混合多联空调系统的制作方法

文档序号:30228926发布日期:2022-06-01 03:41阅读:77来源:国知局
混合多联空调系统的制作方法

1.本发明涉及混合多联空调系统,更详细地说,涉及一种包括盘管型水箱热交换器的混合多联空调系统以及其控制方法。


背景技术:

2.通常,在可同时进行制冷运转和热水供应运转的混合系统中使用水箱时,通过使用如液压套件(hydro-kit)的板状热交换器来第一次与空气侧循环进行制冷剂-水热交换,而在液压套件和水箱之间第二次进行水-水热交换。
3.就使用液压套件的热水供应系统而言,在法律上禁止使用户使用的水与制冷剂直接进行热交换的地区中广泛使用,与在水箱中直接进行制冷剂-水热交换的方式相比,存在成本增加、安装面积增加、二次热交换引起的热交换效率降低等缺点。
4.作为现有技术,韩国特许公开10-2010-0023877号公开了一种热泵式热水供应装置,其设置有热源侧热泵单元,所述热源侧热泵单元具有通过冷凝制冷剂来对制冷剂进行散热的散热热交换器。另外,热水供应装置设置有热水供应单元,所述热水供应单元包括:水箱,储留水;供水配管,向该水箱内供给来自外部的水;水循环配管,与水箱的底部和上部连通,使水箱内底部的水朝水箱的上部以旁通状态循环;吸热热交换器,设置于该水循环配管的途中而能够对热源侧热泵单元的散热热交换器进行吸热;以及热水供应配管,向外部供应水箱上部的热水。
5.另外,作为现有技术,在使用液压套件的情况下,在制冷和热水供应运转时通过压缩机运转而成为高压气态的制冷剂的一部分将通过四通阀向室外机传递,而一部分通过水箱电磁阀向液压套件传递。传递到室外机(冷凝器)的高压制冷剂与室外空气进行热交换而被冷凝为液态,然后经由膨胀阀传递到室内机侧。
6.另一方面,传递到液压套件侧的制冷剂与水箱的低温的水进行热交换而被冷凝后,经由膨胀阀后与来自室外机侧的制冷剂汇合。此时,利用水泵调节向液压套件注入的水的流量,进而调节热交换量。在液压套件和室外机中被冷凝的制冷剂在室内机阀汇合后,通过其以低压制冷剂状态进入室内机,然后与室内进行热交换并返回至压缩机。
7.在如现有技术使用液压套件时,可以通过水流量来调节制冷剂侧冷凝热量。但是,在制冷剂侧冷凝热交换器直接浸入水箱的情况下,由于冷凝热量根据水箱内部水温和用户的水使用量而改变,因此水箱冷凝器的控制点将会改变。
8.这与一般空调机的适当制冷剂填充量和过冷却度根据室外温度/室内温度而改变的情形相同,当在冷凝器上附着有贮液器时,将不会根据温度条件而发生制冷剂过度封入或制冷剂不足的现象,因此可以通过改变制冷剂填充量来更加容易地进行冷凝器过冷却度控制。
9.另外,当在冷凝器安装贮液器时,将向蒸发器仅传递低压液相制冷剂,因而能够防止在制冷运转时在室内机的膨胀阀中发生急剧的低压降低。
10.在可同时进行热水供应和制冷运转的混合系统的情况下,水箱和室外机侧的热交
换器作为两个冷凝器运转,因此在水箱出口和室外机出口分别设置有膨胀阀,并向室内机侧膨胀阀传递制冷剂。从各个冷凝器吐出的制冷剂在从高压变为低压为止将需要通过两个膨胀阀,如果膨胀阀的开度过小,则会产生过度的压力损失,从而导致二相制冷剂进入到膨胀阀。
11.在二相制冷剂进入到膨胀阀的情况下,蒸发器的蒸发温度较大地大幅降低,而蒸发温度的降低存在循环震荡和限制控制突入的危险。
12.另外,当为了防止上述情形而安装贮液器时,即使从冷凝器的膨胀阀吐出二相制冷剂的情况下,也将会在贮液器中积蓄制冷剂而向蒸发器侧仅传递液相制冷剂,因而能够防止蒸发温度急剧地降低,但是贮液器自身将占据空间,并且材料费和安装费用增多而存在成本上的负担。
13.现有技术文献
14.专利文献
15.韩国特许公开10-2010-0023877号(公开日:2010年3月4日)


技术实现要素:

16.如上所述,当提供可同时实现热水供应和制冷的混合多系统时,在使用液压套件的情况下,因多端热交换而存在热交换效率降低的问题。为此,本发明的第一课题是提供一种混合多联空调系统,其水箱直接进行制冷剂-水热交换,从而能够一次性地进行热交换。
17.本发明的第二课题是提供一种混合多联空调系统,在未配备有额外的贮液器的情况下,能够通过调节热水供应膨胀阀和室外膨胀阀的开度来控制最佳的过冷却度,来防止二相制冷剂的流入。
18.尤其是,本发明的第三课题是提供一种混合多联空调系统,通过将若干个温度传感器设置于膨胀阀的前后端并周期性地比较当前温度来控制最大过冷却度,由此能够实现防止二相制冷剂进入的阀控制。
19.除了提供可同时进行热水供应和制冷的混合多联空调系统之外,本发明的第四课题是提供一种各个膨胀阀的控制方法,所述方法不仅能够实现热水供应和制冷的同时运转,而且还可以实现热水供应和制热的同时运转。
20.为了实现作为本发明的课题的对未配备有贮液器的混合多联空调系统的阀进行最佳的控制,本发明的特征在于,可以包括:热水供应单元,用于使制冷剂和水进行热交换;至少一个室内机,设置于室内,包括室内热交换器和室内膨胀阀;以及室外机,利用制冷剂配管与所述至少一个室内机和所述热水供应单元连接,包括室外热交换器、压缩机、室外膨胀阀以及四通阀;当根据运转模式而所述至少一个室内机或所述室外机作为蒸发器运转时,当向所述蒸发器流入二相制冷剂时,控制为阻断来自所述热水供应单元和作为冷凝器运转的所述至少一个室内机或所述室外机的所述二相制冷剂。
21.另外,为了实现作为本发明的课题的在未配备有如液压套件的中间媒介的情况下,在热水供应单元中一次性地执行热交换,所述热水供应单元可以包括:水箱,容纳所述水;热水供应热交换器,盘绕所述水箱,所述制冷剂在所述热水供应热交换器的内部流动且使所述水和所述制冷剂进行热交换;以及热水供应膨胀阀,使从所述热水供应热交换器冷凝而成为液态的液相制冷剂被阻断或流动。
22.可以根据通过所述热水供应膨胀阀的所述液相制冷剂的所述热水供应膨胀阀的前端温度和后端温度来判断是否从所述热水供应单元吐出所述二相制冷剂。
23.所述热水供应单元可以包括:第一温度传感器,设置于所述热水供应膨胀阀的前端;以及第二温度传感器,设置于所述热水供应膨胀阀的后端,根据所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的温度差的大小来判断是否吐出所述二相制冷剂。
24.本发明实施例的混合多联空调系统可以通过所述温度传感器的控制来判断吐出二相制冷剂与否。
25.具体而言,所述室外机可以包括:第三温度传感器,设置于所述室外膨胀阀的前端;以及第四温度传感器,设置于所述室外膨胀阀的后端,当所述室外机作为冷凝器运转时,根据所述第三温度传感器和所述第四温度传感器的温度差的大小来判断是否吐出所述二相制冷剂。
26.所述室内机在所述室内热交换器的吐出侧还可以包括第五温度传感器,当所述室外机作为冷凝器运转时,通过比较所述第五温度传感器的当前温度值和之前温度值来判断是否从所述室外机吐出所述二相制冷剂。
27.当从所述热水供应单元未吐出所述二相制冷剂且所述第五温度传感器的当前温度值和之前温度值之差大于临界值时,可以判断为从所述室外机吐出所述二相制冷剂。
28.当从所述热水供应单元吐出所述二相制冷剂时,可以完全打开所述热水供应膨胀阀,当从所述室外机吐出所述二相制冷剂时,完全打开所述室外膨胀阀。
29.所述室外机还可以包括:热水供应阀,使被压缩的制冷剂从所述压缩机向所述热水供应单元流动;以及室外机阀,使被压缩的制冷剂从所述压缩机通过所述四通阀向所述室外热交换器或所述室内热交换器流动。
30.在正式运转之前,可以通过比较所述水箱的水温和所述冷凝器的温度来使所述液相制冷剂均匀分布。
31.当所述水温高于所述冷凝器的温度时,可以通过完全打开所述热水供应膨胀阀来使所述热水供应单元中积蓄的所述液相制冷剂均匀分布。
32.当所述水温低于所述冷凝器的温度时,可以通过完全打开所述冷凝器的室内膨胀阀或室外膨胀阀来使所述冷凝器中积蓄的所述液相制冷剂均匀分布。
33.当使所述液相制冷剂均匀分布时,所述热水供应阀和所述室外机阀可以被打开。
34.当所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的温度差的大小大于第一临界值时,可以判断为从所述热水供应单元吐出所述二相制冷剂。
35.当所述第三温度传感器和所述第四温度传感器的温度差的大小大于第二临界值时,可以判断为从所述室外机吐出所述二相制冷剂。
36.所述第一临界值可以与所述第二临界值相同。
