与制冷剂系统联动的水环流装置的制作方法

专利名称：与制冷剂系统联动的水环流装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及与制冷剂系统联动而执行热水供给和制冷制热功能的水环流装置。
背景技术：
与制冷剂系统联动的水环流装置是结合了制冷剂循环和水环流循环 (circulation cycle)的装置，其是使在制冷剂配管中流动的制冷剂与在水配管中流动的 水进行热交换而进行热水供给和室内制冷制热的装置。在以往系统的情况下，当室外温度非常低时，存在运转性能降低，难以取得高温水 的问题。另外，制冷剂系统以制热模式运转的过程中，要求制冷剂系统所包含的热交换器 除霜的情况下，由于制冷剂系统以制冷模式运转，因而在制冷剂系统在制冷运转的过程中 不能执行室内制热，从而存在不能取得高温水的问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种与制冷剂系统联动的水环流装置，提高运转性能，且 能取得高温水。本发明的另一目的在于提供一种与制冷剂系统联动的水环流装置，即使制冷剂系 统以除霜模式运转的过程中也能进行室内制热，能取得高温水。根据一方面的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，包括第一制冷剂系 统，具有第一压缩机和使空气与上述第一制冷剂进行热交换的第一热交换器，形成使第一 制冷剂流动的制冷剂循环；第二制冷剂系统，具有第二压缩机，形成使第二制冷剂流动的 制冷剂循环；中间热交换器，使上述第一制冷剂与第二制冷剂在流动的过程中进行热交换； 和水环流单元，形成水环流循环，使水在环流的过程中与上述第二制冷剂进行热交换，上述 水环流装置，在上述水环流单元包括使水流动的水配管、在上述水配管分支而通过上述中 间热交换器的分支配管以及设在上述分支配管上而调节水的流动的阀，在上述第一制冷剂 系统及第二制冷剂系统以制热模式运转的过程中，满足用于进行上述第一热交换器的除霜 的除霜运转条件时，上述第一制冷剂系统以制冷模式运转，上述分支配管的水与在上述中 间热交换器流动的一个以上的制冷剂进行热交换。根据另一方面的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，包括第一制冷剂 系统，具有第一压缩机和使空气与上述第一制冷剂进行热交换的第一热交换器，形成使第 一制冷剂流动的制冷剂循环；第二制冷剂系统，具有第二压缩机，形成使第二制冷剂流动的 制冷剂循环；中间热交换器，具有第一制冷剂流路和第二制冷剂流路，使上述第一制冷剂与 第二制冷剂在流动的过程中进行热交换；和水环流单元，形成水环流循环，使水在环流的过 程中与上述第二制冷剂进行热交换，上述水环流装置，在上述第一压缩机或上述第二压缩 机的排出侧设有旁通配管，该旁通配管使第一制冷剂或第二制冷剂向上述中间热交换器分 流，在上述旁通配管上设有调节制冷剂的流量的旁通阀，在上述第一制冷剂系统及第二制冷剂系统以制热模式运转的过程中，在满足用于进行上述第一热交换器的除霜的除霜运转 条件时，上述第一制冷剂系统以制冷模式工作，并使上述旁通阀开放。根据本发明，由于构成为与第一制冷剂系统的第一制冷剂进行了热交换的第二制 冷剂与水进行热交换，因而能取得更高温度的水。另外，有即使在室外温度非常低的情况下制冷剂系统也能稳定地工作，可取得高 温水的优点。另外，由于在第一制冷剂系统以除霜模式运转的过程中，上述第二制冷剂系统也 能以制热模式运转，因而有可取得高温水且能进行室内制热的优点。另外，由于第一制冷剂系统以除霜模式运转的情况下，第一制冷剂或第二制冷剂 从热水或由压缩机排出的高温的制冷剂吸收热，因而各制冷剂的温度上升而使各制冷剂系 统的蒸发压力降低的情况最小化。


图1是简要地表示第一实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的图。图2是说明第一实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的除霜运转方法的流 程图。图3是说明第二实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的除霜运转方法的流 程图。图4是说明第三实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的除霜运转方法的流 程图。图5是说明第四实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的除霜运转方法的流 程图。图6是简要地表示第五实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的图。图7是说明第五实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的除霜运转方法的流 程图。图8是简要地表示第六实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的图。
具体实施例方式
