CN117433075A - 混合多联空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明的混合多联空调系统包括：热水供应单元，包括热水供应热交换器和第一热水供应膨胀阀，所述热水供应热交换器用于使制冷剂和容纳于水箱内侧的水进行热交换，所述第一热水供应膨胀阀阻断由所述热水供应热交换器冷凝的所述制冷剂或使其流动；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；室外机，通过制冷剂配管与所述室内机和所述热水供应单元连接，包括室外热交换器、压缩机以及室外膨胀阀；第二热水供应吐出配管，一侧从连接所述热水供应热交换器和所述室内热交换器的第一热水供应吐出配管分支，另一侧合流到连接所述压缩机和所述室外热交换器的第一吐出配管；以及第二热水供应膨胀阀，设置在所述第二热水供应吐出配管上。

Description

混合多联空调系统

技术领域

本说明书涉及混合多联空调系统。更详细而言，涉及一种包括水箱热交换器的混合多联空调系统以及其的控制方法。

背景技术

通常，在可同时进行制冷运转和热水供应运转的混合式系统中，当使用水箱时，使用如空气源热泵机(Hydro-kit)的板状热交换器第一次与空气侧循环进行制冷剂-水热交换，并在空气源热泵机和水箱之间第二次进行水-水热交换。

作为现有技术，韩国专利公开10-2010-0023877公开了一种热泵式热水供应装置。

如现有技术，在使用空气源热泵机时，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缠绕在水箱的情况下，冷凝热量会根据水箱内部的水温和用户使用的水量而发生变化，因此水箱冷凝器的控制点发生变化。

另外，如果在冷凝器设置有贮液器，则向蒸发器仅供应低压液态制冷剂，由此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下降。

在可同时进行热水供应运转和制冷运转的混合式系统的情况下，水箱和室外机侧的热交换器作为冷凝器运转，即分为两个作为冷凝器运转，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供应制冷剂。从各个冷凝器吐出的制冷剂从高压变为低压需要经由两个膨胀阀，在此，如果膨胀阀的开度过小，则产生过度的压力损失，导致二相制冷剂进入到膨胀阀。

在二相制冷剂进入到膨胀阀的情况下，蒸发器的蒸发温度大幅度下降，蒸发温度的下降存在循环震荡和限制控制突入的危险。

另外，在现有的混合多联空调系统的情况下，存在水箱侧冷凝温度上升引起的压缩机破损和压缩机频率下降引起的制冷能力下降的问题。

此外，还存在如下的问题，由于水箱侧过冷却度无法得到确保，导致在室内机侧流入非液态制冷剂的二相制冷剂，从而发生制冷能力不足和低压过多地下降。

发明内容

本发明要解决的第一课题是，提供一种通过串联配置用于加热水箱的热交换器和室外机用热交换器，来增加吐出过热度区间的制冷剂流量，从而能够确保热水供应性能的混合多联空调系统。

另外，本发明要解决的第二课题是，提供一种能够通过确保室外机用热交换器的过冷却度来更稳定地实现循环，并且能够降低冷凝温度的混合多联空调系统。

另外，本发明要解决的第三课题是，提供一种能够仅将水箱用热交换器作为冷凝器动作，或者仅将室外机用热交换器作为冷凝器动作的混合多联空调系统。

另外，本发明要解决的第四课题是，提供一种水箱能够直接进行制冷剂-水热交换，从而能够一次性地进行热交换的混合多联空调系统。

另外，本发明要解决的第五课题是，无需设置额外的贮液器，能够通过调节第一热水供应膨胀阀和室外膨胀阀的开度来控制最优的过冷却度，由此能够防止二相制冷剂的流入的混合多联空调系统。

另外，本发明要解决的第六课题是，提供一种不仅能够同时运转热水供应和制冷，而且还能够热水供应运转和制热运转的混合多联空调系统。

用于解决如上所述的课题的本发明的混合多联空调系统包括：热水供应单元，包括热水供应热交换器和第一热水供应膨胀阀，所述热水供应热交换器用于使制冷剂和容纳于水箱内侧的水进行热交换，所述第一热水供应膨胀阀阻断由所述热水供应热交换器冷凝的所述制冷剂或使其流动；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；室外机，通过制冷剂配管与所述室内机和所述热水供应单元连接，包括室外热交换器、压缩机以及室外膨胀阀。

另外，可以包括第二热水供应吐出配管，一侧从连接所述热水供应热交换器和所述室内热交换器的第一热水供应吐出配管分支，另一侧合流到连接所述压缩机和所述室外热交换器的第一吐出配管。

