CN102840726B - 热泵及用于控制热泵的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热泵及用于控制热泵的方法。所述热泵包括室外单元、室内单元和水力单元,所述室外单元包括压缩机和第一换热器,所述室内单元包括第二换热器和膨胀阀,以执行气流冷却操作和气流加热操作,所述水力单元连接在压缩机、第一换热器和膨胀阀之间,以根据冷水操作和热水操作改变制冷剂的流动方向。在控制方法中,确定是否同时选择了热水操作和气流加热操作。当同时选择了热水操作和气流加热操作时,调节包括在水力单元中的阀的开度,以调节从压缩机分别供应到水力单元和室内单元的制冷剂的量。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及一种热泵及用于控制热泵的方法。
背景技术
热泵被用作利用制冷剂的蒸发热将低温热传递到高温侧的冷却设备或者利用制冷剂的冷凝热将高温热传递到低温侧的加热设备。这样的热泵根据其驱动机构被分类成电热泵(EHP)和燃气热泵(GHP),或者根据其热源类型被分类成水源热泵(废水源热泵)和地源热泵(GSHP)。另外,热泵根据其供热类型被分类成热空气热泵、冷空气热泵、热水热泵和冷水热泵,或者根据其用途被分类成加热热泵、冷却热泵、除湿热泵和冷却/加热热泵。
这样的热泵包括第一换热器、第二换热器、压缩机、四通阀、膨胀阀、室外风扇和室内风扇。当热泵在加热模式下操作时,从压缩机出来的高温高压制冷剂被供应到第二换热器,第二换热器进而将制冷剂的高温热排放到其外部,所述外部处于低温。因此,执行加热。另一方面,当热泵在冷却模式下操作时,利用根据制冷剂通过汽化和液化的相转变而产生的制冷剂的蒸发潜热将热从低温侧传递到高温侧。因此,执行冷却。
上述热泵被构造成通过利用风扇围绕换热器执行热交换的气流(即,以气流的方式)吸收或排放热。
然而,这样的热泵对一般用途的适用性会降低,这是因为这样的热泵不具有热水供应功能(即使这样的热泵具有房间冷却或加热功能)。为此,已经开发了能够供应热水的热泵。
能够供应热水的热泵可通过水-制冷剂换热器产生热水,以向外部供应产生的热水,或者使用热水作为加热水。
当热水用作加热水时,热水被供应到各种加热设备(诸如,地板加热器、风机盘管(fancoil)和辐射器),以对期望的区域进行加热。
即,上述热泵不仅通过使室内空气温度降低或升高来执行气流冷却或加热,而且还利用通过使水温降低或升高而产生的冷水或热水执行冷却或加热。
然而,当热泵利用气流室内系统执行气流加热时,会出现室内空气分层现象。因此,用户可能会由于在加热操作期间产生的热空气而感觉不适,并且用户可能会在加热操作停止之后过早地感到寒冷。
即,这样的热泵会存在显热效率低的问题。
当热泵利用热水执行辐射加热(诸如,地板加热)时,热泵在显热方面表现出优良的效果,这是因为热泵按照与锅炉相同的方式执行辐射加热。然而,在这种情况下,可能会存在这样的问题:在实现地板加热之前要花费大量的时间。
发明内容
因此,本公开的一方面在于提供一种热泵及其控制方法,其能够通过执行通过空气热交换的气流冷却/加热操作、通过水热交换的冷水/热水操作以及混合操作(气流冷却/加热操作以及冷水/热水操作)中的一种来同时实现气流加热和辐射加热或者同时实现气流冷却和热水供应。
本公开的另一方面在于提供一种热泵及其控制方法,其能够同时实现气流加热和冷水操作或者同时实现气流冷却和冷水供应。
本公开的另一方面在于提供一种热泵及其控制方法,其能够通过控制设置在水力单元上的流量控制阀的开度而以最大容量或更小的容量实现气流加热和冷水操作。
本公开的另一方面在于提供一种热泵及其控制方法,其能够通过控制设置在室外单元上的流量控制阀的开度而在气流加热和热水操作期间保持期望的热水温度。
本公开的另一方面在于提供一种热泵及其控制方法,其能够通过控制设置在室外单元上的膨胀阀的开度而在气流加热和冷水操作期间控制过热。
本公开的另一方面在于提供一种热泵及其控制方法,其能够通过控制设置在水力单元上的膨胀阀的开度而以最大容量或更小的容量实现气流冷却和冷水操作。
本公开的其他方面将在下面的描述中进行部分阐述,部分将通过描述而清楚,或者可通过实施本公开而了解。
根据本公开的一方面,提供一种用于控制热泵的方法,所述热泵包括室外单元、室内单元和水力单元,所述室外单元包括压缩机和第一换热器,所述室内单元包括第二换热器和膨胀阀,以执行气流冷却操作和气流加热操作,所述水力单元连接在压缩机、第一换热器和膨胀阀之间,以根据冷水操作和热水操作改变制冷剂的流动方向,所述方法包括下述步骤:确定是否同时选择了热水操作和气流加热操作;当同时选择了热水操作和气流加热操作时,调节包括在水力单元中的阀的开度,以调节从压缩机被分别供应到水力单元和室内单元的制冷剂的量。
调节包括在水力单元中的阀的开度的步骤可包括:识别室内单元的容量;选择所述阀的开度,使得选择的开度与识别的室内单元的容量相对应;调节所述阀的开度,使得调节后的开度与选择的开度相对应。
所述方法还可包括下述步骤:检测室外温度;基于检测到的室外温度对选择的开度进行补偿。
所述方法还可包括下述步骤:检测室内温度;识别室内单元的目标温度;计算室内温度和目标温度之间的温度差异;基于计算出的温度差异对室内单元的容量进行补偿。
调节包括在水力单元中的阀的开度的步骤可包括:减小所述阀的开度,以使室内单元的容量更高。
所述方法还可包括下述步骤:确定是否满足通过室内单元排放冷空气的冷空气排放条件;当满足冷空气排放条件时,调节所述阀的开度,使得调节后的开度对应于最小开度。
确定是否满足冷空气排放条件的步骤可包括:检测室外单元的高压部分的压力;当检测到的压力低于预定高压时,确定满足冷空气排放条件。
确定是否满足冷空气排放条件的步骤可包括:检测从水力单元排放的水的温度;当排放水温度低于预定温度时,确定满足冷空气排放条件。
所述方法还可包括下述步骤:当确定仅选择了热水操作时,调节包括在水力单元中的阀的开度,使得调节后的开度对应于最大开度,以使制冷剂不供应到室内单元。
所述方法还可包括下述步骤:确定是否同时选择了气流冷却操作和冷水操作;当同时选择了气流冷却操作和冷水操作时,调节包括在水力单元中的阀的开度,以控制压缩机的入口侧的低压。
所述方法还可包括下述步骤:当选择了热水操作时,打开设置在压缩机的出口侧和水力单元之间的第一电磁阀;当选择了冷水操作时,打开设置在压缩机的入口侧和水力单元之间的第二电磁阀;当选择了气流冷却操作和气流加热操作中的一种操作时,打开设置在压缩机和室内单元之间的第三电磁阀。
所述方法还可包括下述步骤:当同时选择了热水操作和气流加热操作时,控制包括在室外单元中的阀,以使供应到第一换热器的制冷剂的压力降低。
根据本公开的另一方面,提供一种用于控制热泵的方法,所述热泵包括室外单元、室内单元和水力单元,所述室外单元包括压缩机和第一换热器,所述室内单元包括第二换热器和膨胀阀,以执行气流冷却操作和气流加热操作,所述水力单元连接在压缩机、第一换热器和膨胀阀之间,以根据冷水操作和热水操作改变制冷剂的流动方向,所述方法包括下述步骤:确定是否同时选择了热水操作和气流冷却操作;当同时选择了热水操作和气流冷却操作时,调节包括在室外单元中的阀的开度,以调节从室内单元被分别供应到水力单元和室外单元的第一换热器的制冷剂的量。
所述方法还可包括下述步骤:当确定仅选择了气流冷却操作时,调节包括在室外单元中的阀的开度,使得调节后的开度对应于最大开度,以使制冷剂不供应到水力单元。
调节包括在室外单元中的阀的开度的步骤可包括:检测被引入到水力单元中的水的温度;将检测到的引入水温度与预定的引入水温度进行比较,以计算比较的温度之间的温度差异;选择与该温度差异对应的开度;调节包括在室外单元中的阀的开度,使得调节后的开度对应于选择的开度。
调节包括在室外单元中的阀的开度的步骤可包括:检测从水力单元排放的水的温度;将检测到的排放水温度与预定的排放水温度进行比较,以计算比较的温度之间的温度差异;选择与该温度差异对应的开度;调节包括在室外单元中的阀的开度,使得调节后的开度对应于选择的开度。
调节包括在室外单元中的阀的开度的步骤可包括:当所述温度差异增加时,减小所述阀的开度。
调节包括在室外单元中的阀的开度的步骤可包括:确定从水力单元排放的热水是否满足排放温度低于参考温度的热水的热水排放条件;当满足热水排放条件时,调节所述阀的开度,使得调节后的开度对应于最小开度。
确定是否满足热水排放条件的步骤可包括:检测压缩机的出口侧的压力;当检测到的压力低于预定高压时,确定满足热水排放条件。
确定是否满足热水排放条件的步骤可包括:检测从水力单元排放的水的温度;当从水力单元排放的水的温度低于预定温度时,确定满足热水排放条件。
所述方法还可包括下述步骤:确定是否同时选择了气流加热操作和冷水操作;当确定同时选择了气流加热操作和冷水操作时,调节包括在室外单元中的阀的开度以及包括在水力单元中的阀的开度,以控制过热。
根据本公开的另一方面,提供一种热泵,所述热泵包括室外单元、室内单元和水力单元,所述室外单元包括压缩机和第一换热器,所述室内单元包括第二换热器和膨胀阀,以执行气流冷却操作和气流加热操作,所述水力单元包括连接到压缩机、第一换热器和膨胀阀的第三换热器,以执行冷水操作和热水操作,所述热泵还包括:第一流量控制阀,设置在室外单元上;第一制冷剂管,设置在第一流量控制阀和膨胀阀之间;第二制冷剂管,设置在压缩机和水力单元之间;第三制冷剂管,设置在第一制冷剂管和水力单元之间;第二流量控制阀,设置在第三制冷剂管上;控制单元,用于在同时选择了气流冷却操作和热水操作时调节第一流量控制阀的开度,并用于在同时选择了气流加热操作和热水操作时调节第二流量控制阀的开度。
所述热泵还可包括:第一电磁阀,设置在第二制冷剂管的位于压缩机的出口侧和水力单元之间的部分上,第一电磁阀仅在热水操作期间打开;第二电磁阀,设置在第二制冷剂管的位于压缩机的入口侧和水力单元之间的部分上,第二电磁阀仅在冷水操作期间打开;第三电磁阀,在室内单元和压缩机之间设置在第一制冷剂管上,第三电磁阀在仅执行冷水操作或热水操作时关闭。
室外单元还可包括第四电磁阀,所述第四电磁阀用于在气流冷却操作和/或冷水操作期间使制冷剂流旁路通过。
当同时选择了气流加热操作和冷水操作时,控制单元可关闭第四电磁阀,同时调节第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度。
当同时选择了气流冷却操作和冷水操作时,控制单元可基于压缩机的入口侧的压力调节第二流量控制阀的开度。
当压缩机的入口侧的压力低于预定低压时,控制单元可调节第二流量控制阀的开度,以控制过热,当压缩机的入口侧的压力不低于预定低压时,控制单元可关闭第二流量控制阀。