下面参照附图对各实施例进行详细说明。图1是简要地表示第一实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的图。参照图1，本实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置S包括第一制冷剂系统 1，形成使第一制冷剂环流的第一制冷剂循环；第二制冷剂系统2，使第二制冷剂与上述第 一制冷剂进行热交换，使上述第二制冷剂与水进行热交换；热水供给部(Hot water supply part) 4，与上述第二制冷剂系统2相连接，用于供给热水；制冷制热部5，与上述第二制冷剂 系统2相连接，执行室内制冷制热。并且，上述第二制冷剂系统2形成使上述第二制冷剂环流的第二制冷剂循环。具体而言，上述第一制冷剂系统1包括压缩第一制冷剂的第一压缩机11、调节从 上述第一压缩机11排出的第一制冷剂的流动方向的第一四通阀(four-way valve) 12、使 上述第一制冷剂与上述第二制冷剂进行热交换的中间热交换器25、使上述第一制冷剂膨胀的第一膨胀部14和使上述第一制冷剂与室外空气进行热交换的第一热交换器13。在本实施例中，由于上述中间热交换器25用于使第一制冷剂与第二制冷剂进行 热交换，因而还可称作制冷剂-制冷剂热交换器。上述第一压缩机11、上述第一四通阀12、上述中间热交换器25、上述第一膨胀部 14以及上述第一热交换器13通过第一制冷剂配管15连接。上述第二制冷剂系统2包括压缩第二制冷剂的第二压缩机21、调节从上述第二 压缩机21排出的第二制冷剂的流动方向的第二四通阀(four-way valve) 22、使上述第二 制冷剂与水进行热交换的第二热交换器23、使上述第二制冷剂膨胀的第二膨胀部M和使 上述第一制冷剂与上述第二制冷剂进行热交换的上述中间热交换器25。并且，上述第二压缩机21、上述第二四通阀22、上述第二热交换器23、上述第二膨 胀部M以及上述中间热交换器25通过第二制冷剂配管沈连接。在本实施例中，由于上述第二热交换器23用于使第二制冷剂与水进行热交换，因 而可将上述第二热交换器23称作水-制冷剂热交换器。上述中间热交换器25形成上述第一制冷剂循环的一部分，同时形成上述第二制 冷剂循环的一部分。上述中间热交换器25包括使上述第一制冷剂流动的第一流路251和使上述第二 制冷剂流动的第二流路252。上述第一流路251及上述第二流路252可分别由上述第一制 冷剂配管15以及上述第二制冷剂配管沈形成。与此不同地，也可以在上述中间热交换器25上分开形成上述第一流路251和上述 第二流路252，在上述第一流路251上连接上述第一制冷剂配管15，在上述第二流路252上 连接上述第二制冷剂配管26。在上述第二热交换器23上形成有使上述第二制冷剂流动的制冷剂流路231和使 水流动的水流路232。上述制冷剂流路231以及上述水流路232可分别由上述第二制冷剂 配管沈以及第一水配管30形成。与此不同地，也可以在上述第二热交换器23上分开形成上述制冷剂流路231和上 述水流路232，在上述制冷剂流路231上连接上述第二制冷剂配管沈，在上述水流路232上 连接上述第一水配管30。上述中间热交换器25以及上述第二热交换器23，作为一例可使用板型热交换器， 但不限于此。上述中间热交换器25可位于包括上述第一制冷剂系统1的第一机壳(未图示) 的内部，或可位于包括上述第二制冷剂系统2的第二机壳(未图示)的内部。并且，也可以 在单一机壳的内部具有上述第一制冷剂系统和第二制冷剂系统。在本实施例中，上述第一制冷剂，作为一例可使用R410a，上述第二制冷剂，作为一 例可使用R134a。即，上述第一制冷剂系统1的第一制冷剂和上述第二制冷剂系统2的第二 制冷剂的种类不同。当上述第一制冷剂系统1以制热模式运转的情况下，在上述第一压缩机11被压缩 的第一制冷剂，通过上述第一四通阀12的流路调节作用向上述中间热交换器25流动。流 动至上述中间热交换器25的第一制冷剂，在与上述第二制冷剂进行热交换后向上述第一 膨胀部14移动。然后，上述第一制冷剂由上述第一膨胀部14膨胀后，在上述第一热交换器13流动的同时蒸发。并且，被蒸发的第一制冷剂被吸入到第一压缩机11。即，在上述第一 制冷剂系统1以制热模式运转的情况下，上述中间热交换器25针对上述第一制冷剂系统1 发挥冷凝器的作用。并且，当上述第二制冷剂系统2以制热模式运转的情况下，在上述第二压缩机21 被压缩的第二制冷剂，通过上述第二四通阀22的流路调节作用向上述第二热交换器23流 动。流动至上述第二热交换器23的第二制冷剂，在与水进行热交换后向上述第二膨胀部M 移动。然后，上述第二制冷剂由上述第二膨胀部M膨胀后，在上述中间热交换器25流动的 同时与上述第一制冷剂进行热交换后蒸发。并且，被蒸发的第二制冷剂被吸入到上述第二 压缩机21。即，在上述第二制冷剂系统2以制热模式运转的情况下，上述中间热交换器25 针对上述第二制冷剂系统2发挥蒸发器的作用。在图1中，实线表示上述各制冷剂系统以制热模式运转时的制冷剂的流动，虚线 表示上述各制冷剂系统以制冷模式运转时的制冷剂的流动。整理的话，上述中间热交换器25在上述各制冷剂系统1、2以制热模式运转的情况 下，针对上述第一制冷剂系统1发挥冷凝器的作用，针对上述第二制冷剂系统2发挥蒸发器 的作用。因此，如上述第一制冷剂系统1以制冷模式运转，上述第一制冷剂系统2以制热模 式运转，则上述中间热交换器25针对上述各制冷剂系统1、2发挥蒸发器的作用。在图1中同时图示了上述各制冷剂系统以制热模式运转时在上述中间热交换器 25中的第一制冷剂和第二制冷剂的流动方向，与此不同地，也可以改变制冷剂配管的连接 位置，使上述第一制冷剂和第二制冷剂的流动方向相反。另一方面，在上述第二制冷剂系统2中还包括用于使水流动的水流动装置。上述 水流动装置包括使水流动的第一水配管30 ；流量开关(flow switch) 32，安装在上述第一 水配管30上，检测水流；膨胀箱33，在从上述流量开关32向水流动的方向分离的某个支点 分支；集水箱34，插入上述第一水配管30的一部分，其内部具有辅助加热器35 ；和水泵36， 设在上述集水箱34的出口侧的第二水配管61的某个支点上。