體連通的第一流量調(diào)節(jié)構(gòu)件。
53.如權(quán)利要求39或52所述的系統(tǒng)，其還包含與所述第二計量裝置及所述外部換熱器流體連通的第二相分離器。
54.如權(quán)利要求39或52所述的系統(tǒng)，其還包含與所述第二計量裝置及所述外部換熱器流體連通的第二相分離器及與所述外部換熱器及所述內(nèi)部換熱器流體連通的第三計量裝置，其中，所述第三計量裝置使所述制冷劑膨脹進入第三相分離器，所述第三相分離器與所述第三計量裝置及所述外部換熱器流體連通。
55.如權(quán)利要求54所述的系統(tǒng)，其還包含與所述外部換熱器及所述第一計量裝置流體連通的第二流量調(diào)節(jié)構(gòu)件。
56.一種對至少一個相分離器設(shè)置旁路以進行制熱操作的方法，所述方法包括: 插入旁通回路，以在計量裝置之前的點與相關(guān)聯(lián)的相分離器之后的點之間、但在內(nèi)部換熱器之前建立制冷劑流； 將單向止回閥及流量調(diào)節(jié)構(gòu)件插入所述旁通回路中； 確定進入所述內(nèi)部換熱器的空氣與離開所述內(nèi)部換熱器的空氣之間的溫度差；以及 響應(yīng)于所述溫度差而調(diào)節(jié)所述流量調(diào)節(jié)構(gòu)件，以減少在制熱期間流經(jīng)所述流量調(diào)節(jié)構(gòu)件的所述制冷劑流，同時維持用于向所述流量調(diào)節(jié)構(gòu)件提供制冷劑的壓縮機的所需安培數(shù)及 工作參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有制冷劑相分離器的浪涌式熱泵系統(tǒng)、裝置及方法，所述制冷劑相分離器用于在壓縮機的接通周期中向蒸發(fā)器的入口產(chǎn)生氣相制冷劑的至少一個浪涌。此氣相制冷劑的浪涌具有比液相制冷劑高的溫度，因而會升高蒸發(fā)器入口的溫度，從而相對于沒有向蒸發(fā)器浪涌輸入氣相制冷劑的傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)可以降低霜的積聚。通過因相分離而來自液體的熱量、而非通過從另一個源引入熱量，氣相制冷劑的溫度相對于液相升高。所述浪涌式熱泵系統(tǒng)可在最高熱傳遞效率模式和/或在一或多個更高溫度模式中工作。
文檔編號F25B30/02GK103180678SQ201180036993
公開日2013年6月26日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者戴維·懷特曼 申請人:Xdx創(chuàng)新制冷有限公司