另外，可以包括设置在所述第二热水供应吐出配管上的第二热水供应膨胀阀。

另外，还可以包括设置为感测所述水箱的水温的第一温度传感器。

另外，还可以包括设置于所述压缩机的后端的第二温度传感器。

另外，还可以包括设置于所述压缩机的后端的第一压力传感器。

另外，所述热水供应热交换器以线圈形态缠绕所述水箱的外壁，并且可以随着所述制冷剂在所述热水供应热交换器的内部流动使所述制冷剂和所述水进行热交换。

另外，所述室外机还可以包括：热水供应阀，使压缩的制冷剂从所述压缩机向所述热水供应单元流动；以及吐出阀，使压缩的制冷剂从所述压缩机向所述室外热交换器或所述室内热交换器流动。

另外，还可以包括四通阀，所述四通阀将通过了所述吐出阀的制冷剂传递给所述室外热交换器或传递给所述室内热交换器。

另外，所述室内热交换器可以设置有复数个，并且各个室内热交换器并联连接。

另外，在所述第一热水供应吐出配管中比所述第二热水供应吐出配管的分支点更靠后端的位置，可以设置有第一热水供应膨胀阀。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，可以仅所述热水供应热交换器和所述室外热交换器中的任意一个作为冷凝器进行动作，或者所述热水供应热交换器和所述室外热交换器作为冷凝器进行动作。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，可以打开所述第一热水供应膨胀阀和所述第二热水供应膨胀阀中的任意一个，而关闭剩余的另一个。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱的水温为基准温度以下，并且制冷负荷小于基准值，则可以打开所述第一热水供应膨胀阀，而关闭第二热水供应膨胀阀。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱的水温为基准温度以下，并且制冷负荷小于基准值，则可以仅所述热水供应热交换器作为冷凝器进行动作。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱的水温为基准温度以下，并且制冷负荷大于基准值，则可以打开所述第二热水供应膨胀阀，而关闭第一热水供应膨胀阀。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱的水温为基准温度以下，并且制冷负荷大于基准值，则可以所述热水供应热交换器和所述室外热交换器作为冷凝器进行动作。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱的水温为基准温度以上，并且制冷负荷大于基准值，则可以打开所述第二热水供应膨胀阀，而关闭第一热水供应膨胀阀。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱的水温为基准温度以上，并且制冷负荷大于基准值，则可以所述热水供应热交换器和所述室外热交换器作为冷凝器进行动作。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，即便容纳于所述水箱的水温为基准温度以上，并且制冷负荷大于基准值，也可以根据所述压缩机的吐出过热度来打开所述第一热水供应膨胀阀，或者打开所述第二热水供应膨胀阀。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱的水温为基准温度以上，并且制冷负荷小于基准值，则可以仅所述室外热交换器作为冷凝器进行动作。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱的水温为基准温度以上，并且制冷负荷小于基准值，则可以利用额外的加热器来加热所述水箱。

其他实施例的具体内容包含在详细的说明和附图中。

附图说明

图1是本发明一实施例的混合多联空调系统的概略构成图。

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构成图。

图3是图2的混合多联空调系统的单独制冷运转时的运转图。

图4是图2的混合多联空调系统的单独制热运转时的运转图。

图5是图2的混合多联空调系统的单独热水供应运转时的运转图。

图6是图2的混合多联空调系统的制热和热水供应运转时的运转图。

图7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8是图2的混合多联空调系统的制冷和热水供应运转时，仅热水供应热交换器作为冷凝器进行动作的状况的运转图。

图9是图1的本发明另一实施例的混合多联空调系统的构成图。

图10是示出本发明另一实施例的混合多联空调系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

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特征。但是本发明不限于以下公开的实施例，可以以彼此不同的各种形态实现。

以下，参照附图，对本发明的优选实施例进行说明。

图1是本发明一实施例的混合多联空调系统的概略构成图，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构成图。

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。

热水供应单元30由下面的部件构成：水箱31，以存储有用于供应热水的水的状态在上下方向上的长度较长；水循环配管，在所述水箱31的底部供应来自外部的水，并通过所述水箱310的上部向外部排出加热后的水；以及热水供应热交换器32，附着在所述水箱31的外部，可散热地结合。

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动作。

这种热水供应热交换器32可以将供制冷剂流动的配管以线圈形态直接缠绕在水箱31的外壁来增加接触面积，从而进行热交换。另外，热水供应热交换器32设置有：热水供应输入配管34，与室外机10的第二吐出配管42连接；以及第一热水供应吐出配管35，供在与水箱31进行热交换之后被冷凝的液态制冷剂流动。

第一热水供应吐出配管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的第一热水供应吐出配管35可以配置有第一热水供应膨胀阀33。