上述第一水配管30包括设在上述第二热交换器23的入口侧的入口配管301、设在 上述热交换器23的出口侧的出口配管302和从上述入口配管301分支而在上述出口配管 302重叠的分支配管303。并且，上述出口配管302与上述集水箱34连接。另外，在上述入 口配管301中具有用于抽吸水的水泵310。在本实施例中，上水水泵36、310可使用能调节所抽吸的水的量的变频泵 (Inverter pump)。在上述中间热交换器25中还包括使从上述入口配管301分支的水流动的水流路 253。即，上述中间热交换器25包括第一制冷剂流路251、上述第二制冷剂流路252以及上 述水流路253。并且，上述第一制冷剂流路251的第一制冷剂与上述第二制冷剂流路252的第二 制冷剂进行热交换，上述水流路253的水与上述第一制冷剂流路251的第一制冷剂进行热交换。与此不同地，也可以使上述水流路253的水与上述第二制冷剂流路252的第二制 冷剂进行热交换，或使上述水流路的水分别与上述第一制冷剂以及第二制冷剂进行热交换。但为了对上述水流路253的水进行加热，优选的是，以水与上述第一制冷剂的热交换量 变大的方式配置流路。此时，可将从上述入口配管301通过上述第二热交换器23而到达上述出口配管 302的流路称作主流路，可将在上述入口配管301分支并经由上述中间热交换器25到达上 述出口配管302的流路称作子流路。在本实施例中，说明了上述分支配管303与上述出口配管302连接的情况，但与此 不同地，上述分支配管303也可以直接与上述集水箱34连接，而不与上述出口配管302连接。在上述分支配管303的上述中间热交换器25的入口侧配管以及出口侧配管上分 别设有调节水的流量的阀304、305。当上述第二制冷剂系统2以制热模式运转时，从由上述第二压缩机21排出的高温 的第二制冷剂向沿着上述水流路232流动的水传递热QH。当向上述水流路232传递热时， 通过上述水流路232的水的温度上升。另一方面，上述膨胀箱33执行下述功能当通过上述第二热交换器23的同时被加 热的水的体积膨胀到适当程度以上时，缓冲该情况。在上述膨胀箱33的内部设有未图示的 隔膜(diaphragm)，与上述出口配管302的水的体积变化对应地移动。并且，在上述膨胀箱 33的内部填充有氮气。在上述集水箱34储藏有从上述出口配管302供给的水。在上述集水箱34的内部 具有辅助加热器35，该辅助加热器35在水的温度达不到所要求的温度的情况下工作。并且，在上述集水箱34中设有气孔343，该气孔343用于排出存在于上述集水箱 34内的过热状态的空气。另外，在上述集水箱34设有用于调节上述集水箱35内部的压力 的压力表341和阀342。例如，在由上述压力表341检测出的上述集水箱34的压力过高的 情况下，上述阀342开放，以减少上述集水箱34内的压力。上述水泵36抽吸上述集水箱34的水而使其向上述第二水配管61流动。被抽吸 至上述第二水配管61的水可向上述热水供给部4或上述制冷制热部5供给。另外，上述热水供给部4加热而供给使用人员洗脸或洗碗等的作业中所需的水。具体而言，在上述第二水配管61上设有调节水的流动方向的三通阀(three-way valve) 71。上述三通阀71使由上述水泵36抽吸的水流向上述热水供给部4和/或上述制 冷制热部5。在上述三通阀71的出口侧分别连接有向上述热水供给部4延长的热水供给配管 62和向上述制冷制热部5延长的制冷制热配管63。并且，由上述水泵36抽吸的水，通过上 述三通阀71的控制流向上述热水供给配管62和/或上述制冷制热配管63。上述热水供给部4包括储藏从外部供给的水并对所储藏的水进行加热的热水供 给箱41和设在上述热水供给箱41的内部的辅助加热器42。并且，根据设置形态还可以追 加向上述热水供给箱41供热的辅助热源。并且，作为可公开的辅助热源，可以是利用了太 阳热的蓄热槽43。并且，在上述热水供给箱41设有使水流入的进水部411和排出被加热的 水的出水部412。具体而言，从上述三通阀71延长的上述热水供给配管62的一部分向上述热水供 给箱41引入，对储藏在上述热水供给箱41内部的水进行加热。即，从沿着上述热水供给配管62内部流动的高温的水向储藏在上述热水供给箱41中的水传递热。并且在特定情况下， 可以使上述辅助加热器42和上述辅助热源工作而供给额外的热。例如，如使用人员为了洗澡而需要很多热水的情况一样，需要在短时间内对水进 行加热的情况下，可以使上述辅助加热器42或上述辅助热源工作。并且，在上述热水供给 箱41的一侧还可以安装检测水温的温度传感器414。根据实施例，在上述出水部412还可以连接如淋浴器45等热水排出装置或加湿器 46等家电装置。并且，作为上述辅助热源而使用利用了太阳热的蓄热槽43的情况下，从上 述蓄热槽43延长的蓄热配管47可插入到上述热水供给箱41内部。另外，在上述蓄热配管 47上可以安装控制蓄热配管关闭回路内部的流速的辅助泵44，可以安装用于控制上述蓄 热配管47内部的水流方向的方向切换阀VA。并且，在上述蓄热配管47的任意一侧，可以安 装测量水温的温度传感器471。如在上述说明中公开的利用了太阳热的蓄热部等辅助热源的结构不限于公开的 实施例，可以具有多种形态，并可以安装在多种位置上。另一方面，上述制冷制热部5包括地面制冷制热部51和空气制冷制热部52，上述 制冷制热配管63的一部分埋设在室内地面而形成所述地面制冷制热部51，所述空气制冷 制热部52从上述制冷制热配管63的某个支点分支而与上述地面制冷制热部51并联连接。具体而言，如图所示，上述地面制冷制热部51以曲折线(meanderline)形态埋设 在室内地面上。并且，上述空气制冷制热部52可以是风机-盘管空调机(Fan Coil Unit) 或散热器(Radiator)等。