控制单元可识别室内单元的容量,选择与识别的容量对应的第二流量控制阀的开度,并可调节第二流量控制阀的开度,使得调节后的开度对应于选择的开度。
控制单元可对选择的第二流量控制阀的开度进行微调,以在气流加热操作期间保持预定的参考高温。
控制单元可计算水力单元中的水的温度和预定水温之间的温度差异,可选择与该温度差异对应的第一流量控制阀的开度,并可调节第一流量控制阀的开度,使得调节后的开度对应于选择的开度。
可对选择的第一流量控制阀的开度进行微调,从而在气流冷却操作期间保持预定的参考低压。
当仅选择热水操作时,控制单元可调节第二流量控制阀的开度,使得调节后的开度对应于最大开度,当仅选择气流冷却操作时,控制单元可调节第一流量控制阀的开度,使得调节后的开度对应于最大开度。
在气流加热操作期间,第一流量控制阀可使供应到第一换热器的制冷剂的压力降低。在冷水操作期间,第二流量控制阀可使供应到第三换热器的制冷剂的压力降低。在气流冷却操作期间,膨胀阀可使供应到第二换热器的制冷剂的压力降低。
根据本公开的一方面,由于通过单个控制单元控制气流冷却操作和气流加热操作以及冷水操作和热水操作,因此可提高热泵的实用性。
另外,由于室内单元和水力单元并联连接到单个室外单元,并且在必要时选择气流冷却操作和气流加热操作以及冷水操作和热水操作中的至少一种,因此热泵的通用性强。相应地,由于可根据用户的期望实现气流冷却和加热并使用冷水和热水,而不受季节的影响,因此非常方便。
此外,可通过利用气流执行气流冷却操作和气流加热操作而使室内空间中的空气条件快速改变。另外,由于在完成气流加热操作之后执行辐射加热操作,因此可消除由于热的室内空气而引起的用户不适。在夏天,可通过废热回收(通过在执行气流冷却的同时实现热水供应)实现能量效率的提高。
因此,可以以低成本获得与在用于气流冷却和加热的热泵和用于冷水操作和热水操作的热泵均被安装的情况下的效果相同的效果。
另外,由于控制冷却操作和加热操作以避免显热和显冷效率低,并且利用附加热源执行冷水操作和热水操作,因此可利用降低的安装成本和操作成本实现舒适的冷却和加热以及热水供应。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述,本公开的这些和/或其他方面将变得清楚和更加容易理解,在附图中:
图1是示出根据本公开的示例性实施例的热泵的构造的框图;
图2是示出根据本公开的示例性实施例的热泵的详细构造的线路图;
图3是示出根据本公开的示例性实施例的热泵的控制构造的框图;
图4是示出根据本公开的示例性实施例的热泵的控制操作的流程图;
图5是示出第二流量控制阀的开度基于室外温度的变化而变化的曲线图;
图6是示出根据本公开的示例性实施例的热泵的操作的流程图;
图7是示出根据本公开的另一实施例的热泵的构造的视图;
图8是示出在根据图7的实施例的热泵中的气流加热和热水操作期间产生的制冷剂流的视图;
图9A和图9B是示出根据本公开的另一实施例的图7的热泵中的气流加热和热水操作的控制操作的流程图;
图10是示出在根据图7的实施例的热泵中的气流冷却和热水操作期间产生的制冷剂流的视图;
图11A和图11B是示出根据本公开的另一实施例的图7的热泵中的气流冷却和热水操作的控制操作的流程图;
图12是示出在根据图7的实施例的热泵中的气流加热和冷水操作期间产生的制冷剂流的视图;
图13是示出在根据图7的实施例的热泵中的气流冷却和冷水操作期间产生的制冷剂流的视图;
图14是示出在根据图7的实施例的热泵中的热水操作期间产生的制冷剂流的视图;
图15是示出在根据图7的实施例的热泵中的冷水操作期间产生的制冷剂流的视图。
具体实施方式
以下,将参照附图描述本公开的实施例。
图1是示出根据示例性实施例的热泵的构造的框图。图2是示出根据示例性实施例的热泵的详细构造的线路图。热泵包括室外单元100、室内单元200、水力单元(hydrounit)300和控制单元400。
详细地讲,热泵包括:室外单元100,安装在室外;室内单元200,安装在室内空间,以执行冷却/加热操作,从而以气流的方式冷却/加热室内空气;水力单元300,执行冷水/热水操作,以产生冷水/热水,并利用热水以辐射的方式加热室内空间的地板;控制单元400,控制室外单元100、室内单元200和水力单元300的驱动。
热泵还包括:第一制冷剂管P1和P1’,安装在室外单元100和室内单元200之间,以允许制冷剂根据制冷循环通过第一制冷剂管P1和P1’循环;第二制冷剂管P2,安装在室外单元100和水力单元300之间,以允许制冷剂根据制冷循环通过第二制冷剂管P2循环;第三制冷剂管P3,安装在室内单元200和水力单元300之间,以允许制冷剂根据制冷循环通过第三制冷剂管P3循环。热泵还包括线缆C,以将室外单元100、室内单元200、水力单元300与控制单元400电连接,并将控制信号从控制单元400发送到室外单元100、室内单元200和水力单元300。
第三制冷剂管P3连接到第一制冷剂管P1’,第一制冷剂管P1’连接到包括在室外单元100中的第一流量控制阀150。因此,在热水操作期间,第三制冷剂管P3将从水力单元300排放的制冷剂引导到室外单元100,在冷水操作期间,第三制冷剂管P3将由室外单元100供应的制冷剂引导到储罐(accumulator)160。
更详细地讲,室外单元100经由第一制冷剂管P1和P1’连接到室内单元200,并经由第二制冷剂管P2连接到水力单元300,同时与控制单元400电连接,以分配并控制通过室内单元200和水力单元300循环的制冷剂流。
室外单元100包括:压缩机110,吸入低温低压制冷剂,将该制冷剂压缩成高温高压状态,并排放由此产生的制冷剂;四通阀120,安装在压缩机110的出口处,以根据气流冷却/加热操作改变制冷剂的流动方向;第一换热器130,用于与室外空气进行热交换;室外风扇140,通过风扇电动机(未示出)而旋转,以强制吹动存在于第一换热器130周围的空气。也包括在室外单元100中的第一流量控制阀150布置在连接第一换热器130与室内单元200的第一制冷剂管P1’上,以降低制冷剂的压力和温度,并因此能够通过制冷剂的蒸发而容易地吸收热。储罐160也包括在室外单元100中。储罐160布置在四通阀120和压缩机110的入口之间,用于在通过四通阀120引入冷凝的液体制冷剂时临时储存冷凝的液体制冷剂和油的混合物,然后从混合物中分离出未蒸发的液体制冷剂成分,从而防止液体制冷剂被引入到压缩机110中,并因此防止压缩机110受损。
在气流加热期间,四通阀120将从压缩机110排放的高温高压制冷剂引导到室内单元200,同时将来自第一换热器130的低温低压制冷剂引导到储罐160。在这种情况下,第一换热器130执行蒸发器功能。
另一方面,在气流冷却期间,四通阀120将从压缩机110排放的高温高压制冷剂引导到第一换热器130,同时将来自室内单元200的低温低压制冷剂引导到储罐160。在这种情况下,第一换热器130执行冷凝器功能。即,根据气流操作模式来确定第一换热器130在室外单元100中的功能。
第一流量控制阀150是电子膨胀阀(EEV),EEV的开度可调,以调节流过第一流量控制阀150的制冷剂的流量。在气流加热操作期间,第一流量控制阀150使被供应到第一换热器130的制冷剂的压力和温度降低。
室外单元100还包括用于冷水/热水产生控制的电磁阀170,电磁阀170控制冷水/热水的产生。
电磁阀170包括:第一电磁阀171,用于热水操作,第一电磁阀171安装在压缩机110和水力单元300之间,以控制热水的产生;第二电磁阀172,用于冷水操作,第二电磁阀172安装在储罐160和水力单元300之间,以控制冷水的产生;第三电磁阀173,仅用于气流冷却/加热操作,第三电磁阀173安装在压缩机110和室内单元200之间,以执行气流冷却/加热操作。
室外单元100还包括与第一流量控制阀150并联地布置的第四电磁阀180。第四电磁阀180用作旁通阀,以防止在仅进行气流冷却或者仅进行冷水操作期间出现压力下降。可省略第四电磁阀180。
通过在制冷剂的蒸发和冷凝期间进行的热交换使吸入的空气冷却,或者通过放热冷却、加热或净化室内空气,然后排放由此产生的室内空气,室内单元200以气流的方式冷却一定的室内空间。
室内单元200包括:第二换热器210,用于与室内空气进行热交换;室内风扇220,通过风扇电动机(未示出)而旋转,以将进行了热交换的空气强制吹入到室内空间中;膨胀阀230,用于使制冷剂的压力和温度降低。
膨胀阀230是电子膨胀阀,电子膨胀阀能够调节其开度,以调节流过膨胀阀230的制冷剂的流量。在气流加热期间,膨胀阀230使供应到第二换热器210的制冷剂的压力和温度降低。
即,在气流加热期间,热泵通过第一流量控制阀150执行压降膨胀,在气流冷却期间,热泵通过膨胀阀230执行压降膨胀。
室内单元200经由第三制冷剂管P3连接到水力单元300,以在气流冷却期间接收来自水力单元300的制冷剂。
水力单元300从供水器330接收水。水力单元300利用制冷循环中的冷凝热对接收的水进行加热,以产生热水,或者水力单元300利用制冷循环中的蒸发热使接收的水冷却,以产生冷水。
根据对安装在第二制冷剂管P2上的第一电磁阀171和第二电磁阀172的打开/关闭控制的操作,水力单元300执行热水或冷水的产生。
更详细地讲,当第一电磁阀171打开并且第二电磁阀172关闭时,水力单元300用作冷凝器,接收并冷凝来自压缩机110的高温高压制冷剂,以使制冷剂液化,从而产生热水。另一方面,当第一电磁阀171关闭并且第二电磁阀172打开时,水力单元300用作蒸发器,在使制冷剂汽化的同时执行吸热,从而产生冷水。因此,水力单元300将低压制冷剂供应到储罐160。
水力单元300包括:第三换热器310,使制冷剂冷凝和液化,以向外排放热,或者使制冷剂汽化,以执行吸热;第二流量控制阀320,连接到第三换热器310的出口,以使制冷剂的压力和温度降低,同时调节在气流冷却/加热操作与热水操作之间所需的制冷剂的量。给水力单元300供水的供水器330也包括在水力单元300中。水力单元300还包括水箱340,以储存在第三换热器310中进行了热交换的水。这里,水箱340中的水可以以循环的方式与存在于容纳第三换热器310的外壳中的水进行交换。
第三换热器310设置在储存由供水器330供应的水的外壳中。所述外壳具有:管入口,制冷剂管通过管入口进入外壳;管出口,制冷剂管通过管出口从外壳出来;供水口,水通过供水口被供应到外壳的内部;出水口,水通过出水口从外壳排放到水箱340;入水口,水通过入水口从水箱340被引入到外壳中。