形成于热水供应热交换器32的吐出部的第一热水供应膨胀阀33可以是电子膨胀阀，其调节在热水供应热交换器32的配管流动的制冷剂的流量，并且使被冷凝的制冷剂向室外机10或室内机20流动。

如上所述，无需额外的空气源热泵机，直接进行水箱31内部的水和制冷剂之间的热交换，由此热交换直接形成，从而能够提高热交换效率。

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。就压缩机13而言，可以并联连接有复数个压缩机13，但是不限于此。在压缩机13的输入端可以形成有储液器。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恒速压缩机。

与室内机20连接的低压连接配管46经由四通阀14连接到压缩机13的输入配管45。

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43和第二吐出配管42。第一吐出配管43使吐出的高温高压的气相制冷剂向室外热交换器11流动。第二吐出配管42使吐出的高温高压的气相制冷剂向热水供应单元30流动，并且与热水供应热交换器32连接。

第一吐出配管43通过四通阀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而旁通连接到热水供应热交换器32。

室外热交换器11通过第一吐出配管43而与四通阀14连接。在室外热交换器11中，制冷剂通过与外部气体的热交换而被冷凝或蒸发。此时，为了使热交换更顺畅，室外机风扇12使空气向室外热交换器11流入。在可制冷制热热水供应的混合多联空调系统100中，在制冷运转期间室外热交换器11用作冷凝器，而在制热运转期间室外热交换器11用作蒸发器。

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冷凝的制冷剂在流入到室外热交换器11之前膨胀。

四通阀14设置于压缩机13的吐出部41，并切换在室外机10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。

在如上所述的制冷制热兼用室外机10中，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，在第一吐出配管43和压缩机13的吐出部41之间包括吐出阀16。

热水供应阀15和吐出阀16可以是根据需要选择性地动作从而阻断或使制冷剂流动的电磁阀。

在制冷+热水供应、制热+热水供应运转时，当温度水温达到用户的希望水温的情况下，热水供应阀15和吐出阀16无需进行热水供应运转。此外，在通过关闭热水供应阀15来制热运转时仅室外机10作为冷凝器发挥作用，而在制冷运转时仅室内机20作为冷凝器发挥作用。

另一方面，室外机10还可以在液管连接配管44上包括过冷却装置(未图示)，过冷却装置在制冷运转时冷却向室内机20移动的制冷剂。

另一方面，混合多联空调系统100包括至少一个室内机20。

复数个制冷制热兼用室内机20可以与一个室外机10连接，在图1和图2中，示出了三个室内机B1、B2、B3，但不限于此。

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、室内机风扇23，如图2所示，在设置有三个室内机B1、B2、B3时，包括第一室内热交换器21、第二室内热交换器21、第三室内热交换器21、第一室内膨胀阀22、第二室内膨胀阀22、第三室内膨胀阀22、第一室内机风扇23、第二室内机风扇23以及第三室内机风扇23。第一室内膨胀阀22、第二室内膨胀阀22、第三室内膨胀阀22设置在连接第一室内热交换器21、第二室内热交换器21、第三室内热交换器21和第一节点n1的第一室内连接配管26、第二室内连接配管26、第三室内连接配管26上。第一室内连接配管26、第二室内连接配管26、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。

所述各个制冷制热兼用室内机B1、B2、B3可以并联连接。

所述各个制冷制热兼用室内机B1、B2、B3也可以串联连接。

第一制冷制热兼用室内机B1、第二制冷制热兼用室内机B2、第三制冷制热兼用室内机B3也设置有供吐出的制冷剂流动而流向压缩机13的低压连接配管46。

根据本实施例的空调系统100还可以包括测量制冷剂的压力的压力传感器、测量制冷剂的温度的温度传感器以及去除存在于在制冷剂管流动的制冷剂等中的异物的过滤器。

在本发明的混合多联空调系统100中，当室外机10、室内机20以及热水供应单元30根据运转模式作为冷凝器或蒸发器发挥作用时，未使用额外的制冷剂流量控制装置，而能够通过当前设置的电子膨胀阀的开度来执行。尤其，能够通过由形成在各个电子膨胀阀的复数个温度传感器判断过热度或过冷却度，来控制各个电子膨胀阀，从而能够进行最优的制冷剂流量控制。

具体而言，在本发明的混合多联空调系统100中，在无法控制水量的状态下进行热水供应单元30的温度控制，并且在没有额外的空气源热泵机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二相制冷剂是否流入到蒸发器中。由此，可以根据二相制冷剂的流入与否来控制第一热水供应膨胀阀33的开度，从而阻断二相制冷剂。

