本发明是关于一种用于调节空气和供给热水和冷水的方法。 热泵被用来调节空气。随着致冷剂从一压缩机开始经一个冷凝器，膨胀阀和蒸发器，然后返回压缩机的循环，传统的热泵传导热量，这是因为致冷剂在冷凝器中产生或辐射热量而形成加热效果，在蒸发器中吸收热量形成冷却效果。当空气需要加热时，利用冷凝器中产生的热，而当空气需要冷却时，则利用蒸发器中产生的致冷效果。这样在传统的热泵中，就要根据空气是要被加热还是要被冷却来改变致冷剂的流动通道。为此，传统的热泵必须带有四通阀和一个致冷剂储存器。
下面参照图2解释传统热泵的加热方法。
图2示出了当空气需要加热时的致冷剂流动通道。在图2中，已经被压缩机压缩并带有高温的致冷剂通过一个四通阀，进入一个安装在室内的冷凝器，然后通过一个膨胀阀以降低致冷剂的压力。然后致冷剂通过一个储存器，并进入一个蒸发器，然后返回到压缩机，致冷剂沿上述通道循环。当致冷剂被循环时，在冷凝器中由致冷剂产生的热量可用来加热空气，热空气可用来加热房间。在这种情况下，蒸发器通常安装在室外，并且蒸发器中产生的冷气由外界空气吸收，结果冷气被浪费。
另一方面，采用传统热泵通过以下述方式使致冷剂流动而实现空气的致冷。
图3示出了在传统致冷方法中致冷剂的流动通道。在图3中，由压缩机压缩的带高压的致冷剂通过一个四通阀，进入一个安装在室外的冷凝器，通过一个膨胀阀以便降压，通过一个储存器，并进入一个安装在室内的蒸发器，然后返回到压缩机，致冷剂沿上述通道循环。由于致冷剂在循环时吸收热而在蒸发器中产生致冷效果，该致冷效果被用来冷却空气，并供给该冷却的空气使房间致冷。在这种情况下，安装在室外的冷凝器所产生地热由外界空气吸收，热空气被浪费。
如上所述，在调节空气的传统方法中，当房间要被加热时冷气被浪费，而当房间要被冷却时则热气被浪费。从有效地利用热能这一观点出发这种传统的方法相当不经济。当房间要被冷却时，如果仅利用致冷效果确实可以使房间致冷。然而，当全面考虑使用者的环境时，产生的热可用来洗澡，然而当冷却房间时，热量却被浪费了，所以使传统的装置不经济。
本发明的目的是有效地利用调节空气的能量，当房间加热时，不浪费致冷效果，并当使房间致冷时，不浪费热量。
通过同时利用辐射热或加热效果的能量及吸收热或致冷效果的能量即可实现本发明的上述和其它目的，方法是除了致冷剂的循环之外还循环了一种热介质和一种冷介质，这样就不会象传统的空调方法那样将加热效果和致冷效果浪费。分别通过与加热介质和冷却介质的热交换而加热空气或水和冷却空气或水，可进一步实现本发明的上述和其它目的，并向房间供给经上述处理的空气或水。换句话说，如果空气和水是经加热介质和冷却介质加热和冷却的并且供给加热和冷却了的空气和水，就可获得各种优点，例如可以有效地利用加热效果或致冷效果，因而当需要大量的加热效果或冷却效果时可以方便地调整不平衡。
此外，为了保证按上述方法有效地供给加热和冷却了的空气或水，可以采用液体作为加热介质和冷却介质。此外，为了以一种稳定的状态供给加热或冷却了的空气或水，需要一个用于加热液体的热容器和一个用于冷却液体的冷容器，以便在各容器中分别贮存一定量的各种液体。
根据本发明的一个实施例，提供了一种用于空气调节或供给冷、热水的方法，其中致冷剂从一个压缩机经一个冷凝器，膨胀阀和蒸发器循环回压缩机。一种流体在冷凝器中由致冷剂产生的热加热，另一种流体在蒸发器中由致冷剂产生的致冷效果冷却。在上述实施例中，液体被用作介质，因此一部分液体在冷凝器中被加热并作为加热液体而循环，另一部分液体在蒸发器中冷却并作为冷却液体而循环，当循环时加热液体和冷却液体分别将加热和致冷效果传导给空气或水，从而形成热、冷空气或水。根据本发明的另一实施例，提供了一种调节空气或供给冷、热水的方法，其中致冷剂从压缩机经一个冷凝器，膨胀阀和蒸发器循环回压缩机。一部分液体在冷凝器中由致冷剂产生的热加热，另一部分液体在蒸发器中由致冷剂产生的致冷效果冷却。上述方法利用液体作为介质，因此一部分液体在冷凝器中被加热并作为加热液体循环，加热液体的相当大一部分贮存在热容器中。另一部分液体在蒸发器中被冷却并作为冷却液体循环，其相当大一部分贮存在一个冷容器中，当循环时加热液体和冷却液体分别将加热和致冷效果传导给空气或水从而形成加热和冷却了的空气或水。
