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水冷式空調(diào)和用于控制所述水冷式空調(diào)的方法

文檔序號(hào):4799711閱讀:221來源:國知局
專利名稱:水冷式空調(diào)和用于控制所述水冷式空調(diào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種水冷式空調(diào)和用于控制所述水冷式空調(diào)的方法,更具 體而言,本發(fā)明涉及一種水冷式空調(diào)和用于控制所述水冷式空調(diào)的方法,其中即使非常寒冷的地區(qū),加熱水或熱生活用水(hot sanitary water)的溫度也會(huì)升高。
背景技術(shù)
通常,水冷式空調(diào)是執(zhí)行供給到代替鼓風(fēng)扇安裝在冷凝器中的供水管 的水和沿制冷劑管流動(dòng)的制冷劑之間的熱交換的裝置。韓國專利公開文件 第10-2005-0046844號(hào)披露了一種水冷式空調(diào),其中從存儲(chǔ)箱中流出來的水 進(jìn)入水冷式冷凝器,通過冷卻水循環(huán)部分,以便與沿冷卻水循環(huán)部分流動(dòng) 的制冷劑進(jìn)行熱交換,并然后返回到存儲(chǔ)箱內(nèi)部。另外,還研制了具有改善了上述專利中公開的水冷式空調(diào)的結(jié)構(gòu)的另 一水冷式空調(diào)。以加熱房間為主要目的安裝這種水冷式空調(diào),并且使用通 過水冷式冷凝器與制冷劑進(jìn)行熱交換而加熱的水作為加熱水或熱生活用 水。即,改善的水冷式空調(diào)包括壓縮機(jī)、水冷式冷凝器、蒸發(fā)器和如以上 專利中所公開安裝在室外單元中的膨脹裝置、以及安裝在室內(nèi)空間的地板 或墻壁上的加熱管。然后,通過水冷式冷凝器加熱的水沿加熱管流動(dòng),因 此加熱室內(nèi)空間。然而,上述傳統(tǒng)的水冷式空調(diào)的缺點(diǎn)在于,當(dāng)室外空氣溫度較低時(shí), 加熱容量下降,并且限制了熱生活用水的溫度的升高。當(dāng)室外空氣溫度較 低時(shí),沿安裝在室外單元中的制冷劑管流動(dòng)的制冷劑的密度降低,并且制 冷劑流中的制冷劑的質(zhì)量降低。因此,水冷式空調(diào)具有降低的熱交換容量, 并因此減少加熱容量或熱生活用水不能升高到高溫。這里,提出了一種用于在壓縮機(jī)的出口側(cè)增加壓力以便使加熱水的溫 度或熱生活用水的溫度升高的方法。當(dāng)壓縮機(jī)出口側(cè)的壓力增加時(shí),壓縮機(jī)的壓縮比過度增加,并因此壓縮機(jī)過載且具有縮短的使用壽命。當(dāng)室外 空氣溫度低時(shí),蒸發(fā)器中的液相制冷劑不能被充分蒸發(fā),并因此使壓縮 機(jī)入口側(cè)的壓力變得相對(duì)低。另一方面,當(dāng)壓縮機(jī)出口的壓力增加以便升 高加熱水或熱生活用水的溫度時(shí),壓縮比反常地增加并接著使壓縮機(jī)過 載。因此,用于增加壓縮機(jī)的壓縮容量以便解決上述問題的方法不實(shí)用。發(fā)明內(nèi)容因此,本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種水冷式空調(diào)及用于控制所述水冷 式空調(diào)的方法,其中即使當(dāng)室外氣溫較低時(shí),加熱水或熱生活用水的溫度 也可升高。根據(jù)一個(gè)方面,本發(fā)明提供一種用于控制水冷式空調(diào)的方法,包括步 驟判定用于實(shí)現(xiàn)水和制冷劑之間的熱交換、通過冷凝器供給到加熱系統(tǒng) 或熱生活用水供給系統(tǒng)的水的溫度是否低于基準(zhǔn)溫度;以及當(dāng)判定水的溫 度低于基準(zhǔn)溫度時(shí),將通過冷凝器冷凝的一部分制冷劑轉(zhuǎn)換成氣相,并在 沒有通過蒸發(fā)器的情況下,將所述氣相制冷劑發(fā)送到壓縮機(jī)。