在第三换热器310中进行了热交换之后储存在外壳中的水通过出水口被排放,以被储存在水箱340中。储存在水箱340中的水用作洗涤水和加热水。水箱340连接到冷水/热水管路和地板管路,通过冷水/热水管路排放洗涤水,加热水通过地板管路循环以执行辐射加热。因此,水箱340将水排放到冷水/热水管路和地板管路中的至少一个中。
第二流量控制阀320是电子膨胀阀(EEV),EEV能够调节其开度,以调节流过第二流量控制阀320的制冷剂的流量。在冷水操作期间,第二流量控制阀320使供应到第三换热器310的制冷剂的压力和温度降低。
热泵还包括:阀V1,在室外单元100和室内单元200之间安装在第一制冷剂管P1上;阀V2,在室外单元100和室内单元200之间安装在第一制冷剂管P1’上;阀V3,在室外单元100和水力单元300之间安装在第二制冷剂管P2上。
控制单元400以无线的方式/通过线缆C以有线的方式连接到室外单元100、室内单元200和水力单元300。控制单元400基于由用户输入的操作模式和目标温度控制室外单元100、室内单元200和水力单元300的驱动。
用户可选择气流冷却/加热、辐射冷却/加热以及水冷却/加热。针对这些操作,存在以下操作模式:空气-空气(ATA)操作模式,在该操作模式下,以气流的方式执行冷却/加热;空气-水(ATW)操作模式,在该操作模式下,执行冷水/热水操作以产生冷水/热水,并利用产生的冷水/热水以辐射的方式执行冷却/加热;混合(ATA&ATW)操作模式,在该操作模式下,选择性地执行气流冷却/加热以及冷水/热水操作。
混合操作模式包括:第一混合操作模式,在该操作模式下,执行气流加热和热水操作;第二混合操作模式,在该操作模式下,执行气流冷却和热水操作;第三混合操作模式,在该操作模式下,执行气流加热和冷水操作;第四混合操作模式,在该操作模式下,执行气流冷却和冷水操作。
可通过控制设置在冷水/热水管路和地板管路上的阀(未示出)在冷水/热水操作模式和混合操作模式下控制冷水/热水的供应或者辐射冷却/加热。
图3是示出根据示例性实施例的热泵的控制构造的框图。
室外单元100包括压力检测器191、室外温度检测器192、第一控制器193、第一驱动器194和第一通信装置195。
压力检测器191可包括分别布置在压缩机110的入口侧和出口侧处的多个压力检测器,以检测压缩机110的高压部分的压力和压缩机110的低压部分的压力。每个压力检测器将检测到的压力值发送到第一控制器193。压力检测器将由标号“191”指示。
每个压力检测器191可利用压力计直接检测压力,或者可基于冷凝温度和蒸发温度间接地检测压力。
压缩机110的入口侧是保持在低压状态的低压部分。低压部分的压力由安装在低压部分处的压力检测器191检测。另一方面,压缩机110的出口侧是保持在高压状态的高压部分。高压部分的压力由安装在高压部分处的压力检测器191检测。
可选地,压力检测器可分别被安装于在室外单元100中建立的制冷循环中建立高压部分和低压部分的特定部分处。
室外温度检测器192检测安装室外单元100的室外空间的温度,并将检测到的温度值发送到第一控制器193。
第一控制器193控制第一通信装置195的驱动,以允许将分别表示室外温度、低压部分的压力和高压部分的压力的值发送到控制单元400。
在经由第一通信装置195接收到来自控制单元400的控制命令时,第一控制器193产生与控制命令对应的驱动控制信号,并将产生的驱动控制信号输出到第一驱动器194。
响应于来自第一控制器193的驱动控制信号,第一驱动器194驱动第一电磁阀171、第二电磁阀172和第三电磁阀173、第四电磁阀180、第一流量控制阀150、四通阀120、压缩机110和室外风扇140。
第一通信装置195根据来自第一控制器193的命令与控制单元400进行通信。第一通信装置195可与室内单元200和水力单元300直接通信。
室内单元200可包括室内温度检测器241、第二控制器242、第二通信装置243和第二驱动器244。
室内温度检测器241检测安装室内单元200的室内空间的温度,并将检测到的温度值发送到第二控制器242。
第二控制器242控制第二通信装置243的驱动,以允许将表示室内温度的值发送到控制单元400。
响应于经由第二通信装置243从控制单元400接收的控制命令,第二控制器242将与控制命令对应的驱动控制信号发送到第二驱动器244。
第二通信装置243根据来自第二控制器242的命令与控制单元400进行通信。第二通信装置243可与室外单元100和水力单元300直接通信。
第二驱动器244根据来自第二控制器242的驱动控制信号驱动膨胀阀230和室内风扇220。
水力单元300包括水温检测器351、第三控制器352、第三通信装置353和第三驱动器354。
水温检测器351可包括分别布置在容纳第三换热器310的外壳的入水口和出水口处的多个水温检测器,以检测通过外壳的入水口被引入到换热器310中的水的温度以及通过外壳的出水口从换热器310排放的水的温度。外壳的入水口和出水口连接到水箱340。
第三控制器352控制第三通信装置353的驱动,以允许将表示引入水温度和排放水温度的值发送到控制单元400。
响应于经由第三通信装置353从控制单元400接收的控制命令,第三控制器352将与控制命令对应的驱动控制信号发送到第三驱动器354。
第三通信装置353根据来自第三控制器352的命令与控制单元400进行通信。第三通信装置353可与室外单元100和室内单元200直接通信。
第三驱动器354根据来自第三控制器352的驱动控制信号驱动第二流量控制阀320。
控制单元400包括输入单元410、第四控制器420、显示器430、存储单元440和第四通信装置450。
输入单元410接收由用户输入的表示目标室内温度和操作模式的值。输入单元410将输入的值发送到第四控制器420。
第四控制器420将针对室外单元100、室内单元200和水力单元300的驱动控制信号发送到室外单元100、室内单元200和水力单元300,从而执行与通过输入单元410输入的操作模式对应的操作。
基于由室外单元100、室内单元200和水力单元300检测到的信息来调节驱动控制信号。
更详细地讲,第四控制器420将下述信号发送到室外单元100、室内单元200和水力单元300。
即,第四控制器420确定输入的操作模式是气流加热还是气流冷却,并根据确定结果将针对四通阀120的阀路打开/关闭控制信号发送到室外单元100。当将要执行气流冷却/加热和冷水/热水操作时,第四控制器420识别室内单元200和水力单元300的容量。根据识别结果,第四控制器420将针对压缩机110、储罐160和室外风扇140的驱动控制信号发送到室外单元100。第四控制器420还将针对室内风扇220的驱动控制信号发送到室内单元200。
当与冷水/热水操作无关地执行气流加热时,第四控制器420发送针对第四电磁阀180的关闭控制信号。另一方面,当将要执行气流冷却操作时,第四控制器420将针对第四电磁阀180的打开控制信号发送到室外单元100。
当仅选择了气流冷却/加热时,第四控制器420发送针对第一电磁阀171和第二电磁阀172的关闭控制信号以及针对第三电磁阀173的打开控制信号,从而能够单独地执行气流冷却/加热。另一方面,如果仅选择了热水操作或辐射加热,则第四控制器420发送针对第二电磁阀172和第三电磁阀173的关闭控制信号以及针对第一电磁阀171的打开控制信号,从而能够单独地执行热水操作。
另外,当从混合(ATA&ATW)操作模式选择了气流冷却/加热和热水操作时,第四控制器420发送针对第一电磁阀171和第三电磁阀173的打开控制信号以及针对第二电磁阀172的关闭控制信号。另一方面,当选择了气流冷却/加热和冷水操作时,第四控制器420发送针对第二电磁阀172和第三电磁阀173的打开控制信号以及针对第一电磁阀171的关闭控制信号。
在气流冷却/加热操作中,第四控制器420将针对第一流量控制阀150的打开控制信号发送到室外单元100,同时将针对膨胀阀230的打开控制信号发送到室内单元200。另一方面,当未执行气流冷却/加热操作时,第四控制器420将针对第一流量控制阀150的关闭控制信号发送到室外单元100,同时将针对膨胀阀230的关闭控制信号发送到室内单元200。
当在未执行气流加热操作的条件下执行热水操作时,第四控制器420控制第二流量控制阀320,使得第二流量控制阀320的开度最大。另一方面,当在执行气流冷却操作的条件下不执行热水操作时,第四控制器420控制第一流量控制阀150,使得第一流量控制阀150的开度最大。
在气流加热和热水操作中,第四控制器420将针对第二流量控制阀320的开度控制信号发送到水力单元300。另一方面,在气流冷却和热水操作中,第四控制器420将针对第一流量控制阀150的开度控制信号发送到室外单元100。
基于室外温度对第二流量控制阀320的开度进行补偿。
在气流加热和热水操作中,当室外单元100的高压部分处的压力低于预定高压或者排放水温度低于第一预定温度时,第四控制器420控制第二流量控制阀320的开度以使其最小。另一方面,在气流冷却和热水操作中,当室外单元100的高压部分处的压力低于预定高压或者排放水温度低于第二预定温度时,第四控制器420控制第一流量控制阀150的开度以使其最小。
在气流加热和冷水操作中,第四控制器420将针对第一流量控制阀150的开度控制信号发送到室外单元100,以控制过热。
在气流冷却和冷水操作中,第四控制器420将针对第二流量控制阀320的关闭控制信号发送到水力单元300,并在预定时间过去之后将针对第二流量控制阀320的开度控制信号发送到水力单元300,以避免冷却故障。
针对第二流量控制阀320的开度控制信号是保持参考低压的开度。
显示器430显示室内温度、室内湿度、目标温度和操作模式。
存储单元440存储与室内单元200的容量对应的第二流量控制阀320的开度、与预定的温度差异对应的第一流量控制阀150的开度以及与室外温度对应的补偿的第二流量控制阀320的开度。
存储单元440存储:预定高压,被设置为确定排放冷空气的冷空气排放条件以及排放温度低于参考温度的热水的热水排放条件;参考高温,被设置为在气流加热期间避免显热效率低;参考低温,被设置为在气流冷却期间避免显冷效率低;第一预定温度,被设置为确定冷空气排放条件;第二预定温度,被设置为确定排放温度低于参考温度的热水的热水排放条件。
预定的温度差异是下述温度差异中的至少一个:从水箱340引入到第三换热器310的外壳中的水的温度与预定的引入水温度之间的差异;从第三换热器310的外壳排放到水箱340中的排放水的温度与预定的排放水温度之间的差异。
