实现配置为利用热能储存为目标空间保持低温的鲁棒空调系统的系统和方法

摘要

根据本发明的实施方案的系统和方法实现了空调系统，其可操作以为目标空间建立/保持期望的温度并同时为所包括的冷式热能储存单元建立/保持低于目标空间的期望温度的温度。在一个实施方案中，空调系统包括：冷凝单元；液体加压器和分流器合体；冷式热能储存单元；目标空间；和吸入气体/均衡器；其中所列举的部件通过管道操作地连接，使得蒸汽压缩式循环可以同时实现，以引起冷式热能储存单元和目标空间的冷却；并且该空调系统配置为使得蒸汽压缩式循环的同时实现导致冷式热能储存单元相对于目标空间冷却到更大的程度。

权利要求

1.一种空调系统，包括：

冷凝单元；

液体加压器和分流器合体；

冷式热能储存单元；

目标空间；和

吸入气体加压器和分流器合体；

其中：

所述冷凝单元、所述液体加压器和分流器合体、所述冷式热能储存单元、所述目标空间以及所述吸入气体加压器和分流器合体通过管道操作地连接，使得引起所述冷式热能储存单元和所述目标空间的冷却的蒸汽压缩式循环能够被同时实现；并且所述空调系统配置为使得当引起所述冷式热能储存单元和所述目标空间的冷却的所述蒸汽压缩式循环被同时实现时，所述冷式热能储存单元比所述目标空间冷却到更大的程度。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其中：所述冷式热能储存单元包括第一膨胀设备；

所述目标空间包括第二膨胀设备；并且

所述第一膨胀设备可操作以将所接收的工作流体的温度降低到比所述第二膨胀设备更大的程度。

3.根据权利要求1所述的空调系统，其中所述吸入气体加压器和分流器合体包括：压力调节器和压缩机中的至少一个；和

流动控制装置，其可操作以可控地将汽相工作流体引导到邻接的结构。

4.根据权利要求1所述的空调系统，其中所述冷式热能储存单元包括封装在热隔离件中的相变材料。

5.根据权利要求1所述的空调系统，其中所述冷凝单元包括串联的压缩机和冷凝器，并且其中所述冷凝单元可操作以引导所接收的汽相工作流体通过压缩机以压缩所述汽相工作流体，并且然后引导所压缩的汽相工作流体通过冷凝器以冷凝所述汽相工作流体，使得所述冷凝单元能够输出对应的液相工作流体。

6.根据权利要求1所述的空调系统，其中所述液体加压器和分流器合体包括泵和流动控制装置，所述泵可操作以改变所接受的液相工作流体的压力，所述流动控制装置可操作以可控地将所接收的液相工作流体引导到邻接的结构。

7.根据权利要求1所述的空调系统，其中所述冷凝单元可操作以输出加热的汽相工作流体。

8.根据权利要求7所述的空调系统，其中所述冷凝单元包括集成的加热源，并且从而可操作以输出加热的汽相工作流体。

9.根据权利要求8所述的空调系统，其中所述集成的加热源是气体供能加热器。

10.根据权利要求7所述的空调系统，还包括管道，所述管道配置为将由所述冷凝单元输出的加热的汽相工作流体引导到所述目标空间。

11.根据权利要求10所述的空调系统，其中所述冷凝单元配置为输出加热的汽相工作流体，使得当所述加热的汽相工作流体由所述管道引导到所述目标空间时，所述加热的汽相工作流体冷凝成液相工作流体。

12.根据权利要求7所述的空调系统，还包括：排出气体分流器；和

热式热能储存单元；

其中所述排出气体分流器、所述热式热能储存单元、所述液体加压器和分流器合体以及所述目标空间通过管道操作地连接，使得能够使用所述排出气体分流器将由所述冷凝单元输出的所述加热的汽相工作流体循环到所述目标空间和/或所述热式热能储存单元。

13.根据权利要求12所述的空调系统，其中所述冷凝单元配置为输出加热的汽相工作流体，使得当所述加热的汽相工作流体由管道引导到所述目标空间和/或所述热式热能储存单元时，所述加热的汽相工作流体冷凝成液相工作流体。

14.根据权利要求13所述的空调系统，其中所述热式热能储存单元包括封装在热隔离件中的热储存介质。

15.根据权利要求12所述的空调系统，还包括：第二冷凝单元；

第二液体加压器和分流器合体；

第二目标空间；

第二排出气体分流器；和

冷凝器；

其中：

所述冷凝单元和所述第二冷凝单元通过管道操作地连接到所述冷凝器；

所述第二冷凝单元、所述第二液体加压器和分流器合体、所述第二目标空间和所述冷式热能储存单元通过管道操作地连接，使得引起所述冷式热能储存单元和所述目标空间的冷却的蒸汽压缩式循环能够被同时实现，；并且所述第二冷凝单元、所述第二排出气体分流器、所述第二目标空间和所述热式热能储存单元通过管道操作地连接，使得工作流体能够被加热并循环通过所述目标空间以加热所述目标空间。

16.根据权利要求1所述的空调系统，还包括：热式热能储存单元，其可操作以用作热源；

其中：

所述热式热能储存单元和所述目标空间通过管道操作地连接；并且所述热式热能储存单元配置为接收液相工作流体并将其加热，使得所述热式热能储存单元输出汽相工作流体，所述汽相工作流体随后被引导到所述目标空间以加热所述目标空间。

17.根据权利要求16所述的空调系统，其中所述空调系统配置为使得由所述热式热能储存单元输出并随后被引导到所述目标空间的所述汽相工作流体将热量传输给所述目标空间并且从而冷凝。

18.根据权利要求1所述的空调系统，其中所述冷凝单元配置为仅对在不同压力范围内的所接收的汽相工作流体是可操作的，并且所述吸入气体加压器和分流器合体配置为输出在所述不同压力范围内的汽相工作流体。

19.根据权利要求1所述的空调系统，其中所述冷式热能储存单元包括在回路内的相变材料，所述回路通过换热器与所述管道相接。

20.根据权利要求1所述的空调系统，还包括：第二冷凝单元；

第二液体加压器和分流器合体；

第二目标空间；和

冷凝器；

其中：

所述冷凝单元和所述第二冷凝单元通过管道操作地连接到所述冷凝器；并且所述第二冷凝单元、所述第二液体加压器和分流器合体、所述第二目标空间和所述冷式热能储存单元通过管道操作地连接，使得引起所述冷式热能储存单元和所述目标空间的冷却的蒸汽压缩式循环能够被同时实现。

说明书

实现配置为利用热能储存为目标空间保持低温的鲁棒空调系

统的系统和方法

发明领域

[0001] 本发明大体上涉及实现热能储存设备的空调系统。

[0002] 背景

[0003] 空调是在现代社会中无所不在的便利设施。在本申请的范围内，“空调”可以理解为是指在限定的空间内控制空气的特性(特别是温度)，并包括空气的加热和冷却(尽管注意到，“空调”有时被通俗地解释为不适用于加热—即加热有时被通俗地理解为与空调是不相关的)。空调可以使用多种设备中的任一种来实现，并且通常用于例如帮助创造舒适的室内环境。重要地，空调的一个关键应用是制冷，这通常用于保存/延长食品的保质期。典型的空调系统—包括冰箱—采用“蒸汽压缩式”循环来冷却目标空间。在“蒸汽压缩式”循环中，工作流体(例如，制冷剂)靠近待冷却的目标空间循环，并经历反复的相变，以从目标空间连续地移除热量并将其排出到目标空间的外部。

[0004] 蒸汽压缩式循环通常通过压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器来实现，其全部通过促进工作流体循环的管道操作地连接。通常，使工作流体—处于其液相—通过膨胀阀，并从而经历压力降和对应的温度降。工作流体—之后通常处于饱和流体相—随后通过蒸发器，蒸发器是冷却工作的目标。饱和流体从蒸发器吸收热量，并因此被基本上蒸发成汽相。然后，基本上汽相的工作流体然后通过压缩机，在那里其被压缩到较高的压力以及相关地较高的温度。之后，高压、高温汽相工作流体通过冷凝器，在那里其将热量释放到蒸发器的外部并且从而冷凝成液相工作流体，这可以再循环。因此，列举了通常如何实现蒸汽压缩式循环以从目标空间移除热量。

[0005] 发明概述

[0006] 根据本发明的实施方案的系统和方法实现了空调系统，其可操作以为目标空间建立/保持期望的温度并同时为所包括的冷式热能储存单元建立/保持低于目标空间的期望温度的温度，使得冷式热能储存单元可以随后用于为目标空间建立/保持期望的温度而不必主要依赖于被供电的冷凝单元的操作。在一个实施方案中，空调系统包括：冷凝单元；液体加压器和分流器合体；冷式热能储存单元；目标空间；以及吸入气体加压器和分流器合体；其中：冷凝单元、液体加压器和分流器合体、冷式热能储存单元、目标空间以及吸入气体加压器和分流器合体通过管道操作地连接，使得引起冷式热能储存单元和目标空间的冷却的蒸汽压缩式循环可以被同时实现；并且空调系统配置为使得当引起冷式热能储存单元和目标空间冷却的蒸汽压缩式循环被同时实现时，冷式热能储存单元冷却到比目标空间更大的程度。

[0007] 在另一个实施方案中，冷式热能储存单元包括第一膨胀设备；目标空间包括第二膨胀设备；并且第一膨胀设备可操作以将所接收的工作流体的温度降低到比第二膨胀设备更大的程度。

[0008] 在又一个实施方案中，吸入气体加压器和分流器合体包括：压力调节器和压缩机中的至少一个；和流动控制装置，其可操作以可控地将汽相工作流体引导到邻接的结构。

[0009] 在还有的另一个实施方案中，冷式热能储存单元包括封装在热隔离件中的相变材料。

[0010] 在还有的又一个实施方案中，冷凝单元包括串联的压缩机和冷凝器，并且其中冷凝单元可操作以将所接收的汽相工作流体引导通过压缩机以压缩汽相工作流体，并且然后将压缩的汽相工作流体引导通过冷凝器以使汽相工作流体冷凝，使得冷凝单元可以输出对应的液相工作流体。

[0011] 在另外的实施方案中，液体加压器和分流器合体包括可操作以改变所接收的液相工作流体的压力的泵和可操作以可控地将所接收的液相工作流体引导到邻接的结构的流动控制装置。

[0012] 在还有的另外的实施方案中，冷凝单元可操作以输出加热的汽相工作流体。

[0013] 在又一个另外的实施方案中，冷凝单元包括集成的加热源并且从而可操作以输出加热的汽相工作流体。

[0014] 在还有的又一个另外的实施方案中，集成的加热源是气体供能加热器。

[0015] 在另一个实施方案中，空调系统还包括配置为将由冷凝单元输出的加热的汽相工作流体引导到目标空间的管道。

[0016] 在又一个实施方案中，冷凝单元配置为输出加热的汽相工作流体，使得当加热的汽相工作流体由管道引导到目标空间时，其冷凝成液相工作流体。

[0017] 在还有的另一个实施方案中，空调系统还包括：排出气体分流器；和热式热能储存单元；其中排出气体分流器、热式热能储存单元、液体加压器和分流器合体以及目标空间通过管道操作地连接，使得使用排出气体分流器可以将由冷凝单元输出的加热的液相工作流体循环到目标空间和/或热式热能储存单元。

[0018] 在另外的实施方案中，冷凝单元配置为输出加热的汽相工作流体，使得当加热的汽相工作流体由管道引导到目标空间和/或热式热能储存单元时，其冷凝成液相工作流体。