通過調(diào)節(jié)安裝在所述冷凝器和所述蒸發(fā)器之間的電動(dòng)膨脹閥的打開 程度可以使通過冷凝器冷凝的所述一部分制冷劑轉(zhuǎn)換成氣相制冷劑。氣相制冷劑可以通過打開安裝在連接氣-液分離器和壓縮機(jī)的噴射管 中的噴射閥、被發(fā)送到壓縮機(jī),所述氣-液分離器安裝在電動(dòng)膨脹閥與蒸 發(fā)器之間。根據(jù)另一方面,本發(fā)明提供了一種水冷式空調(diào),包括壓縮機(jī),所述 壓縮機(jī)用于壓縮通過與室外空氣在蒸發(fā)器中進(jìn)行熱交換而蒸發(fā)的制冷劑; 冷凝器,所述冷凝器用于通過與水進(jìn)行熱交換使從壓縮機(jī)排出的制冷劑冷 凝成液相;加熱或熱生活用水供給系統(tǒng),所述加熱或熱生活用水供給系統(tǒng) 利用通過冷凝器加熱的水;第二電動(dòng)膨脹閥,所述第二電動(dòng)膨脹閥用于使 從冷凝器排出的液相制冷劑轉(zhuǎn)換成氣-液混合相制冷劑;氣-液分離器,所 述氣-液分離器用于使氣-液混合相制冷劑分離成氣相制冷劑和液相制冷 劑;第一電動(dòng)膨脹閥,所述第一電動(dòng)膨脹閥用于通過減壓使從所述氣-液 分離器排出的液相制冷劑膨脹并將所述制冷劑發(fā)送到蒸發(fā)器;以及噴射 閥,所述噴射閥安裝在噴射管中,所述噴射管用于將從氣-液分離器排出的氣相制冷劑發(fā)送到壓縮機(jī)。噴射管可以連接到所述壓縮機(jī)的壓縮室或壓縮機(jī)的吸入管。 所述水冷式空調(diào)可以進(jìn)一步包括水溫傳感器,所述水溫傳感器用于測(cè)量通過冷凝器供給到所述加熱或熱生活用水供給系統(tǒng)的水的溫度;以及微型計(jì)算機(jī),所述微型計(jì)算機(jī)用于當(dāng)通過水溫傳感器測(cè)量的水溫低于基準(zhǔn) 溫度時(shí)打開噴射閥,以便將氣相制冷劑發(fā)送到壓縮機(jī)。冷凝器和蒸發(fā)器可以安裝在室外單元中,并且所述加熱系統(tǒng)可以安裝 在室內(nèi)空間中。


將從以下的實(shí)施例的說明中,參照附圖使本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)變得更顯而易見并更易于理解,其中圖l是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的水冷式空調(diào)中的制冷劑流和熱水流 的示意圖;圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的水冷式空調(diào)的方塊圖;以及 圖3是說明用于控制根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的水冷式空調(diào)的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施例,本發(fā)明的實(shí)例在附圖中說明,其中 全文相同的參考符號(hào)表示相同的元件。以下將通過參照附圖描述實(shí)施例以 說明本發(fā)明。如圖1所示,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的水冷式空調(diào)包括室外單元IO、加 熱系統(tǒng)34和熱生活用水供給系統(tǒng)37、以及用于將室外單元10連接到加熱系 統(tǒng)34和熱生活用水供給系統(tǒng)37的供給管32和排出管31。將加熱系統(tǒng)34和熱生活用水供給系統(tǒng)37的水抽吸到室外單元10的循 環(huán)泵41安裝在供給管32中,并且測(cè)量從室外單元10流到加熱系統(tǒng)34和熱生 活用水供給系統(tǒng)37的水的溫度的水溫傳感器33安裝在排出管31中。