参照附图，从下面的描述中可以看出本发明的这些和其它特征。
图1是一示意图，示出了用于调节空气及供给冷、热水的本发明的一个实施例。
图2和3是示意图，示出了实施传统方法的空气调节设备。
在图1中，致冷剂由一个压缩机1压缩经一通道A进给。在进给时致冷剂按顺序通过一个冷凝器2，一个膨胀阀3和一个蒸发器4，然后返回到压缩机1，并且不断循环。压缩机1，冷凝器2，膨胀阀3，蒸发器4和连接它们的通道A和传统热泵中所用的这些零件是相同的。然而，图1所示的通道A与传统的相应通道之间的不同之处是根据本发明的通道即不带有转变致冷剂流向的四通阀也不带有贮存致冷剂的储存器，致冷剂总是沿同一方向流动。
如图1所示，根据本发明的方法与传统方法的不同之处还在于冷凝器2带有一个通道B;蒸发器带有一个通道C，加热液体在通道B中循环，而冷却液体则在通道C中循环。此外，图1所示的方法与传统方法的不同之处还在于通道B带有一个热容器5和一个用于加热空气或水的热交换器6，而通道C也带有一个冷容器7和一个用于冷却空气或水的热交换器8。不仅如此，图1所示的方法与传统方法的不同之处还在于热交换器6和8分别带有均用于通过空气或水的通道D和E。从通道D和E的出口部分流出的空气或水被用来加热或冷却一间房间，或用来作为热水或冷水。
经通道B流动的加热液体由冷凝器2中的致冷剂产生的热量加热，并加热至高温。高温的加热液体由泵P驱动，进入热容器5，然后通过热交换器6，并返回到冷凝器2，从而在通道B中循环。热容器5中贮存有大量的加热液体，用来减小加热液体的快速和显著的温度变化。
热交换器6带有用于通过空气或水的通道D，其中热交换是在加热液体和空气或水之间进行的。结果，当空气或水流经通道D时即被加热而形成热空气或热水。这样在通道D的出口部分就可得到热空气或热水。热空气被用于热房间，热水用来作为日常用热水或加热其它东西。
另一方面，通道C中的冷却液体由一个循环泵P驱动，并被导向蒸发器4，在蒸发器4中通过与致冷剂的热交换使冷却液体冷却至低温。低温的冷却液体进入热交换器8，然后通过一个冷容器7，并返回到蒸发器4，从而在通道C中循环。冷容器7作为一个储存箱用来贮存冷却液体，以便减小冷却液体的快速和显著的温度变化。
热交换器8带有用于通过空气或水的通道E，其中热交换是在冷却液体和空气或水之间进行的。结果，当空气或水通过通道E时即被冷却从而形成冷空气或冷水。这样在通道E的出口部分就可得到冷空气或冷水。冷空气可用来冷却一间房间，冷水用于日常消费或用于冷却物体。
在本发明中，可以使用一种致冷剂，也可以使用两种具有不同沸点的致冷剂的混合剂。当使用混合致冷剂时，可以增加加热液体和冷却液体之间的温差。
可以使用同一液体作为加热液体和冷却液体，但也可使用不同的液体。在所述液体中，水和水溶液是最佳的。水溶液可以是如盐水。
例1
下面参照图1描述一个实施例，其中使用了“FREON R22”（CHClF2，monochlorodifluoromethane）作为夏天用的致冷剂，它被用来以120，000Kcal/hr的速度提供约6℃的冷水，并以180，000Kcal/hr的速度提供约58℃的热水。
一个22.5KW/hr的压缩机用作压缩机1，“FREON R22”以25kg/cm2的压力和62℃的温度从该压缩机被导向冷凝器2，在其中“FREON R22”产生180，000Kacl/hr的热量，并进而导向膨胀阀3。离开膨胀阀3后，“FREON R22”进入蒸发器4，在其中“FREON R22”被蒸发从而从外面吸收120，000Kcal/hr的热量，这样就产生了120，000Kcal/hr的致冷量。结果，“FREON R22”以4.5kg/cm2的压力和-3℃的温度返回到压缩机1。这样“FREON R22”以上述压力和温度在通道A内循环。通道A是由一根7.5cm直径的管道形成的。
水被用来作为加热液体并在通道B内循环。通道B是由一根7.5cm直径的管道形成的。通过在冷凝器2中与“FREON R22”的热交换使加热液体加热。当进入冷凝器2时，“RFEON R22”的压力为25kg/cm2，温度为62℃，加热液体即可被加热至略低于62℃的温度，如最高至58℃。这样，加热液体的温度可被定在58℃和55℃之间。