本发明一实施例的混合多联空调系统100可以进行单独制冷运转、单独制热运转、制冷和热水供应运转、制热和热水供应运转、单独热水供应运转。

另外，在制冷和热水供应运转时，根据水箱31的水温和制冷负荷，可以不同地设定作为冷凝器进行动作的热交换器。

在制冷运转时，室外热交换器11作为冷凝器进行动作。

并且，为了加热水，所述热水供应热交换器32也作为冷凝器进行动作。

此时，为了提高制冷和热水供应效率，并且防止压缩机的破损，可以根据各种状况选择作为冷凝器进行动作的室外热交换器11或热水供应热交换器32。

为此，包括：第二热水供应吐出配管36，其一侧从连接所述热水供应热交换器32和室内热交换器21的第一热水供应吐出配管35分支，而另一侧合流到连接所述压缩机13和室外热交换器11的第一吐出配管43；以及第二热水供应膨胀阀37，设置在所述第二热水供应吐出配管36上。

详细而言，所述第二热水供应吐出配管36可以从所述热水供应热交换器32和第一热水供应膨胀阀33之间的第一热水供应吐出配管35分支，并合流到所述四通阀14和室外热交换器11之间的第一吐出配管43。

另外，还可以包括设置为感测所述水箱31的水温的第一温度传感器38。

另外，还可以包括第二温度传感器47，所述第二温度传感器47设置于所述压缩机13的后端(吐出端)，并测量制冷剂的温度。

另外，还可以包括第一压力传感器48，所述第一压力传感器48设置于所述压缩机13的后端(吐出端)，并测量制冷剂的压力。

通过由所述第一压力传感器48感测到的高压信息，可以预测冷凝温度。

以下，根据各个运转模式，详细说明系统的动作。

图3是图2的混合多联空调系统的单独制冷运转时的运转图。

参照图3，在单独制冷运转时，热水供应运转停止，因此仅室外热交换器11单独作为冷凝器进行动作。

此时，关闭热水供应阀15，打开吐出阀16。并且，关闭第一热水供应膨胀阀33和第二热水供应膨胀阀37，打开室外膨胀阀17和室内膨胀阀22。

作为参考，在设置有复数个室内膨胀阀22的情况下，可以根据室内环境，仅打开室内膨胀阀22中的一部分，或者打开全部的室内膨胀阀22。

具体而言，在启动压缩机13之后成为高温高压的气相的制冷剂通过吐出阀16之后经由四通阀14而流入到室外热交换器11。如上所述流入到室外热交换器11的高压高温的气相制冷剂与室外空气进行热交换而被冷凝为高压的液态制冷剂。

被冷凝的液态制冷剂通过室外膨胀阀17，并从第一节点n1经由进行制冷运转的室内机20的室内膨胀阀22而膨胀，之后作为低压制冷剂传递到作为蒸发器进行动作的室内热交换器21。

低压制冷剂在进入到室内机20之后通过与室内空气进行热交换而被蒸发。室内被制冷。之后，从室内热交换器21吐出的低温气相制冷剂通过低压连接配管46，并经由四通阀14向压缩机13的输入配管45流动，再次进入到压缩机13，并反复再次吐出为高压高温的气相制冷剂的过程。

此时，完全打开(full open)室外膨胀阀17，而室内膨胀阀22的开度可以根据目标室内温度、制冷负荷来调节。

通过这种过程，可以在停止热水供应的状态下进行室内的制冷。

图4是图2的混合多联空调系统的单独制热运转时的运转图。

参照图4，在单独制热运转时，热水供应运转停止，室外热交换器11作为蒸发器进行动作。并且，室内热交换器21作为冷凝器进行动作。

此时，关闭热水供应阀15，打开吐出阀16。并且，关闭第一热水供应膨胀阀33和第二热水供应膨胀阀37，此外，打开室外膨胀阀17和室内膨胀阀22。

作为参考，在设置有复数个室内膨胀阀22的情况下，可以根据室内环境仅打开室内膨胀阀22中的一部分，或打开全部的室内膨胀阀22。

具体而言，在启动压缩机13之后成为高温高压的气相的制冷剂通过吐出阀16之后经由四通阀14流入到室内热交换器21。如上所述流入到室内热交换器21的高压高温的气相制冷剂与室内空气进行热交换而被冷凝为高压的液态制冷剂。在此过程中，进行室内的制热。

被冷凝的高压液态制冷剂通过室内膨胀阀22，并从第一节点n1传递到室外膨胀阀17侧。之后，通过了室外膨胀阀17的低温二相制冷剂传递到作为蒸发器进行动作的室外热交换器11。