室外單元10包括壓縮氣相制冷劑的壓縮機(jī)ll;冷凝器12,冷凝器12 實(shí)現(xiàn)從壓縮機(jī)11發(fā)送的氣相制冷劑與從加熱系統(tǒng)34和熱生活用水供給系統(tǒng)37流出的水之間的熱交換,以便使制冷劑從氣相轉(zhuǎn)換成液相;和使液相 制冷劑轉(zhuǎn)換成氣-液混合相制冷劑的第二電動(dòng)膨脹閥22。室外單元10進(jìn)一步包括氣-液分離器13,氣-液分離器13使通過第二 電動(dòng)閥22獲得的氣-液混合相制冷劑分離成氣相制冷劑和液相制冷劑;第 一電動(dòng)膨脹閥14,第一電動(dòng)膨脹閥14通過減壓使從氣-液分離器13排出的 液相制冷劑膨脹;蒸發(fā)器15,蒸發(fā)器15實(shí)現(xiàn)從第一電動(dòng)膨脹閥14發(fā)送的液 相制冷劑和室外空氣之間的熱交換,以便將液相制冷劑轉(zhuǎn)換成氣相制冷 劑;以及將空氣吹送到蒸發(fā)器15的蒸發(fā)器風(fēng)扇16。使氣相制冷劑從氣-液分離器13供給到壓縮機(jī)ll的噴射管21連接在氣-液分離器13和壓縮機(jī)11之間,并且噴射閥20安裝在噴射管21中。噴射管21 連接到壓縮機(jī)ll的壓縮室(未顯示)或壓縮機(jī)ll的吸入管。通過噴射管21 從氣-液分離器13流到壓縮機(jī)ll的制冷劑具有比從蒸發(fā)器15吸入到壓縮機(jī) ll的制冷劑的壓力高的壓力,并因此具有比從蒸發(fā)器15吸入到壓縮機(jī)11的 制冷劑的質(zhì)量更大的質(zhì)量。加熱系統(tǒng)34包括構(gòu)造在室內(nèi)空間的地板或墻壁上的加熱管35、和用于 使水可以從冷凝器12流到加熱管35或阻擋水的加熱閥36。熱生活用水供給 系統(tǒng)37包括用于存儲(chǔ)水的熱生活用水供給桶38、和用于使水流至熱生活用 水供給桶38或阻擋水的熱生活用水供給閥39。熱生活用水供給桶38連接到 排出管31和供給管32。因此,通過冷凝器12的水經(jīng)由排出管31供給到熱生 活用水供給桶38,而存儲(chǔ)在熱生活用水供給桶38中的水通過供給管32流至 冷凝器12。熱生活用水供給桶38可以不直接連接到排出管31和供給管32, 而使熱生活用水沿其流動(dòng)的管子可安裝在熱生活用水供給桶38中,以便加 熱熱生活用水供給桶38中的水。除圖l示出的部件外,如圖2所示,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的水冷式空調(diào) 可進(jìn)一步包括具有用于使用戶可以輸入加熱指令的加熱按鈕(未顯示) 的輸入單元43;用于設(shè)定加熱溫度的加熱溫度刻度盤(未顯示);和用于 使用戶可以輸入熱生活用水供給指令的熱生活用水供給按鈕(未顯示); 用于測(cè)量室內(nèi)溫度的室內(nèi)溫度傳感器44;和用于控制諸如水冷式空調(diào)的第 二電動(dòng)膨脹閥22、噴射閥20等部件的操作的微型計(jì)算機(jī)42。以下,將參照?qǐng)D3說明一種用于控制根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的水冷式空調(diào)的方法。當(dāng)室外空氣溫度降低并因此需要加熱室內(nèi)空間時(shí),用戶通過按輸入單元43的加熱按鈕輸入加熱指令并通過轉(zhuǎn)動(dòng)加熱溫度刻度表設(shè)定目標(biāo)溫度。 另外,當(dāng)需要熱生活用水的供給時(shí),用戶通過按輸入單元43的熱生活用水 供給按鈕輸入熱生活用水供給指令(S50)。當(dāng)輸入加熱或熱生活用水供給指令時(shí),微型計(jì)算機(jī)42打開加熱閥36或 熱生活用水供給閥39(S52)。