压缩机1以这样一种方式工作，即当加热液体的温度低于58℃时，压维机1开始工作并使“FREON R22”进入冷凝器2以便升高加热液体的温度，并当加热液体温度达到58℃以上的温度时压缩机1就停止工作，并不使“FREON R22”进入冷凝器2
另一方面，水被用来作为冷却液体并在通道C内循环。通道C是由一根7.5cm直径的管道形成。通过在蒸发器4中与“FREON R22”的热交换，在通道C内循环的冷却液体在蒸发器4内被冷却。由于当“FREON R22”从蒸发器4内排出时的压力为4.5kg/cm2，温度为-3℃，冷却液体被冷却直到它达到一略高于-3℃的温度（如2℃）。这样，冷却液体的温度可被定在5℃和8℃之间。
压缩机1以这样一种方式工作，即当冷却液体的温度升高到8℃以上时压缩机1开始工作并使“FREON R22”进入蒸发器4以便降低冷却液体的温度，并当冷却液体的温度被降低到5℃以下时压缩机1停止工作并不使“FREON R22”流入蒸发器4。
“FREON R22”在冷凝器2中产生180，000Kcal/hr的热。这样，冷凝器2就被加工成具有一足以传导该热量的导热表面。在冷凝器2中被加热的加热液体在1.5kw的循环泵P作用下在通道B中循环。热容器5具有约18吨的容量并贮存了约15吨的加热液体。通道B带有一个用于加热空气或水的热交换器6。热交换器6的导热表面足以传导180，000Kcal/hr的热量，并将在通道B中流动的加热液体的热量传导到在通道D中流动的空气或水中。在一个2.2kw/hr的循环泵P的作用下水被导入通道D，并提供温度在55℃和58℃之间的热水。
“FREON R22”吸收120，000Kcal/hr的热量或具有120，000Kcal/hr的致冷效果。蒸发器4被加工成具有一能足以传导该致冷效果的导热表面。在0.75kw的循环泵P的作用下，在蒸发器4中被冷却的冷却液体在通道C中循环。冷容器7的容量为约3吨，并贮存了约3吨的冷却液体。通道C带有一个用于冷却空气或水的热交换器8。热交换器8的传导表面足以传导120，000Kcal/hr的热量，并将在通道C中流动的冷却液体的致冷量传导到在通道E中流动的空气或水中。这样，空气或水就被冷却。在0.75kw/hr的循环泵P的作用下在通道E中流动的水被循环，并作为温度在7℃和5℃之间的冷水被循环。沿该循环的路线有一空气处理单元，在其中空气被冷水冷却从而形成约18℃的冷空气，它可被用来冷却一间房间。
根据本发明，由于液体是被用来传导热量和致冷量，并且是作为加热液体和冷却液体被单独地循环，所以就不需要一个四通阀和致冷剂储存器，这是由于与传统的方法（其中加热量和致冷量是直接被传导到空气中）不同，这里不需改变致冷剂的流向。此外，由于使用了液体，而且加热液体和冷却液体是分别形成的，所以在液体中贮存有大量的热量和致冷量，并也避免了压缩机1的频繁启动和停止;结果，可以有效地实现加热和冷却，并可获得较大的加热和致冷效果。此外，当加热液体和冷却液体被单独循环时，液体中包含的加热量和致冷量被传导到空气或水中，从而分别形成日常使用的冷、热空气或冷、热水;因此，空气和水是分别道过加热液体和冷却液体间接加热和冷却的。所以，可以以稳定的状态供给温度变化小的空气或水。此外，由于加热液体和冷却液体被分别循环，所以可以传导大量的热量和致冷量，性能系数大为增加。这样，根据本发明可以更有效地利用加热和致冷效果。
此外，由于加热液体贮存在热容器中，即使在冷凝器中由致冷剂产生的热急剧降低的情况下，以及在加热液体的热交换器中的空气或水突然需要大量的热的情况下，加热液体的温度变化仍然较小，相应地就可以以更稳定的状态供给热空气或热水。类似地，由于致冷液体贮存在冷容器中，即使在蒸发器中由致冷剂产生的致冷量急剧降低的情况下，以及在冷却液体的热交换器中的空气或水突然需要大量的致冷量的情况下，冷却液体的温度变化仍然较小，相应地就可以以更稳定的状态供给冷空气或冷水。
本发明是参照最佳实施例描述的，应当理解本领域技术人员可在本发明的精神和范围内作形式和细节上的变动。