[0019] 在又一个另外的实施方案中，热式热能储存单元包括封装在热隔离件中的热储存介质。

[0020] 在还有的另外的实施方案中，空调系统还包括：第二冷凝单元；第二液体加压器和分流器合体；第二目标空间；第二排气排出气体分流器；和冷凝器；其中：冷凝单元和第二冷凝单元通过管道操作地连接到冷凝器；第二冷凝单元、第二液体加压器和分流器合体、第二目标空间和冷式热能储存单元通过管道操作地连接，使得引起冷式热能储存单元和目标空间的冷却的蒸汽压缩式循环可以同时实现；并且第二冷凝单元、第二排出气体分流器、第二目标空间和热式热能储存单元通过管道操作地连接，使得工作流体可以被加热并循环通过目标空间以将目标空间加热。

[0021] 在还有的又一个另外的实施方案中，空调系统还包括：可操作以用作热源的热式热能储存单元；其中：热式热能储存单元和目标空间通过管道操作地连接；并且热式热能储存单元配置为接收液相工作流体并将其加热，使得热式热能储存单元输出汽相工作流体，之后该汽相工作流体被引导到目标空间以加热目标空间。

[0022] 在另一个实施方案中，空调系统配置为使得由热式热能储存单元输出且随后被引导到目标空间的汽相工作流体将热量传输到目标空间并从而冷凝。

[0023] 在又一个实施方案中，冷凝单元配置为仅对在不同压力范围内的所接收的汽相工作流体是可操作的，并且吸入气体加压器和分流器合体配置为输出在不同压力范围内的汽相工作流体。

[0024] 在还有的另一个实施方案中，冷式热能储存单元包括在回路内的相变材料，该回路通过换热器与管道相接。

[0025] 在另外的实施方案中，空调系统还包括：第二冷凝单元；第二液体加压器和分流器合体；第二目标空间；和冷凝器；其中：冷凝单元和第二冷凝单元通过管道操作地连接到冷凝器；并且第二冷凝单元、第二液体加压器和分流器合体、第二目标空间和冷式热能储存单元通过管道操作地连接，使得引起冷式热能储存单元和目标空间的冷却的蒸汽压缩式循环可以同时实现。

[0026] 附图简述

[0027] 图1A-1E图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统。

[0028] 图2A-2I图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统，该鲁棒空调系统可操作以为目标空间提供加热。

[0029] 图3A-3I图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统，该鲁棒空调系统包括不同的热式热储存单元以进一步促进目标空间的加热。

[0030] 图4A-4E图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的冷凝单元的构造和操作。

[0031] 图5图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的冷凝单元的构造，该鲁棒空调系统包含可操作以提供冷却和/或加热服务的冷式热能储存设备。

[0032] 图6A-6C图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的具有辅助换热环路和集成的热源的冷凝单元的构造和操作，该鲁棒空调系统包含可操作以提供冷却和/或加热服务的冷式热能储存设备。

[0033] 图7图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的采用吸入管路换热器的冷凝单元的构造，该鲁棒空调系统包含冷式热能储存设备。

[0034] 图8示出了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的接受冷却服务的目标空间的构造，该鲁棒空调系统包含冷式热能储存设备。

[0035] 图9图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的接受加热和冷却服务的目标空间的构造，该鲁棒空调系统包含冷式热能储存设备。

[0036] 图10图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的使用分支选择器和终端单元的目标空间，该鲁棒空调系统包含冷式热能储存设备。

[0037] 图11图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的液体加压器和分流器合体的构造，该鲁棒空调系统包含冷式热能储存设备。

[0038] 图12A-12C图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的冷式热储存器，该鲁棒空调系统包含冷式热能储存设备。

[0039] 图13A-13C图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的采用两级膨胀的冷式热储存器，该鲁棒空调系统包含冷式热能储存设备。

[0040] 图14A-14C图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的采用两级膨胀和辅助换热流体储存器的冷式热储存器，该鲁棒空调系统包含冷式热能储存设备。

[0041] 图15A-15C图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的采用级联蒸汽压缩式循环的冷式热储存器的构造和操作，该鲁棒空调系统包含冷式热能储存设备。

[0042] 图16A-16C图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的采用级联蒸汽压缩式循环和辅助换热环路的冷式热储存器的构造和操作，该鲁棒空调系统包含冷式热能储存设备。

[0043] 图17A-17C图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的采用独立充能蒸汽压缩式循环和辅助换热环路的冷式热储存器的构造和操作，该鲁棒空调系统包含冷式热能储存设备。

[0044] 图18图示了根据本发明的某些实施方案的吸入气体均衡器/分流器的构造。

[0045] 图19图示了根据本发明的某些实施方案的吸入气体均衡器/分流器的另外的构造。

[0046] 图20图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的热式热储存器的构造，该鲁棒空调系统包含冷式热能储存设备和热式热能储存设备。

[0047] 图21图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的热源的构造，该鲁棒空调系统包含冷式热能储存设备和热式热能储存设备。

[0048] 图22A-22C图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的多重连接构造和操作，该鲁棒空调系统包含热式热能储存单元和冷式热能储存单元。

[0049] 图23A-23C图示了根据本发明的某些实施方案的鲁棒空调系统的多重连接构造和操作，该鲁棒空调系统包含可操作以提供冷却和/或加热服务的冷式热能储存设备。

[0050] 详述

[0051] 现在转向附图，用于实现鲁棒空调系统的系统和方法是可操作的使得所包括的冷式热能储存单元可以冷却到低于目标空间的期望温度的温度，而目标空间同时地冷却到期望温度，使得目标空间的期望的温度可以随后由冷式热能储存单元建立和/或维持，而无论是否主要依赖冷式热能储存单元来冷却目标空间还是依赖所包括的被供电的冷凝单元来冷却目标空间。在多个实施方案中，空调系统配置为将所包括的冷式热能储存单元冷却到低于目标空间所期望的温度的温度，使得—当主要依赖冷式热能储存单元为目标空间建立/保持期望温度时—相关联的工作流体可以反复地循环通过目标空间和冷式热能储存单元，使得：(1)当工作流体通过目标空间时，其基本上蒸发并吸收目标空间内的热量，使得目标空间所期望的温度可以被建立/保持，并且(2)当基本上蒸发的工作流体通过冷式热能储存单元时，冷式热能储存单元的低的温度足以使基本上汽相的工作流体冷凝，例如使得工作流体可以被重新引入到目标空间并继续移除热量。以这种方式，目标空间可以被保持在精确的期望温度，而不管空调系统是否主要依赖于冷式热能储存单元来提供冷却或者空调系统是否依赖于被供电的冷凝单元(例如，通过连接到电网而被连续地供电)以提供冷却。

[0052] 如可以理解的，从目标空间连续移除热量(例如，在制冷中所发生的)可以是基本上能量密集的操作。此外，考虑到现代社会对创建舒适的生活环境和制冷(特别是制冷的仓库和杂货店)的依赖，可以进一步理解这种系统如何可能对供电设施造成巨大的负担。为了减轻电力基础设施的这些潜在的负担，许多电力供应商强加了分时(TOU)定价表—例如，在电力/冷却需求通常较大的白天供电要收取更多费用—以解决电网的负载平衡/间歇性问题。因此，为了利用分段定价，许多电力消费者(例如，杂货商或仓库操作者)已经集中于开发/实现能量储存技术，允许他们在较低费率时(例如，在夜间期间)购买能量，并将其储存用于在白天(当电费较高时)使用。如可以理解的，这种“电表后(behind-the-meter)”的能量储存可以为TOU消费者提供可观的经济效益。注意到，当消费者具有非常小的负载因子(load factor)时，可以凸显出这种经济效益，该负载因子定义为在给定的时间段内的平均负载除以最大负载。

[0053] 热能储存(TES)指的是累积热能并将其储存以供以后使用，并且通常在空调系统的范围内实现。例如，在一些情况下，定期产生片状且半融的冰以在运输或陈列期间保持产品的温度；这种方法直接用诸如冰或盐水的相变材料(PCM)来包围诸如家禽和鱼类的产品。在第4,280,335号美国专利中，列举了一种利用冰库PCM为冷却式陈列柜和超市的“加热通风和空调”(“HVAC”)系统提供冷却负荷的方法。在该方法中，呈液体水形式的冷却剂由冰库产生并被泵送到陈列柜和HVAC系统以补偿能量消耗。第4,280,335号美国专利的公开内容通过引用并入本文。其他重要的现有技术包括第5,383,339号美国专利，其提出一种联接到现有制冷系统来冷却PCM的装置。该PCM TES然后用于通过使第二辅助制冷回路的液体制冷剂过冷却而补偿电力需求，以便增加其冷却能力和提升制冷系统在释能模式期间的效率。
第5,383,339号美国专利的公开内容通过引用并入本文。

[0054] 尽管在空调系统的范围内用于储存热能的现有方法已经在一定程度上是有效的，但现有技术可以受益于用于储存热能和使用所储存的热能的更鲁棒和有效的方法。例如，依赖于实施蒸汽压缩式循环并且包含热能储存机构的许多现有技术的空调系统不配置为使得可以主要依赖所关联的热能储存单元来提供与当空调系统利用被供电的冷凝器/压缩机(例如，由电网供电)时同样程度的冷却。相反，许多这种系统将所包括的热能储存单元用作辅助的机构来促进冷却；例如，在许多这种系统中，仍然依赖单独的压缩机和冷凝器单元来实现蒸汽压缩式循环。可选地，在多种这样的系统中，可以主要依赖所包括的热能储存单元来提供冷却，但不能提供与当空调系统利用冷凝器/压缩机时的相同的程度的冷却。尽管不够鲁棒，这种系统可以用于不需要精确的冷却温度的地方—例如，住宅中的冷却。相比之下，这种系统在诸如需要精确的冷却温度的制冷的情况下可能是不够的。

[0055] 在这种背景下，本发明的许多实施方案实现鲁棒空调系统，由此冷式热能储存单元被包括在冷却回路内，其中该空调系统配置为使得目标空间的期望温度可以被保持，而不管是否主要依赖冷式热能储存单元来冷却目标空间或空调系统是否依赖于单独的被供电的冷凝单元(例如，包括压缩机单元和冷凝单元)来帮助冷却目标空间。例如，在多个实施方案中，空调系统包含冷式热能储存单元，该冷式热能储存单元配置为被冷却到低于目标空间的期望温度的温度。例如，空调系统可以利用所包含的被供电的冷凝单元将冷式热能储存单元冷却到低于目标空间的期望温度的温度；注意到，空调系统可以配置为使得其可以同时利用被供电的冷凝单元为目标空间建立/保持期望的温度。空调系统还可以配置为使得之后可以主要依赖(例如，基本上没有被供电的冷凝单元的帮助)储存在冷式热能储存单元(其可以被冷却到低于目标空间的期望温度的温度)中的热能在至少一定时间段内为目标空间建立/保持期望的温度。在许多实施方案中，空调系统配置为使得冷式热能储存单元可以被冷却到低于目标空间的期望温度的温度使得—当主要依赖于冷式热能储存单元来冷却目标空间时—所关联的工作流体反复地循环通过目标空间和冷式热能储存单元，使得：(1)当工作流体通过目标空间时，其蒸发并吸收目标空间内的热量，使得目标空间的期望温度可以被建立/保持，并且(2)当工作流体通过冷式热能储存单元时，冷式热能储存单元的低的温度足以使汽相工作流体冷凝，例如使得工作流体可以被重新引入到目标空间以继续吸收热量。在多个实施方案中，当主要依赖热能储存单元来以提供冷却时，这些构造可以允许所包括的压缩机或冷凝器被停用；换句话说，即使在没有冷凝器和压缩机的操作的情况下，目标空间也可以被冷却到期望的温度。如可以理解的，压缩机和冷凝器的操作是许多空调系统能量消耗的主要来源。