然后,微型計(jì)算機(jī)42操作壓縮機(jī)11和循環(huán)泵 41 (S54)。這里,微型計(jì)算機(jī)42使第二電動(dòng)膨脹閥22完全打開以便不影響 制冷劑的狀態(tài),以及關(guān)閉噴射閥20以防止氣相制冷劑從氣-液分離器13被 發(fā)送到壓縮機(jī)ll。當(dāng)壓縮機(jī)ll操作時(shí),從壓縮機(jī)11排出的制冷劑與冷凝器12中的水進(jìn)行 熱交換,因此被冷凝成液相。然后,液相制冷劑通過在第一電動(dòng)膨脹閥14 中減壓而膨脹,并被發(fā)送到蒸發(fā)器15。隨后,制冷劑在蒸發(fā)器15中與室外 空氣進(jìn)行熱交換,因此轉(zhuǎn)換為氣相。當(dāng)循環(huán)泵41在加熱閥36或熱生活用水供給閥39打開的情況下操作時(shí), 加熱管35或熱生活用水供給桶38中的水通過供給管32、冷凝器12和排出管 31,并循環(huán)到加熱管35或水供給桶38。由此,流動(dòng)到加熱管35或熱生活用 水供給桶38的水的溫度逐漸升高。當(dāng)操作壓縮機(jī)ll時(shí),微型計(jì)算機(jī)42判定是否滿足加熱負(fù)載或熱生活用 水供給負(fù)載(S56)。當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到用戶設(shè)定的目標(biāo)溫度時(shí),微型計(jì)算機(jī) 42判定滿足加熱負(fù)載。因此,微型計(jì)算機(jī)42比較通過室內(nèi)溫度傳感器44 感應(yīng)的室內(nèi)溫度和目標(biāo)溫度,并從比較的結(jié)果判定是否滿足加熱負(fù)載。另 外,當(dāng)用戶通過再次按熱生活用水供給按鈕撤銷熱生活用水供給指令時(shí), 微型計(jì)算機(jī)42判定滿足熱生活用水供給負(fù)載。當(dāng)滿足加熱負(fù)載或熱生活用水供給負(fù)載時(shí),終止該方法的循環(huán)。另一 方面,當(dāng)沒有滿足加熱負(fù)載或熱生活用水供給負(fù)載時(shí),微型計(jì)算機(jī)42判定 通過水溫傳感器33感應(yīng)的水溫(即,從冷凝器12流到加熱管35或熱生活用 水供水桶38的水的溫度)是否低于基準(zhǔn)溫度(S58)。這里,基準(zhǔn)溫度是可 以正常執(zhí)行加熱和熱生活用水供給的最低溫度(例如,65'C的溫度),并 且優(yōu)選是通過水冷式空調(diào)制造商執(zhí)行的各種試驗(yàn)來設(shè)定適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)溫度。作為判定的結(jié)果,當(dāng)流到加熱管35或熱生活用水供水桶38的水的溫度 不低于基準(zhǔn)溫度時(shí),微型計(jì)算機(jī)42判定可以正常執(zhí)行加熱或熱生活用水供 給操作,并因此循環(huán)返回步驟S56。另一方面,當(dāng)流動(dòng)到加熱管35或熱生 活用水供水桶38的水的溫度低于基準(zhǔn)溫度時(shí),微型計(jì)算機(jī)42判定不能正常 執(zhí)行加熱或熱生活用水供給操作,因此降低第二電動(dòng)膨脹閥22的打開程度 并打開噴射閥20 (S60)。盡管壓縮機(jī)11正常操作以將氣相制冷劑發(fā)送到冷凝器12,但是與冷凝 器12中的制冷劑進(jìn)行熱交換并流到加熱管35或熱生活用水供給桶38的水 的溫度也無法達(dá)到基準(zhǔn)溫度的原因在于,過低的室外空氣溫度減少了制冷 劑流中的制冷劑的質(zhì)量,并因此減少在冷凝器12中流動(dòng)的制冷劑的量,使 得降低了冷凝器12的熱交換容量。