并且，在上述空气制冷制热部52中，从上述制冷制热配管63分 支出的空气制冷制热配管M的一部分用作热交换单元。并且，在上述空气制冷制热配管M 被分支的支点设有如三通阀等流路切换阀阳、56，以使沿着上述制冷制热配管63流动的水 分为上述地面制冷制热部51和控制制冷制热部52流动或只向任意一处流动。并且，通过上述热水供给箱41的热水供给配管62以及经由上述制冷制热部5的 制冷制热配管63连接到上述入口配管301上。在这里，可以在上述热水供给配管62和上述制冷制热配管63上分别设置止回阀 V，该止回阀V防止某个配管的水向另一配管逆流。在本实施例中，由于在上述第二制冷剂系统2中具备的水流动装置、上述热水供 给部4以及上述制冷制热部5形成使水环流的水环流循环，因而将这些部件统称为水环流单元。下面以运转模式别对在上述与制冷剂系统联动的水环流装置产生的水的流动进 行说明。在本实施例中，各制冷剂系统的运转模式包含制冷模式、制热模式以及除霜模式， 上述热水供给部包含热水供给模式，上述制冷制热部包含制冷模式及制热模式。在本实施例中，重点在于上述热水供给部的热水供给模式和上述制冷制热部的制 热模式，因而下面对上述两个模式及其关联动作进行说明。在上述热水供给模式或上述制冷制热部的制热模式中，上述各制冷剂系统以制热 模式运转。上述各制冷剂系统1、2进行制热运转时，如上所述地，上述中间热交换器25针对 上述第一制冷剂系统1发挥冷凝器的作用，针对上述第二制冷剂系统2发挥蒸发器的作用。
由此，在上述中间热交换器25流动的第二制冷剂从上述第一制冷剂受热而温度 上升。如此，上述第二制冷剂的温度上升的情况下，被吸入到上述第二压缩机21的第二制 冷剂的温度上升。被吸入到上述第二压缩机21的第二制冷剂的温度上升时，从上述第二压 缩机21排出的第二制冷剂的温度上升，其结果，向上述第二热交换器23流动的制冷剂的温 度会上升。因此，从在上述第二热交换器23流动的第二制冷剂向在上述第二热交换器23流 动的水传递更高的热量，使水的温度上升幅度变大。此时，根据上述各制冷剂的特性，上述 第二制冷剂的冷凝温度(或第二压缩机的出口温度)高于上述第一制冷剂的冷凝温度(或 第一压缩机的出口温度)。在以往系统的情况下，由于构成为水与单一的制冷剂系统的制冷剂进行热交换， 因而能容易地确认根据本系统的水的温度上升幅度大于以往系统的水的温度上升幅度。在上述第二热交换器23进行了热交换的水的温度增加，意味着储藏于上述集水 箱34的水的温度比以往系统的水的温度高，这又意味着能取得更高温度的水，可利用更高 温度的水执行室内制热。因此，根据本实施例，具有下述优点可取得更高温度的水，即使在室外温度非常 低的情况下，制冷剂系统也能稳定地工作，从而可取得高温水。另一方面，选择上述热水供给模式时，通过上述三通阀71使水向上述热水供给配 管62流动。因此，水沿着连接上述第二热交换器23、集水箱34、水泵36、三通阀71以及热 水供给配管62的关闭回路环流。在这种环流过程中，通过上述热水供给箱41的进水部411 流入的水被加热后，通过上述出水部412向外部排出而供给给使用人员。选择上述制冷制热部5的制热模式时，通过上述三通阀71使水向上述制冷制热配 管63流动。因此，水沿着连接上述第二热交换器23、集水箱34、水泵36、三通阀71以及制 冷制热配管63的关闭回路环流。并且，沿着上述制冷制热配管63流动的水向上述空气制 冷制热部52或地面制冷制热部51流动。当然，也可以同时选择上述热水供给模式和上述制冷制热部的制热模式，在这种 情况下，通过上述三通阀71使水向上述热水供给配管62以及上述制冷制热配管63流动。如上所述，上述各制冷剂系统以制热模式运转时，上述第一制冷剂系统1的第一 热交换器13作为蒸发器工作。因此，上述第一制冷剂系统1以制热模式持续性地工作时， 上述第一热交换器13结霜，需要进行除霜。下面对上述第一热交换器13的除霜方法进行说明。图2是说明第一实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的除霜运转方法的流 程图。参照图1及图2，本实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置S以基于使用人员选 择而设定的模式运转(Si)。在本实施例中，重点在于第一热交换器13的除霜，因而对上述 各制冷剂系统1、2以制热模式运转的情况进行说明。在上述各制冷剂系统1、2以制热模式运转的过程中，上述分支配管303的分支阀 304、305开放。由此，在上述进口排管301流动的水的一部分向上述第二热交换器23流动， 另一部分向上述分支配管303流动。并且，在上述入口配管301向上述第二热交换器25流动的水与上述第二制冷剂进行热交换，向上述分支配管303分流的水在上述中间热交换器25与上述第一制冷剂进行热 交换。此时，能容易理解与上述第二制冷剂进行了热交换的水的温度高于与上述第一制 冷剂进行了热交换的水的温度。在上述水环流装置S以被设定的模式运转的过程中，判断是否满足除霜运转条件 (S2)。上述是否满足除霜运转条件的判断，作为一例可通过上述第一热交换器13的配管出 口温度与室外温度的比较来进行判断。但是，在本实施例中，上述是否满足除霜运转条件的 判断可通过多种方法来执行，在本实施例中没有限制用于上述是否满足除霜运转条件的判 断的方法。在阶段S2进行判断的结果，如满足了上述除霜运转条件，则上述第一制冷剂系统 1以除霜模式运转(S3)，上述第二制冷剂系统2则维持原来的运转模式(制热模式)。在本 实施例中，将与上述第二制冷剂系统的运转模式无关地使上述第一制冷剂系统以除霜模式 运转的情况当做水环流装置以除霜模式运转而进行说明。