第四通信装置450与室外单元的第一通信装置、室内单元的第二通信装置以及水力单元的第三通信装置通信,以将控制信号发送到室外单元、室内单元和水力单元。第四通信装置450利用有线通信和无线通信中的至少一种。
对控制单元400中的第四控制器420的控制操作可在室外单元的第一控制器、室内单元的第二控制器和水力单元的第三控制器中的至少一个中进行。
图4是示出根据示例性实施例的热泵的控制操作的流程图。具体地讲,图4是示出针对气流加热和热水操作的控制操作的流程图。
当用户选择了热水操作(501)时,热泵确定是否与热水操作一起选择了气流加热(502)。即,确定是否将同时执行气流加热和热水操作。
当在已经选择了热水操作的条件下确定没有选择气流加热时,热泵控制水力单元300的第二流量控制阀320,使得第二流量控制阀320的开度最大(503),从而使流过第二流量控制阀320的制冷剂的流量最大。
在这种情况下,大量的制冷剂流过执行冷凝器功能的水力单元300。因此,产生高温冷凝热,从而产生大量的热水。
即,由于热泵仅执行热水操作,因此仅有水力单元300执行冷凝器功能。在这种情况下,室外单元100的第一换热器130执行蒸发器功能。
当设置在热水管路上的阀打开时,产生的热水可被用作洗涤水,或者当设置在地板管路上的阀打开时,产生的热水可作为加热水被供应到地板管路。即,热水被用于辐射加热。
当在已经选择了热水操作的条件下确定选择了气流加热时,热泵确定是否满足通过室内单元200排放冷空气的冷空气排放条件(504)。
冷空气排放条件包括下述条件中的至少一种:室外单元100的高压部分的压力低于预定高压;水力单元300的排放水的温度低于第一预定温度。
当确定满足室内单元200的冷空气排放条件时,热泵控制水力单元300的第二流量控制阀320,使得第二流量控制阀320的开度最小,从而防止在气流加热操作的初始阶段通过室内单元排放冷空气(505)。根据这种控制,室外单元100的高压部分的压力变得等于或高于预定高压。
因此,可降低在气流加热操作的初始阶段由于冷空气而引起的用户不适。
当确定没有满足室内单元200的冷空气排放条件时,热泵确定将从气流加热操作的初始阶段开始排放热空气,然后控制室内单元200的加热操作。
在这种情况下,热泵识别室内单元200的预定容量以及水力单元300的预定容量(506)。
然后,热泵计算室内单元200的容量和水力单元300的容量之和,并计算与总的容量对应的室外单元100的容量。然后,热泵基于计算出的容量控制室外单元100的驱动。
总的容量对应于冷凝器的容量。室外单元100的容量对应于蒸发器的容量。基于这些容量,可设置压缩机的操作因子。
此外,热泵可将室内单元200的目标温度与室内温度进行比较,以计算空气温度差异。考虑到空气温度差异,热泵可对室内单元200的预定容量进行补偿。热泵还可将水力单元300的引入水温度与排放水温度进行相互比较,以计算水温差异。考虑到水温差异,热泵可对水力单元300的预定容量进行补偿。然后,热泵可计算补偿的室内单元200的容量与补偿的水力单元300的容量之和,以计算室外单元100的容量。因此,在这种情况下,可控制室外单元100的驱动,使得室外单元100具有计算出的容量。
热泵还选择与识别的室内单元200的容量对应的水力单元300的第二流量控制阀320的开度(507)。
这里,预先存储与室内单元200的容量对应的第二流量控制阀320的开度。另外,基于在将由室内单元200请求的容量与可由室外单元100提供的最大容量进行比较之后获得的结果来确定开度。该开度是防止在气流加热期间出现与显热相关联的问题的开度。即,该开度是能够在室外单元100的高压部分处形成参考高压的开度。
另外,可根据室外温度对预先存储的第二流量控制阀320的开度进行补偿。在这种情况下,根据室外温度补偿的第二流量控制阀320的开度也可被存储,以供后续使用。这将参照图5进行描述。
图5是示出第二流量控制阀的开度基于室外温度的变化而变化的曲线图。根据较低的室外温度,第二流量控制阀以预定开度(第一开度>第二开度>第三开度)中较小的一个开度打开。
这是因为:当室外温度低时,室外单元100的第一换热器130的压力变得低于预定低压,制冷剂已经从第一换热器130被供应到其中的压缩机110的排放压力也变得低于预定高压,并且室内单元200的第二换热器210的压力也变得低于预定压力,从而产生温度比目标温度低的热空气。
因此,会有必要增加供应到室内单元200的第二换热器210的制冷剂的量。为此,会有必要减小水力单元300的第二流量控制阀320的开度,使得所述开度小于预定开度。
由于根据室外温度对水力单元300的第二流量控制阀320的第一开度、第二开度和第三开度进行了补偿,因此可解决由于室外温度较低而出现与显热相关联的问题。
接着,热泵调节水力单元300的第二流量控制阀320的开度(508)。
对于容量较高的室内单元200,减小第二流量控制阀320的开度。
即,当室内单元200的容量增加时,第二流量控制阀320被调节为具有减小的开度,使得增加的量的制冷剂被供应到室内单元200的第二换热器210。另一方面,当室内单元200的容量减小时,第二流量控制阀320被调节为具有增加的开度,使得减小的量的制冷剂被供应到室内单元200的第二换热器210。因此,可满足室内单元200所需的容量,并因此防止在气流加热期间出现与显热相关联的问题。
之后,通过精细地增加或减小调节后的第二流量控制阀320的开度,热泵执行控制操作,以使室外单元100的高压部分的高压保持在参考高压(509)。
然后,热泵确定气流加热是否已经完成(510)。当确定气流加热已经完成时,热泵调节水力单元300的第二流量控制阀320的开度,以使第二流量控制阀320的开度最大(511)。
此时,热泵仅执行热水操作。即,水力单元300执行冷凝器功能。根据冷凝热的产生,在水力单元300中产生热水。
产生的热水用作洗涤水,或者作为加热水被供应到地板管路。相应地,执行辐射加热。
当根据气流加热的目标温度所保持的时间超过预定时间时,或者当用户关闭室内单元时,气流加热完成。
当确定气流加热仍在执行时,热泵再次识别室内单元200的容量,然后调节第二流量控制阀320的开度,使得所述开度与识别的容量对应。接着,热泵对调节后的第二流量控制阀320的开度进行微调,使得室外单元100的高压部分保持在参考高压。
按照如下方式执行热泵的气流加热操作。
改变四通阀120的操作位置,以使从压缩机110排放的高压制冷剂被直接供应到室内单元200的第二换热器210。同时,驱动室外风扇140。
即,当压缩机110操作时,从压缩机110排放的高温高压制冷剂被供应到室内单元200的第二换热器210。制冷剂在经过第二换热器210的同时与根据室内风扇220的旋转被吹到第二换热器的室内空气进行热交换。因此,对室内空间进行加热。
制冷剂根据与室内空气进行的热交换而冷凝。制冷剂在经过第一流量控制阀150时压力降低。然后,制冷剂在用作蒸发器的室外单元100的第一换热器130中蒸发。接着,蒸发的制冷剂返回到压缩机110。
如上所述,在加热操作期间,从室内单元200的第二换热器210排放热空气。为了提高室外单元100中的第一换热器130的热交换效率,驱动室外风扇140。即,当室外风扇140旋转时,室外空气强制对流,以从第一换热器130吸热。
按照如下方式执行热水操作。
根据压缩机110的驱动而被排放的制冷剂被供应到执行冷凝器功能的水力单元300的第三换热器310。来自第三换热器310的制冷剂经由第二流量控制阀320和室外单元100的第一流量控制阀150被供应到第一换热器130。在第一换热器130中进行了热交换之后,制冷剂经由四通阀120被供应到储罐160。在储罐160中,从制冷剂中分离出制冷剂的液体成分。无液体的制冷剂被再次供应到压缩机110。
当经过水力单元300的第三换热器310时,制冷剂与围绕第三换热器310流动的水进行热交换。因此,在水力单元300中产生热水。在水力单元300中产生的热水的产生时间和温度可根据第二流量控制阀320的开度而变化。
图6是示出根据示例性实施例的热泵的操作的流程图。具体地讲,图6是示出根据本公开的示例性实施例的针对气流冷却操作和热水操作的控制操作的流程图。
当用户选择了气流冷却(601)时,热泵确定是否还选择了热水操作(602)。即,热泵确定是否与气流冷却一起选择了热水操作。
当在已经选择了气流冷却的条件下确定没有选择热水操作时,热泵控制第一流量控制阀150,以使第一流量控制阀150的开度最大(603),从而使流过第一流量控制阀150的制冷剂的流量最大。
在这种情况下,由于仅有室内单元200的第二换热器210执行蒸发器功能,因此室内单元200可以以最大容量操作。另外,由于仅有室外单元100的第一换热器130执行冷凝器功能,因此室外单元100可以以最大容量操作。
即,根据室内单元200的最大容量而使室外单元100的第一流量控制阀150的开度最大,以使室外单元100能够以最大容量操作,并因此使供应到室外单元100的制冷剂的量最大化。
当在已经选择了气流冷却的条件下确定选择了热水操作时,热泵确定通过水力单元300排放的热水是否满足排放温度比预定参考温度低的热水的热水排放条件(604)。
即,确定排放的热水的温度是否低于预定参考温度。
这里,排放温度比预定参考温度低的热水的热水排放条件包括下述条件中的至少一种:室外单元100的高压部分的压力低于预定高压;通过水力单元300排放的水的温度低于第二预定温度。
当确定通过水力单元300排放的热水的温度低于参考温度时,热泵控制室外单元100的第一流量控制阀150,以使第一流量控制阀150的开度最小(605),从而室外单元100的高压部分的压力等于或高于预定高压,并因此在热水操作的初级阶段将大量的高温高压制冷剂供应到水力单元300。因此,水力单元300内的水在短时间内被快速加热,从而从水力单元300排放热水。
最小开度是允许制冷剂缓慢流动而不集中的开度。
当确定通过水力单元300排放的热水不满足排放温度比预定参考温度低的热水的热水排放条件时,热泵确定将从热水操作的初级阶段开始排放温度比预定参考温度低的热水。基于这种确定,热泵控制水力单元300的热水操作。
即,热泵关闭室外单元100的第四电磁阀180,以使制冷剂不流过第四电磁阀180。因此,热泵控制针对水力单元300和室外单元100的第一换热器130的制冷剂的分配。
热泵检测水力单元300中的水的温度,并将检测到的水温与预定水温进行比较,以计算两个温度之间的差异(606)。这里,水力单元300中的水的温度包括被引入到水力单元300中的水的温度和从水力单元300排放的水的温度中的至少一个。