流入到室外热交换器11的低温二相制冷剂与室外空气进行热交换而被蒸发为低温气相制冷剂。之后，从室外热交换器11吐出的低温气相制冷剂通过四通阀14向压缩机13的输入配管45流动而再次被引入到压缩机13，并反复再次吐出为高压高温的气相制冷剂的过程。

此时，可以完全打开(full open)室外膨胀阀17，室内膨胀阀22的开度可以根据目标室内温度、制热负荷来调节。

通过这种过程，可以在热水供应停止的状态下进行室内的制热。

图5是图2的混合多联空调系统的单独热水供应运转时的运转图。

单独热水供应运转是在不需要制冷或制热而仅需要热水供应的情况下进行的。

此时，打开热水供应阀15，关闭吐出阀16。并且，打开第一热水供应膨胀阀33和室外膨胀阀17，关闭第二热水供应膨胀阀37和室内膨胀阀22。

具体而言，在启动压缩机13之后成为高压气相的制冷剂通过第二吐出配管42和热水供应阀15输送到作为冷凝器进行动作的热水供应热交换器32。如上所述输送到热水供应热交换器32的高温高压的气相制冷剂与水箱31内部的水进行热交换而对水箱31内部的水进行加热，并且被冷凝为高压液态。

被冷凝的高压的液态制冷剂通过第一热水供应膨胀阀33，从第一节点n1传递到室外膨胀阀17侧。之后，在室外膨胀阀17被膨胀为低温二相制冷剂的制冷剂通过作为蒸发器进行动作的室外热交换器11，经由四通阀14向压缩机13的输入配管45流动而再次被引入到压缩机13，并反复再次吐出为高压高温的气相制冷剂的过程。

通过这种过程，可以在室内制冷或制热停止的状态下仅进行热水供应运转。

图6是图2的混合多联空调系统的制热和热水供应运转时的运转图。

在需要制热和热水供应运转时，打开除了第二热水供应膨胀阀37之外的所有的阀。即，关闭第二热水供应膨胀阀37，打开热水供应阀15、吐出阀16，打开第一热水供应膨胀阀33、室外膨胀阀17以及室内膨胀阀22。

此外，室外热交换器11作为蒸发器进行动作，室内热交换器21作为冷凝器进行动作。

作为参考，在设置有复数个室内膨胀阀22的情况下，可以根据室内环境仅打开复数个室内膨胀阀22中的一部分，也可以将复数个室内膨胀阀22全部打开。

具体而言，在启动压缩机13之后，高温高压的气相制冷剂中的一部分通过吐出阀16之后经由四通阀14输送到室内热交换器21，而剩余的部分通过热水供应阀15输送到热水供应热交换器32。如上所述输送到室内热交换器21和热水供应热交换器32的高压高温的制冷剂，与室内空气进行热交换而对室内进行制热的同时被冷凝为高压的液态制冷剂，或者通过与水箱31内部的水进行热交换来对水箱31内部的水进行加热而被冷凝为高压的液态制冷剂。

被冷凝的高压的液态制冷剂各自通过室内膨胀阀22和第一热水供应膨胀阀33，并在第一节点n1相遇，之后从第一节点n1通过作为蒸发器进行动作的室外机10的室外膨胀阀17传递到室外热交换器11。

流入到室外热交换器11的制冷剂与室外空气进行热交换而被蒸发，并通过第一吐出配管43，经由四通阀14，之后向压缩机13的输入配管45流动而再次被引入到压缩机13，并反复再次吐出为高压高温的气相制冷剂的过程。

此时，室内膨胀阀22的开度可以根据目标室内温度、制热负荷来调节。

通过这种过程，可以同时进行热水供应运转和室内的制热。

图7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。

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，制冷剂的流动如图7所示地进行。

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作为冷凝器进行动作，室内机20的热交换器21作为蒸发器进行动作。

在需要制冷和热水供应运转时，打开除了第一热水供应膨胀阀33和吐出阀16之外的全部阀。即，关闭第一热水供应膨胀阀33和吐出阀16，打开热水供应阀15、第二热水供应膨胀阀37、室外膨胀阀17以及室内膨胀阀22。

作为参考，在设置有复数个室内膨胀阀22的情况下，可以根据室内环境而仅打开室内膨胀阀22中的一部分，也可以将室内膨胀阀22全部打开。

具体而言，在启动压缩机13之后成为高压气相的制冷剂，通过热水供应阀15输送到热水供应热交换器32。如上所述输送到热水供应热交换器32的高压高温的制冷剂，通过与水箱31内部的水进行热交换来加热水箱31内部的水而被冷凝为液态。被冷凝为液态制冷剂通过第二热水供应膨胀阀37被输送到室外热交换器11并与室外空气进行热交换而被进一步冷凝。