當(dāng)減小第二電動(dòng)膨脹閥22的打開程度時(shí),從冷凝器12排出的液相制冷 劑的一部分被轉(zhuǎn)換成氣相,然后氣-液混合相制冷劑流到氣-液分離器13中。 這里,第二電動(dòng)膨脹閥22的打開程度可以根據(jù)室外空氣溫度設(shè)定成不同 值,或設(shè)定成特定值(例如,40%),并優(yōu)選通過水冷式空調(diào)制造商執(zhí)行 的適當(dāng)試驗(yàn)設(shè)定第二電動(dòng)膨脹閥22的打開程度。氣-液分離器13將氣-液混合相制冷劑分離成氣相和液相。然后,液相 制冷劑通過在第一電動(dòng)膨脹閥14中減壓而膨脹,并被發(fā)送到蒸發(fā)器15。另 外,氣相制冷劑通過噴射管21,并發(fā)送到壓縮室或壓縮機(jī)ll的吸入管。從 氣-液分離器13直接發(fā)送到壓縮機(jī)ll的氣相制冷劑具有比從蒸發(fā)器15發(fā)送 到壓縮機(jī)ll的氣相制冷劑的壓力更高的壓力,并因此具有比從蒸發(fā)器15發(fā) 送到壓縮機(jī)ll的氣相制冷劑的質(zhì)量更大的質(zhì)量。因此,從壓縮機(jī)11發(fā)送到冷凝器12的制冷劑的量增加,并且當(dāng)噴射閥 20打開時(shí)的冷凝器12的熱交換容量高于噴射閥20關(guān)閉時(shí)的冷凝器12的熱 交換容量。因此,從冷凝器12流到加熱管35或熱生活用水供給桶38的水的 溫度進(jìn)一步升高。在噴射管21沒有連接到壓縮機(jī)11的壓縮室而是連接到壓縮機(jī)11的吸 入管的情況下,與傳統(tǒng)水冷式空調(diào)相比,增加了壓縮機(jī)ll入口側(cè)的壓力。 然后,盡管增加壓縮機(jī)11出口側(cè)的壓力以便使流到加熱管35或熱生活用水 供給桶38的水的溫度增高,然而與傳統(tǒng)的水冷式空調(diào)相比,壓縮機(jī)ll卻可以以低壓縮比進(jìn)行操作,因此不會(huì)縮短壓縮機(jī)ll的使用壽命。因此,可以 采用一種用于在室外空氣溫度較低時(shí)增加壓縮機(jī)ll的出口側(cè)壓力以便使流到加熱管35或熱生活用水供給桶38的水的溫度升高的方法。從上述說明明顯看出,本發(fā)明提供一種水冷式空調(diào)及其控制方法,其 中即使在非常寒冷的區(qū)域也可以正常實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空間的加熱或熱生活用水 的供給。另外,在本發(fā)明的水冷式空調(diào)及用于控制所述空調(diào)的方法中,即使當(dāng) 室外空氣溫度較低時(shí),壓縮機(jī)在正常實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空間的加熱或熱生活用水的 供給的同時(shí)也不會(huì)過載。盡管已經(jīng)示出并說了本發(fā)明的實(shí)施例,然而本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn) 識(shí)到的是,在不背離本發(fā)明的原理和精神的前提下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行 變更,本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等效形式所限定。
權(quán)利要求