更加详细地讲,热泵检测水力单元300的引入水的温度和排放水的温度。然后,热泵计算检测到的引入水温度与预定的引入水温度之间的差异或者检测到的排放水温度与预定的排放水温度之间的差异。在这种情况下,预定的引入水温度和预定的排放水温度彼此不同。
之后,热泵选择与计算出的温度差异对应的室外单元100的第一流量控制阀150的开度(607),并调节室外单元100的第一流量控制阀150的开度,使得调节后的开度对应于选择的开度(608)。
这里,预先存储表示与各种温度差异对应的第一流量控制阀150的开度的值。针对较大的温度差异,第一流量控制阀150的开度具有较小的值。
即,针对增加的温度差异,第一流量控制阀150的开度减小,以允许将增加的量的制冷剂供应到水力单元300的第三换热器310。另一方面,针对减小的温度差异,第一流量控制阀150的开度增加,以允许将减小的量的制冷剂供应到水力单元300的第三换热器310。当如上所述地调节供应到水力单元300的制冷剂的量时,由水力单元300的第三换热器310产生的冷凝热被调节。
即,在气流冷却和热水操作期间,室外单元100和水力单元300可在共用冷凝操作的负荷的同时操作,这是因为仅有室内单元200执行蒸发器功能,并且室外单元100和水力单元300同时执行冷凝器功能。
当在水力单元300的第二流量控制阀320被打开到最大开度的条件下调节室外单元100的第一流量控制阀150的开度时,供应到水力单元300的制冷剂的量被调节。因此,可调节由水力单元300产生的冷凝热。
当设置在热水管路上的阀打开时,在上述模式下产生的热水可被用作洗涤水。
以下,将描述热泵的第二混合操作模式,在第二混合操作模式下,执行气流冷却和热水操作。
在第二混合操作模式下,改变四通阀120的操作位置,以使从压缩机110排放的高压制冷剂被直接供应到室外单元100的第一换热器130。同时,驱动室外风扇140。
即,当压缩机110操作时,从压缩机110排放的高温高压制冷剂通过四通阀120被供应到执行冷凝器功能的室外单元100的第一换热器130。
制冷剂在经过第一换热器130的同时与根据室外风扇140的旋转被吹到第一换热器130的室外空气进行热交换。因此,热空气被排放到室外。
在上述热交换过程中冷凝的制冷剂在经过室内单元200的膨胀阀230时压力降低。然后,压力降低的制冷剂在经过执行蒸发器功能的室内单元200的第二换热器210时吸收热。
吸收了热的制冷剂通过四通阀120和储罐160被供应到压缩机110。
如上所述,在气流冷却操作期间,热空气围绕室外单元100的第一换热器130产生,通过在室内单元200的第二换热器210处执行的热交换而产生的冷空气被室内风扇220强制吹到室内空间。
根据压缩机110的驱动而被排放的制冷剂被供应到执行冷凝器功能的水力单元300的第三换热器310。来自第三换热器310的制冷剂通过第二流量控制阀320和室内单元200的膨胀阀230被供应到第二换热器210。
即,制冷剂在经过水力单元300的第三换热器310时与存在于水力单元300中的水进行热交换。因此,在水力单元300中产生热水。水力单元300中热水的产生温度和时间可根据第一流量控制阀150的开度而变化。
图7是示出根据另一实施例的热泵的构造的视图。图8是示出图7中示出的热泵的详细构造的视图。在这种情况下,热泵包括室外单元100、多个室内单元200-1、200-2和200-3、水力单元300和控制单元400。
详细地讲,热泵包括:室外单元100,安装在室外;室内单元200-1、200-2和200-3,安装在多个室内空间中,以分别执行多个室内空间的冷却/加热;水力单元300,执行冷水/热水操作,以产生冷水/热水,并利用热水以辐射的方式加热多个室内空间的地板;控制单元400,控制室外单元100、室内单元200-1、200-2和200-3以及水力单元300的驱动。
热泵还包括:第一制冷剂管P1和P1’,安装在室外单元100与室内单元200-1、200-2和200-3之间,以允许制冷剂根据制冷循环通过第一制冷剂管P1和P1’循环;第二制冷剂管P2,安装在室外单元100和水力单元300之间,以允许制冷剂根据制冷循环通过第二制冷剂管P2循环;第三制冷剂管P3,安装在水力单元300与室内单元200-1、200-2和200-3之间,以允许制冷剂根据制冷循环通过第三制冷剂管P3循环。热泵还包括线缆C(未示出),以将室外单元100、室内单元200-1、200-2和200-3、水力单元300与控制单元400电连接,并将控制信号从控制单元400发送到室外单元100、室内单元200-1、200-2和200-3以及水力单元300。
第三制冷剂管P3连接到第一制冷剂管P1’,第一制冷剂管P1’连接到包括在室外单元100中的第一流量控制阀150。因此,在热水操作期间,第三制冷剂管P3将从水力单元300排放的制冷剂引导到室外单元100,在冷水操作期间,第三制冷剂管P3将由室外单元100供应的制冷剂引导到储罐160。
室内单元200-1、200-2和200-3并联地安装在第一制冷剂管P1和P1’之间。室内单元200-1、200-2和200-3中的每个包括换热器、室内风扇和膨胀阀。当相应的室内单元不执行制冷操作时或者当相应的室内单元不执行加热操作时,膨胀阀关闭。当然,即使在这种情况下,膨胀阀仍被周期性地打开,以防止制冷剂在相应的室内单元中集中。
室外单元100和水力单元300的其他构造与前述实施例的室外单元100和水力单元300的其他构造相同,因此,将不再对其进行进一步的描述。
另外,室内单元200-1、200-2和200-3中的每个的构造与前述实施例中的室内单元200的构造相同,因此,将不再对其进行进一步的描述。
控制单元400以无线的方式/通过线缆C以有线的方式连接到室外单元100、室内单元200-1、200-2和200-3以及水力单元300。控制单元400基于由用户输入的操作模式和目标温度控制室外单元100、室内单元200-1、200-2和200-3以及水力单元300的驱动。
详细地讲,控制单元400基于由室外单元100、室内单元200-1、200-2和200-3以及水力单元300的各个检测器检测到的信息控制室外单元100、室内单元200-1、200-2和200-3以及水力单元300的驱动。
控制单元400还存储多个室内单元200-1、200-2和200-3的识别号,并基于识别号中相应的一个控制室内单元200-1、200-2和200-3中的每个的驱动。
用户可选择气流冷却/加热、辐射冷却/加热以及水冷却/加热。针对这些操作,存在以下操作模式:空气-空气(ATA)操作模式,在该操作模式下,以气流的方式执行冷却/加热;空气-水(ATW)操作模式,在该操作模式下,执行冷水/热水操作以产生冷水/热水,并利用产生的冷水/热水以辐射的方式执行冷却/加热;混合(ATA&ATW)操作模式,在该操作模式下,选择性地执行气流冷却/加热以及冷水/热水操作。
混合操作模式包括:第一混合操作模式,在该操作模式下,执行气流加热和热水操作;第二混合操作模式,在该操作模式下,执行气流冷却和热水操作;第三混合操作模式,在该操作模式下,执行气流加热和冷水操作;第四混合操作模式,在该操作模式下,执行气流冷却和冷水操作。
可通过控制设置在冷水/热水管路和地板管路上的阀(未示出)在冷水/热水操作模式和混合操作模式下控制冷水/热水的供应或者辐射冷却/加热。
当执行加热操作时,控制单元400计算预先存储在控制单元400中的多个室内单元200-1、200-2和200-3的容量之和,并控制压缩机110以与室内单元的总的容量对应的容量被驱动。
控制单元400根据安装相应的室内单元的室内空间的室内温度与相应的室内单元的目标温度之间的差异对室内单元200-1、200-2和200-3中的每个的容量进行补偿,并控制压缩机110以与补偿的室内单元的容量对应的容量被驱动。
当执行加热和热水操作时,控制单元400将水力单元300的容量加到室内单元200-1、200-2和200-3的总的容量中,并控制压缩机110以与在增加水力单元300的容量之后获得的容量对应的容量被驱动。另外,控制单元400控制设置在水力单元300上的第二流量控制阀320的开度。
将水力单元300的容量加到多个室内单元的总的容量中的原因在于:多个室内单元200-1、200-2和200-3以及水力单元300均执行冷凝器功能。
假设室外单元的容量是100,则可将每个室内单元的最大容量设置为100,并可将水力单元的最大容量设置为100。
控制单元400利用与室外温度对应的补偿开度控制第二流量控制阀320的开度。
在气流加热和热水操作中,当室外单元100的高压部分处的压力低于预定高压或者排放水温度低于第一预定温度时,控制单元400控制第二流量控制阀320的开度,以使第二流量控制阀320的开度最小。另一方面,在气流冷却和热水操作中,当室外单元100的高压部分处的压力低于预定高压或者排放水温度低于第二预定温度时,控制单元400控制第一流量控制阀150的开度,以使第一流量控制阀150的开度最小。
在气流冷却和热水操作中,控制单元400将被引入到水力单元300中的水的温度与预定的引入水温度进行比较,以计算比较的引入水温度之间的差异,并根据计算出的温度差异控制第一流量控制阀150的开度。
可选地,控制单元400可将从水力单元300排放的排放水的温度与预定的排放水温度进行比较,以计算比较的排放水温度之间的差异,并可根据计算出的温度差异控制第一流量控制阀150的开度。
在气流冷却和热水操作中,室外单元100的第一换热器130和水力单元300的第三换热器310均执行冷凝器功能。因此,可通过调节室外单元100中的第一流量控制阀150的开度来调节水力单元300的第三换热器310的冷凝容量。
更加详细地讲,当温度差异增加时,减小第一流量控制阀150的开度,以使供应到室外单元100的第一换热器130的制冷剂的量减小,并因此使供应到水力单元300的第三换热器310的制冷剂的量增加。因此,在这种情况下,冷凝热的量增加。另一方面,当温度差异减小时,增加第一流量控制阀150的开度,以使供应到室外单元100的第一换热器130的制冷剂的量增加,并因此使供应到水力单元300的第三换热器310的制冷剂的量减小。因此,在这种情况下,冷凝热的量减小。
在气流冷却和热水操作期间,控制单元400将针对第一流量控制阀150的开度控制信号发送到室外单元100,以控制过热。
另外,当执行气流冷却和热水操作时,控制单元400将针对第二流量控制阀320的关闭控制信号发送到水力单元300。在预定时间过去之后,控制单元400将针对第二流量控制阀320的开度控制信号发送到水力单元300,以避免冷却故障。