[0056] 一般来说，这种鲁棒空调系统可以提供可观的能效和资金节省。此外，这种系统还可以因其固有的能力而用于例如在供电中断的情况下提供有效的备用制冷服务。现在根据本发明的许多实施方案在下面讨论鲁棒空调系统的构造以及其相应的操作。

[0057] 包含冷式热能储存设备的鲁棒空调系统的构造和操作

[0058] 在许多实施方案中，鲁棒空调系统包含在冷却回路内的冷式热能储存单元，使得目标空间的期望温度可以被建立/保持，而不管是否依赖所包括的冷凝单元来提供冷却服务或是否依赖所包括的冷式热能储存单元—例如，没有供能的冷凝单元的辅助—来提供冷却服务。在多个实施方案中，鲁棒空调系统配置为可操作以为所包括的冷式热能储存单元建立和/或保持低于目标空间的期望温度的温度，而同时将目标空间冷却到期望温度。以这种方式，可以随后主要依赖热能储存单元—例如，没有被供电的冷凝单元的帮助—而将目标空间冷却到所包括的、被供电的冷凝单元可以达到的相同的程度。注意，如可以理解的，空调系统可能仍然需要电力用于辅助部件的操作。

[0059] 在许多实施方案中，空调系统配置为实现蒸汽压缩式循环以将目标空间冷却到期望温度，同时将冷式热能储存单元冷却到低于目标空间期望温度的温度。例如，图1A-1E图示了根据本发明的实施方案的鲁棒空调系统的构造和操作，该鲁棒空调系统可操作以使用蒸汽压缩式循环将所包括的冷式热能储存单元冷却到比目标空间更大的程度，而同时冷却目标空间。注意到，在本申请中所示出的所有附图中，阀可以不被明确地示出。但是，如可以理解的，可以在所示出的附图的任一副中实施阀以促进期望的流动。在任何情况下，图1A图示了鲁棒空调系统的构造；更具体地，图1A图示的是，鲁棒空调系统100包括冷凝单元102、目标空间104、液体加压器和分流器合体106、冷式热能储存单元108以及吸入气体加压器和分流器合体110，其全部通过管道操作地互相连接，使得蒸汽压缩式循环可以实现以使用冷凝单元102或冷式热能储存单元108来冷却目标空间104，并且还配置为使得工作流体可以循环通过冷式热能储存单元108和目标空间104以根据需要传递热量。重要地，在本申请的范围内，吸入气体加压器和分流器合体有时被称为“吸入气体/均衡器合体”或“吸入气体/均衡器”或“吸入气体均衡器/分流器合体”或“吸入气体均衡器/分流器”等。另外，在本申请的范围内，如可以理解的，所提及的例如低温/低压和高温高压是相对的，并且可以理解为在蒸汽压缩式循环的范围内被解释。

[0060] 冷凝单元102通常可操作以加压和/或冷凝所接收的低压低温的汽相工作流体(例如，从目标空间104和/或热能储存单元108排出的)，使得其例如在蒸汽压缩式循环的范围内相变至高温、高压的液体。尽管冷凝单元102被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案中的任一种来实现。例如，在许多实施方案中，冷凝单元包括压缩机—以压缩所接收的汽相工作流体—和冷凝器以将高压汽相工作流体冷凝至液相工作流体。当然，明显的是，根据本发明的实施方案，冷凝单元可以以多种方式中的任一种来实现。在所示出的附图中可以实现的冷凝单元中的一些的示例在下面后续部分中讨论。

[0061] 液体加压器和分流器合体106通常操作以根据需要将工作流体加压和/或循环，以促进空调系统100根据其多种操作模式中的任一种操作。例如，液体加压器和分流器合体106可以将工作流体循环通过冷式热能储存单元108、通过目标空间、或同时通过冷式热能储存单元108和目标空间104中的每个。一般来说，液体加压器和分流器合体106用于从任意的所连接的部件接受液相流体，根据需要(如果合适的话)改变流动压力，和/或根据任一种空调系统的操作模式将所接收的流体分配至适当的所连接的部件。另外，注意到，液体加压器和分流器合体106可以使用多种部件中的任一种来实现。例如，可以使用任何合适的泵来加压所接收的液相工作流体，并且可以实施任何合适的控制装置以根据需要重新引导工作流体。明显的是，本发明的实施方案不限于实施液体加压器和分流器合体的特定构造。可以包含的液体加压器和分流器合体中的一些的示例在下面的后续部分中讨论。重要地，在本申请的范围内，术语“液体加压器和分流器合体”甚至可以提及那些仅是可操作的以可控地分配液相工作流体的设备。另外，在本申请的范围内，液体加压器和分流器合体有时被称作“液体加压器/分流器合体”或“液体加压器/分流器”等。

[0062] 目标空间104包括冷却工作的目标。如可以理解的，在许多实施方案中，目标空间还包括可操作的以降低所接收的工作流体的压力和温度(例如，使得可以实现蒸汽压缩式循环)的膨胀设备。尽管目标空间104被示意性地示出，但应当理解，根据本发明的许多实施方案，可以实现任何合适的目标空间。例如，在许多实施方案中，目标空间是住宅。在多个实施方案中，目标空间104是蒸发器(例如，在制冷的范围内)。另外，尽管图1A示意性地示出了为目标空间的单个连续的体积，但在许多实施方案中，目标空间包括多个离散的体积；可以实现相应的管道，使得工作流体可以在目标空间内循环通过多个体积中的每一个。在任何情况下，应当明显的是，根据本发明的实施方案，任何合适的空间可以是冷却工作的目标。

[0063] 吸入气体加压器和分流器合体110通常可操作以准备和/或分配所接收的汽相工作流体用于进一步处理，例如，用于输送到冷凝单元102或输送到冷式热能储存单元108。在多个实施方案中，吸入气体/均衡器合体110配置为加压(或降压)所接收的汽相工作流体，使得汽相工作流体适于由另外的相应的处理模块接收。例如，在一些实施方案中，冷凝单元102需要接收在指定压力范围内的汽相工作流体。类似地，在多个实施方案中，冷式热能储存单元108需要接收在指定压力范围内的汽相工作流体。此外，与液体加压器和分流器合体
106一样，吸入气体/均衡器合体110可以使用多种部件中的任一种来实现。例如，多种压力调节机构(例如，压缩机和压力调节器)中的任一种可以结合多种流体控制机构中的任一种以实现吸入气体/均衡器合体110。吸入气体/均衡器合体中的一些的示例在下面的后续部分中讨论。

[0064] 冷式热能储存单元108通常操作以储存热能供后续使用。例如，如可以理解的，冷式热能储存单元可以被冷却到低温，并且可以操作以在长时间段内保持冷却温度(例如，基本上无需帮助)。例如，热能可以在电价低时储存在冷式热能储存单元108内，并且之后在电价高时用于冷却目标空间104，从而减轻冷凝单元102的使用。根据本发明的许多实施方案，可以实现任何合适的冷式热能储存单元108。例如，在许多实施方案中，封装在热隔离件中的相变材料被实施以实现冷式热能储存单元108。另外，如上所提到的，在许多实施方案中，空调系统100配置为可操作以为冷式热能储存单元108形成低于目标空间104的期望温度的温度。这可以以多种方式中的任一种来实现。例如，冷式热能储存单元108包括膨胀阀，该膨胀阀配置为将所接收的工作流体的压力和温度降低到比包含在目标空间104内的任一个膨胀阀更大的程度。下面讨论根据本发明的实施方案可以被包含的一些冷式热能储存单元的示例。

[0065] 重要地，如本领域的普通技术人员可以理解的以及如上所讨论的，尽管图1A中所示出的构造没有具体地示出阀，但是阀当然可以被实施以控制工作流体通过空调系统的循环。实际上，根据本发明的许多实施方案，可以包含多种辅助部件中的任一种以促进空调系统100的操作。例如，如可以理解的，在许多实施方案中，液体气体分离器包含在系统内以增加所实现的蒸汽压缩式循环的操作效率。但是明显的是，根据本发明的许多实施方案，可以包含多种辅助部件中的任一种。

[0066] 图1B图示了空调系统100可以如何操作以主要使用冷凝单元102为目标空间104建立/保持期望温度。特别地，粗线(和箭头)示出工作流体的循环，以便实现可以使用冷凝单元102来冷却目标空间104的蒸汽压缩式循环。更具体地，在所图示的实施方案中，冷凝单元102用于将进入的低压低温的汽相工作流体冷凝至(相对)高温高压的液相。如上所述，根据本发明的许多实施方案，冷凝单元102可以通过任何合适的机构来实现。然后高温液相工作流体输送到液体加压器和分流器合体106，在那里如果需要的话高温液相工作流体被加压并被引导至目标空间104。在目标空间104，工作流体被膨胀，使得其经历压力降和相关联的温度降；以这种方式，低压低温的饱和流体可以继续其通过目标空间104的循环并从目标空间104吸收热量。因此，工作流体被蒸发。如上所述，根据本发明的某些实施方案，目标空间
104可以是任何合适型的空间，包括但不限于住宅或蒸发器。低压低温的汽相工作流体随后被重新引导至吸入气体/均衡器合体110，在那里低压低温的汽相工作流体被加压—如果需要的话—并被重新引导用于重新进入冷凝单元102，例如使得蒸汽压缩式循环可以继续。因此，可以看出鲁棒空调系统100可以如何使用冷凝单元102作为引擎用于冷却目标空间104而实现蒸汽压缩式循环。不言而喻，可以实现任何合适的工作流体。例如，可以包含多种制冷剂中的任一种。

[0067] 图1C图示了鲁棒空调系统100可以如何操作以储存热能。特别地，图示了可以如何使用冷凝单元102来实现蒸汽压缩式循环以将热能储存在冷式热能储存单元108中。更具体地，示出的是，冷凝单元102导致了循环的工作流体的冷凝，然后工作流体被液体加压器和分流器合体106重新引导至冷式热能储存单元108。重要地，空调系统100配置为使得蒸汽压缩式循环将冷式热能储存单元108冷却到比目标空间更大的程度。换句话说，冷式热能储存单元的温度可以被设置为低于目标空间104的期望温度的温度。如上所提到的，这可以以多种方式中的任一种来实现。例如，在许多实施方案中，冷式热能储存单元108包括膨胀阀，该膨胀阀将所接收的工作流体的压力和温度降低到比包含在目标空间104内的任一膨胀阀更大的程度。以这种方式，热能可以被储存到足够有效地为目标空间104建立/保持期望温度。

[0068] 虽然图1C图示了通过使用冷凝单元102以实现蒸汽压缩式循环来储存热能，但图1D图示了鲁棒空调系统100可以如何操作以使用冷凝单元同时地冷却目标空间104和储存热能。如可以理解的，在所图示的实施方案中，蒸汽压缩式循环以类似于在图1B和图1C中所见的和关于图1B和图1C所描述的那些方式的方式来实现。示出了液体加压器和分流器合体
106以及吸入气体/均衡器110如何控制工作流体流的划分和聚合。例如，示出了液体加压器和分流器合体将液相工作流体分开，使得一部分流被引导至冷式热能储存单元108且一部分流被引导至目标空间104。以这种方式，目标空间104和冷式热能储存单元104都可以被冷却。所图示的实施方案还示出了，吸入气体/均衡器110可以操作以均衡从目标空间104和热能储存单元108接收到的蒸汽压工作流体，并且此外在将工作流体输送到冷凝单元102之前实施任何另外的处理过程。