在本实施例中，上述第一制冷剂系统1以除霜模式运转，意味着上述第一制冷剂 系统1以制冷模式运转。当上述第一制冷剂系统1以除霜模式运转时，上述中间热交换器25针对上述各制 冷剂系统1、2发挥蒸发器的作用，上述第一热交换器13发挥冷凝器的作用。因此，在上述 第一制冷剂系统1以除霜模式运转的过程中，通过在上述第一热交换器13流动的高温制冷 剂执行上述第一热交换器13的除霜。此时，由于上述中间热交换器25针对上述各制冷剂系统发挥蒸发器的作用，因而 在低温的制冷剂之间执行热交换而使上述各制冷剂系统1、2的蒸发压力变小，从而降低上 述各制冷剂系统1、2的循环性能，或使上述各压缩机遭受损坏。因此，在本实施例中，为了减少上述各制冷剂系统1、2的蒸发压力降低，在上述第 一制冷剂系统1以除霜模式的运转的期间，使上述分支阀304、305关闭(S4)。由此，上述 分支配管303中的水的流动停止，上述第一制冷剂与上述分支配管303内部的热水进行热 交换。并且，由于与热水进行了热交换的第一制冷剂与上述第二制冷剂进行热交换，因而其 结果上述各制冷剂的温度增加，从而使上述各制冷剂系统1、2的蒸发压力减少的情况最小 化。然后，在上述第一制冷剂系统1以除霜模式运转的过程中判断除霜是否结束 (S5)。并且，当判断为除霜结束时，使关闭了的上述分支阀304、305开放(S6)。并且，上 述第一制冷剂系统1以前一个模式运转(S7)。在本实施例中，上述第一制冷剂系统1以制 热模式运转。根据如上所述的本实施例，由于即使在上述第一制冷剂系统1以除霜模式运转的 过程中，上述第二制冷剂系统2也以制热模式运转，因而具有取得高温水和/或可进行室内 制热的优点。另外，由于热水与向上述中间热交换器25流动的第一制冷剂进行热交换而使上 述第一制冷剂的温度上升，因而可使上述各制冷剂系统的蒸发压力减少的情况最小化，随 之能使各制冷剂系统的性能降低最小化。图3是说明第二实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的除霜运转方法的流程图。本实施例与第一实施例的不同点在于分支阀的动作，其他部分与第一实施例相 同。因此，下面只对本实施例的特征部分进行说明，省略与第一实施例相同的内容。参照图1及图3，本实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置以基于使用人员的 选择而设定的模式运转(Sll)。本实施例的重点在于第一热交换器13的除霜，因而对上述 各制冷剂系统1、2以制热模式运转的情况进行说明。在上述各制冷剂系统1、2以制热模式运转的过程中，上述分支配管303的分支阀 304、305维持关闭的状态。由此，在上述入口配管301流动的水全部向上述第二热交换器23侧流动而与第二 制冷剂进行热交换。在上述第二制冷剂系统2以制热模式运转的过程中，在上述入口配管301流动的 水的温度以及在上述出口配管303流动的水的温度持续性地上升。在上述水环流装置S以设定的模式运转的过程中，判断是否满足除霜运转条件 (S12)。在阶段S12进行判断的结果，如满足了上述除霜运转条件，则上述第一制冷剂系 统1以除霜模式运转，上述第二制冷剂系统2则维持原来的运转模式(制热模式)。当上述第一制冷剂系统1以除霜模式运转时，上述中间热交换器25针对上述各制 冷剂系统1、2发挥蒸发器的作用，上述第一热交换器发挥冷凝器的作用。随之，在上述第一 制冷剂系统1以除霜模式运转的过程中，通过在上述第一热交换器13流动的高温制冷剂执 行上述第一热交换器13的除霜。并且，当上述第一制冷剂系统1以除霜模式运转时，使上述分支阀304、305开放
(514)。由此，上述分支阀304、305开放时，在上述入口配管301流动的水的一部分向上述 中间热交换器25流动，热水与上述第一制冷剂进行热交换。并且，与上述热水进行了热交 换的第一制冷剂与上述第二制冷剂进行热交换而使上述各制冷剂的温度增加，从而使上述 各制冷剂系统的蒸发压力减少的情况最小化。然后，在上述第一制冷剂系统1以除霜模式运转的过程中，判断除霜是否结束
(515)。并且，当判断为除霜结束时，使上述分支阀304、305关闭(S16)。并且，上述第一制 冷剂系统1以前一个模式运转(S17)。在本实施例中，上述第一制冷剂系统1以制热模式运转。针对上述两个实施例，还可以想出下述的实施例。在上述各制冷剂系统1、2以制热模式运转的过程中，上述第一制冷剂系统1以除 霜模式运转的情况下，如上述分支阀304、305处于关闭的状态，则可以使上述分支阀304、 305开放，除霜结束时再使上述分支阀关闭。相反，如上述分支阀304、305处于开放的状态，则可以在上述第一制冷剂系统1以 除霜模式运转的过程中，上述分支阀304、305维持开放的状态。图4是说明第三实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的除霜运转方法的流 程图。