37.所述混合多联空调系统可以按热水供应和制冷运转模式、热水供应和制热运转模式、制冷单独运转模式、制热单独运转模式、热水供应单独运转模式中的一种模式运转。
38.当所述混合多联空调系统以所述热水供应和制热运转模式运转时,可以使所述室外机作为蒸发器运转且所述室内机作为冷凝器运转,并判断所述室外机中是否流入所述二相制冷剂。
39.来自所述热水供应膨胀阀的被冷凝的制冷剂可以直接流入到作为蒸发器运转的
所述室内机或所述室外机。
40.所述热水供应热交换器可以由以盘管形态盘绕所述水箱的外壁且供所述制冷剂流动的配管形成。
41.通过上述技术方案,本发明提供一种混合多联空调系统,其将可进行制冷剂-水热交换的盘管盘绕在水箱,由此直接进行制冷剂-水热交换来提高热交换效率。
42.另外,在未配备有额外的贮液器的情况下,通过调节热水供应膨胀阀和冷凝器的膨胀阀的开度来控制最佳的过冷却度,由此能够防止二相制冷剂的流入。
43.因此,与安装有贮液器的型号产品相比,能够降低材料费和安装费,并且能够确保室外机内部的安装空间。
44.此外,将若干个温度传感器设置于膨胀阀的前后端,并通过比较温度来控制最大过冷却度,由此可以将阀控制为防止二相制冷剂进入。
45.另外,通过提供不仅能够进行热水供应和制冷,而且还能够进行热水供应和制热运转的各个膨胀阀的控制方法,能够以最佳效率运转系统。
附图说明
46.图1是本发明一实施例的混合多联空调系统的概略结构图。
47.图2是图1的本发明一实施例的混合多联空调系统的详细结构图。
48.图3是图2的混合多联空调系统的热水供应和制冷运转时的运转图。
49.图4是用于说明图3的热水供应和制冷运转时的阀控制的曲线图。
50.图5示出用于说明图2的混合多联空调系统的控制的控制部。
51.图6是用于说明图3的混合多联空调系统的热水供应和制冷运转时的阀控制的流程图。
52.图7是图2的混合多联空调系统的热水供应和制热运转时的运转图。
53.图8是用于说明图7的混合多联空调系统的热水供应和制热运转时的阀控制的流程图。
54.图9是图1的本发明另一实施例的混合多联空调系统的详细结构图。
55.图10是图9的混合多联空调系统的热水供应和制冷运转时的运转图。
56.图11是用于说明图10的混合多联空调系统的热水供应和制冷运转时的阀控制的流程图。
57.图12是图9的混合多联空调系统的热水供应和制热运转时的运转图。
58.图13是用于说明图12的混合多联空调系统的热水供应和制热运转时的阀控制的流程图。
59.图14是示出图2或图9的本发明的混合多联空调系统的热水供应和制冷运转的启动控制时的阀控制的流程图。
60.图15是示出图2或图9的本发明混合多联空调系统的热水供应和制冷运转的正式控制时的阀控制的流程图。
61.图16是示出图2或图9的本发明混合多联空调系统的热水供应和制热运转的启动控制时的阀控制的流程图。
62.图17是示出图2或图9的本发明混合多联空调系统的热水供应和制热运转的正式
控制时的阀控制的流程图。
63.附图标记说明
64.100:混合多联空调系统;10:室外机;20:室内机;30:热水供应单元;31:水箱;32:热水供应热交换器;11:室外热交换器;21:室内热交换器;14:四通阀;13:压缩机;15:热水供应阀;16:室外机阀;17、33、22:电子膨胀阀
具体实施方式
65.通过下面参照附图详细叙述的实施例,会更加明确本发明的优点、特征及其实现方法。然而,本发明不限于以下公开的实施例,可体现为互不相同的多种形状,本实施例仅为了充分公开本发明,并为了向本领域普通技术人员完整地公开本发明的范围而提供,本发明的保护范围仅由权利要求的范围来决定。在整个说明书中相同的附图标记表示同一结构要素。
66.如图所示,作为关于空间的相对性术语的“之下(below)”,“下方(beneath)”,“下部(lower)”,“上(above)”,“上部(upper)”等,可以为了便于说明一个结构要素和另一结构要素的相互关系而使用。关于空间的相对性术语除了附图中所示的方向之外,还应该理解为包括在使用时或动作时结构要素的彼此不同的方向的术语。例如,在将附图中图示的结构要素倒转的情况下,描述为位于另一结构要素“之下(below)”或“下方(beneath)”的结构要素可以安放于另一结构要素的“上方(above)”。因此,作为示例性术语的“下方”可以将下方和上方均包括。结构要素可以沿其他方向取向,因此,关于空间的相对性术语可以根据取向来解释。
67.在本说明书中使用到的术语是用于说明实施例的,而并非用于限定本发明。在本说明书中,除非有特别说明,否则单数的表述包含复数的表述。在说明书中使用到的“包含(comprises)”以及/或“包括(comprising)”并不表示除了提及到的结构要素、步骤以及/或动作之外,存在或追加一个以上的其他结构要素、步骤以及/或动作。
68.除非另有其他定义,否则本说明书中使用到的所有术语(包括技术术语和科学术语)可以作为本发明所属技术领域的普通技术人员共通理解的意思使用。另外,除非有明确的特别定义,否则通常使用的词典中定义的术语不应被理想化或夸大解释。
69.在附图中,为了便于说明和说明的明确性,各个结构要素的厚度或尺寸被夸大或省略或示意性地示出。另外,各个结构要素的尺寸和面积并不完全反应实际尺寸或面积。
70.下面,参照附图对本发明的优选实施例进行说明。
71.图1是本发明一实施例的混合多联空调系统的概略结构图,图2是图1的本发明一实施例的混合多联空调系统的详细结构图。
72.参照图1和图2,本发明一实施例的混合多联空调系统100包括:热水供应单元30、至少一个制冷制热兼用室内机20以及制冷制热兼用室外机10。
73.热水供应单元30包括:长水箱(热水供应箱)31,存储有热水供应用的水;水循环配管(未图示),向该水箱31的底部供给来自外部的水,将加热的水排出至外部;以及热水供应热交换器32,附着于所述水箱31的外部,并以可散热的方式结合。
74.此时,所述水箱31和热水供应热交换器32之间的热交换通过在热水供应热交换器32流动的制冷剂和水箱31内部的水之间的热交换来实现,热水供应热交换器32作为执行散
热功能的冷凝器运转。
75.这种热水供应热交换器32可以通过将供制冷剂流动的配管直接以盘管形态盘绕在水箱31外部来增大接触面积并进行热交换,并且设置有热水供应输入配管34和热水供应吐出配管35,所述热水供应输入配管34与室外机10的第二吐出配管42连接,与水箱31进行热交换后被冷凝的液相制冷剂在所述热水供应吐出配管35流动。
76.热水供应吐出配管35与连接室内机20、室外机10以及热水供应单元30的第一节点n1连接,在热水供应热交换器32的热水供应吐出配管35可以设置有热水供应膨胀阀33。
77.形成于热水供应热交换器32的吐出部的热水供应膨胀阀33可以是电子膨胀阀,其调节热水供应热交换器32的配管中流动的制冷剂的流量,并且使冷凝的制冷剂向室外机10或室内机20流动。
78.如上所述,水箱31内部的水和制冷剂之间的热交换在未配备有额外的液压套件的情况下实现,由此不需要追加的部件,并且无需经由多次的热交换而直接进行热交换,从而能够提高热交换效率。
79.另一方面,制冷制热兼用室外机10包括压缩机13、室外热交换器11、室外热交换器风扇12以及切换单元。在此,切换单元包括四通阀14。压缩机13可以由复数个压缩机13并联连接而构成,但是不限于此。在压缩机13的输入端可以形成有储液器(accumulator)(未图示),在压缩机13为复数个的情况下,第一压缩机可以是能够改变制冷剂的压缩容量的变频压缩机,第二压缩机可以是制冷剂的压缩容量恒定的定频压缩机。
80.与室内机20连接的低压连接配管46经由四通阀14与压缩机13的输入配管45连接。
81.在压缩机13的吐出部41连接有作为高压连接配管的第一吐出配管42、第二吐出配管43,第一吐出配管43使吐出的高温高压的气相制冷剂流向室外热交换器11,第二吐出配管42使吐出的高温高压的气相制冷剂流向热水供应单元30并且连接到热水供应热交换器32。
82.第一吐出配管43经由四通阀14与室外热交换器11连接,第二吐出配管42使从压缩机13吐出的制冷剂不经由四通阀14而以旁通的方式连接到热水供应热交换器32。
83.室外热交换器11通过第一吐出配管42与四通阀14连接。在室外热交换器11中,制冷剂通过与外部空气进行热交换而被冷凝或蒸发。此时,室外机风扇12使空气流入到室外热交换器11,以更顺畅地进行热交换。在可制冷制热热水供应的混合多联空调系统100中,在制冷运转中室外热交换器11用作冷凝器,而在制热运转中室外热交换器11用作蒸发器。