被冷凝的液态制冷剂分别通过室外膨胀阀17和第一热水供应膨胀阀33，并在第一节点n1相遇，之后从第一节点n1经由进行制冷运转的室内机20的室内膨胀阀22，作为低压制冷剂传递到室内热交换器21。

低压制冷剂进入到室内机20之后与室内空气进行热交换而被蒸发，并且对室内空气进行制冷的同时通过低压连接配管46并经由四通阀14向压缩机13的输入配管45流动而再次被引入到压缩机13。

在本发明的情况下，可以在所述热水供应和制冷运转模式下，通过由所述第一温度传感器38感测到的水温、由所述第二温度传感器47感测到的制冷剂吐出温度以及由第一压力传感器48感测到的吐出压力和冷凝温度中至少一个信息，来选择将要用作冷凝器的室外热交换器11或热水供应热交换器32。

另外，也可以通过压缩机13的运转频率(Hz)来选择将要用作冷凝器的室外热交换器11或热水供应热交换器32。

此时，可以仅室外热交换器11单独作为冷凝器进行动作。

另外，可以仅热水供应热交换器32单独作为冷凝器进行动作。

另外，室外热交换器11和热水供应热交换器32均可以作为冷凝器进行动作。

作为一例，在仅室外热交换器11单独作为冷凝器进行动作的情况下，与单独制冷运转同样地，关闭热水供应阀15，打开吐出阀16。并且，关闭第一热水供应膨胀阀33和第二热水供应膨胀阀37，打开室外膨胀阀17和室内膨胀阀22。

此时，即便是制冷和热水供应运转，也仅室外热交换器11作为冷凝器进行动作。

具体而言，在启动压缩机13之后成为高压气相的制冷剂，通过吐出阀16之后经由四通阀14输送到室外热交换器11。如上所述输送到室外热交换器11的高压高温的制冷剂与室外空气进行热交换而被冷凝。

被冷凝的液态制冷剂通过室外膨胀阀17，并从第一节点n1通过进行制冷运转的室内机20的室内膨胀阀22，作为低压制冷剂传递到室内热交换器21。

低压制冷剂进入到室内机20之后与室内空气进行热交换而被蒸发，对室内空气进行制冷的同时，经由低压连接配管46并通过四通阀14向压缩机13的输入配管45流动而再次被引入到压缩机13，并反复再次吐出为高压高温的气相制冷剂的过程。

图8是图2的混合多联空调系统的制冷和热水供应运转时，仅热水供应热交换器作为冷凝器进行动作的状况的运转图。

作为另一例子，在仅热水供应热交换器31单独作为冷凝器进行动作的情况下，进行如图8所示的制冷剂流动。

即，打开热水供应阀15，关闭吐出阀16。并且，打开第一热水供应膨胀阀33和室内膨胀阀22，关闭第二热水供应膨胀阀37和室外膨胀阀17，由此仅热水供应热交换器32作为冷凝器进行动作。

作为参考，在设置有复数个室内膨胀阀22的情况下，可以根据室内环境来打开室内膨胀阀22中的一部分，或者可以将室内膨胀阀22全部打开。

具体而言，在启动压缩机13之后成为高压气相的制冷剂通过第二吐出配管42和热水供应阀15输送到作为冷凝器进行动作的热水供应热交换器32。如上所述输送到热水供应热交换器32的高温高压的气相制冷剂通过与水箱31内部的水进行热交换来加热水箱31内部的水，并且被冷凝为高压液态。

被冷凝的高压的液态制冷剂通过第一热水供应膨胀阀33，并从第一节点n1向室内膨胀阀22侧传递。之后，通过了室内膨胀阀22的制冷剂经由室内热交换器21，通过四通阀14向压缩机13的输入配管45流动而再次被引入到压缩机13，并反复再次吐出为高压高温的气相制冷剂的过程。