本实施例的其他部分与之前的各实施例相同，不同点在于当上述第一制冷剂系统 以除霜模式运转时，上述第二制冷剂系统也以除霜模式运转。因此，下面仅对本实施例的特 征部分进行说明。参照图1及图4，本实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置S以基于使用人员的 选择而设定的模式运转(S21)。本实施例的重点在于第一热交换器13的除霜，因而对上述 各制冷剂系统1、2以制热模式运转的情况进行说明。在上述水环流装置S以设定的模式运转的过程中，判断是否满足除霜运转条件 (S22)。在阶段S22进行判断的结果，如满足了上述除霜运转条件，则上述第一制冷剂系 统1及上述第二制冷剂系统2以除霜模式运转(S23)。在本实施例中，上述第一制冷剂系统1以除霜模式运转，意味着上述第一制冷剂 系统1以制冷模式运转。上述第二制冷剂系统2以除霜模式运转意味着下述两种情况。第一种情况意味着 上述第二种情况制冷剂系统2的动作停止，第二意味着上述第二制冷剂系统2基本上以制 热模式运转，同时上述第二压缩机21以低于前一个模式(制热模式)中的第二压缩机21 的运转频率的频率(作为一例为最小频率)驱动。在第一种情况下，在上述第二制冷剂系统2以制热模式运转时，如上述分支阀 304,305处于开放的状态，则关闭上述分支阀304、305。关闭上述分支阀304、305时，如在 第一实施例中说明，上述分支配管内部的热水与上述第一制冷剂进行热交换。在第二种情况下，在上述第二制冷剂系统2以制热模式运转时，上述分支阀304、 305可处于关闭的状态或开放的状态，上述各制冷剂系统1、2以除霜模式运转时的上述分 支阀的开放或关闭可通过之前的各实施例中说明的方法进行调节。根据上述两种情况，能容易理解使上述各制冷剂系统1、2的蒸发压力减少的情况 最小化。然后，在上述各制冷剂系统以除霜模式运转的过程中，判断除霜是否结束(S24)。并且，如判断为除霜结束，则上述各制冷剂系统以前一个模式运转(S25)。在本实 施例中，上述各制冷剂系统以制热模式运转。图5是说明第四实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的除霜运转方法的流 程图。本实施例的其他部分与第一实施例或第二实施例相同，不同点在于当上述第一制 冷剂系统以除霜模式运转时，在第二水配管流动的水的量减少。因此，下面仅对本实施例的 特征部分进行说明。参照图1及图5，本实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置S以基于使用人员的 选择而设定的模式运转(S31)。本实施例的重点在于第一热交换器13的除霜，因而对上述 各制冷剂系统1、2以制热模式运转的情况进行说明。在上述水环流装置S以设定的模式运转的过程中，判断是否满足除霜运转条件 (S32)。在阶段S32进行判断的结果，如满足了上述除霜运转条件，则上述第一制冷剂系 统1以除霜模式运转，上述第二制冷剂系统2维持原来的运转模式(制热模式)。
当上述第一制冷剂系统1以除霜模式运转时，上述中间热交换器25针对上述各制 冷剂系统1、2发挥蒸发器的作用。上述中间热交换器25针对上述各制冷剂系统发挥蒸发器的作用时，如上所述地， 上述各制冷剂系统的蒸发压力变小，其结果上述第二热交换器23中的第二制冷剂的冷凝 温度降低。上述第二制冷剂的冷凝温度降低时，储藏于上述集水箱34中的水的温度降低。储藏于上述集水箱34中的水的温度降低时，在上述制冷制热部5的制冷制热配管 63流动的水的温度降低而使室内的温度降低。因此，在本实施例中，当上述第一制冷剂系统以除霜模式运转时，上述水泵36的 工作发生变更，使得从上述第一水配管30抽吸的水的量与上述第一制冷剂系统1以制热模 式运转时相比减少。在这种情况下，由于在上述制冷制热部5的制冷制热部配管63流动的 水的量减少，因而可使室内的温度降低的情况最小化。然后，在上述第一制冷剂系统1以除霜模式运转的过程中，判断除霜是否结束 (S35)。在判断为除霜结束时，上述水泵36以前一个状态工作，使上述制冷制热配管63的 流量恢复到之前的状态(S36)。并且，上述第一制冷剂系统1以前一个模式运转(S37)。图6是简要地表示第五实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的图。本实施例与第一实施例的不同点在于中间热交换器的结构以及在各制冷剂配管 上形成旁通配管的情况，其他部分与第一实施例相同。因此，下面只对本实施例的特征部分 进行说明，省略与第一实施例相同的内容。参照图6，在本实施例的中间热交换器27上形成有使上述第一制冷剂流动的第一 制冷剂流路271和使上述第二制冷剂流动的第二制冷剂流路272。并且，以上述第一制冷剂系统1以制冷模式运转时为基准，在上述第一压缩机11 的排出侧配管151和上述中间热交换器27的第一制冷剂流路271的入口侧配管152上，连 接有使从上述第一压缩机11排出的高温的第一制冷剂分流的第一旁通配管16。在上述第一旁通配管16上设有可调节上述第一制冷剂的流量的第一旁通阀17。另外，以上述第二制冷剂系统2以制热模式运转时为基准，在上述第二压缩机21 的排出侧配管261和上述中间热交换器27的第二制冷剂流路272的入口侧配管262上，连 接有使从上述第二压缩机21排出的高温的第二制冷剂分流的第二旁通配管观。在上述第二旁通配管28上设有可调节上述第二制冷剂的流量的第二旁通阀四。上述各旁通阀17、四可在上述第一制冷剂系统1的除霜模式运转时开放。在图6表示各制冷剂系统以制热模式运转时的制冷剂的流动，虚线表示上述各制 冷剂系统以制冷模式运转时的制冷剂的流动，单点划线表示第一制冷剂系统以除霜模式运 转时的各制冷剂的流动。图7是说明第五实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的除霜运转方法的流 程图。参照图6及图7，本实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置S以基于使用人员的 选择而设定的模式运转(S41)。本实施例的重点在于第一热交换器13的除霜，因而对上述 各制冷剂系统1、2以制热模式运转的情况进行说明。在上述水环流装置S以设定的模式运转的过程中，判断是否满足除霜运转条件(S42)。在阶段S42进行判断的结果，如满足了上述除霜运转条件，则上述第一制冷剂系 统1以除霜模式运转，上述第二制冷剂系统2维持原来的运转模式(制热模式)(S43)。