84.在连接室外热交换器11和室内机的液管连接配管44上设置有室外膨胀阀17。在制热运转时,室外膨胀阀17使制冷剂膨胀。在制热运转时,室外膨胀阀17使在复数个室内热交换器21中被冷凝的制冷剂在流入到室外热交换器11之前膨胀。
85.四通阀14设置于压缩机13的吐出部41,其切换室外机10中流动的制冷剂的流路。四通阀14与混合多联空调系统100的热水供应制冷制热运转相匹配地适当切换从所述压缩机13吐出的制冷剂的流路。
86.如上所述的制冷制热兼用室外机10在第二吐出配管42和热水供应输入配管34之间包括热水供应阀15,而在第一吐出配管43和压缩机13的吐出部41之间包括室外机阀16。
87.热水供应阀15和室外机阀16可以是根据需要而选择性地运转,由此使制冷剂被阻断或流动的电磁阀。
88.就热水供应阀15和室外机阀16而言,在制冷+热水供应、制热+热水供应运转时,在水温达到用户的希望水温的情况下,将无需进行热水供应运转而关闭热水供应阀15,由此在制冷运转时仅有室外机10执行冷凝器作用,而在制热运转时仅有室内机20执行冷凝器作用。
89.另一方面,室外机10在液管连接配管44上还可以包括过冷却装置(未图示),在制冷运转时,过冷却装置对向室内机20移动的制冷剂进行冷却。
90.另一方面,混合多联空调系统100包括至少一个室内机20。
91.复数个制冷制热兼用室内机20可以连接到一个室外机10,图1和图2示出了三个室内机b1、b2、b3,但是不限于此。
92.各个制冷制热兼用室内机b1、b2、b3分别包括室内热交换器21、室内膨胀阀22以及室内机风扇23,如图2所示,在设置有三个室内机b1、b2、b3的情况下,包括第一至第三室内热交换器21、第一至第三室内膨胀阀22、以及第一至第三室内机风扇23。第一至第三室内膨胀阀22设置在连接第一至第三室内热交换器21和第一节点n1的第一至第三室内连接配管26上。第一至第三室内连接配管26在第一节点n1与室外机10的液管连接配管44连接。
93.第一至第三制冷制热兼用室内机b1、b2、b3也设置有使所吐出的制冷剂流向压缩机13的低压连接配管46。
94.本实施例的空调系统100还可以包括检测制冷剂的压力的压力传感器、检测制冷剂的温度的温度传感器以及去除制冷剂管上流动的制冷剂等中存在的杂质的过滤器。
95.本发明的混合多联空调系统100在室外机10、室内机20以及热水供应单元30根据运转模式而用作冷凝器或蒸发器时,不采用额外的制冷剂流量控制装置,而是可以利用当前安装的电子膨胀阀的开度来执行。尤其是,通过基于各个电子膨胀阀上形成的复数个温度传感器36、37、24、25、47、48来判断过热度或过冷却度,控制各个电子膨胀阀并由此可以实现最佳的制冷剂流量控制。
96.具体而言,本发明的混合多联空调系统100在热水供应单元30的温度控制无法控制水量的状态下进行,由于其在未配备有额外的液压套件的情况下直接进行热交换,因此可以通过判断吐出制冷剂的过热度来判断是否在蒸发器中流入二相制冷剂。由此,可以根据二相制冷剂的流入与否来控制热水供应膨胀阀33的开度并进而阻断二相制冷剂。
97.为了判断如上所述的热水供应单元30的吐出制冷剂的过热度,在热水供应吐出配管35上的热水供应膨胀阀33的前端和后端分别设置有第一温度传感器36和第二温度传感器37。
98.可以通过测量第一温度传感器36和第二温度传感器37的温度,并根据热水供应膨胀阀33中通过的制冷剂的温度差来判断二相制冷剂是否从热水供应单元30流入到蒸发器。
99.另外,为了判断室外机10的室外热交换器11的吐出制冷剂的过热度,在室外机10的液管连接配管44上的室外膨胀阀17的前端和后端分别设置有第三温度传感器47和第四温度传感器48。
100.可以通过测量第三温度传感器47和第四温度传感器48的温度,并根据室外机膨胀阀17中通过的制冷剂的温度差来判断二相制冷剂是否从室外机10流入到蒸发器。
101.另外,在本发明的第一实施例的混合多联空调系统10中,在各个室内输入配管26的各个室内膨胀阀22的前端和后端分别设置有第五温度传感器24和第六温度传感器25。
102.可以通过测量第五温度传感器24和第六温度传感器25的温度,并根据在制热运转中室内机膨胀阀22中通过的制冷剂的温度差来判断二相制冷剂是否从室内机20流入到蒸发器。
103.本发明一实施例的混合多联空调系统100可以执行制冷和热水供应运转或制热和热水供应运转。
104.下面,根据各个运转模式详细说明系统的运转。
105.图3是图2的混合多联空调系统的制冷和热水供应运转时的运转图,图4是用于说明图3的制冷和热水供应运转时的阀控制的曲线图,图5示出用于图2的混合多联空调系统的控制的控制部18,图6是用于说明图3的混合多联空调系统的制冷和热水供应运转时的阀控制的流程图。
106.首先,当本发明一实施例的混合多联空调系统的制冷和热水供应运转开始时,制冷剂如图3所示流动。
107.当制冷和热水供应运转开始时,室外机10和热水供应单元30的热交换器11、32作为冷凝器运转,室内机20的热交换器21作为蒸发器运转。
108.具体而言,在压缩机13启动后,成为高压气态的制冷剂的一部分通过室外机阀16,然后经由四通阀14流向室外热交换器11,并经由热水供应阀15流向热水供应热交换器32。如上所述,传递到室外热交换器11和热水供应热交换器32的高压高温的制冷剂分别与室外空气和水箱31内部的水进行热交换,由此对水箱31内部的水进行加热,而制冷剂被冷凝为液态。
109.被冷凝的液相制冷剂分别通过室外膨胀阀17和热水供应膨胀阀33,并且在第一节点n1相遇,然后从第一节点n1经由进行制冷运转的室内机20的室内机膨胀阀22,从而以低压制冷剂的状态传递到室内热交换器21。
110.低压制冷剂进入到室内机20后与室内空气进行热交换而被蒸发,对室内空气进行制冷且经由低压气管配管46并通过四通阀14流向压缩机13的输入配管45,从而再次引入到压缩机13。
111.在图3所示的制冷剂的流动中,在与本发明的一实施例相同地不使用额外的液压套件且直接与水箱31接触来进行热交换的情况下,由于冷凝热量将根据水箱31内部水温和用户的水使用量而改变,因此水箱31的热交换器32的作为冷凝器的控制点将改变。
112.另外,在与本发明的一实施例相同地在冷凝器的出口未配备有额外的贮液器(receiver)且被冷凝的制冷剂直接流入到室内机20的情况下,为了控制水箱31的水的加热温度,需要通过适当地调节热水供应膨胀阀33的开度来确定与温度条件和填充量相匹配的最大过冷却度。
113.另外,当未存在额外的贮液器时,将不存在贮液器的功能,即仅过滤低压液相制冷剂并向蒸发器侧(图3中的室内热交换器21)传递的功能。当没有如上所述的功能时,如图4的曲线图所示,在可进行热水供应+制冷的混合多联空调系统100的情况下,其冷凝器分为热水供应侧和室外机侧的两个,从而使冷凝容量增加。
114.在如上所述的结构中,在热水供应单元30的出口端和室外机10出口端分别设置有热水供应膨胀阀33和室外机膨胀阀17,并且向室内机膨胀阀22传递液相制冷剂。
115.如图4所示,从各个冷凝器吐出的制冷剂从高压变更到低压为止将需要分别经由
两个膨胀阀,具体而言,需要分别经由热水供应膨胀阀和室内膨胀阀(33-22)或室外膨胀阀和室内膨胀阀(17-22),在复数个膨胀阀(33-22、17-22)和液管连接配管44的压力降低量的作用下,将实现如曲线f1所示的正常的压力分配。
116.此时,当仅有液相制冷剂流入到室内机膨胀阀22时,将形成如曲线f1所示的压力分配,并且液相制冷剂在室内机膨胀阀22内未发生大的压力损失而流入到室内热交换器21,从而以蒸发温度未降低的状态进行蒸发。
117.另一方面,如曲线f2所示,在从冷凝器吐出的制冷剂以混合有气体和液体的二相制冷剂的状态进入到蒸发器的情况下,在蒸发器膨胀阀中将发生非常大的压力损失,从而存在蒸发温度大幅降低的问题。
118.如上所述的蒸发温度的降低存在循环震荡和限制控制突入的危险。
119.在本发明的一实施例中,执行判断二相制冷剂是否流入到蒸发器(图3中为室内机20的热交换器21),并据此控制各个膨胀阀33、17的开度来去除二相制冷剂并控制最佳的过冷却度的运转。
120.为此,本发明一实施例包括控制部18,所述控制部18通过各个膨胀阀33、17的控制来执行热水供应单元30的制冷剂量控制和过冷却度控制。