因此,可实现用户舒适性的提高。
图8示出了在根据图7的实施例的热泵中的气流加热和热水操作期间产生的制冷剂流。
当既不执行冷却也不执行加热时,多个室内单元中的每个关闭其膨胀阀,当执行冷却操作和加热操作中的任何一种时,多个室内单元中的每个打开膨胀阀。
将在假设所述多个室内单元均执行加热操作的情况下给出下面的描述。
改变四通阀120的操作位置,以使从压缩机110排放的高压制冷剂被直接供应到室内单元200-1、200-2和200-3的第二换热器210-1、210-2和210-3。同时,驱动室外风扇140。
即,从压缩机110排放的制冷剂通过四通阀120和第三电磁阀173被供应到室内单元200-1、200-2和200-3的第二换热器210-1、210-2和210-3。制冷剂在经过第二换热器210-1、210-2和210-3的同时与根据室内风扇220-1、220-2和220-3的旋转被吹到第二换热器210-1、210-2和210-3的室内空气进行热交换。根据室内风扇220-1、220-2和220-3的旋转,加热后的空气被吹到室内空间ROOM1、ROOM2和ROOM3,从而对室内空间ROOM1、ROOM2和ROOM3进行加热。
在与室内空气进行热交换时冷凝的制冷剂在经过第一流量控制阀150时压力降低。然后,制冷剂在经过室外单元100的第一换热器130时与室外空气进行热交换。然后,进行了热交换的制冷剂返回到压缩机110。
在第一换热器130处进行热交换的过程中,冷却的空气根据室外风扇140的旋转被强制吹到室外。
从压缩机110排放的制冷剂的一部分通过第一电磁阀171被供应到执行冷凝器功能的水力单元300的第三换热器310。之后,来自第三换热器310的制冷剂通过第二流量控制阀320和室外单元100的第一流量控制阀150被供应到第一换热器130。然后,在第一换热器130处进行了热交换之后,制冷剂经由四通阀120被供应到储罐160。在储罐160中,从制冷剂中分离出制冷剂的液体成分。无液体的制冷剂被再次供应到压缩机110。
在经过水力单元300的第三换热器310时,制冷剂与围绕第三换热器310流动的水进行热交换。因此,在水力单元300中产生热水。
图9A是示出根据另一实施例的图7的热泵中的气流加热和热水操作的控制操作的流程图。
当用户选择了热水操作(701)时,热泵确定是否选择了气流加热(702)。即,确定是否将同时执行气流加热和热水操作。
当在已经选择了热水操作的条件下确定没有选择气流加热时,热泵控制水力单元300的第二流量控制阀320,使得第二流量控制阀320的开度最大(703),以使流过第二流量控制阀320的制冷剂的流量最大。
在气流加热和热水操作中,多个室内单元和水力单元执行冷凝器功能。这里,没有选择气流加热操作意味着:相应的室内空间的温度均不低于目标温度,因此所有的室内单元均处于OFF状态或者均处于暂停状态。在这种情况下,仅有水力单元执行冷凝器功能。
即,水力单元300的第二流量控制阀320的开度被调节到最大开度,以产生大量的冷凝热,并因此产生高温热水。
另一方面,当在已经选择了热水操作的条件下确定选择了气流加热时,热泵确定是否满足通过室内单元200-1、200-2和200-3排放冷空气的冷空气排放条件(704)。
冷空气排放条件包括下述条件中的至少一种:室外单元100的高压部分的压力低于预定高压;水力单元300的排放水的温度低于预定温度。
当确定满足室内单元200-1、200-2和200-3的冷空气排放条件时,热泵控制水力单元300的第二流量控制阀320,使得第二流量控制阀320的开度最小,从而防止在气流加热操作的初始阶段通过室内单元200-1、200-2和200-3排放冷空气(705)。根据这种控制,室外单元100的高压部分的压力变得等于或高于预定高压。
因此,可降低在气流加热操作的初始阶段由于冷空气而引起的用户不适。
另一方面,当确定不满足室内单元200-1、200-2和200-3的冷空气排放条件时,热泵确定将从气流加热操作的初始阶段开始排放热空气,然后控制室内单元200-1、200-2和200-3的加热操作,同时基于室内单元200-1、200-2和200-3的容量调节水力单元300的第二流量控制阀320的开度。
这将更加详细地进行描述。
首先,热泵识别室内单元200-1、200-2和200-3的预定容量以及水力单元300的预定容量。
然后,热泵计算室内单元200-1、200-2和200-3的容量与水力单元300的容量之和(706),并计算与总的容量对应的室外单元100的容量。然后,热泵基于计算出的容量控制室外单元100的驱动。
室内单元200-1、200-2和200-3与水力单元300的总的容量对应于冷凝器的总的容量,而室外单元100的容量对应于蒸发器的容量。基于这些容量,可设置压缩机的操作因子。
此外,热泵可将室内单元200-1、200-2和200-3中的每个的目标温度与室内温度进行比较,以计算空气温度差异。考虑到空气温度差异,热泵可对室内单元200-1、200-2和200-3中相应的一个室内单元的预定容量进行补偿。之后,热泵可计算补偿的室内单元200-1、200-2和200-3的容量之和。
热泵还可将水力单元300的引入水的温度与排放水的温度进行相互比较,以计算水温差异。考虑到水温差异,热泵可对水力单元300的预定容量进行补偿。然后,热泵可计算补偿的水力单元300的容量与补偿的室内单元200-1、200-2和200-3的总的容量之和。
然后,热泵选择与室内单元200-1、200-2和200-3的总的容量对应的水力单元300的第二流量控制阀320的开度(707)。
这里,预先存储与室内单元200-1、200-2和200-3的总的容量对应的第二流量控制阀320的开度。这将参照图9B进行描述。
如图9B中所示,一旦计算出室内单元200-1、200-2和200-3的总的容量,便将计算出的总的容量与第一容量进行比较(707-1)。当基于比较结果确定总的容量等于或小于第一容量时,选择第一开度作为第二流量控制阀320的开度(707-2)。
另一方面,当基于比较结果确定总的容量超过第一容量时,将计算出的总的容量与第二容量进行比较(707-3)。当基于比较结果确定总的容量超过第一容量但等于或小于第二容量时,选择第二开度作为第二流量控制阀320的开度(707-4)。当基于比较结果确定总的容量超过第二容量时,将计算出的总的容量与第三容量进行比较(707-5)。
当总的容量超过第二容量但等于或小于第三容量时,选择第三开度作为第二流量控制阀320的开度(707-6)。另一方面,当总的容量超过第三容量时,选择最小开度作为第二流量控制阀320的开度(707-7)。
这里,预先存储第一容量、第二容量和第三容量。第一容量大于0,第二容量大于第一容量,第三容量大于第二容量(0<第一容量<第二容量<第三容量<100)。
第一开度小于最大开度,但大于第二开度。第二开度大于第三开度。第三开度大于最小开度(最大开度>第一开度>第二开度>第三开度>最小开度)。
即,当室内单元200-1、200-2和200-3的总的容量大时,减小第二流量控制阀320的开度,以将增加的量的制冷剂供应到室内单元200-1、200-2和200-3的第二换热器210-1、210-2和210-3。另一方面,当室内单元200-1、200-2和200-3的总的容量小时,增加第二流量控制阀320的开度,以将减小的量的制冷剂供应到室内单元200-1、200-2和200-3的第二换热器210-1、210-2和210-3。
此外,可根据室外温度对第二流量控制阀320的预定开度进行补偿。在这种情况下,还可预先存储根据室外温度补偿的第二流量控制阀320的预定开度。
由于根据室外温度对水力单元300的第二流量控制阀320的第一开度、第二开度和第三开度进行了补偿,因此可解决由于室外温度降低而导致的显热问题。
之后,热泵调节水力单元300的第二流量控制阀320的开度(708)。接着,通过精细地增加或减小调节后的第二流量控制阀320的开度,热泵执行控制操作,以使室外单元100的高压部分的高压保持在参考高压(709)。
因此,根据室内单元的容量,热泵可通过混合(ATA&ATW)操作执行热回收和时分复用(TDM)操作。因此,可满足室内单元的容量并可实现舒适的加热操作。
然后,热泵确定气流加热是否已经完成(710)。当确定气流加热已经完成时,热泵使水力单元300的第二流量控制阀320的开度最大(711)。
此时,热泵仅执行热水操作。即,水力单元300执行冷凝器功能。根据冷凝热的产生,在水力单元300中产生热水。
当设置在热水管路上的阀打开时,产生的热水可被用作洗涤水。另外,当设置在地板管路上的阀打开时,产生的热水可被供应到地板管路,从而热水被用于辐射加热。
当目标温度根据气流加热所保持的时间超过预定时间时,或者当用户关闭所有的室内单元时,气流加热完成。
当确定气流加热仍在执行时,热泵再次计算室内单元200-1、200-2和200-3的总的容量,然后调节第二流量控制阀320的开度,使得所述开度与计算出的容量对应。接着,热泵对调节后的第二流量控制阀320的开度进行微调,使得室外单元100的高压部分保持在参考高压。
图10是示出在根据图7的实施例的热泵中的气流冷却和热水操作期间产生的制冷剂流的视图。
在这种情况下,改变四通阀120的操作位置,以使从压缩机110排放的高压制冷剂被直接供应到室外单元100的第一换热器130。同时,驱动室外风扇140。
即,从压缩机110排放的制冷剂通过四通阀120被供应到执行冷凝器功能的室外单元100的第一换热器130。
制冷剂在经过第一换热器130时与根据室外风扇140的旋转被吹到第一换热器130的室外空气进行热交换。在这种情况下,通过热交换被加热的空气被吹到室外。
在室外单元100的第一换热器130中冷凝的制冷剂在经过室内单元200-1、200-2和200-3的膨胀阀230-1、230-2和230-3时压力降低。然后,制冷剂在经过室内单元200-1、200-2和200-3的第二换热器210-1、210-2和210-3时与被吹到第二换热器210-1、210-2和210-3的室内空气进行热交换。根据室内风扇220-1、220-2和220-3的旋转,冷空气被吹到室内空间。
吸收了热的制冷剂经由第三电磁阀173、四通阀120和储罐160被供应到压缩机110。
从压缩机110排放的制冷剂的一部分通过第一电磁阀171被供应到执行冷凝器功能的水力单元300的第三换热器310。之后,来自第三换热器310的制冷剂通过第二流量控制阀320以及室内单元200-1、200-2和200-3的膨胀阀230-1、230-2和230-3被供应到第二换热器210-1、210-2和210-3。