[0069] 图1E图示了鲁棒空调系统100可以如何操作以使用储存在热能储存单元108中的热能来冷却目标空间104。一般来说，流体可以循环通过冷式热能储存单元108和目标空间104。由于冷式热能储存单元108被设置在低于目标空间104的期望温度的温度下，流体的循环将促进热量远离目标空间104并朝向冷式热能储存单元108输送，并且重要地，目标空间可以保持在相同的温度下，如同目标空间由冷凝单元102供能一样。更具体地，所图示的实施方案示出了，流体循环通过冷式热能储存单元108、液体加压器和分流器合体106、目标空间104和吸入气体/均衡器110。如可以理解的并如所图示的，管道可以被实施使得其允许流体沿任一方向流动。在多个实施方案中，空调系统100配置为使得流体流被冷式热能储存单元108冷凝和被目标空间104蒸发。这可以通过将空调系统100配置为使得其可操作以为冷式热能储存单元108建立足够低于目标空间104的期望温度的温度来实现。重要地，示出了所图示的操作模式不需要冷凝单元102的操作，该冷凝单元102通常消耗很多能量。

[0070] 应注意，因为所示出的系统100可操作以同时地为冷式热能储存单元108和目标空间104中的每一个建立/保持特定的温度，空调系统100能够连续地为目标空间建立/保持期望的温度。例如，在空调系统100用作冰箱的情况下，空调系统100可以操作以在夜间(当电费较便宜的时候)使用冷凝单元102来冷却目标空间104和冷式热能储存单元108，并且然后在白天(当电费较贵的时候)使用冷式热能储存单元108来冷却目标空间104。

[0071] 虽然以上讨论主要考虑了包含冷式热能储存单元并配置为冷却目标空间的鲁棒空调系统，但在许多实施方案中，空调系统还配置为可操作以使用集成的加热源来加热目标空间。现在将在下面讨论还配置为可操作以加热目标空间的空调系统。

[0072] 包含冷式热能储存设备并且可操作以提供冷却和/或加热服务的鲁棒空调系统的构造和操作

[0073] 在许多实施方案中，鲁棒空调系统包含集成的加热机构，使得其可操作以有效地且高效地提供加热和/或冷却服务。根据本发明的许多实施方案，可以包含多种加热机构中的任一种来加热目标空间。例如，在许多实施方案中，冷凝单元可以被实施，该冷凝单元可操作以输出加热的汽相工作流体(例如，通过使用压缩机)，加热的汽相工作流体然后可以被循环以为目标空间提供加热。在多个实施方案中，冷凝单元包括能够加热目标空间的不同的集成的加热机构。在许多实施方案中，加热机构不需要接入电网来操作。例如，在多个实施方案中，气体加热器集成到空调系统中并用于提供加热功能。以这种方式，空调系统可以提供加热和冷却服务而不必主要依赖电网。明显的是，根据本发明的实施方案，多种加热机构中的任一种可以集成到鲁棒空调系统中。例如，如上所提到的，可操作以使用集成的压缩机来压缩输入的汽相工作流体并从而产生加热的汽相工作流体的冷凝单元可以集成到空调系统中。

[0074] 图2A-2I图示了包括集成的热源的鲁棒空调系统的构造和操作以及多种操作模式。特别地，图2A图示了在冷凝单元内包括集成的热源的鲁棒空调系统。更具体地，空调系统200的结构类似于关于图1A所见的，这是因为空调系统200包括：冷凝单元202、目标空间204、液体加压器和分流器合体206、冷式热能储存单元208和吸入气体/均衡器合体210。该空调系统还包括单独的管线213，该管线213可以以工作流体的形式将汽相热量从冷凝单元
202引导至目标空间204。在所图示的实施方案中，集成的加热源211并入冷凝单元202内。如上所述，可以集成多种加热源中的任一种。在许多实施方案中，加热源是气体供能的并且因此不需要为了操作而接入电网。以这种方式，空调系统200可以提供加热/或冷却服务(通过储存在冷式热能储存单元208中的热能)而不主要依赖于接入电网。

[0075] 图2B图示了图2A中所示出的空调系统200用于冷却和/或加热目标空间204的操作。例如，在一些情况下，可能期望目标空间204的某些部分被加热，而另外的部分被冷却。例如，在许多场合，期望防止霜在冷冻柜内积累；因此，可以将热量引导至那些易于形成霜的区域，而其他部分保持冷却。在其他情况下，在空调住宅的范围内，可能期望冷却建筑的一个楼层，但加热建筑的另一个楼层(例如，地下室)。在任何情况下，该图示类似于关于图
1B所见的，这是因为其示出了通过冷凝单元202来实现蒸汽压缩式循环以冷却目标空间
204。在所图示的实施方案中，还示出的是，集成的加热源211可以交替地或同时地用于加热和沸腾工作流体，使得其可以通过专用管线213循环至目标空间204期望加热的那些方位。
在图示的实施方案中，示出了加热的汽相工作流体在将热量排出到目标空间204之后冷凝。
因此，冷凝的流体可以通过液体加压器和分流器合体206再循环通过冷凝单元。特别地，所示出的是，目标空间204引起加热的汽相工作流体冷凝，例如使得其适于由液体加压器和分流器合体206来控制。在图示的实施方案中，示出了延伸至和延伸于液体加压器和分流器合体206的管线可操作以允许工作流体在每个方向上流动。如可以理解的，当加热和冷却循环都实现时，流动的总体方向将主要基于期望冷却的程度相对于期望加热的程度。

[0076] 图2C图示了空调系统200将热能储存在冷式热储存单元208中的操作。如可以理解的，该操作类似于在图1C中所见的，这是因为该操作阐述了实施蒸汽压缩式循环以将冷式热能储存单元208冷却到任何期望的温度。

[0077] 图2D图示了图2A中所示出的空调系统200对冷式热储存单元208进行充能以及为目标空间204提供加热的操作。如可以理解的，该图示类似于在图2C中所见的，这是因为其示出了实施蒸汽压缩式循环以将冷式热能储存单元208冷却到期望的温度。但是图2D还示出使加热的流体循环以加热目标空间。与前面类似，当加热的汽相工作流体冷凝时，该工作流体可以利用液体加压器和分流器合体206来促进其循环。注意到，相关联的管线适于两个方向上的流动，使得管线可以在冷凝的液体已经将目标空间204加热后返回冷凝的液体，和/或可以将冷凝的液体从冷凝单元202递送到冷式热储存单元208。

[0078] 图2E图示了空调系统200将热能储存在冷式热能储存单元208中以及为目标空间204提供冷却的操作。如可以理解的，空调系统200在这方面的操作类似于在图1E中所见的。

[0079] 图2F图示了图2A中所示出的空调系统200将热能储存在冷式热能储存单元208中，以冷却目标空间204以及将热提供到目标空间204的操作。如可以理解的，该图示类似于关于图2E所见的，除了该图示还示出加热的流体循环通过目标空间。该图示示出了液体加压器和分流器合体206可以控制每个蒸汽压缩式循环(例如，配置为冷却冷式热能储存单元208和目标空间204的蒸汽压缩式循环)的液相工作流体的流体循环以及用于加热目标空间的流体的循环。

[0080] 图2G图示了空调系统200加热目标空间204的操作。特别地，图示了加热流体(例如，沸腾的工作流体)循环通过冷凝单元202内的集成的热源212、目标空间204和液体加压器和分流器合体206。因此，流体可以将由集成的热源212产生的热量传递到目标空间208。

[0081] 图2H图示了空调系统200使用冷式热能储存单元208将目标空间204冷却到期望温度的操作。如可以理解的，该操作类似于在图1E中所示出的操作。

[0082] 图2I图示了图2A中所示出的空调系统200使用冷式热能储存单元208来冷却目标空间204，以及使用由集成的加热源211产生的热量而将热量传递到目标空间204的操作。如可以理解的，该图示类似于图2H中所见的，这是因为其示出工作流体在冷式热能储存单元208和目标空间204之间的循环，除了其进一步示出加热的流体循环通过冷凝单元202和目标空间204之外。这种操作模式可以在很大程度上实现而不需要接入电网(假定集成的加热源可以在很大程度上操作而不需接入电网)。一般来说，如可以理解的，上述构造提供了可以连续地提供空调服务(加热和冷却)甚至不主要依赖于电网的鲁棒空调解决方案。

[0083] 尽管以上讨论主要集中于在组成的冷凝单元内包括集成的热源的鲁棒空调系统，但应当理解，根据本发明的实施方案，集成的热源可以以多种方式中的任一种被并入。在许多实施方案中，集成的热源可以包含在鲁棒空调系统内在组成的冷凝单元的外部。在多个实施方案中，集成的热源与完全不同的循环管道相关联—例如，而与用于实施蒸汽压缩式循环的管道没有任何重叠。在数个实施方案中，集成的热源不与用于促进实施蒸汽压缩式循环的相同的液体加压器和分流器合体相关联；而是该集成的热源与单独的流体循环泵流体连通。如可以理解的，根据本发明的许多实施方案，上述构造可以以多种构造中的任一种来实现。

[0084] 此外，虽然以上实施方案主要考虑了加热源在空调系统内的集成，但在多个实施方案中，单独的热式热能储存单元另外地包含在鲁棒空调系统内，使得空调系统可以通过热能储存单元提供加热和冷却功能。现在在下面更详细地讨论包含热式热能储存单元的空调系统。

[0085] 包含热式热能储存单元和冷式热能储存单元的鲁棒空调系统的构造和操作[0086] 在许多实施方案中，鲁棒空调系统包括不同的热式热能储存单元和冷式热能储存单元，并且可操作以使用它们来加热和/或冷却目标空间。例如，在许多实施方案中，热式热能储存单元与嵌入在冷凝单元内的集成的热源流体连通。集成的热源可以是主要使用接入电网来供电的加热源，或者是无需接入电网就可以操作的加热源。在许多实施方案中，冷凝单元本身提供集成的热源的功能。例如，在许多实施方案中，可以使冷凝单元实施操作模式，由此其可以使工作流体沸腾，使得汽相工作流体可以被传递到目标空间用于加热。这种操作模式可以例如通过使用冷凝单元内的压缩机将低温气体压缩成高温气体来实现。以这种方式，冷凝单元可以被认为包括集成的热源，这是因为集成的压缩机可以用于根据需要提供热量。实际上，这些构造可以操作以使用供能的冷凝单元将热能储存在热式热能单元和冷式热能单元内。以这种方式，目标空间可以通过冷凝单元、或热式热能储存单元或冷式热能储存单元两者之一来适当地进行空气调节。