121.参照图5,控制部18可以由设置于室外机内部的处理器实现,其可以控制整个系统,尤其是,可以通过复数个温度传感器读取各个膨胀阀33、17、22的前后端的温度,来控制各个膨胀阀33、17、22的开度量或热水供应阀15和室外机阀16的打开/关闭。
122.具体而言,在制冷时,室外机10相当于冷凝器且室内机20相当于蒸发器,在制热时,室内机20相当于冷凝器且室外机10相当于蒸发器,此时,控制部18通过控制各个单元的模式变更,并且周期性地读取来自用户的运转信息、设定信息以及检测信息来执行各个阀的控制。
123.作为运转信息,可以从用户接收对于热水供应和制冷运转、制冷单独运转、热水供应和制热运转、制热单独运转、热水供应单独运转中的一种运转模式的选择信息。
124.作为设定信息可以包括希望水温、当前水箱31的水温、滞后温度,并且可以设定有各个过程(process)中的临界值等。
125.滞后温度被定义为,在盘绕于热水供应单元30的水箱31的热交换器32中未流动有制冷剂的情况下,能够利用热交换器32的余热来使水箱31内部的水温上升的温度值。
126.作为检测信息,接收热水供应膨胀阀33的前后端的温度、冷凝器膨胀阀33、17的前后端温度以及蒸发器的入口温度值。
127.此时,室内机20和室外机10可以根据各个运转模式而选择性地用作为冷凝器和蒸发器。
128.控制部18控制为,使热水供应膨胀阀33和作为冷凝器的室内机20和室外机10的膨胀阀17、22达到最大过冷却度,此时,最大过冷却度表示蒸发器的膨胀阀17、22中未进入二相制冷剂时的最大过冷却度。
129.即,控制部18周期性地接收来自各个温度传感器的检测温度信号,并据此判断当前二相制冷剂是否流入到蒸发器,由此控制各个膨胀阀的开度。
130.下面,参照图6对控制部18的二相制冷剂吐出判断进行说明。
131.参照图6,控制部18接收用于控制的信息,确认当前运转模式,并据此确认热水供
应单元、室外机以及室内机是否运转(步骤s10)。
132.具体而言,在当前运转模式为制冷和热水供应运转模式的情况下,确认热水供应单元30的热水供应热交换器32和室外机10的室外热交换器11是否作为冷凝器运转,室内机20的室内热交换器21是否作为蒸发器运转。
133.在各个单元以相应的作用模式运转的情况下,控制部18控制为,对于室内机膨胀阀22与一般的循环控制相同地以压缩机13的吐出温度为目标调节其开度,而对于热水供应膨胀阀33和室外机膨胀阀17则减小其开度来最大程度确保各个冷凝器的过冷却度。
134.此时,控制部18在正式控制期间周期地从复数个温度传感器36、37、47、48、24、25接收温度检测信息,并据此判断二相制冷剂是否流入到室内机20(步骤s11)。
135.首先,控制部18从设置于热水供应膨胀阀33的第一温度传感器36和第二温度传感器37分别接收热水供应膨胀阀33的前端温度和后端温度。
136.此时,控制部18判断膨胀阀33的前端温度是否大于热水供应膨胀阀33的后端温度与第一临界值t1之和的值(步骤s12)。
137.即,在热水供应膨胀阀33的前后端的温度差大于第一临界值t1的情况下,判断为发生急剧的温度降低,由此判断为从热水供应膨胀阀33吐出二相制冷剂(步骤s14)。
138.此时,第一临界值t1可以是1度至3度之间,优选地可以是1.5度,但是不限于此。
139.另一方面,在热水供应膨胀阀33的前后端的温度差小于等于第一临界值t1的情况下,判断为从热水供应膨胀阀33未吐出二相制冷剂(步骤s15)。
140.另一方面,控制部18从设置于室外机膨胀阀17的第三温度传感器47和第四温度传感器48分别接收室外机膨胀阀17的前端温度和后端温度。
141.此时,控制部18判断膨胀阀17的前端温度是否大于热水供应膨胀阀33的后端温度与第二临界值t2之和的值(步骤s13)。
142.即,在室外机膨胀阀17的前后端的温度差大于第二临界值t2的情况下,判断为发生急剧的温度降低,由此判断为通过室外机膨胀阀17吐出二相制冷剂(步骤s16)。
143.此时,第二临界值t2可以与第一临界值t1相同,作为一例,可以是1度至3度之间,优选地可以是1.5度,但是不限于此。
144.另一方面,在室外机膨胀阀17的前后端的温度差小于等于第二临界值t2的情况下,判断为从室外机膨胀阀17未吐出二相制冷剂(步骤s17)。
145.如上所述,控制部18可以周期性地接收温度传感器的温度信息,并据此判断在相应膨胀阀33、17以规定值的开度打开的当前状态下是否吐出二相制冷剂,并据此控制膨胀阀33、17的开度值。
146.下面,参照图7和图8对本发明一实施例的混合多联空调系统的制热和热水供应运转时的二相制冷剂吐出判断进行说明。
147.图7是图2的混合多联空调系统的热水供应和制热运转时的运转图,图8是用于说明图7的混合多联空调系统的热水供应和制热运转时的阀控制的流程图。
148.参照图7,当热水供应和制热运转开始时,室内机20和热水供应单元30的热交换器21、32作为冷凝器运转,而室外机10的热交换器11作为蒸发器运转。
149.具体而言,在压缩机13启动后,成为高压气态的制冷剂的一部分经由室外机阀16,然后通过四通阀14传递到至少一个室内热交换器21,而其余部分通过热水供应阀15传递到
热水供应热交换器32。如上所述,传递到室内热交换器21和热水供应热交换器32的高压高温的制冷剂分别与室内空气和水箱31内部的水进行热交换,由此对室内空气进行制热,加热水箱31内部的水且在此过程中被冷凝为液态。
150.被冷凝的液相制冷剂分别通过室内膨胀阀22和热水供应膨胀阀33,并且在第一节点n1相遇,然后从第一节点n1通过室外机10的室外机膨胀阀17以低压制冷剂状态传递到室外热交换器11。
151.低压制冷剂进入到室外机10后与室外空气进行热交换而被蒸发,并通过四通阀14流向压缩机13的输入配管45,从而再次引入到压缩机13。
152.在如上所述的制热和热水供应运转时,也将执行判断二相制冷剂是否流入到室外机10的室外热交换器11,并据此控制各个膨胀阀33、22、17的开度,由此去除二相制冷剂并控制最佳的过冷却度。
153.为此,本发明一实施例中通过各个膨胀阀33、22、17的控制来执行热水供应单元30的制冷剂量控制和过冷却度控制。
154.参照图8,控制部18在正式控制期间周期性地从复数个温度传感器36、37、47、48、24、25接收温度检测信息,并据此判断二相制冷剂是否流入到室外机10。
155.具体而言,控制部18接收用于控制的信息,判断当前运转模式,并据此确认热水供应单元30、室外机10以及室内机20是否运转(步骤s20)。
156.在当前运转模式为制热和热水供应运转模式的情况下,确认热水供应单元30的热水供应热交换器32和室内机20的室内热交换器21是否作为冷凝器运转,室外机10的室内热交换器11是否作为蒸发器运转。
157.在各个单元10、20、30以相应的作用模式运转的情况下,控制部18控制为,对于室外机膨胀阀17与一般的循环控制相同地以压缩机13吐出温度为目标调节其开度,而对于热水供应膨胀阀33和室内机膨胀阀22则减小其开度来最大程度确保各个冷凝器的过冷却度。
158.此时,控制部18从复数个温度传感器接收温度检测信息以判断二相制冷剂的吐出与否(步骤s21)。
159.首先,控制部18从设置于热水供应膨胀阀33的第一温度传感器36和第二温度传感器37分别接收热水供应膨胀阀33的前端温度和后端温度。
160.此时,控制部18判断膨胀阀33的前端温度是否大于热水供应膨胀阀33的后端温度与第三临界值t3之和的值(步骤s22)。
161.即,在热水供应膨胀阀33的前后端的温度差大于第三临界值t3的情况下,判断为发生急剧的温度降低,由此判断为从热水供应膨胀阀33吐出二相制冷剂(步骤s24)。
162.此时,第三临界值t3可以是1度至3度之间,优选地可以是1.5度,但是不限于此。
163.另一方面,在热水供应膨胀阀33的前后端的温度差小于等于第三临界值t3的情况下,判断为从热水供应膨胀阀33未吐出二相制冷剂(步骤s25)。
164.另一方面,控制部18从设置于室内机膨胀阀22的第五温度传感器24和第六温度传感器25分别接收室内机膨胀阀22的前端温度和后端温度。
165.此时,控制部18判断膨胀阀22的前端温度是否大于膨胀阀22的后端温度与第四临界值t4之和的值(步骤s23)。
166.即,在室内机膨胀阀22的前后端的温度差大于第四临界值t4的情况下,判断为发
生急剧的温度降低,由此判断为从室内机膨胀阀22吐出二相制冷剂(步骤s26)。