在本实施例中，上述第一制冷剂系统的除霜运转意味着上述第一制冷剂系统以制 冷模式运转。当上述第一制冷剂系统1以除霜模式运转时，上述中间热交换器27针对上述各制 冷剂系统1、2发挥蒸发器的作用，上述第一热交换器13发挥冷凝器的作用。因此，在上述 第一制冷剂系统1以除霜模式运转的过程中，通过在上述第一热交换器13流动的高温制冷 剂执行上述第一热交换器13的除霜。此时，由于上述中间热交换器27针对上述各制冷剂系统发挥蒸发器的作用，因而 上述各制冷剂系统1、2的蒸发压力减少而可能降低上述各制冷剂系统的循环性能，或使上 述各压缩机遭受损坏。因此，在本实施例中，为了减少在上述中间热交换器27蒸发压力降低，在上述第 一制冷剂系统1、2以除霜模式的运转的期间，根据室外温度使上述各旁通阀17、29中的一 个以上开放。首先，判断由未图示的室外温度传感器检测出的室外温度是否超过第一基准温度 (S44)。上述第一基准温度，作为一例可以是5°C。如果室外温度超过第一基准温度，上述第 一旁通阀17动作而使高温的第一制冷剂向上述第一旁通配管16流动(S45)。另一方面，如所检测出的室外温度不超过第一基准温度，则接着判断所检测出的 室外温度是否为比上述第一基准温度低的第二基准温度和上述第一基准温度之间的温度 (S46)。上述第二基准温度，作为一例可以是_5°C。如果所检测出的室外温度为第二基准温度与第一基准温度之间的温度时，上述第 二旁通阀四动作而使高温的第二制冷剂向上述第二旁通配管观流动(S47)。另一方面，如所检测出的室外温度不足第二基准温度，则上述第一及第二旁通阀 17、四动作，使高温的第一制冷剂向上述第一旁通配管16流动，使高温的第二制冷剂向上 述第二旁通配管28流动(S48)。当高温的制冷剂通过上述旁通配管16、28中的一个以上的配管分流时，由于上述 第一制冷剂和/或上述第二制冷剂的温度上升，因而可防止上述各制冷剂系统1、2的蒸发 压力降低。然后，在上述第一制冷剂系统1以除霜模式运转的过程中，判断除霜是否结束 (S49)。并且，当判断为除霜结束时，使开放了的上述旁通阀关闭(S50)。并且，使上述第一 制冷剂系统1以前一个模式运转(S51)。在本实施例中，上述第一制冷剂系统1以制热模式运转。在本实施例中说明的上述第一制冷剂系统的除霜模式运转过程中，如在第三及第 四实施例中追加说明，可使上述第二制冷剂系统以除霜模式运转，或减少在上述制冷制热 配管63流动的水的量。但是在上述第二制冷剂系统2停止的情况下，如满足除霜运转条件，可以使第一 旁通阀17总是动作而使得第一制冷剂能向上述第一旁通配管16流动。
图8是简要地表示第六实施例的与制冷剂系统联动的水环流装置的图。参照图8，本实施例的水环流装置S在第一实施例的水环流装置中，还多设有第五 实施例的旁通配管16、28以及旁通阀17、29。根据本实施例，由于通过分支配管303的热水以及旁通配管的高温的制冷剂向第 一制冷剂和/或第二制冷剂传递热，因而可进一步减少上述各制冷剂系统的蒸发压力降低 的情况。
权利要求
1.一种与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，包括第一制冷剂系统，具有第一压缩机和使空气与所述第一制冷剂进行热交换的第一热交 换器，形成使第一制冷剂流动的制冷剂循环；第二制冷剂系统，具有第二压缩机，形成使第二制冷剂流动的制冷剂循环； 中间热交换器，使所述第一制冷剂与第二制冷剂在流动的过程中进行热交换；和 水环流单元，形成水环流循环，使水在环流的过程中与所述第二制冷剂进行热交换， 所述水环流装置，在所述水环流单元包括使水流动的水配管、在所述水配管分支而通 过所述中间热交换器的分支配管以及设在所述分支配管上而调节水的流动的阀，在所述第一制冷剂系统及第二制冷剂系统以制热模式运转的过程中，满足用于进行所 述第一热交换器的除霜的除霜运转条件时， 所述第一制冷剂系统以制冷模式运转，所述分支配管的水与在所述中间热交换器流动的一个以上的制冷剂进行热交换。
2.如权利要求1所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，在所述第一制 冷剂系统及第二制冷剂系统以制热模式运转的过程中，使所述阀开放，满足除霜运转条件 时，使所述阀关闭。
3.如权利要求2所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，满足所述除霜 运转条件时，所述第二制冷剂系统停止。
4.如权利要求1所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，在所述第一制 冷剂系统及第二制冷剂系统以制热模式运转的过程中，使所述阀关闭，满足所述除霜运转 条件时，使所述阀开放。
5.如权利要求1所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，所述阀与所述 第一制冷剂系统的运转模式无关地维持开放的状态。
6.如权利要求1所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，满足所述除霜 运转条件时，所述第二制冷剂系统以除霜模式运转，所述第二制冷剂系统以除霜模式运转 时的所述第二压缩机的运转频率比所述第二制冷剂系统以制热模式运转时的所述第二压 缩机的运转频率低。
7.如权利要求1所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，在所述水环流单元上还包含有能调节向所述水配管抽吸的水的流量的变频泵， 满足所述除霜运转条件时，所述变频泵以所述水配管的流量变得比制热模式时的水配 管的流量少的方式工作。