[0087] 例如，根据本发明的某些实施方案，图3A-3K示出了包括用于加热和冷却目标空间的单独的热能储存单元的鲁棒空调系统的操作。特别地，图3A图示出空调系统300类似于图1A中所见的空调系统，这是因为该空调系统300包括：冷凝单元302、目标空间304、液体加压器和分流器合体306、冷式热能储存单元308和吸入气体调节器/分流器310。图3A还示出，空调系统300还包括热式热能储存单元312和排出气体分流器314。注意到，在图示的实施方案中，冷凝单元302可操作以加热(例如，沸腾)工作流体，使得加热的流体可以用于加热热式热能储存单元312或目标空间304。冷凝单元302、排出气体分流器314、热式热储存单元312、目标空间304以及液体加压器和分流器合体306通过管道操作地连接，以便允许加热的流体循环通过目标空间304以将其加热，以及允许加热的流体循环通过热式热能储存单元312以储存热能。如可以理解的，热式热能储存单元312可以以多种方式中的任一种来实现。例如，在许多实施方案中，热式热能储存单元包括封装在热隔离件中的热储存介质。下面讨论根据本发明的实施方案可以被包含的一些热式热能储存单元的另外的示例。

[0088] 图3B示出了空调系统300使用冷凝单元302为目标空间304提供加热和冷却服务的操作。在图示的实施方案中，冷凝单元302被供能并且配置为执行蒸汽压缩式循环以为目标空间304提供冷却服务—例如，以上关于图1B所见的。同时地或可选地，冷凝单元302被供能以产生加热的汽相工作流体，该加热的汽相工作流体可以例如通过排出气体分流器314来循环通过目标空间。发生在加热的汽相工作流体和目标空间304之间的热传递通常用于将流体冷凝成液体，然后该液体可以通过液体加压器和分流器合体306返回到冷凝单元。特别地，示出了，在图示的实施方案中，液体加压器和分流器合体306控制实施蒸汽压缩式循环的工作流体和曾用于加热目标空间的冷凝的流体的流动。以这种方式，冷凝单元302可以操作以为目标空间304提供加热和冷却服务。

[0089] 图3C图示了空调系统300将热能储存在热式热能储存单元312中以及将热能储存在冷式热能储存单元308中的操作。如可以理解的，该过程类似于在图1C和图2C中所见的过程，这是因为蒸汽压缩式循环被实施以将冷式热能储存单元308冷却至低于目标空间304的期望温度的温度。但是，所图示的实施方案还示出了，加热的流体(例如，压缩的汽相加热流体)在冷凝单元内产生并且被引导至排出气体分流器314，然后排出气体分流器314将加热的气体重新引导至热式热能储存单元，该热式热能储存单元配置为可操作以吸收热量并将其保存以供后续使用。在该图示中，这种操作模式不为目标空间304提供任何的空气调节。

[0090] 图3D示出了目标空间304的加热连同同时将热能储存在热式热能储存单元312内。该图示类似于以上关于图3C所见的图示，这是因为该图示示出了将热能储存在热式热能储存单元312内；但是，图3D还图示了加热的流体的一部分用于为目标空间304提供加热。液体加压器和分流器合体306用于将之前用于加热目标空间304和热式热能储存单元312的冷凝的流体汇聚起来，以将其递送到冷凝单元用于加热和进一步循环。

[0091] 图3E示出了目标空间304的加热，以及实施冷却的蒸汽压缩循环以将热能储存在冷式热能储存单元308内。如可以理解的，所图示的操作模式类似于关于图3B所见的操作模式，除了冷凝单元302用于针对冷式热能储存单元308而不是目标空间304实施蒸汽压缩式循环之外。

[0092] 图3F示出了相反的情形，其中空调系统300被操作以将热能储存在热式热能储存单元312中，并且使用冷凝单元302来冷却目标空间304。如可以理解的，所图示的操作模式类似于关于图3B所见的操作模式，除了加热的流体循环通过热式热能储存单元312而不是目标空间304之外。

[0093] 图3G示出了空调系统300同时冷却冷式热能储存单元308以及目标空间304的操作。该操作模式类似于关于图1D所见的操作模式。

[0094] 图3H示出了空调系统300为目标空间304提供加热/冷却以及将热能储存在热式热能储存单元312和冷式热能储存单元308内的操作。如可以理解的，图示的操作模式类似于关于图3B所见的操作模式，除了循环的加热流体和工作流体的部分分别通过排出气体分流器314和液体加压器分流器合体306重新引导至热式热能储存单元312和冷式热能储存单元308之外。

[0095] 图3I示出了空调系统300使用热式热能储存单元312加热目标空间304的操作。特别地，该图示出了，工作流体循环通过热式热能储存单元312、排出气体分流器314进入目标空间304并返回到液体加压器和分流器合体306。

[0096] 图3J示出了空调系统300使用冷式热能储存单元308冷却目标空间的操作。如可以理解的，空调系统300的该操作类似于以上关于图1E所见的操作。

[0097] 图3K示出了空调系统300分别使用热式热能储存单元312和冷式热能储存单元308为目标空间304提供加热和冷却服务的操作。如可以理解的，图示的操作模式有效地叠加了图3I和图3J中所示出的操作模式。

[0098] 现在在下面讨论根据本发明的实施方案可以实施于鲁棒空调系统中的各个部件的若干实施方式。

[0099] 用于在鲁棒空调系统内实施的冷凝单元

[0100] 在许多实施方案中，适于包含在许多上述空调系统构造内的冷凝单元被实施。

[0101] 例如，图4A-4E图示了鲁棒空调系统的冷凝单元的构造和操作。在操作中，鲁棒空调系统的冷凝单元可以以分别由图4A、4B、4C、4D、4E所表示的未使用、仅冷却、主要冷却伴随辅助加热、加热伴随辅助冷却和仅加热五种不同的模式工作。

[0102] 特别地，图4A图示了冷凝单元400的构造，其包括两用的冷凝器/蒸发器402、膨胀阀404和压缩机406，其全部通过管道操作地互相连接。冷凝单元400当用作鲁棒空调系统的部件时通常操作以便以高压蒸汽工作流体或高压液体工作流体的形式产生加热或冷却服务。与所有附图的情况一样，尽管未示出，但根据本发明的许多实施方案，阀和其他部件可被包含以促进冷凝单元400的操作。

[0103] 两用蒸发器/冷凝器402通常操作以在工作流体和一些其他介质之间以从介质吸取热量并使工作流体沸腾或将热量提供到介质并冷凝工作流体的方式交换热量。尽管两用蒸发器/冷凝器402被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案中的任一种来实现。例如，在许多实施方案中，两用蒸发器/冷凝器402包括导热材料的线圈，工作流体通过该线圈。在另外的方案中，两用蒸发器/冷凝器402由钎焊板式换热器组成，工作流体和目标介质循环通过该钎焊板式换热器。

[0104] 膨胀设备404通常操作以将较高压力的流体膨胀至较低的压力。尽管膨胀设备404被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案中的任一种来实现。例如，在许多实施方案中，膨胀设备404包括电子膨胀阀。在另外的方案中，膨胀设备404包括涡轮。在任何情况下，应当明显的是，根据本发明的实施方案，任何合适的设备可以用作膨胀设备。

[0105] 压缩机406通常操作以将低压的气体压缩至较高的压力。尽管压缩机406被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案来实现。例如，在许多实施方案中，压缩机406包括正排量设备(positive displacement device)。在另一方案中，压缩机406包括动态压缩机设备，例如喷射式、离心式或轴流式压缩机。

[0106] 图4B图示了冷凝单元400可以如何操作以便以排出高压液体工作流体(即，排出到液体加压器/分流器或类似物)的形式提供冷却。特别地，粗线(和箭头)示出了工作流体的循环。输入的低压蒸汽工作流体被压缩机406加压成较热的高压蒸汽。然后蒸汽行进通过两用蒸发器/冷凝器402，在那里蒸汽排出其热量并冷凝成高压液体。然后所得到的液体离开冷凝单元400。

[0107] 图4C图示了冷凝单元400可以如何操作以便以排出高压液体工作流体(即，排出到液体加压器/分流器或类似物)和高压汽相工作流体(即，排出到排出气体分流器或目标空间或类似物)的形式提供主要冷却伴随辅助加热。特别地，粗线(和箭头)示出了工作流体的循环。输入的低压蒸汽工作流体被压缩机406加压成较热的高压蒸汽。汽相工作流体的一些部分离开冷凝单元400，而另一部分行进到两用蒸发器/冷凝器402，在那里其在离开之前被冷凝成液体。

[0108] 图4D图示了冷凝单元400可以如何操作以便以排出热的汽相工作流体(即，排出到排出气体分流器或目标空间或类似物)的形式提供加热伴随辅助冷却。在该操作模式期间，冷凝单元400接收低压汽相工作流体以及高压液体。粗线(和箭头)示出了工作流体的循环。输入的液相工作流体行进通过膨胀阀404并进入两用蒸发器/冷凝器402，在那里液相工作流体蒸发成低压气体。然后，该气体流与冷凝单元400所接收到的(即，来自吸入气体均衡器/分流器或类似物的)另外的低压气体会合并且被压缩机406加压。然后该热的高压汽相工作流体离开冷凝单元400。

[0109] 图4E图示了冷凝单元400可以如何操作以便以排出热的高压汽相工作流体(即，排出到排出气体/分流器或类似物)的形式提供加热。特别地，粗线(和箭头)示出了工作流体的循环。在该操作模式期间，冷凝单元400接收高压液体。粗线(和箭头)示出了工作流体的循环。输入的液相工作流体行进通过膨胀阀404并进入两用蒸发器/冷凝器，在那里液相工作流体蒸发成低压气体。然后该气体流被压缩机406加压，并且所得到的热的高压汽相工作流体然后离开冷凝单元400。

[0110] 图5图示了鲁棒空调系统的具有集成加热的冷凝单元的构造，该鲁棒空调系统包含可操作以提供冷却和/或加热服务的冷式热能储存设备。更具体地，具有集成加热的冷凝单元500的结构类似于关于图4A所见的构造，这是因为该冷凝单元500包括：两用冷凝器/蒸发器502、膨胀阀504和压缩机506，其全部通过管道操作地互相连接。在操作中，可以以热的汽相工作流体的形式提供加热服务，而无需使用压缩机506。输入的高压液体直接通过两用蒸发器/冷凝器502并在离开具有集成加热的冷凝单元500之前沸腾。尽管没有示出，但根据许多实施方案，可以添加其他合适的部件，例如接收器、流动控制阀、传感器、循环设备等，而不偏离具有集成加热的冷凝单元500的范围。

[0111] 图6A-6C图示了鲁棒空调系统的带有辅助传热环路和集成的热源的冷凝单元的构造和操作，该鲁棒空调系统包含可操作以提供冷却和/或加热服务的冷式热能储存设备。

[0112] 特别地，图6A图示了冷凝单元600的构造。更具体地，具有集成加热的冷凝单元600的结构类似于关于图4A所见的结构，这是因为该冷凝单元600包括：两用冷凝器/蒸发器602、膨胀阀604和压缩机606，其全部通过管道操作地互相连接。冷凝单元600另外地包括通过辅助传热流体连接到两的蒸发器/冷凝器的流体冷却冷凝器610和热源608。尽管没有示出，但根据许多实施方案，可以添加其他合适的部件，例如接收器、流动控制阀、传感器、循环设备等，而不偏离具有集成加热的冷凝单元600的范围。

[0113] 图6B示出了处于集成加热模式的冷凝单元600，由此不需要运行压缩机来提供热的高压汽相工作流体。在操作中，输入的高压液体直接通过两用蒸发器/冷凝器602，该高压液体在离开具有集成加热的冷凝单元600之前沸腾。两用蒸发器/冷凝器602通过热源608提供热量，热源608通过辅助传热流体而热连通。