167.此时,第四临界值t4可以与第三临界值t3相同,作为一例,可以是1度至3度之间,优选地可以是1.5度,但是不限于此。
168.另一方面,在室内机膨胀阀22的前后端的温度差小于等于第四临界值t4的情况下,判断为从室内机膨胀阀22未吐出二相制冷剂(步骤s27)。
169.如上所述,控制部18可以周期性地接收温度传感器36、37、47、48、24、25的温度信息,并据此判断在相应膨胀阀33、17、22以规定值的开度打开的当前状态下是否从各个冷凝器吐出二相制冷剂,从而据此控制膨胀阀33、17、22的开度值。
170.针对二相制冷剂的吐出结果的阀控制将在后面进行更详细的说明。
171.下面,对本发明另一实施例的混合多联空调系统进行说明,并对多样的运转模式下的二相制冷剂吐出与否判断方法进行说明。
172.图9是图1的本发明另一实施例的混合多联空调系统的详细结构图,图10是图9的混合多联空调系统的热水供应和制冷运转时的运转图,图11是用于说明图10的混合多联空调系统的热水供应和制冷运转时的阀控制的流程图。
173.本发明另一实施例的混合多联空调系统100包括如图2所示的热水供应单元30、至少一个制冷制热兼用室内机20以及制冷制热兼用室外机10。
174.热水供应单元30包括:长水箱31,存储有热水供应用的水;水循环配管(未图示),向该水箱31的底部供给来自外部的水,将加热的水排出至外部;以及热水供应热交换器32,附着于所述水箱31的外部,并以可散热的方式结合。
175.此时,所述水箱31和热水供应热交换器32之间的热交换通过在热水供应热交换器32流动的制冷剂和水箱31内部的水之间的热交换来实现,热水供应热交换器32作为执行散热功能的冷凝器运转。
176.这种热水供应热交换器32的热交换可以通过将供制冷剂流动的配管以盘管形态盘绕在水箱31外部来增大接触面积并进行热交换,并且设置有热水供应输入配管34和热水供应吐出配管35,所述热水供应输入配管34与室外机的第二吐出配管连接,与水箱31进行热交换后的制冷剂在热水供应吐出配管35流动。
177.热水供应吐出配管35与连接室内机20、室外机10、热水供应单元30的第一节点n1连接,在热水供应热交换器32的热水供应吐出配管35可以设置有热水供应膨胀阀33。
178.形成于热水供应热交换器32的吐出部的热水供应膨胀阀33可以是电子膨胀阀,其调节热水供应热交换器32的配管中流动的制冷剂的流量,并且使冷凝的制冷剂向室外机或室内机流动。
179.另一方面,制冷制热兼用室外机10包括压缩机13、室外热交换器11、室外热交换器风扇12以及四通阀14。压缩机的结构元件与图2相同。
180.与室内机20连接的低压连接配管46通过四通阀14与压缩机13的输入配管45连接。在压缩机13的吐出部41连接有第一、第二吐出配管43、42,第一吐出配管43使所吐出的制冷剂流向室外热交换器11,第二吐出配管42使所吐出的高温高压的气相制冷剂流向热水供应单元30并连接到热水供应热交换器32。
181.第一吐出配管43连接在压缩机13的吐出部41和四通阀14之间并且与室外热交换器11连接,第二吐出配管42使从压缩机13吐出的制冷剂不经由四通阀14而进行旁通,并且
连接到热水供应输入配管34。
182.室外热交换器11通过第一吐出配管43与四通阀14连接。在室外热交换器11中,制冷剂通过与外部空气的热交换而被冷凝或蒸发。
183.在连接室外热交换器11和室内机20的液管连接配管44上设置有室外电子膨胀阀17。在制热运转时,室外电子膨胀阀17使制冷剂膨胀。在制热运转时,室外电子膨胀阀17使在复数个室内热交换器21中被冷凝的制冷剂在流入到室外热交换器11之前膨胀。
184.四通阀14设置于压缩机13的吐出部41,其切换室外机10中流动的制冷剂的流路。四通阀14与混合多联空调系统的热水供应制冷制热运转相匹配地适当地切换从所述压缩机13吐出的制冷剂的流路。
185.如上所述的制冷制热兼用室外机10在第二吐出配管42和热水供应输入配管34之间包括热水供应阀15,而在第一吐出配管43和压缩机13的吐出部41之间包括室外机阀16。
186.热水供应阀15和室外机阀16可以根据需要而选择性地运转,在制冷+热水供应、制热+热水供应运转时水温达到用户的希望水温的情况下,将无需进行热水供应运转而关闭热水供应阀15,由此在制冷运转时仅有室外机10执行冷凝器作用,而在制热时仅有室内机20执行冷凝器作用。
187.另一方面,混合多联空调系统100包括至少一个室内机20。
188.复数个制冷制热兼用室内机20可以连接到一个室外机,图1和图2示出了三个室内机,但是不限于此。
189.各个制冷制热兼用室内机b1、b2、b3分别包括室内热交换器21、室内膨胀阀22以及室内机风扇23。
190.各个室内膨胀阀22设置在连接相应的室内热交换器21和第一节点n1的第一至第三室内连接配管26上。
191.设置有使从第一至第三制冷制热兼用室内机b1、b2、b3吐出的制冷剂流向压缩机13的液管连接配管46。液管连接配管46与复数个热交换器21同时连接并且连接到室外机10。
192.具体而言,如上所述的混合多联空调系统100包括复数个温度传感器36、37、29、49,以控制各个单元的制冷剂流量。
193.本发明的混合多联空调系统100在热水供应单元30的温度控制无法控制水量的状态下进行,由于其在未配备有液压套件的情况下直接进行热交换,因此可以通过判断吐出制冷剂的过热度来判断是否流入二相制冷剂。由此,可以根据二相制冷剂的流入与否来控制热水供应膨胀阀33的开度并进而阻断二相制冷剂。
194.为了判断如上所述的热水供应单元30的吐出制冷剂的过热度,在热水供应吐出配管35上的热水供应膨胀阀33的前端和后端分别设置有第一温度传感器36和第二温度传感器37。
195.可以通过测量第一温度传感器36和第二温度传感器37的温度,并根据热水供应膨胀阀33中通过的制冷剂的温度差来判断二相制冷剂流入与否。
196.另外,为了读取室外机10的室外热交换器11的吐出制冷剂的温度,在室外机10的第一吐出配管43上的室外热交换器11侧设置有第七温度传感器49。
197.另外,在本发明另一实施例的混合多联空调系统100中,在各个室内输入配管26的
各自的室内膨胀阀22的前端即室内热交换器21和室内膨胀阀22之间分别设置有第八温度传感器28。
198.另外,在室内热交换器21的输出端的低压连接配管46上设置有第九温度传感器29。
199.如上所述,在室内热交换器21和室外热交换器11用作为蒸发器时的蒸发器的出口端分别设置有温度传感器49,在冷凝器的出口端也设置有温度传感器29,并通过周期性地读取各个温度传感器49的温度值来判断二相制冷剂是否从冷凝器吐出并流入到蒸发器内部。
200.在如上所述配置温度传感器49、28、29的情况下,与一实施例相比,将附着更少的数量的温度传感器49、28、29而能够降低成本。
201.本发明另一实施例的混合多联空调系统100可以制冷和热水供应运转或制热和热水供应运转来运用。
202.首先,当本发明另一实施例的混合多联空调系统100的制冷和热水供应运转开始时,制冷剂如图10所示流动。
203.当热水供应和制冷运转开始时,室外机10和热水供应单元30的热交换器11、32作为冷凝器运转,室内机20的热交换器21作为蒸发器运转。
204.具体而言,在压缩机13启动后,成为高压气态的制冷剂的一部分通过室外机阀16,然后经由四通阀14传递到室外热交换器11,并经由热水供应阀15传递到热水供应热交换器32。如上所述,传递到室外热交换器11和热水供应热交换器32的高压高温的制冷剂分别与室外空气和水箱31内部的水进行热交换,由此对水箱31内部的水进行加热,而制冷剂被冷凝为液态。
205.被冷凝的液相制冷剂分别通过室外膨胀阀17和热水供应膨胀阀33,并且在第一节点n1相遇,然后从第一节点n1经由进行制冷运转的室内机20的室内机膨胀阀22,从而以低压制冷剂的状态传递到室内热交换器21。
206.低压制冷剂进入到室内机20后与室内空气进行热交换而被蒸发,对室内空气进行制冷且经由低压气管配管46并通过四通阀14流向压缩机13的输入配管45,从而再次引入到压缩机13。
207.在如图10所示的制冷剂的流动中,在与本发明的另一实施例相同地不使用额外的液压套件且直接与水箱31接触来进行热交换的情况下,由于冷凝热量将根据水箱31内部水温和用户的水使用量而改变,因此水箱31的热交换器32的作为冷凝器的控制点将改变。