通过这种过程，即便在制冷和热水供应运转时也可以仅单独进行热水供应运转。即，可以仅热水供应热交换器32作为冷凝器进行动作。

图9是图1的本发明另一实施例的混合多联空调系统的构成图。

本发明的混合多联空调系统包括控制部50。

所述控制部50可以接收由第一温度传感器38、第二温度传感器47、第一压力传感器48测量的值。

即，控制部50可以接收由第一温度传感器38测量到的水温、由第二温度传感器47测量到的吐出温度、由第一压力传感器48测量到的吐出压力或根据其的冷凝温度值。

作为参考，控制部50可以根据由所述第二温度传感器47测量到的吐出温度、由第一压力传感器48测量到的吐出压力或根据其的冷凝温度值，计算吐出过热度。

并且，所述控制部50可以接收压缩机的运转频率(Hz)信息。

此外，所述控制部50可以开闭热水供应阀15、吐出阀16、第一热水供应膨胀阀33、第二热水供应膨胀阀37、室外膨胀阀17以及室内膨胀阀22，或者调节它们的开度。

另外，所述控制部50可以调节四通阀14的打开位置，并且也可以调节所述各风扇12、23的动作与否和单位时间的转数。

另外，所述控制部50也可以调节后述的加热器的动作与否和输出。

另外，所述控制部50也可以控制所述压缩机13的运转频率(Hz)、容量等。

以下，对在热水供应和制冷运转模式中，根据各种状况而作为冷凝器进行动作的热交换器进行说明。

作为一例，在热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱31的水温度为预先设定的基准温度以下，并且制冷负荷小于预先设定的基准值，则是不需要用于制冷的制冷剂循环，仅需要用于热水供应的制冷剂循环的状况。因此，控制为打开所述第一热水供应膨胀阀33，关闭第二热水供应膨胀阀37。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱31的水温为预先设定的基准温度以下，并且制冷负荷小于预先设定的基准值，则是不需要用于制冷的制冷剂循环，仅需要用于热水供应的制冷剂循环的状况。因此，控制为仅所述热水供应热交换器32作为冷凝器进行动作。

即，此时制冷剂如图8所示地流动。

详细而言，打开热水供应阀15，关闭吐出阀16。并且，打开第一热水供应膨胀阀33和室内膨胀阀22，关闭第二热水供应膨胀阀37和室外膨胀阀17，由此仅热水供应热交换器32作为冷凝器进行动作。

作为另一例子，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱31的水温度为预先设定的基准温度以下，并且制冷负荷高于预先设定的基准值，则是需要用于制冷的制冷剂循环，也需要用于热水供应的制冷剂循环的状况。因此，控制为打开所述第二热水供应膨胀阀37，关闭第一热水供应膨胀阀33。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱31的水温为基准温度以下，并且制冷负荷高于预先设定的基准值，则是需要用于制冷的制冷剂循环，也需要用于热水供应的制冷剂循环的状况。因此，控制为所述热水供应热交换器32和所述室外热交换器11均作为冷凝器进行动作。

即，此时制冷剂如图7所示地流动。

详细而言，打开热水供应阀15，关闭吐出阀16。并且，打开第二热水供应膨胀阀37、室外膨胀阀17以及室内膨胀阀22，关闭第一热水供应膨胀阀33，由此室外机10和热水供应单元30的热交换器11、32作为冷凝器进行动作，室内机20的热交换器21作为蒸发器进行动作。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱31的水温为预先设定的基准温度以上，并且制冷负荷高于预先设定的基准值，则是需要用于制冷的制冷剂循环，并且选择性地需要用于热水供应的制冷剂循环的状况，但控制为打开所述第二热水供应膨胀阀37，关闭第一热水供应膨胀阀33。

另外，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱31的水温为预先设定的基准温度以上，并且制冷负荷高于预先设定的基准值，则是需要用于制冷的制冷剂循环，选择性地需要用于热水供应的制冷剂循环的状况，但控制为所述热水供应热交换器32和所述室外热交换器11均作为冷凝器进行动作。

但是，即便在所述热水供应和制冷运转模式中，容纳于所述水箱31的水温为预先设定的基准温度以上，并且制冷负荷高于预先设定的基准值，也可以根据所述压缩机13的吐出过热度控制为打开所述第一热水供应膨胀阀33或打开所述第二热水供应膨胀阀37。

详细而言，即便在所述热水供应和制冷运转模式中，容纳于所述水箱31的水温为预先设定的基准温度以上，并且制冷负荷高于预先设定的基准值，但是在所述压缩机13的吐出过热度小于预先设定的基准过热度的情况下，可以控制为如图8所示，仅热水供应热交换器31单独作为冷凝器进行动作。

即，打开热水供应阀15，关闭吐出阀16。并且，可以控制为打开第一热水供应膨胀阀33和室内膨胀阀22，关闭第二热水供应膨胀阀37和室外膨胀阀17，由此仅热水供应热交换器32作为冷凝器进行动作。

作为另一例子，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱31的水温为预先设定的基准温度以上，并且制冷负荷小于预先设定的基准值，则可以控制为仅所述室外热交换器11作为冷凝器进行动作。

即，如图3所示，可以仅室外热交换器11单独作为冷凝器进行动作，使得热水供应运转停止，进行单独制冷运转。

此时，关闭热水供应阀15，打开吐出阀16。并且，关闭第一热水供应膨胀阀33和第二热水供应膨胀阀37，打开室外膨胀阀17和室内膨胀阀22。

此外，在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱31的水温为预先设定的基准温度以上，并且制冷负荷小于预先设定的基准值，则可以利用另行设置的加热器来加热所述水箱31，而不是制冷剂循环。