制冷剂在经过水力单元300的第三换热器310时与水力单元300中的水进行热交换。因此,在水力单元300中产生热水。
图11A是示出根据另一实施例的图7的热泵中的气流冷却和热水操作的控制操作的流程图。
当用户为多个室内单元200-1、200-2和200-3中的至少一个选择了气流冷却(801)时,热泵确定是否还选择了热水操作(802)。即,热泵确定是否与气流冷却一起选择了热水操作。
当在已经选择了气流冷却的条件下确定没有选择热水操作时,热泵控制第一流量控制阀150,以使第一流量控制阀150的开度最大(803),从而使流过第一流量控制阀150的制冷剂的流量最大。
在这种情况下,由于仅有室外单元100执行冷凝器功能,所以室外单元100的第一流量控制阀150的开度被调节到最大开度,以将最大的量的制冷剂供应到室外单元100,使得室外单元100以与室内单元200-1、200-2和200-3的总的容量对应的容量操作。
当在已经选择了气流冷却的条件下确定选择了热水操作时,热泵确定通过水力单元300排放的热水是否满足排放温度比预定参考温度低的热水的热水排放条件(804)。
这里,排放温度比预定参考温度低的热水的热水排放条件包括下述条件中的至少一种:室外单元100的高压部分的压力低于预定高压;通过水力单元300排放的水的温度低于第二预定温度。
当确定通过水力单元300排放的热水满足排放温度比预定参考温度低的热水的热水排放条件时,热泵控制室外单元100的第一流量控制阀150,以使第一流量控制阀150的开度最小(805),从而室外单元100的高压部分的压力等于或高于预定高压,并因此在热水操作的初级阶段将大量的高温高压制冷剂供应到水力单元300。因此,水力单元300内的水被快速加热。
最小开度是允许制冷剂缓慢流动而不集中的开度。
当确定通过水力单元300排放的热水不满足排放温度比预定参考温度低的热水的热水排放条件时,热泵确定将从热水操作的初级阶段开始排放温度不低于预定参考温度的热水。基于这种确定,热泵控制水力单元300的热水操作。
在气流冷却和热水操作期间,执行冷凝器功能的室外单元100和水力单元300可在共用冷凝操作的容量的同时操作,这是因为仅有室内单元200-1、200-2和200-3执行蒸发器功能,并且室外单元100和水力单元300同时执行冷凝器功能。
即,为了利用废热产生热水,水力单元300的第二流量控制阀320被打开到最大开度。在这种情况下,通过根据水力单元300的负荷(温度差异)调节室外单元100中的第一流量控制阀150的开度来控制气流冷却和热水操作。
热泵关闭室外单元100的第四电磁阀180,以使制冷剂不流过第四电磁阀180。因此,热泵控制分配到水力单元300和室外单元100的第一换热器130的制冷剂的分配。
将更加详细地描述通过调节室外单元100中的第一流量控制阀150的开度而对气流冷却和热水操作进行的控制操作。
热泵检测水力单元300中的水的温度,并将检测到的水温与预定水温进行比较,以计算这两个温度之间的差异(806)。这里,水力单元300中的水的温度包括被引入到水力单元300中的水的温度和从水力单元300排放的水的温度中的至少一个。
更详细地讲,热泵检测水力单元300的引入水的温度和排放水的温度。然后,热泵计算检测到的引入水温度与预定的引入水温度之间的差异或者检测到的排放水温度与预定的排放水温度之间的差异。
之后,热泵选择与计算出的温度差异对应的室外单元100的第一流量控制阀150的开度(807),这里,预先存储表示与各种温度差异对应的第一流量控制阀150的开度的值。
详细地讲,如图11B中所示,一旦计算出温度差异,便将计算出的温度差异与第一温度进行比较(807-1)。当基于比较结果确定计算出的温度差异等于或小于第一温度时,选择第一开度作为第一流量控制阀150的开度(807-2)。
另一方面,当温度差异超过第一温度时,将温度差异与第二温度进行比较(807-3)。当基于比较结果确定温度差异超过第一温度但等于或小于第二温度时,选择第二开度作为第一流量控制阀150的开度(807-4)。当基于比较结果确定温度差异超过第二温度时,将温度差异与第三温度进行比较(807-5)。
当温度差异超过第二温度但等于或小于第三温度时,选择第三开度作为第一流量控制阀150的开度(807-6)。另一方面,当温度差异超过第三温度时,选择最小开度作为第一流量控制阀150的开度(807-7)。
这里,预先存储第一温度、第二温度和第三温度。第一温度小于第二温度,第二温度小于第三温度(第一温度<第二温度<第三温度)。
第一开度小于最大开度,但大于第二开度。第二开度大于第三开度。第三开度大于最小开度(最大开度>第一开度>第二开度>第三开度>最小开度)。
之后,热泵调节室外单元100的第一流量控制阀150的开度,使得调节后的开度对应于选择的开度(808)。
因此,调节供应到水力单元300的制冷剂的量。因此,可调节由水力单元300产生的冷凝热。
即,针对增加的温度差异,第一流量控制阀150的开度减小,以允许将增加的量的制冷剂供应到水力单元300的第三换热器310。另一方面,针对减小的温度差异,第一流量控制阀150的开度增加,以允许将减小的量的制冷剂供应到水力单元300的第三换热器310。当如上所述地调节供应到水力单元300的制冷剂的量时,由水力单元300的第三换热器310产生的冷凝热被调节。
当设置在热水管路上的阀打开时,在上述模式下产生的热水可被用作洗涤水。
接着,热泵在执行气流冷却操作的同时对调节后的室外单元100的第一流量控制阀150的开度进行微调,使得室外单元100的低压部分保持在参考低压。
因此,可利用单个室外单元实现用户舒适性的提高。
为了避免显冷和显热效率低,对热泵进行控制,以满足气流冷却和加热负荷。另外,利用附加热源供应热水也是可行的。因此,可利用降低的安装成本和降低的操作成本实现舒适的冷却和加热以及热水供应。
图12是示出在根据图7的实施例的热泵中的气流加热和冷水操作期间产生的制冷剂流的视图。
将在假设所述多个室内单元同时执行加热操作的情况下给出下面的描述。
在这种情况下,改变四通阀120的操作位置,以使从压缩机110排放的高压制冷剂被供应到多个室内单元200-1、200-2和200-3的第二换热器210-1、210-2和210-3。同时,驱动室外风扇140。
即,从压缩机110排放的制冷剂经由四通阀120和第三电磁阀173被供应到多个室内单元200-1、200-2和200-3的第二换热器210-1、210-2和210-3。制冷剂在经过第二换热器210-1、210-2和210-3时与根据室内风扇220-1、220-2和220-3的旋转被吹到第二换热器210-1、210-2和210-3的室内空气进行热交换。
根据室内风扇220-1、220-2和220-3的旋转,加热后的空气被吹到室内空间ROOM1、ROOM2和ROOM3,从而对室内空间ROOM1、ROOM2和ROOM3进行加热。
在与室内空气进行热交换时冷凝的制冷剂的一部分在经过第一流量控制阀150时压力降低。然后,制冷剂在经过室外单元100的第一换热器130时与室外空气进行热交换。然后,进行了热交换的制冷剂经由四通阀120返回到压缩机110。
在第一换热器130处进行热交换的过程中,冷却的空气根据室外风扇140的旋转被强制吹到室外。
在与室内空气进行热交换时冷凝的制冷剂的其余部分在经过水力单元300的第二流量控制阀320时压力降低。制冷剂在经过水力单元300的第三换热器310时与围绕第三换热器310流动的水进行热交换。由此产生的制冷剂经由第二电磁阀172和储罐160返回到压缩机110。
制冷剂在经过水力单元300的第三换热器310时与执行蒸发器功能的水力单元300中的水进行热交换。因此,在水力单元300中产生冷水。
在这种情况下,多个室内单元200-1、200-2和200-3执行冷凝器功能,而水力单元300执行蒸发器功能。
在这种情况下,考虑到气流加热负荷和冷水产生负荷,关闭第四电磁阀180,以控制制冷剂的分配。另外,控制第一流量控制阀150的开度,以控制室外单元100的过热。此外,控制第二流量控制阀320的开度,以控制水力单元300的过热。
在这种情况下,检测第一换热器130的入口温度和出口温度,并计算检测到的入口温度与出口温度之间的差异。基于计算出的温度差异,控制第一流量控制阀150的开度,以使其与计算出的温度差异对应。预先存储与第一换热器130的入口温度和出口温度之间的差异对应的第一流量控制阀150的开度。
另外,检测第三换热器310的入口温度和出口温度,并计算检测到的入口温度与出口温度之间的差异。基于计算出的温度差异,控制第二流量控制阀320的开度,以使其与计算出的温度差异对应。预先存储与第三换热器310的入口温度和出口温度之间的差异对应的第二流量控制阀320的开度。
因此,即使在室内负荷突然变化时也可防止液体制冷剂进入压缩机。
图13是示出在根据图7的实施例的热泵中的气流冷却和冷水操作期间产生的制冷剂流的视图。
在这种情况下,改变四通阀120的操作位置,以使从压缩机110排放的高压制冷剂被直接供应到室外单元100的第一换热器130。同时,驱动室外风扇140。
即,从压缩机110排放的高温高压制冷剂经由四通阀120被供应到执行冷凝器功能的室外单元100的第一换热器130。
制冷剂在经过第一换热器130的同时与根据室外风扇140的旋转被吹到第一换热器130的室外空气进行热交换。因此,热空气被排放到室外。
在室外单元100的第一换热器130中冷凝的制冷剂在通过第四电磁阀180而经过多个室内单元200-1、200-2和200-3的膨胀阀230-1、230-2和230-3时压力降低。
当没有安装第四电磁阀180时,可经由第一流量控制阀150将制冷剂供应到室内单元。在这种情况下,第一流量控制阀150不执行膨胀功能,以减小或消除流动阻力。
执行蒸发器功能的室内单元200-1、200-2和200-3的第二换热器210-1、210-2和210-3与室内空气进行热交换。因此,根据室内风扇220-1、220-2和220-3的旋转,冷空气被吹到室内空间。
吸收了热的制冷剂经由第三电磁阀173、四通阀120和储罐160被供应到压缩机110。
在室外单元100的第一换热器130中冷凝的制冷剂的一部分在经过水力单元300的第二流量控制阀320时压力降低。然后,制冷剂在经过水力单元300的第三换热器310时与围绕第三换热器310流动的水进行热交换。由此产生的制冷剂经由第二电磁阀172和储罐160返回到压缩机110。