208.另外,在与本发明的另一实施例相同地在冷凝器的出口未配备有额外的贮液器且被冷凝的制冷剂直接流入到室内机的情况下,为了控制水箱31的水的加热温度,需要通过适当地调节热水供应膨胀阀33的开度来确定与温度条件和填充量相匹配的最大过冷却度。
209.在本发明的另一实施例中,执行判断二相制冷剂是否流入到室内机的热交换器21,并据此控制各个膨胀阀17、33、22的开度来去除二相制冷剂,从而控制最佳的过冷却度的运转。
210.为此,在本发明另一实施例中,图5的控制部18通过各个膨胀阀17、33、22的控制来执行热水供应单元30的制冷剂量控制和过冷却度控制。
211.即,控制部18周期性地接收来自各个温度传感器的检测温度信号,并据此判断当
前是否有二相制冷剂引入到蒸发器,由此控制各个膨胀阀17、33、22的开度。
212.下面,参照图11对控制部18的二相制冷剂吐出判断进行说明。
213.参照图11,控制部18在正式控制期间周期性地从复数个温度传感器36、37、49、29接收温度检测信息,并据此判断二相制冷剂是否流入到室内机20。
214.具体而言,控制部18接收用于控制的信息,确认当前运转模式,并据此确认热水供应单元30、室外机10以及室内机20是否运转(步骤s30)。
215.在当前运转模式为制冷和热水供应运转模式的情况下,确认热水供应单元30的热水供应热交换器32和室外机10的室外热交换器11是否作为冷凝器运转,室内机20的室内热交换器21是否作为蒸发器运转。
216.在各个单元以相应的作用模式运转的情况下,控制部18控制为,对于室内机膨胀阀22与一般的循环控制相同地以压缩机13吐出温度为目标调节其开度,而对于热水供应膨胀阀33和室外机膨胀阀17则减小其开度来最大程度确保各个冷凝器的过冷却度。
217.此时,控制部18从复数个温度传感器36、37、49、29接收温度检测信息以判断二相制冷剂的吐出与否(步骤s31)。
218.首先,控制部18从设置于热水供应膨胀阀33的第一温度传感器36和第二温度传感器37分别接收热水供应膨胀阀33的前端温度和后端温度。
219.此时,控制部18判断膨胀阀33的前端温度是否大于热水供应膨胀阀33的后端温度与第五临界值t5之和的值(步骤s32)。
220.即,在热水供应膨胀阀33的前后端的温度差大于第五临界值t5的情况下,判断为发生急剧的温度降低,由此判断为从热水供应膨胀阀33吐出二相制冷剂(步骤s33)。
221.此时,第五临界值t5可以与第一临界值t1相同,作为一例,可以是1度至3度之间,优选地可以是1.5度,但是不限于此。
222.另一方面,在热水供应膨胀阀33的前后端的温度差小于等于第五临界值t5的情况下,判断为从热水供应膨胀阀33未吐出二相制冷剂。
223.在从热水供应膨胀阀33未吐出二相制冷剂的情况下,控制部18从设置于室内机20的第九温度传感器29读取室内热交换器21的吐出制冷剂的温度,即蒸发器的吐出温度,将如上所述的蒸发器的吐出温度定义为蒸发温度。
224.在当前周期中读取到的蒸发温度相较于之前周期的之前蒸发温度降低大于第六临界值的温度值的情况下(步骤s34),判断为从室外机膨胀阀17吐出了二相制冷剂。
225.即,在确认出通过热水供应膨胀阀33未吐出二相制冷剂的状态下,在蒸发温度相较于之前值显著降低的情况下,将判断为在除了热水供应热交换器32之外的冷凝器即室外热交换器11中发生二相制冷剂而流入到了蒸发器(步骤s35)。
226.这是因为,与以液相制冷剂状态进入到蒸发器前端的各个膨胀阀22后从蒸发器吐出二相制冷剂的情形相比,二相制冷剂进入到各个膨胀阀22后以二相制冷剂状态吐出时将发生更加急剧的蒸发温度降低。
227.此时,第六临界值t6可以是大于第五临界值t5的值,作为一列可以是3度至5度,优选地可以满足第五临界值t5的1.8倍至2.2倍。
228.在将第六临界值t6设定为与第五临界值t5相同的情况下,即使二相制冷剂未进入到蒸发器的室内机膨胀阀22,由于其也属于在正式控制周期的正常循环中可以充分地降低
的蒸发温度变化范围内,在判断上将可能会出现错误,因此,考虑到蒸发器的蒸发温度偏差大小来将第六临界值t6计算为大于第五临界值t5的值。
229.另一方面,在蒸发器的蒸发温度值的当前值与之前值之差小于第六临界值t6的情况下,判断为从室外机膨胀阀17也未吐出二相制冷剂,并结束二相制冷剂吐出判断(步骤s36)。
230.如上所述,控制部18可以周期性地接收温度传感器36、37、49、29的温度信息,并据此判断在相应膨胀阀33、17以规定值的开度打开的当前状态下是否吐出二相制冷剂,从而据此控制膨胀阀33、17的开度值。
231.下面,参照图12和图13对本发明另一实施例的混合多联空调系统100在制热和热水供应运转时的二相制冷剂吐出判断进行说明。
232.图12是图9的混合多联空调系统的热水供应和制热运转时的运转图,图13是用于说明图12的混合多联空调系统的热水供应和制热运转时的阀控制的流程图。
233.参照图12,当热水供应和制热运转开始时,室内机20和热水供应单元30的热交换器21、32作为冷凝器运转,室外机10的热交换器11作为蒸发器运转。
234.具体而言,在压缩机13启动后,成为高压气态的制冷剂的一部分通过室外机阀16,然后通过四通阀14传递到至少一个室内热交换器21,而其余部分通过热水供应阀15传递到热水供应热交换器32。如上所述,传递到室内热交换器21和热水供应热交换器32的高压高温的制冷剂分别与室内空气和水箱31内部的水进行热交换,由此对室内空气进行制热,加热水箱31内部的水且在此过程中被冷凝为液态。
235.被冷凝的液相制冷剂分别通过室内膨胀阀22和热水供应膨胀阀33,并且在第一节点n1相遇,然后从第一节点n1通过室外机10的室外机膨胀阀17以低压制冷剂状态传递到室外热交换器11。
236.低压制冷剂进入到室外机10后与室外空气进行热交换而被蒸发,并通过四通阀14流向压缩机13的输入配管45,从而再次引入到压缩机13。
237.在如上所述的制热和热水供应运转时,也将执行判断二相制冷剂是否流入到室外机10的室外热交换器11,并据此控制各个膨胀阀33、22的开度,由此去除二相制冷剂并执行用于导出最佳的过冷却度的过冷却度控制。
238.为此,本发明另一实施例中通过各个膨胀阀33、22的控制来执行热水供应单元30的制冷剂量控制和过冷却度控制。
239.参照图13,控制部18在正式控制期间周期性地从复数个温度传感器36、37、28、49接收温度检测信息,并据此判断二相制冷剂是否流入到室外机10。
240.具体而言,控制部18接收用于控制的信息,确认当前运转模式,并据此确认热水供应单元30、室外机10以及室内机20是否运转(步骤s40)。
241.在当前运转模式为制热和热水供应运转模式的情况下,判断热水供应单元30的热水供应热交换器32和室内机20的室内热交换器21是否作为冷凝器运转,室外机10的室外热交换器11是否作为蒸发器运转。
242.在各个单元以相应的作用模式运转的情况下,控制部18控制为,对于室外机膨胀阀17与一般的循环控制相同地以压缩机13吐出温度为目标调节其开度,而对于热水供应膨胀阀33和室内机膨胀阀22则减小其开度来最大程度确保各个冷凝器的过冷却度。
243.此时,控制部18从复数个温度传感器36、37、28、49接收温度检测信息以判断二相制冷剂的吐出与否(步骤s41)。
244.首先,控制部18从设置于热水供应膨胀阀33的第一温度传感器36和第二温度传感器37分别接收热水供应膨胀阀33的前端温度和后端温度。
245.此时,控制部18判断膨胀阀33的前端温度是否大于热水供应膨胀阀33的后端温度与第七临界值t7之和的值(步骤s42)。
246.即,在热水供应膨胀阀33的前后端的温度差大于第七临界值t7的情况下,判断为发生急剧的温度降低,由此判断为从热水供应膨胀阀33吐出二相制冷剂(步骤s43)。
247.此时,第七临界值t7可以与第五临界值t5相同,作为一列可以是1度至3度之间,优选地可以是1.5度,但是不限于此。
248.另一方面,在热水供应膨胀阀33的前后端的温度差小于等于第七临界值t7的情况下,判断为从热水供应膨胀阀33未吐出二相制冷剂。
249.在从热水供应膨胀阀33未吐出二相制冷剂的情况下,控制部18从设置于室外机的第八温度传感器49读取室外热交换器11的吐出制冷剂的温度,即作为蒸发器的吐出温度的蒸发温度。