8.如权利要求1所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于， 在所述水环流单元上还包含有储藏通过所述第二热交换器的水的集水箱，所述水配管包括所述第二热交换器的入口配管和所述第二热交换器的出口配管， 所述出口配管与所述集水箱连接。
9.如权利要求8所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，所述分支配管 在所述入口配管分支而在所述出口配管汇合。
10.如权利要求8所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，所述分支配管 在所述入口配管分支，并在通过所述中间热交换器后于所述集水箱连接。
11.如权利要求1所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，在所述第一压缩机或所述第二压缩机的排出侧具有旁通配管，该旁通配管使第一制冷 剂或第二制冷剂向所述中间热交换器分流，在所述旁通配管上设有调节制冷剂的流量的旁通阀， 满足用于进行所述第一热交换器的除霜的除霜运转条件时， 使所述旁通阀开放。
12.如权利要求11所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，包括第一旁通配管，用于使从所述第一压缩机排出的制冷剂向所述中间热交换器侧分流； 第二旁通配管，用于使从所述第二压缩机排出的制冷剂向所述中间热交换器侧分流;和设在所述各旁通配管上的第一旁通阀以及第二旁通阀，所述水环流装置，在满足所述除霜运转条件时，根据室外温度开放的旁通阀的数量能 够变化。
13.如权利要求1所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于， 所述第一制冷剂为R410a，所述第二制冷剂为RIMa。
14.一种与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，包括第一制冷剂系统，具有第一压缩机和使空气与所述第一制冷剂进行热交换的第一热交 换器，形成使第一制冷剂流动的制冷剂循环；第二制冷剂系统，具有第二压缩机，形成使第二制冷剂流动的制冷剂循环； 中间热交换器，具有第一制冷剂流路和第二制冷剂流路，使所述第一制冷剂与第二制 冷剂在流动的过程中进行热交换；和水环流单元，形成水环流循环，使水在环流的过程中与所述第二制冷剂进行热交换， 所述水环流装置，在所述第一压缩机或所述第二压缩机的排出侧设有旁通配管，该旁通配管使第一制冷 剂或第二制冷剂向所述中间热交换器分流，在所述旁通配管上设有调节制冷剂的流量的旁通阀，在所述第一制冷剂系统及第二制冷剂系统以制热模式运转的过程中，在满足用于进行 所述第一热交换器的除霜的除霜运转条件时，所述第一制冷剂系统以制冷模式工作，并使所述旁通阀开放。
15.如权利要求14所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，包括第一旁通配管，用于使从所述第一压缩机排出的制冷剂向所述第一制冷剂流路的入口 侧分流；第二旁通配管，用于使从所述第二压缩机排出的制冷剂向所述第二制冷剂流路的入口 侧分流；和设在所述各旁通配管上的第一旁通阀以及第二旁通阀，所述水环流装置，在满足所述除霜运转条件时，根据室外温度开放的旁通阀的数量能 够变化。
16.如权利要求15所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于， 在室外温度为第一基准温度以上的情况下，使所述第一旁通阀开放，在室外温度为比第一基准温度低的第二基准温度与第一基准温度之间的温度的情况 下，使所述第二旁通阀开放，在室外温度比第二基准温度低的情况下，使所述第一旁通阀以及第二旁通阀开放。
17.如权利要求14所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，满足所述除 霜运转条件时，所述第二制冷剂系统以除霜模式运转，所述第二制冷剂系统以除霜模式运 转时的所述第二压缩机的运转频率比所述第二制冷剂系统以制热模式运转时的所述第二 压缩机的运转频率低。
18.如权利要求14所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，在所述水环流单元上包含有能调节向所述水配管抽吸的水的流量的变频泵，满足所述除霜运转条件时，所述变频泵以所述水配管的流量变得比制热模式时的水配 管的流量少的方式工作。
19.如权利要求14所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，所述第一制冷剂为R410a，所述第二制冷剂为RIMa。
20.如权利要求14所述的与制冷剂系统联动的水环流装置，其特征在于，所述各制冷剂系统以制热模式运转时，所述中间热交换器针对所述第一制冷剂系统发 挥冷凝器的作用，针对所述第二制冷剂系统发挥蒸发器的作用，所述第一制冷剂系统以除霜模式运转时，所述中间热交换器针对所述各制冷剂系统发 挥蒸发器的作用。
全文摘要
本发明提供一种与制冷剂系统联动的水环流装置。根据本发明，具有下述优点即使在室外温度非常低的情况下，制冷剂系统也能稳定地工作，且能取得高温水。
文档编号F25B29/00GK102095279SQ20101012516
公开日2011年6月15日 申请日期2010年2月25日 优先权日2009年12月11日
发明者李成洙, 郑承铉 申请人:Lg电子株式会社