[0114] 图6C示出了处于加热和冷却模式的冷凝单元600，由此输入的低压汽相工作流体被压缩机606加压成较热的高压蒸汽。汽相工作流体的一些部分离开冷凝单元600，而另一部分行进到两用蒸发器/冷凝器602，在那里其在离开之前被冷凝成液体。两用蒸发器/冷凝器602通过使用流体冷却冷凝器610从工作流体移除热量，该流体冷却冷凝器610通过辅助传热流体环路而热连通。

[0115] 图7图示了鲁棒空调系统的冷凝单元的构造，该冷凝单元采用吸入管路换热器。特别地，图7示出冷凝单元700的构造，其结构类似于关于图4A所见的结构，这是因为其包括：两用冷凝器/蒸发器702、膨胀阀704和压缩机706，其全部通过管道操作地互相连接。冷凝单元700另外采用吸入管路换热器706。如可以理解的，根据本发明的实施方案，尽管未示出，但阀或其它部件可以被包含以促进冷凝单元700的操作，并且采用吸入管路换热器的冷凝单元可以以多种方式中的任一种实现。

[0116] 吸入管路换热器706通常操作以在液相工作流体和汽相工作流体之间传递热量。尽管吸入管路换热器706被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案中的任一种来实现。例如，在许多实施方案中，吸入管路换热器706包括钎焊板式换热器。在另一方案中，吸入管路换热器706包括螺旋式换热器。在任何情况下，应当明显的是，根据本发明的实施方案，可以将任何合适的换热设备用作吸入管路换热器。

[0117] 虽然描述了适于在许多上述鲁棒空调系统中实施的冷凝单元的若干示例，但可以理解，根据本发明的许多实施方案，可以实施适于包含在多个上述鲁棒空调系统中的多种冷凝单元中的任一种。

[0118] 用于在鲁棒空调系统内实施的目标空间

[0119] 在许多实施方案中，适于包含在许多上述空调系统构造内的目标空间被实施。

[0120] 例如，图8示出了目标空间800的构造，其包括外壳802、膨胀设备804和蒸发器806。在许多实施方案中，目标空间800配置为接受加压的液体(即，来自液体加压器/分流器合体或类似物)，通过膨胀设备804将其膨胀至较低的压力并允许其通过蒸发器806从外壳802内吸收热量。然后低压汽相工作流体离开目标空间800(即，到达吸入气体均衡器/分流器合体或类似物)。如可以理解的，根据本发明的许多实施方案，尽管未示出，但阀或其它部件可以被包含以促进目标空间800的操作。当然，明显的是，根据本发明的实施方案，目标空间可以以多种方式中的任一种实现。

[0121] 目标空间800的外壳802提供在其中接收热服务的指定的体积。尽管外壳802被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案中的任一种实现。例如，在许多实施方案中，外壳802包括制冷陈列柜。在另一方案中，外壳包括办公楼中的房间。在还有的另外的方案中，外壳802包括应用热服务的一般区域或区。

[0122] 膨胀设备804通常操作以将较高压力的流体膨胀至较低的压力。尽管膨胀设备804被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案中的任一种实现。例如，在许多实施方案中，膨胀设备804包括电子膨胀阀。在另一方案中，膨胀设备804包括涡轮。在任何情况下，应当明显的是，根据本发明的实施方案，可以将任何合适的设备用作膨胀设备。

[0123] 蒸发器806通常操作以在工作流体和一些其他介质之间以从介质吸取热量并使工作流体沸腾的方式交换热量。尽管蒸发器806被示意性地示出，但应当理解，其可以以多种方案中的任一种实现。例如，在许多实施方案中，蒸发器806包括导热材料的线圈，工作流体通过该线圈。在另一方案中，蒸发器806由钎焊板式换热器组成，工作流体和外壳802的目标介质循环通过该钎焊板式换热器。

[0124] 图9图示了目标空间900的构造，该构造类似于关于图8所见的构造，这是因为该目标空间900包括：外壳902、膨胀阀904。另外，该目标空间构造900包括两用蒸发器/冷凝器906。在操作中，目标空间构造900能够通过使输入的液体工作流体膨胀并将其蒸发或者通过使较高压力的汽相工作流体冷凝来为外壳902提供冷却或加热。在冷却期间，流从主液体管路被引导至指定的两用蒸发器/冷凝器906。然后，引导低压吸入气体离开目标空间900(即，引导到吸入气体均衡器/分流器合体或类似物)。在加热期间，热的蒸发的工作流体被引导通过两用蒸发器/冷凝器906，在那里其被冷凝成高压液体并被输送到共用的液体管路。液体可以从共用的液体管路被引导到另一个两用蒸发器/冷凝器以提供冷却，或者离开目标空间(即，到达液体加压器/分流器合体或类似物)以被重新加热进而提供连续的加热服务。如可以理解的，根据本发明的许多实施方案，尽管未示出，但阀或其它部件可以被包含以促进目标空间900的操作。当然，明显的是，根据本发明的实施方案，目标空间可以以多种方式中的任一种实现。

[0125] 图10图示了利用分支选择器和终端单元的目标空间1000。目标空间1000由分支选择器1002和终端单元1004组成，由此分支选择器1002通过管道连接到终端单元1004。在操作中，目标空间1000接收被引导至分支选择器1002的热的加压的蒸汽和高压液体工作流体。在分支选择器，根据液相或汽相工作流体各自的加热或冷却需求将其引导到终端单元1004。低压蒸汽或高压液体工作流体从终端单元1004返回。在液体返回的情况下，该返回的液体可以根据需要而被连接到分支选择器的其他终端单元1004重新使用。如可以理解的，根据本发明的许多实施方案，尽管未示出，但阀或其它部件可以被包含以促进目标空间
1000的操作。

[0126] 虽然描述了适于在许多上述鲁棒空调系统中实施的目标空间的若干示例，但可以理解，根据本发明的许多实施方案，可以实施适于包含在多个上述鲁棒空调系统中的多种目标空间中的任一种。

[0127] 用于在鲁棒空调系统内实施的液体加压器和分流器合体

[0128] 在许多实施方案中，适于包含在许多上述空调系统构造内的液体加压器和分流器合体被实施。

[0129] 图11图示了液体加压器和分流器合体1100的构造，其包括加压设备1102、1104、1106和1108以及液体接收器1110。在许多实施方案中，液体加压器和分流器合体配置为从其任何分支接受液体工作流体，将其临时储存在接收器1110中，通过其加压设备1102、
1104、1106和1108中的任一个将工作流体加压至所需的规格并将其分配到合适的所连接的鲁棒空调系统部件。在许多实施方案中，液体加压器和分流器合体需要少量的加压设备和/或没有接收器。尽管液体加压器和分流器合体1100被示意性地示出，但应当理解，根据本发明的实施方案，液体加压器和分流器合体1100可以以多种方式中的任一种实现。如可以理解的，根据本发明的许多实施方案，尽管未示出，但阀或其他的内联部件可以被包含以促进液体加压器和分流器合体1100的操作。

[0130] 加压设备1102、1104、1106和1108通常操作以为输入的液体流增加压力。尽管加压设备1102、1104、1106和1108被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案实现。例如，在许多实施方案中，加压设备1102、1104、1106和1108包括动力泵送设备。在另一方案中，加压设备1102、1104、1106和1108包括正排量泵送设备。

[0131] 接收器1110通常操作以为工作流体回路提供缓冲储存体积，以使加压设备1102、1104、1106和1108能够平滑地操作，而无论液体加压器和分流器合体的入口条件如何。尽管接收器1110被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案来实现。例如，在许多实施方案中，接收器1110包括压力容器。在另一方案中，接收器包括延伸的管道。

[0132] 虽然描述了适于在许多上述鲁棒空调系统内实施的液体加压器和分流器合体的若干示例，但可以理解，根据本发明的许多实施方案，可以实施适于包含在多个上述鲁棒空调系统中的多种液体加压器和分流器合体中的任一种。

[0133] 用于在鲁棒空调系统内实施的冷式热能储存单元

[0134] 在许多实施方案中，适于包含在许多上述空调系统构造内的冷式热能储存单元被实施。

[0135] 图12A-12C图示了鲁棒空调系统的冷式热储存器(一般来说，在本申请的范围内，术语“热储存器”和“热能储存单元是等同的)的构造和操作。在操作中，鲁棒空调系统的冷式热储存器可以以分别由图12A、12B和12C所表示的未使用、充能和释能三种不同的模式工作。

[0136] 特别地，图12A图示了冷式热储存器的构造，其包括冷储存介质1202和膨胀设备1204，其全部通过管道操作地互相连接。与所有附图的情况一样，根据本发明的许多实施方案，尽管未示出阀，但阀可被包含以促进冷式热储存器1200的操作。

[0137] 冷储存介质1202通常操作以便以嵌入材料的显热或潜热(sensible or latent heat)的形式储存热势(thermal potential)。尽管冷式热储存介质1202被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案中的任一种来实现。例如，在许多实施方案中，冷式储存介质1202包括与嵌入的相变材料热接触的换热器。在另一方案中，冷储存介质1202包括隔热的散状材料(bulk material)，循环的制冷剂可以直接通过该隔热的散状材料。当然，明显的是，根据本发明的实施方案，冷式热储存器可以以多种方式中的任一种实现。

[0138] 膨胀设备1204通常操作以将较高压力的流体膨胀至较低的压力。尽管膨胀设备1204被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案中的任一种来实现。例如，在许多实施方案中，膨胀设备1204包括电子膨胀阀。在另一方案中，膨胀设备1204包括涡轮。在任何情况下，应当明显的是，根据本发明的实施方案，任何合适的设备可以用作膨胀设备。

[0139] 图12B图示了冷式热储存器1200可以如何操作以储存热势供以后使用。特别地，粗线(和箭头)示出工作流体的循环，以便引导流体来冷却冷储存介质1202。更具体地，在图示的实施方案中，膨胀设备1204用于将输入的高压液相工作流体(例如，来自液体加压器/分流器合体或类似物)膨胀至较低的压力和温度。然后工作流体进入冷储存介质1202，该冷储存介质1202随着工作流体吸收热量并被蒸发而冷却。然后低压、低温的气体从冷式热储存器1200排出(例如，排出到吸入气体均衡器/分流器合体或类似物)。

[0140] 图12C图示了冷式热储存器1200可以如何操作以根据需要释放所储存的热势。特别地，粗线(和箭头)示出工作流体的循环，以便释放储存在冷式储存介质1202中的热势并提供冷凝的液体工作流体(例如，提供到液体加压器/分流器合体或类似物)。更具体地，在图示的实施方案中，冷的低压气体工作流体进入冷式储存介质1202(例如，来自吸入气体均衡器/分流器合体或类似物)并且冷凝成低压液体，然后该低压液体离开冷式热储存器1200。尽管没有示出，但根据许多实施方案，可以添加其他合适的部件，例如接收器、阀和传感器，而不偏离冷式热储存器1200的范围。

[0141] 图13A-13C图示了鲁棒空调系统的冷式热储存器的构造和操作，该冷式热储存器采用两级膨胀。在操作中，采用两级膨胀的冷式热储存器可以以分别由图13A、13B和13C所表示的未使用、充能和释能三种不同的模式工作。

[0142] 特别地，图13A图示了冷式热储存器1300的构造。更具体地，冷式热储存器1300的结构类似于关于图12A所见的结构，这是因为该冷式热储存器1300包括：冷储存介质1302和膨胀设备1304。冷式热储存器1300还包括第二膨胀设备1308和液体气体分离器1306，该液体气体分离器1306可以在一定成效上将混合相流分离成其组成液相和汽相。根据许多实施方案，部件通过管道操作地互相连接。尽管没有示出，但根据许多实施方案，可以添加其他合适的部件，例如接收器、流动控制阀、传感器和循环设备，而不偏离冷式热储存器1300的范围。