1.一種用于控制水冷式空調(diào)的方法,包括步驟判定用于實(shí)現(xiàn)水和制冷劑之間的熱交換、通過冷凝器供給到加熱系統(tǒng)或熱生活用水供給系統(tǒng)的水的溫度是否低于基準(zhǔn)溫度;以及當(dāng)判定所述水的溫度低于所述基準(zhǔn)溫度時(shí),將通過所述冷凝器冷凝的一部分制冷劑轉(zhuǎn)換成氣相,并在沒有通過蒸發(fā)器的情況下,將所述氣相制冷劑發(fā)送到壓縮機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法,其中通過調(diào)節(jié)安裝在所述冷凝器和所述蒸發(fā)器之間的電動(dòng)膨脹閥的打開程度使通過所述冷凝器冷凝的所述一 部分制冷劑轉(zhuǎn)換成氣相。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中所述氣相制冷劑通過打開安裝在 連接氣-液分離器和所述壓縮機(jī)的噴射管中的噴射閥、被發(fā)送到所述壓縮 機(jī),所述氣-液分離器安裝在所述電動(dòng)膨脹閥與所述蒸發(fā)器之間。
4. 一種水冷式空調(diào),包括壓縮機(jī),所述壓縮機(jī)用于壓縮通過與室外空氣在蒸發(fā)器中進(jìn)行熱交換而蒸發(fā)的制冷劑;冷凝器,所述冷凝器用于通過與水進(jìn)行熱交換使從所述壓縮機(jī)排出的 制冷劑冷凝成液相;加熱或熱生活用水供給系統(tǒng),所述加熱或熱生活用水供給系統(tǒng)利用通 過所述冷凝器被加熱的水;第二電動(dòng)膨脹闊,所述第二電動(dòng)膨脹閥用于使從所述冷凝器排出的液 相制冷劑轉(zhuǎn)換成氣-液混合相制冷劑;氣-液分離器,所述氣-液分離器用于使氣-液混合相制冷劑分離成氣相 制冷劑和液相制冷劑;第一電動(dòng)膨脹閥,所述第一電動(dòng)膨脹閥用于通過減壓使從所述氣-液 分離器排出的液相制冷劑膨脹并將所述制冷劑發(fā)送到所述蒸發(fā)器;以及噴射閥,所述噴射閥安裝在噴射管中,所述噴射管用于將從所述氣-液分離器排出的氣相制冷劑發(fā)送到所述壓縮機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的水冷式空調(diào),其中所述噴射管連接到所述壓縮機(jī)的壓縮室或所述壓縮機(jī)的吸入管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的水冷式空調(diào),進(jìn)一步包括水溫傳感器,所述水溫傳感器用于測(cè)量通過所述冷凝器供給到所述加 熱或熱生活用水供給系統(tǒng)的水的溫度;以及微型計(jì)算機(jī),所述微型計(jì)算機(jī)用于當(dāng)通過所述水溫傳感器測(cè)量的水溫 低于基準(zhǔn)溫度時(shí)打開所述噴射閥,以便將氣相制冷劑發(fā)送到所述壓縮機(jī)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的水冷式空調(diào),其中所述冷凝器和所述蒸發(fā)器 安裝在室外單元中,并且所述加熱系統(tǒng)安裝在室內(nèi)空間中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水冷式空調(diào)和用于控制所述水冷式空調(diào)的方法。該方法包括步驟判定用于實(shí)現(xiàn)水和制冷劑之間的熱交換、通過冷凝器供給到加熱系統(tǒng)或熱生活用水供給系統(tǒng)的水的溫度是否低于基準(zhǔn)溫度;以及當(dāng)判定水的溫度低于基準(zhǔn)溫度時(shí),將通過冷凝器冷凝的一部分制冷劑轉(zhuǎn)換成氣相,并在沒有通過蒸發(fā)器的情況下,將氣相制冷劑發(fā)送到壓縮機(jī)。
文檔編號(hào)F25B41/00GK101251288SQ20071016946
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月24日
發(fā)明者鄭東云, 鄭圭夏 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社
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