制冷剂在经过水力单元300的第三换热器310时与执行蒸发器功能的水力单元300中的水进行热交换。因此,在水力单元300中产生冷水。
在这种情况下,多个室内单元200-1、200-2和200-3以及水力单元300执行蒸发器功能,而室外单元100执行冷凝器功能。在这种情况下,由于水力单元300以及多个室内单元200-1、200-2和200-3利用单个室外单元100操作,因此室外单元100的操作容量可能会超过最大容量。
因此,可能会在气流冷却操作期间产生显冷效率低的现象。为了避免这种现象,检测室外单元100的低压部分的压力,并将检测到的压力与预定低压进行比较。当检测到的压力等于或高于预定低压时,关闭水力单元300的第二流量控制阀320,以停止冷水的供应。
另一方面,当室外单元的低压部分的压力低于预定低压时,控制过热,以根据气流冷却操作的容量操作室外单元100,并因此消除与显冷相关联的问题。
另外,当室外单元的低压部分的压力等于或高于预定低压并且室内单元200-1、200-2和200-3的过热等于或高于预定值时,关闭水力单元300的第二流量控制阀320,以停止冷水的供应。
图14是示出在根据图7的实施例的热泵中的热水操作期间产生的制冷剂流的视图。
在这种情况下,未执行气流冷却和气流加热。即,关闭多个室内单元200-1、200-2和200-3的膨胀阀230-1、230-2和230-3,并关闭第三电磁阀173。另外,关闭第二电磁阀172,以停止冷水操作。
根据压缩机110的驱动被排放的制冷剂经由第一电磁阀171被供应到执行冷凝器功能的水力单元300的第三换热器310。来自第三换热器310的制冷剂通过第二流量控制阀320和室外单元100的第一流量控制阀150被供应到第一换热器130。在第一换热器130中进行了热交换之后,制冷剂经由四通阀120被供应到储罐160。在储罐160中,从制冷剂中分离出制冷剂的液体成分。无液体的制冷剂被再次供应到压缩机110。
当经过水力单元300的第三换热器310时,制冷剂与围绕第三换热器310流动的水进行热交换。因此,在水力单元300中产生热水。
图15是示出在根据图7的实施例的热泵中的冷水操作期间产生的制冷剂流的视图。
在这种情况下,未执行气流冷却和气流加热。即,关闭多个室内单元200-1、200-2和200-3的膨胀阀230-1、230-2和230-3,并关闭第三电磁阀173。另外,关闭第一电磁阀171,以停止热水操作。
根据压缩机110的驱动被排放的制冷剂在室外单元100的第一换热器130中进行热交换。进行了热交换的制冷剂经由第四电磁阀180被供应到水力单元300的第二流量控制阀320。在这种情况下,关闭室外单元100的第一流量控制阀150。
当没有安装第四电磁阀180时,可经由第一流量控制阀150将制冷剂供应到室内单元。在这种情况下,第一流量控制阀150不执行膨胀功能,以减小或消除流动阻力。
制冷剂在经过水力单元300的第二流量控制阀320时压力降低。然后,制冷剂在经过水力单元300的第三换热器310时与围绕第三换热器310流动的水进行热交换。由此产生的制冷剂经由第二电磁阀172和储罐160返回到压缩机110。
由于制冷剂在经过执行蒸发器功能的水力单元300的第三换热器310时与围绕第三换热器310流动的水进行热交换,因此在水力单元300中产生冷水。
另外,当根据图7的实施例的热泵仅执行气流冷却或加热操作(ATA操作)时,关闭第一电磁阀171和第二电磁阀172,而仅打开第三电磁阀173。在这种情况下,关闭水力单元300的第二流量控制阀320。
尽管已经示出并描述了本公开的一些实施例,但是本领域技术人员将理解的是,在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下,可以对这些实施例进行改变。
Claims (15)
1.一种用于控制热泵的方法,所述热泵包括室外单元、室内单元和水力单元,所述室外单元包括压缩机和第一换热器,所述室内单元包括第二换热器和膨胀阀,以执行气流冷却操作和气流加热操作,所述水力单元连接在压缩机、第一换热器和膨胀阀之间,以根据冷水操作和热水操作改变制冷剂的流动方向,所述方法包括下述步骤:
确定是否同时选择了热水操作和气流冷却操作,当同时选择了热水操作和气流冷却操作时,调节包括在室外单元中的第一流量控制阀的开度,以调节从室内单元分别供应到水力单元和室外单元的第一换热器的制冷剂的量;
确定是否同时选择了热水操作和气流加热操作,当同时选择了热水操作和气流加热操作时,调节包括在水力单元中的第二流量控制阀的开度,以调节从压缩机分别供应到水力单元和室内单元的制冷剂的量。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,调节第二流量控制阀的开度的步骤包括:
识别室内单元的容量;
检测室内温度;
识别室内单元的目标温度;
计算室内温度与目标温度之间的温度差异;
基于计算出的温度差异对室内单元的容量进行补偿;
选择第二流量控制阀的开度,使得选择的开度与补偿的室内单元的容量对应;
检测室外温度;
基于检测到的室外温度对选择的第二流量控制阀的开度进行补偿;
调节第二流量控制阀的开度,使得选择的开度对应于补偿的开度。
3.根据权利要求1所述的方法,所述方法还包括下述步骤:
当同时选择热水操作和气流加热操作时,检测从水力单元排放的水的温度,并且当排放的水的温度低于预定温度时,确定满足通过室内单元排放冷空气的冷空气排放条件;
当同时选择热水操作和气流加热操作时,检测室外单元的高压部分的压力,并且当检测到的压力低于预定高压时,确定满足冷空气排放条件;
当基于排放的水的温度和高压部分的压力中的至少一种确定满足冷空气排放条件时,调节第二流量控制阀的开度,使得调节后的开度对应于最小开度。
4.根据权利要求1所述的方法,所述方法还包括下述步骤:
当确定仅选择了热水操作时,调节第二流量控制阀的开度,使得调节后的开度对应于最大开度,以使制冷剂不供应到室内单元;
当同时选择了气流冷却操作和冷水操作时,调节第二流量控制阀的开度,以控制压缩机的入口侧的低压;
当仅选择了气流加热操作时,控制第一流量控制阀,以使供应到第一换热器的制冷剂的压力降低;
当仅选择了气流冷却操作时,调节包括在室外单元中的第一流量控制阀的开度,使得调节后的开度对应于最大开度,以使制冷剂不供应到水力单元;
当同时选择了气流加热操作和冷水操作时,调节第一流量控制阀的开度以及第二流量控制阀的开度,以控制过热。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,调节第一流量控制阀的开度的步骤包括:
检测被引入到水力单元中的水的温度和从水力单元排放的水的温度中的至少一个;
如果检测排放的水的温度,则将检测到的排放的水的温度与预定的排放水温度进行比较;
如果检测引入的水的温度,则将检测到的引入的水的温度与预定的引入水温度进行比较;
选择与排放水温度差异和引入水温度差异中的至少一个对应的开度;
调节第一流量控制阀的开度,使得调节后的开度对应于选择的开度。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,调节第一流量控制阀的开度的步骤包括:
检测压缩机的出口侧的压力,当检测到的压力低于预定高压时,确定满足排放温度比参考温度低的热水的热水排放条件;
检测从水力单元排放的水的温度,当从水力单元排放的水的温度低于预定温度时,确定满足热水排放条件;
当基于压缩机的出口侧的压力和排放水的温度中的至少一个确定满足热水排放条件时,调节第一流量控制阀的开度,使得调节后的开度对应于最小开度。
7.一种热泵,所述热泵包括室外单元、室内单元和水力单元,所述室外单元包括压缩机和第一换热器,所述室内单元包括第二换热器和膨胀阀,以执行气流冷却操作和气流加热操作,所述水力单元包括连接到压缩机、第一换热器和膨胀阀的第三换热器,以执行冷水操作和热水操作,所述热泵还包括:
第一流量控制阀,设置在室外单元上;
第一制冷剂管,设置在第一流量控制阀和膨胀阀之间;
第二制冷剂管,设置在压缩机和水力单元之间;
第三制冷剂管,设置在第一制冷剂管和水力单元之间;
第二流量控制阀,设置在第三制冷剂管上;
控制单元,用于在同时选择了气流冷却操作和热水操作时调节第一流量控制阀的开度,并用于在同时选择了气流加热操作和热水操作时调节第二流量控制阀的开度。
8.根据权利要求7所述的热泵,所述热泵还包括:
第一电磁阀,设置在第二制冷剂管的位于压缩机的出口侧和水力单元之间的部分上,第一电磁阀仅在热水操作期间打开;
第二电磁阀,设置在第二制冷剂管的位于压缩机的入口侧和水力单元之间的部分上,第二电磁阀仅在冷水操作期间打开;
第三电磁阀,在室内单元和压缩机之间设置在第一制冷剂管上,第三电磁阀在仅执行冷水操作或热水操作时关闭。
9.根据权利要求7所述的热泵,其中,室外单元还包括第四电磁阀,所述第四电磁阀用于在气流冷却操作和/或冷水操作期间使制冷剂流旁路通过。
10.根据权利要求9所述的热泵,其中,当同时选择了气流加热操作和冷水操作时,控制单元关闭第四电磁阀,同时调节第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度。
11.根据权利要求7所述的热泵,其中,当同时选择了气流冷却操作和冷水操作时,控制单元基于压缩机的入口侧的压力调节第二流量控制阀的开度。
12.根据权利要求11所述的热泵,其中,当压缩机的入口侧的压力低于预定低压时,控制单元调节第二流量控制阀的开度,以控制过热,当压缩机的入口侧的压力不低于预定低压时,控制单元关闭第二流量控制阀。
13.根据权利要求7所述的热泵,其中:
控制单元识别室内单元的容量,选择与识别的容量对应的第二流量控制阀的开度,并调节第二流量控制阀的开度,使得调节后的开度对应于选择的开度,
控制单元计算水力单元中的水的温度和预定水温之间的温度差异,选择与该温度差异对应的第一流量控制阀的开度,并调节第一流量控制阀的开度,使得调节后的开度对应于选择的开度。
14.根据权利要求7所述的热泵,其中,当仅选择热水操作时,控制单元调节第二流量控制阀的开度,使得调节后的开度对应于最大开度,当仅选择气流冷却操作时,控制单元调节第一流量控制阀的开度,使得调节后的开度对应于最大开度。
15.根据权利要求7所述的热泵,其中:
在气流加热操作期间,第一流量控制阀使供应到第一换热器的制冷剂的压力降低,
在冷水操作期间,第二流量控制阀使供应到第三换热器的制冷剂的压力降低,
在气流冷却操作期间,膨胀阀使供应到第二换热器的制冷剂的压力降低。
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