[0143] 图13B图示了冷式热储存器1300储存热势以供以后使用的操作。特别地，粗线(和箭头)示出工作流体的循环，以便引导流体(即，来自液体加压器和分流器合体或类似物)来冷却冷储存介质1302。更具体地，在图示的实施方案中，膨胀设备1304用于将输入的高压液相工作流体膨胀至较低的温度和压力。然后将可能的混合相工作流体分离成液体流和气体流。气体流以中间压力排出(即，排出到吸入气体均衡器/分流器合体或类似物)。留下的液体由第二膨胀设备1308再次膨胀至较低的压力和温度。然后工作流体进入冷储存介质1302，该冷储存介质1302随着工作流体吸收热量并被蒸发而冷却。然后低压、低温的气体通过单独的管路以较低的压力从冷式热储存器1300排出(即，排出到吸入气体均衡器/分流器合体或类似物)。

[0144] 图13C图示了冷式热储存器1300可以如何操作以根据需要释放所储存的热势。特别地，粗线(和箭头)示出工作流体的循环，以便释放储存在冷储存介质1302中的热势并提供冷凝的液体工作流体(即，提供到液体加压器/分流器合体)。更具体地，在图示的实施方案中，冷的低压气体工作流体进入冷式储存介质1302(例如，来自吸入气体均衡器/分流器合体)并且冷凝成低压液体，然后该低压液体离开冷式热储存器1300。

[0145] 图14A-14C图示了包含冷式热能储存设备的鲁棒空调系统的冷式热储存器的构造和操作，该冷式热储存器采用两级膨胀和辅助换热流体。在操作中，采用两级膨胀和辅助换热流体的冷式热储存器可以以分别由图14A、14B和14C所表示的未使用、充能和释能三种不同的模式工作。

[0146] 特别地，图14A图示了冷式热储存器1400的构造。更具体地，冷式热储存器1400的结构类似于关于图13A所见的结构，这是因为该冷式热储存器1400包括：两个膨胀设备1404和1408以及液体气体分离器1406。冷式热储存器1400还包括主换热器1402、吸入管路换热器1410、热能储存器1412和循环泵送设备1414。膨胀设备1404和1408、液体气体分离器1406、吸入管路换热器1410和主换热器1402通过管道操作地连接，并且通过主换热器1402热连接到包括主换热器1402、热能储存器1412和循环泵送设备1414的第二环路。与所有附图的情况一样，根据本发明的许多实施方案，尽管未示出，但阀和其他内联部件可被包含以促进冷式热储存器1400的操作。当然，明显的是，根据本发明的实施方案，冷式热储存器
1400可以以多种方式中的任一种实现。

[0147] 主换热器1402通常操作以在工作流体和辅助换热流体之间传递热量。尽管主换热器1402被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案中的任一种来实现。例如，在许多实施方案中，主换热器1402包括钎焊板式换热器。在另一方案中，主换热器1402包括管壳式换热器(shell and tube heat exchanger)。在任何情况下，应当明显的是，根据本发明的实施方案，可以将任何合适的换热设备用作主换热器。

[0148] 吸入管路换热器1410通常操作以在液相工作流体和汽相工作流体之间传递热量。尽管吸入管路换热器1410被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案中的任一种来实现。例如，在许多实施方案中，吸入管路换热器1410包括钎焊板式换热器。在另一方案中，吸入管路换热器1410包括螺旋式换热器。在任何情况下，应当明显的是，根据本发明的实施方案，可以将任何合适的换热设备用作吸入管路换热器。

[0149] 热能储存器1412类似于在图13A-13C中所见的冷储存介质1302，类似之处在于其起到与用于储存热势的主要装置类似的功能，但是该热能储存器1412的不同之处在于其主要与辅助换热流体而不是系统工作流体热连通。尽管热能储存器1412被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案中的任一种来实现。例如，在许多实施方案中，热能储存器1412包括填充有相变材料的罐，该相变材料与能够承载任意数量的辅助换热流体的线圈热连通。在另一方案中，热能储存器1412包括填满胶囊(capsules)的罐，该胶囊填充有相变材料，其中通过辅助换热可以渗透穿过基质(matrix)。在还有的另外的方案中，热能储存器
1412是隔热罐，其可以保持固相的辅助换热流体同时允许液相通过。

[0150] 图14B图示了冷式热储存器1400储存热势以供以后使用的操作。特别地，粗线(和箭头)示出工作流体的循环，以便引导流体(即，来自液体加压器和分流器合体)来冷却热能储存器1412。与图13B中一样的是，工作流体经过两级膨胀过程以将冷却传递到热能储存器1412。与图13B中不同的是，通过主换热器从连接到热能储存器1412的辅助换热环路传递热量。

[0151] 图14C图示了冷式热储存器1400可以如何操作以根据需要释放所储存的热势。特别地，粗线(和箭头)示出工作流体的循环，以便释放储存在冷储存介质1402中的热势并提供冷凝的液体工作流体(即，提供到液体加压器/分流器合体)。更具体地，在图示的实施方案中，冷的低压气体工作流体进入主换热器1402(例如，来自吸入气体均衡器/分流器合体)并且冷凝成低压液体，然后该低压液体离开冷式热储存器1400。来自输入的汽相制冷剂的热量被主换热器1402中的辅助换热流体吸收，该辅助换热流体与热能储存器1412热连通。

[0152] 图15A-15C图示了包含冷式热能储存设备的鲁棒空调系统的冷式热储存器的构造和操作，该冷式热储存器采用级联蒸汽压缩式循环。在操作中，采用级联蒸汽压缩式循环的冷式热储存器可以以分别由图15A、15B和15C所表示的未使用、充能和释能三种不同的模式工作。

[0153] 特别地，图15A图示了冷式热储存器1500的构造。更具体地，冷式热储存器1500的结构类似于关于图14A所见的结构，这是因为该冷式热储存器1500包括：膨胀设备1504和1506、主换热器1502、循环泵送设备1510和热能储存器1512。该冷式热储存器1500还包括压缩机1508。膨胀设备1504和主换热器1502通过管道操作地连接，并且通过主换热器1502热连接到第二环路，该第二环路包括被管接以实现蒸汽压缩式循环的主换热器1502、热能储存器1512、压缩机1508和膨胀设备1506。另外，循环泵送设备1510与膨胀设备并联地管接，并且压缩机1508可以通过管道通路被绕开。与所有附图的情况一样，根据本发明的实施方案，尽管未示出，但阀和其他内联部件可被包含以促进冷式热储存器1500的操作，并且冷式热储存器1500可以以多种方式中的任一种实现。

[0154] 图15B图示了冷式热储存器1500储存热势以供以后使用的操作。特别地，粗线(和箭头)示出工作流体的循环，以便引导流体(即，来自液体加压器和分流器合体)来冷却热能储存器1512。如在图15B中所示出的，高压液体工作流体(即，来自液体加压器/分流器或类似物)被膨胀设备1504膨胀成低压流体，在主换热器1502中蒸发并且离开冷式热储存器1500(即，到达吸入气体均衡器/分流器)。以这种方式，主换热器1502作为冷凝器用于辅助工作流体回路，该辅助工作流体回路被管接成使得由压缩机1508、膨胀设备1506和热能储存器1512组成的蒸汽压缩式循环能够充当蒸发器。辅助工作流体的蒸汽压缩式循环允许热能储存器1512被冷却到比主工作流体的蒸发温度更低的温度。

[0155] 图15C图示了冷式热储存器1500可以如何操作以根据需要释放所储存的热势。特别地，粗线(和箭头)示出工作流体的循环，以便释放储存在热能储存器1512中热势并提供冷凝的液体工作流体(即，提供到液体加压器/分流器合体)。更具体地，在图示的实施方案中，冷的低压气体工作流体进入主换热器1502(例如，来自吸入气体均衡器/分流器合体)并且冷凝成低压液体，然后该低压液体离开冷式热储存器1500。来自输入的汽相制冷剂的热量被辅助工作流体吸收，该辅助工作流体在主换热器1502中从冷的液体相变成蒸汽。辅助工作流体蒸汽绕过压缩机1508并行进到热能储存器1512，在那里其被冷凝成液体，并且被泵送回到主换热器1502，同时绕过膨胀设备1506并完成循环。

[0156] 图16A-16C图示了包含冷式热能储存设备的鲁棒空调系统的冷式热储存器的构造和操作，该冷式热储存器采用级联蒸汽压缩式循环和辅助换热环路。在操作中，采用级联蒸汽压缩式循环和辅助换热环路的冷式热储存器可以以分别由图16A、16B和16C所表示的未使用、充能和释能三种不同的模式工作。

[0157] 特别地，图16A图示了冷式热储存器1600的构造。更具体地，冷式热储存器1600的结构类似于关于图15A所见的结构，这是因为该冷式热储存器1600包括：膨胀设备1604和1606、主换热器1602、循环泵送设备1614、压缩机1608和热能储存器1612。该冷式热储存器
1600还包括充能换热器(charging heat exchanger)1610和释能换热器(discharging heat exchanger)1616。膨胀设备1604和主换热器1602通过管道操作地连接，并且通过主换热器1602热连接到使用辅助工作流体的第二环路，该第二环路包括被管接以实现蒸汽压缩式循环的主换热器1602、压缩机1608、膨胀设备1606和充能换热器1610。另外，充能换热器
1610通过第三换热流体与热能储存器1612和释能换热器1616热连通，第三换热流体可以由循环泵送设备1614推动。与所有附图的情况一样，根据本发明的实施方案，尽管未示出，但阀和其他内联部件可被包含以促进冷式热储存器1600的操作，并且冷式热储存1600可以以多种方式中的任一种实现。

[0158] 图16B图示了冷式热储存器1600储存热势以供以后使用的操作。特别地，粗线(和箭头)示出工作流体的循环，以便引导流体(即，来自液体加压器和分流器合体)来冷却热能储存器1612。如在图16B中所示出的，高压液体工作流体(即，来自液体加压器/分流器或类似物)被膨胀设备1604膨胀成低压流体，在主换热器1602中蒸发并且离开冷式热储存器1600(即，到达吸入气体均衡器/分流器)。以这种方式，主换热器1602作为冷凝器用于辅助工作流体回路，该辅助工作流体回路被管接成使得由压缩机1608、膨胀设备1606和充能换热器1610组成的蒸汽压缩式循环能够充当蒸发器。充能换热器通过第三换热流体环路与热能储存器1612热连通并且用于冷却热能储存器。辅助工作流体的蒸汽压缩式循环允许第三换热流体环路被冷却到比主工作流体的蒸发温度更低的温度。

[0159] 图16C图示了冷式热储存器1600可以如何操作以根据需要释放所储存的热势。特别地，粗线(和箭头)示出工作流体的循环，以便释放储存在热能储存器1612中热势并提供冷凝的液体工作流体(即，提供到液体加压器/分流器合体)。更具体地，在图示的实施方案中，冷的低压气体工作流体进入主换热器1602(例如，来自吸入气体均衡器/分流器合体)并且冷凝成低压液体，然后该低压液体离开冷式热储存器1600。来自输入的汽相制冷剂的热量被热能储存器1612吸收，并且由第三换热流体通过释能换热器1616传递。