250.在当前周期中读取到的蒸发温度相较于之前周期的之前蒸发温度降低大于第八临界值的温度值的情况下(步骤s44),判断为从室内机膨胀阀22吐出了二相制冷剂(步骤s45)。
251.即,在确认出通过热水供应膨胀阀33未吐出二相制冷剂的状态下,在蒸发温度显著降低的情况下,将判断为在除了热水供应热交换器32之外的冷凝器即室内热交换器21中发生二相制冷剂并流入到了蒸发器(步骤s46)。
252.此时,第八临界值t8可以是大于第七临界值t7的值,作为一列可以是3度至5度,优选地可以满足第七临界值t7的1.8倍至2.2倍。
253.即使二相制冷剂未进入到蒸发器的室外机膨胀阀17,由于其也属于在正式控制周期的正常循环中可以充分地降低的蒸发温度变化范围内,在判断上将可能会出现错误,因此,考虑到蒸发器的蒸发温度偏差大小来将第八临界值t8计算为大于第七临界值t7的值。
254.接着,当判断为从室内机膨胀阀22吐出二相制冷剂时,分辨从复数个室内机b1、b2、b3中的哪一个室内机b1、b2、b3吐出二相制冷剂(步骤s47)。
255.具体而言,分别读取作为各个室内机b1、b2、b3的出口端的温度传感器的第七温度传感器28的温度值,并提取出最低温度的室内机b1、b2、b3(步骤s47)。
256.控制部18判断为第七温度传感器28的温度值最低的室内机b1、b2、b3为吐出二相制冷剂的室内机,并结束二相制冷剂吐出判断(步骤s48)。
257.此时,在复数个室内机b1、b2、b3的出口温度低于其他室内机b1、b2、b3的出口温度的情况下,判断为相应的复数个室内机b1、b2、b3吐出二相制冷剂。
258.另一方面,在复数个室内机b1、b2、b3的出口温度均相同或出口温度的差异几乎为同一水准的情况下,判断为从所有的室内机膨胀阀22未吐出二相制冷剂吐出。
259.另一方面,蒸发器的蒸发温度的当前值与之前值之差小于第八临界值t8的情况下,判断为从室内机膨胀阀22也未吐出二相制冷剂,并结束二相制冷剂吐出判断。
260.如上所述,控制部18可以周期性地接收温度传感器36、37、28、29、49的温度信息,
并据此判断相应膨胀阀33、17以规定值的开度打开的当前状态下是否吐出二相制冷剂,从而据此控制膨胀阀33、17的开度值。
261.下面,对在本发明一实施例和另一实施例的混合多联空调系统100中未配备有额外的贮液器的情况下,根据热水供应单元30和复数个室内机20的模式来控制制冷剂的流量,从而不仅满足希望水温而且阻断二相制冷剂的控制方法进行说明。
262.图14是示出图2或图9的本发明的混合多联空调系统的热水供应和制冷运转的启动控制时的阀控制的流程图,图15是示出图2或图9的本发明的混合多联空调系统的热水供应和制冷运转的正式控制时的阀控制的流程图。
263.当图2和图9的本发明的混合多联空调系统100运转开始时,经由启动运转而进入到正式运转。
264.启动运转被定义为,用于将用户的运转指令与当前状态进行匹配,从而以最佳的状态进行正常的制冷剂的循环的前期阶段。
265.如图14所示,当由用户开启本发明的混合多联空调系统而接收到对于特定运转模式的选择信号时,将开始启动控制(步骤s100)。
266.当启动控制开始时,控制部18确认由用户输入的运转模式(步骤s110)。
267.在所输入的运转模式为热水供应和制冷运转模式的情况下,准备用于使热水供应热交换器32作为冷凝器、室外热交换器11作为冷凝器、室内热交换器21作为蒸发器运转的各个阀、传感器以及压缩机13的运转(步骤s120)。
268.此时,在所输入的运转模式为热水供应单独运转、制热单独运转或制冷单独运转的情况下,可以不进入启动控制而直接进入到正式控制(步骤s190)。
269.在所输入的运转模式为热水供应和制冷运转模式的情况下,控制部18从复数个温度传感器接收各个温度检测信息(步骤s130)。
270.首先,控制部18从热水供应单元的水箱31内部读取水箱31内部的水温,并读取作为设定信息输入的希望水温和滞后温度。
271.在希望水温和滞后温度之差小于当前水温的情况下,由于无需对热水供应单元30施加热量,控制部18取消热水供应模式而变更为制冷单独运转。
272.如上所述的变更为制冷单独运转的操作可以通过阻断热水供应阀15且打开室外机阀16来使来自压缩机13的制冷剂仅向室外热交换器11流动,关闭热水供应膨胀阀33且完全打开室外机膨胀阀17来实现。
273.此时,室内膨胀阀22可以与已有的制冷单独运转时的启动开度相同地打开,作为一列可以打开为110脉冲(pulse)程度,但不限于此。
274.此时,滞后温度是盘绕水箱31的热水供应热交换器32的盘管的滞后温度值,作为一例可以满足5度,但是不限于此。
275.另一方面,在当前水温小于希望水温与滞后温度之差的情况下(步骤s140),认知到用于将热水供应单元30作为冷凝器运转的热水供应运转的必要性,从而使热水供应单元30的热水供应热交换器32作为冷凝器运转。
276.此时,控制部18根据当前水温和室外温度来分配制冷剂(步骤s150)。
277.具体而言,在当前水温和室外温度之差的大小小于基准温度tth的情况下,控制部18判断为制冷剂均匀地分布在热水供应单元30和室外机10,并从当前状态进入到正式控制
(步骤s150)。
278.另一方面,在当前水温和室外温度之差为基准温度tth以上的情况下,控制部18判断为制冷剂偏向一侧集中,并执行用于均匀分配制冷剂的运转。
279.具体而言,如图14所示,当比较水温和室外温度而水温低于室外温度时(步骤s160),判断为液相制冷剂偏向热水供应单元30侧集中。
280.因此,以热水供应膨胀阀33为主以最大值完全打开,并且以室外机膨胀阀17为辅打开,由此大量地排出偏向水箱31侧集中的液相制冷剂,从而回收积蓄的液相制冷剂且使水温快速上升(步骤s170)。
281.相反地,在室外温度低于水温的情况下,以室外机膨胀阀17为主以最大值完全打开,并且以热水供应膨胀阀33为辅使其开度较小,由此能够排出室外机10侧积蓄的液相制冷剂,从而使制冷剂均匀地分散(步骤s180)。
282.在如上所述的液相制冷剂的均匀分配时,控制为将热水供应阀15和室外机阀16均开放,以使来自压缩机13的制冷剂向两个冷凝器侧均循环。
283.另外,在以热水供应膨胀阀33为主打开时的开度值、以室外机膨胀阀17为主打开时的开度值以及以各个膨胀阀33、17为辅打开时的开度值可以彼此不同,但是不限于此。
284.作为如上所述的主膨胀阀和辅膨胀阀的控制反复进行,其直到水温和室外温度之差小于基准温度为止连续进行,当水温与室外温度之差小于基准温度时,启动控制结束并进入到正式控制。
285.参照图15,当在制冷和热水供应运转中进入到正式控制时(步骤s200),控制部18从复数个传感器周期性地读取检测信号(步骤s210)。
286.在水温低于希望水温的情况下,判断为制冷和热水供应运转,从而使热水供应单元30和室外机10均作为冷凝器运转(步骤s220)。
287.即,通过使热水供应单元30运转来使水温上升到希望水温且通过将室内机20作为蒸发器驱动来对室内进行制冷。此时,利用目标吐出温度和当前吐出温度的差异且通过过热度控制来控制室内机膨胀阀22的开度。
288.此时,周期性地判断是否从热水供应单元30和室外机10吐出二相制冷剂,从而据此控制各个膨胀阀33、17(步骤s230)。
289.对于其的说明可以用前述的内容来代替。
290.在如图2所示的本发明一实施例的混合多联空调系统或如图9所示的本发明另一实施例的混合多联空调系统中,可以根据各个温度传感器值周期性地判断二相制冷剂的吐出与否。
291.就热水供应膨胀阀33和室外机膨胀阀17而言,当判断为从各个膨胀阀吐出二相制冷剂时,通过增大相应的膨胀阀33、17的开度来缓解二相制冷剂的进入,直到二相制冷剂不再进入室内机膨胀阀22。
292.具体而言,当从热水供应膨胀阀33吐出二相制冷剂时(步骤s240),增大热水供应膨胀阀33的开度,当不吐出二相制冷剂时,以最小程度减小热水供应膨胀阀33的开度来执行过冷却度控制(步骤s270)。
293.另一方面,当从室外机膨胀阀17吐出二相制冷剂时(步骤s250),增大室外机膨胀阀17的开度(步骤s280),当不吐出二相制冷剂时,以最小程度减小室外机膨胀阀17的开度
来执行过冷却度控制(步骤s290)。
294.另一方面,当水温达到希望水温时,判断为不需要热水供应运转,并进行制冷单独运转(步骤s300)。
295.具体而言,阻断热水供应阀15并且关闭热水供应膨胀阀33,从而阻断向热水供应单元30的制冷剂循环。