[0160] 图17A-17C图示了包含冷式热能储存设备的鲁棒空调系统的冷式热储存器的构造和操作，该冷式热储存器采用独立的充能蒸汽压缩式循环和辅助换热环路。在操作中，采用独立的蒸汽压缩式循环和辅助换热环路的冷式热储存器可以以分别由图17A、17B和17C所表示的未使用、充能和释能三种不同的模式工作。

[0161] 特别地，图17A图示了冷式热储存器1700的构造。更具体地，冷式热储存器1700的结构类似于关于图16A所见的结构，这是因为该冷式热储存器1700包括：膨胀设备1710、主换热器1702、循环泵送设备1706、热能储存器1704、压缩机1708和充能换热器1714。该冷式热储存器1700还包括冷凝器1712。主换热器1702连接到冷式热储存器1700的入口和出口并且连接到辅助换热环路，该辅助换热环路与热能储存器1704和充能换热器1714热连通，由此辅助换热流体可以由循环泵送设备1706推动。最后，充能换热器1714连接到独立的蒸汽压缩式循环，该独立的蒸汽压缩式循环使用第三工作流体并由压缩机1708、冷凝器1712和膨胀设备1710组成。与所有附图的情况一样，根据本发明的实施方案，尽管未示出，但阀和其他内联部件可被包含以促进冷式热储存器1700的操作，并且冷式热储存器1700可以以多种方式中的任一种实现。

[0162] 图17B示出冷式热储存器1700储存热势以供以后使用的操作。如在图17B中所示出的，在充能期间，冷式热储存器1700没有接收工作流体。相反，工作流体循环通过独立的蒸汽压缩式循环，该独立的蒸汽压缩式循环通过充能换热器1714从热能储存器1704排出热量，该充能换热器1714通过辅助换热流体与热能储存器热连通。独立的蒸汽压缩式循环允许热能储存器1704在用于操作冷式热储存器1700的任何合适的温度下充能。

[0163] 图17C图示了冷式热储存器1700可以如何操作以根据需要释放所储存的热势。特别地，粗线(和箭头)示出工作流体的循环，以便释放储存在热能储存器1704中的热势并提供冷凝的液体工作流体(即，提供到液体加压器/分流合体)。更具体地，在图示的实施方案中，冷的低压气体工作流体进入主换热器1702(例如，来自吸入气体均衡器/分流器合体)并且冷凝成低压液体，然后该低压液体离开冷式热储存器1700。来自输入的汽相制冷剂的热量被热能储存器1704吸收，并且通过辅助换热流体从主换热器1702传递。

[0164] 虽然描述了适于在许多上述鲁棒空调系统中实施的冷式热储存器的若干示例，但可以理解，根据本发明的许多实施方案，可以实施适于包含在多个上述鲁棒空调系统中的多种冷式热储存器中的任一种。

[0165] 用于在鲁棒空调系统内实施的吸入气体加压器和分流器合体

[0166] 在许多实施方案中，适于包含在许多上述空调系统构造内的吸入气体加压器和分流器合体被实施。

[0167] 图18示出了吸入气体均衡器/分流器1800的构造，其可以接受来自冷式热储存器的处于不同压力下的两条汽相工作流体流以及来自目标空间的多条流，并通过用于冷式热储存器的膨胀阀1802和用于目标空间的膨胀阀1804、1806、1808和1810将这三条流均衡至共同的吸入气体压力。在冷式热能储存器释能模式期间，低压吸入气体在离开吸入气体均衡器/分流器1800时绕过膨胀阀1802。如可以理解的，根据本发明的许多实施方案，尽管未示出，但阀或其他的内联部件可以被包含以促进吸入气体均衡器/分流器1800的操作。

[0168] 图19示出了吸入气体均衡器/分流器1900的构造，其可以接受来自冷式热储存器的处于不同压力下的两条汽相工作流体流，并通过增压压缩机1902将较低压力的流均衡到与来自目标空间的多条入口流和来自冷式热储存器的较高压力的流相同的压力。在冷式热能储存器释能期间，低压吸入气体在离开吸入气体均衡器/分流器1900时绕过增压压缩机1902。如可以理解的，根据本发明的许多实施方案，尽管未示出，但阀或其他的内联部件可以被包含以促进吸入气体均衡器/分流器1900的操作。

[0169] 虽然描述了适于在许多上述鲁棒空调系统中实施的吸入气体均衡器和分流器的若干示例，但可以理解，根据本发明的许多实施方案，可以实施适于包含在多个上述鲁棒空调系统内的多种吸入气体均衡器和分流器中的任一种。

[0170] 用于在鲁棒空调系统内实施的热式热能储存单元

[0171] 在许多实施方案中，适于包含在许多上述空调系统构造内的热式热能储存单元被实施。

[0172] 图20图示了包含冷式热能储存设备和热式热能储存设备的鲁棒空调系统的热式热储存器的构造。特别地，图20示出了热式热储存器2000的构造，其包括通过管道操作地连接的换热器2002、热能储存器2004和循环泵送设备2006。在操作中，当热的高压汽相工作流体进入热式热储存器2000(即，来自排出气体分流器)时，其行进通过换热器2002并冷凝成高压液体。在冷凝过程期间，工作流体将热排出到热能储存器2004，该热能储存器2004通过循环的辅助换热流体热连通。在热式热储存器2000释能期间，高压液体工作流体进入换热器2002(即，来自液体加压器/分流器合体或类似物)并通过热式储存器而沸腾，该热储存器通过辅助换热介质热连通。与所有附图的情况一样，根据本发明的实施方案，尽管未示出，但阀和其他部件可被包含以促进热式热储存器2000的操作。

[0173] 虽然描述了适于在许多上述鲁棒空调系统中实施的热式热能储存单元的示例，但可以理解，根据本发明的许多实施方案，可以实施适于包含在多个上述鲁棒空调系统中的多种热式热能储存单元中的任一种。

[0174] 用于在鲁棒空调系统内实施的也可以充当热源的热式热储存单元的构造[0175] 在许多实施方案中，适于包含在许多上述空调系统构造内的也可以用作热源的热式热能储存单元被实施。

[0176] 例如，图21图示了包含冷式热能储存设备和热式热能储存设备的鲁棒空调系统的热源的构造。特别地，图21图示了热源2100的构造，其包括换热器2102和加热元件2104。在操作中，在释能期间，高压液相工作流体行进通过换热器2102并通过加热元件2104而沸腾。所得到的高压汽相工作流体离开热源2100(即，到达排出气体分流器或类似物)。与所有附图的情况一样，根据本发明的实施方案，尽管未示出，但阀和其他部件可被包含以促进热源
2100的操作。

[0177] 热源2100的加热元件2104提供热量以使液体工作流体沸腾。尽管加热元件2104被示意性地示出，但应当理解，其可以使用多种方案来实现。例如，在许多实施方案中，热源2104包括气体燃烧器。在另一方案中，热源2104包括包含放热反应的生物反应器。当然，明显的是，根据本发明的实施方案，加热元件和热源可以以多种方式中的任一种实现。

[0178] 虽然描述了适于在许多上述鲁棒空调系统内实施的也可以用作热源的热式热能储存单元的示例，但可以理解，根据本发明的许多实施方案，可以实施适于包含在多个上述鲁棒空调系统中的也可以用作热源的多种热式热能储存单元中的任一种。

[0179] 替代的鲁棒空调系统构造

[0180] 在许多实施方案中，替代的鲁棒空调系统构造被实施。

[0181] 例如，图22A-22C图示了包含热式热能储存单元和冷式热能储存单元的鲁棒空调系统的多重连接构造和操作。在操作中，多重连接构造以类似于如图3A-3K中示出的鲁棒空调系统的方式工作，图3A-3K中示出的鲁棒空调系统包括用于加热和冷却目标空间的单独的热能储存单元。

[0182] 特别地，图22A图示了空调系统2200类似于图3A中所见的空调系统，这是因为该空调系统2200包括：冷凝单元2202、目标空间2204、液体加压器/分流器合体2206、冷式热能储存单元2208、吸入气体调节器/分流器2210、热式热能储存单元2212和排出气体分流器2214。图22A还示出统一的冷凝器2216、统一的冷式热能储存器2218、统一的热式热能储存器2220、循环泵2222以及包含热式热能储存单元和冷式热能储存单元的单独的整体鲁棒空调系统2224。

[0183] 图22A中示出的空调系统2200包括多个如图3A中所示的鲁棒空调系统2224，其中冷式热储存器2208已经配置为共享一个统一的冷式热能储存器2218，热式热储存器2212已经配置为共享一个统一的热式热能储存器2220，以及冷凝单元2202已经配置为共享一个冷凝器2216。在许多实施方案中，所有三个统一的连接由辅助换热流体环路形成，其中换热流体由循环泵2222推动。在许多实施方案中，统一的连接由填充有主工作流体的环路形成。与所有附图的情况一样，根据本发明的实施方案，尽管未示出，但阀可被包含以促进空调系统2200的操作。

[0184] 图22B示出了处于操作模式的空调系统2200，其中统一的冷式热能储存器2218和统一的热式能量储存器2220正由使用共享的冷凝器2216的多个单独的整体鲁棒空调系统2224的冷凝单元2202充能。

[0185] 图22C示出了处于操作模式的空调系统2200，其中统一的冷式热能储存器2218和统一的热式能量储存器2220正协同多个单独的整体鲁棒空调系统2224使用，以为目标空间2204提供冷却和/或加热。

[0186] 图23A-23C图示了鲁棒空调系统的多重连接的构造和操作，其包含可操作以提供冷却和/或加热服务的冷式热能储存设备。在操作中，多重连接构造以类似于如图2A-2I中示出的鲁棒空调系统的方式工作，图2A-2I中示出的鲁棒空调系统包含可操作以提供冷却和/或加热服务的冷式热能储存设备。

[0187] 特别地，如23A图示了空调系统2300类似于在图22A中所见的空调系统，这是因为该空调系统2300包括：冷凝单元2302、目标空间2304、液体加压器/分流器合体2306、冷式热能储存单元2308、吸入气体调节器/分流器2310、统一的冷式热能储存器2312、循环泵2314、统一的冷凝器2318。图23A还示出统一的集成的加热源2316，其与统一的冷凝器2318共享连接。还示出了单独的整体鲁棒空调系统2320，其包含可操作以提供冷却和/或加热服务的冷式热能储存设备。尽管没有示出，但根据许多实施方案，可以添加其他合适的部件，例如接收器、阀和传感器，而不偏离空调系统2300的范围。

[0188] 图23B示出了处于操作模式的空调系统2300，其中统一的冷式热能储存器2312正由使用统一的冷凝器2318的多个单独的整体鲁棒空调系统2320的冷凝单元2302充能。

[0189] 图23C示出了处于操作模式的空调系统2300，其中统一的冷式热能储存器和统一的集成的加热源2316正协同多个单独的整体鲁棒空调系统2320使用，以为目标空间2304提供冷却和/或加热。当然，明显的是，根据本发明的实施方案，空调系统2300可以以多种方式中的任一种实现。

[0190] 尽管已经示出的鲁棒空调系统的若干替代的构造，但应当明显的是，根据本发明的许多实施方案，可以实现多种鲁棒空调系统中的任一种。

[0191] 更一般地，从以上讨论可以推断，根据本发明的实施方案，上述概念可以以多种布置来实现。因此，尽管已经在某些特定方面描述了本发明，但是许多另外的修改和变化对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，应当理解，本发明可以以不同于具体描述的其他方式实施。因此，本发明的实施方案应在所有方面被视为例证性的而不是限制性的。