296.此时,为了防止频繁的阀15、33的打开/关闭,在制冷单独运转中,可以通过周期性地比较水温与希望水温和滞后温度之差(步骤s310),并仅在水温低于希望水温和滞后温度之差的情况下再次开始热水供应运转(步骤s320)。
297.此时,在向制冷和热水供应运转转换时,可以将热水供应膨胀阀33设定为作为初始开度值的100脉冲(pulse)程度,并且打开热水供应阀15来使制冷剂向热水供应单元30循环。
298.如上所述,通过在启动控制和正式控制中比较来自各个传感器的温度检测值和设定值,能够在偏向复数个冷凝器集中的液相制冷剂均匀分布的状态下进入到正式控制。
299.另外,在正式控制中,周期性地判断从各个冷凝器吐出二相制冷剂,并据此控制各个冷凝器的膨胀阀的开度,由此使二相制冷剂流入到蒸发器的情形最小化,从而能够有效地执行过冷却度控制。
300.利用如上所述的温度传感器的安装和阀控制,可以在多空调系统100中未配备额外的液压套件且未配备额外的贮液器的情况下引导制冷剂的均匀分布,因此能够防止瞬间停止或限制控制。
301.另外,由于未配备有额外的液压套件和贮液器,因此能够节省设备成本且实现安装空间的小型化。
302.另一方面,即使在制热和热水供应运转模式中,如上所述的混合多联空调系统100也可以实现从启动控制到正式控制的驱动。
303.图16是示出图2或图9的本发明的混合多联空调系统的热水供应和制热运转的启动控制时的阀控制的流程图,图17是示出图2或图9的本发明的混合多联空调系统的热水供应和制热运转的正式控制时的阀控制的流程图。
304.启动控制被定义为,用于确认用户的运转指令和当前状态,并在最佳的状态下进行作为正常的制冷剂的循环的正式控制的预处理阶段。
305.如图16所示,当由用户开启本发明的混合多联空调系统而接收到对于特定运转模式的选择信号时,开始启动控制(步骤s400)。
306.当启动控制开始时,控制部18确认由用户输入的运转模式(步骤s410)。
307.在所输入的运转模式为热水供应和制热运转模式的情况下,准备用于使热水供应热交换器32作为冷凝器、室内热交换器21作为冷凝器、室外热交换器11作为蒸发器运转的各个阀、传感器以及压缩机13的运转。
308.此时,在所输入的运转模式为热水供应单独运转、制热单独运转或制冷单独运转的情况下,可以不进入启动控制而直接进入到正式控制(步骤s490)。
309.在所输入的运转模式为热水供应和制热运转模式的情况下(步骤s420),控制部18从复数个温度传感器接收各个温度检测信息(步骤s430)。
310.首先,控制部18从热水供应单元的水箱31内部读取水箱31内部的水温,并读取作
为设定信息输入的希望水温和滞后温度。
311.在希望水温与滞后温度之差的大小小于当前水温的情况下,由于无需对热水供应单元30施加热量,控制部18取消热水供应模式而变更为制热单独运转(步骤s440)。
312.如上所述的变更为制热单独运转的操作可以通过阻断热水供应阀15且打开室外机阀16来使来自压缩机13的制冷剂仅向室外热交换器11流动,关闭热水供应膨胀阀33且完全打开室外机膨胀阀17来实现。
313.此时,室内膨胀阀22可以与已有的制热单独运转时的启动开度相同地打开,作为一例可以打开为110脉冲程度,但不限于此。
314.此时,滞后温度是盘绕水箱31的热水供应热交换器32的盘管的滞后温度值,作为一例可以满足5度,但是不限于此。
315.另一方面,在当前水温低于希望水温与滞后温度之差的大小的情况下,认知到用于将热水供应单元30作为冷凝器运转的热水供应运转的必要性,从而使热水供应单元30的热交换器32作为冷凝器运转。
316.此时,控制部18根据当前水温和室内温度来分配制冷剂(步骤s450)。
317.具体而言,在当前水温与室内温度之差小于基准温度tth的情况下,控制部18判断为制冷剂均匀地分配在热水供应单元30和室内机20,并从当前状态进入到正式控制。
318.另一方面,在当前水温和室内温度之差为基准温度tth以上的情况下,判断为制冷剂偏向一侧集中,并执行用于均匀分配制冷剂的运转。
319.具体而言,如图16所示,当比较水温和室外温度而水温低于室内温度时,判断为液相制冷剂偏向热水供应单元30侧集中(步骤s470)。
320.因此,以热水供应膨胀阀33为主以最大值打开,以室内机膨胀阀22为辅打开,由此大量地排出偏向水箱31侧集中的液相制冷剂,从而回收积蓄的液相制冷剂且使水温快速上升(步骤s470)。
321.相反地,在室内温度低于水温的情况下,以室内机膨胀阀22为主以最大值打开,并且以辅值较小地打开热水供应膨胀阀33,由此排出室内机侧积蓄的液相制冷剂,从而使制冷剂均匀地分散(步骤s480)。
322.在如上所述的液相制冷剂的分配时,控制为将热水供应阀15和室外机阀16均开放,以使来自压缩机13的制冷剂在整个单元循环。
323.作为如上所述的主膨胀阀和辅膨胀阀的控制反复进行,其直到水温和室内温度之差小于基准温度tth为止连续进行,当水温和室内温度之差小于基准温度tth时,启动控制结束并进入到正式控制。
324.参照图17,当在制热和热水供应运转中进入到正式控制时(步骤s500),控制部18从复数个传感器周期性地读取检测信号(步骤s510)。
325.在水温低于希望水温的情况下(步骤s520),判断为制热和热水供应运转,从而使热水供应单元30和室内机20均作为冷凝器运转。
326.即,通过使热水供应单元30运转来使水温上升到希望水温且通过将室外机10作为蒸发器驱动来对室内进行制热。此时,利用目标吐出温度和当前吐出温度的差异且通过过热度控制来控制室外机膨胀阀17的开度。
327.此时,周期性地判断是否从热水供应单元30和室内机20吐出二相制冷剂,从而据
此控制各个阀(步骤s530)。
328.对于其的说明可以用前述的说明来代替。
329.在如图2的本发明一实施例的混合多联空调系统或如图9的本发明另一实施例的混合多联空调系统中,可以根据各个温度传感器值周期性地判断二相制冷剂的吐出与否。
330.就热水供应膨胀阀33和室内机膨胀阀22而言,当判断为从各个膨胀阀吐出二相制冷剂时,通过增大相应的膨胀阀的开度来缓解二相制冷剂的进入,直到二相制冷剂不再进入室外机膨胀阀17。
331.具体而言,当从热水供应膨胀阀33吐出二相制冷剂时(步骤s540),增大热水供应膨胀阀33的开度(步骤s560),当不吐出二相制冷剂时,以最小程度减小热水供应膨胀阀33的开度来执行过冷却度控制(步骤s570)。
332.另一方面,当从室内机膨胀阀22吐出二相制冷剂时(步骤s550),增大室内机膨胀阀22的开度(步骤s580),当不吐出二相制冷剂时,以最小程度减小室内机膨胀阀22的开度来执行过冷却度控制(步骤s590)。另一方面,当水温达到希望水温时,判断为不需要热水供应运转,并进行制热单独运转(步骤s600)。
333.具体而言,阻断热水供应阀15并且关闭热水供应膨胀阀33,从而阻断向热水供应单元的制冷剂循环。
334.此时,为了防止频繁的阀的打开/关闭,在制冷单独运转中,可以通过周期性地比较水温与希望水温和滞后温度之差,并仅在水温低于希望水温和滞后温度之差的情况下再次开始热水供应运转(步骤s610)。
335.此时,在向制热和热水供应运转转换时,可以将热水供应膨胀阀33设定为作为初始开度值的100脉冲程度,并且打开热水供应阀15来使制冷剂向热水供应单元30循环(步骤s620)。
336.如上所述,通过在启动控制和正式控制中比较来自各个传感器的温度检测值和设定值,能够在偏向复数个冷凝器集中的液相制冷剂均匀分布的状态下进入到正式控制。
337.另外,在正式控制中,周期性地判断从各个冷凝器吐出二相制冷剂,并据此控制各个冷凝器的膨胀阀的开度,由此使二相制冷剂注入到蒸发器的情形最小化,从而能够有效地执行过冷却度控制。
338.利用如上所述的温度传感器的安装和阀控制,可以在多空调系统中未配备额外的液压套件且未配备贮液器的情况下引导制冷剂的均匀分布,因此能够防止瞬间停止或限制控制。
339.另外,由于未配备有额外的液压套件和贮液器,因此能够节省设备成本且实现安装空间的小型化。
340.以上对本发明的优选实施例进行了图示和说明,但是本发明并不限定于以上所述的特定的实施例,在不背离权利要求书中主张的本发明的主旨的范围内,本领域的一般技术人员显然能够对其进行多种变形实施,这样的变形实施不应脱离本发明的技术思想或前景而单独地加以理解。
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