在热水供应和制冷运转模式中，根据各状况而作为冷凝器进行动作的热交换器，参照下面表格1。

表1

图10是示出本发明另一实施例的混合多联空调系统的控制方法的流程图。如前述，本发明的混合多联空调系统可以在制冷和热水供应运转时，根据水温和制冷负荷，将热水供应热交换器32或室外热交换器11单独用作冷凝器，或者将串联配置的热水供应热交换器32和室外热交换器11均用作冷凝器。

并且，可以通过温度传感器、压力传感器等来测量吐出温度和冷凝温度、水温，并通过反映压缩机运转频率(Hz)来选择将要作为冷凝器进行动作的热交换器。

通常，压缩机根据所需的制冷负荷来构成蒸发温度，由于在制冷低负荷时冷凝温度变为相对低，因此难以确保能够供应热水的吐出过热度。随着冷凝器的面积增大，其作为不利条件发挥的作用越大。

另外，与将热水供应热交换器32和室外热交换器11一起用作冷凝器的情形相比，在仅热水供应热交换器32用作冷凝器的情况下，能够使冷凝温度更上升，能够提高废热回收率。

但是，当在制冷低负荷条件下水箱31的水温过高时，即便通过仅将热水供应热交换器32用作冷凝器来减少冷凝器，由于冷凝温度上升也存在限制，因此有必要利用额外的加热器来加热水箱31并供应热水，并且单独进行制冷运转。

如果制冷负荷较大，则需要冷凝能力也增加，因此有必要使冷凝器大小增大，此时，将热水供应热交换器32和室外热交换器11一起用作冷凝器。

此外，由于水箱31内的水温相对高于室外温度，并且目标水温也通常达到50～60℃，因此使用主要采用以吐出过热度来加热水箱31的串联结构。

另外，在制冷和热水供应运转时水箱31内水温和制冷负荷均较低的情况下(例如：水温<40℃，压缩机频率<30Hz)，可以仅将热水供应热交换器32单独用作冷凝器来提高冷凝器废热回收率。

另外，由于在制冷和热水供应运转时制冷负荷较高的情况下，由于仅使用热水供应热交换器32冷凝能力不足，因此将热水供应热交换器32和室外热交换器11一起用作冷凝器。

但是，由于在室外温度低于设定温度的情况下，所确保的吐出过热度过低，导致难以确保热水供应能力，因此此时仅将热水供应热交换器32用作冷凝器。

另外，在制冷负荷较低而水箱31内水温较高的情况下，不能进行热水供应。

因此，可以仅将室外热交换器11用作冷凝器来进行单独制冷运转，并利用额外的加热器供应热水。

参照图10，本发明的混合多联空调系统在制冷和热水供应运转时，利用压缩机吐出温度、冷凝温度算出吐出过热度，并通过反映所算出的吐出过热度和水箱内部水温、压缩机的运转频率(Hz)的信息来选择将要用作冷凝器的热交换器11、32。

首先，在进入制冷和热水供应运转模式之后，通过比较压缩机的运转频率和基准值来判断制冷负荷(S11)。

作为一例，如果压缩机13的运转频率小于30Hz，则可以判断为制冷低负荷，相反，如果压缩机的运转频率为30Hz以上，则可以判断为制冷高负荷。

在步骤S11中，如果压缩机13的运转频率小于30Hz，则判断为制冷低负荷，并测量水箱31的水温(S12)。

在所述步骤S12中，如果水箱31的水温小于基准温度，则由于在制冷低负荷的状况下水箱31的水温为较低的状况，因此单独将热水供应热交换器32用作冷凝器(S15)。

即，如上所述，在水箱31的水温较低的状况下判断为仅通过热水供应热交换器32就能够实现用于制冷和热水供应的冷凝器，从而为了提高冷凝器废热回收率，单独将热水供应热交换器32用作冷凝器(S15)。

此时，制冷剂的流动如图8所示地进行。

即，打开热水供应阀15，关闭吐出阀16。并且，打开第一热水供应膨胀阀33和室内膨胀阀22，关闭第二热水供应膨胀阀37和室外膨胀阀17，由此仅热水供应热交换器32作为冷凝器进行动作。

另一方面，在所述步骤S12中，如果水箱31的水温为基准温度以上，则在制冷低负荷的状况下，水箱31的水温为较高的状况，因此可以控制为仅所述室外热交换器11作为冷凝器进行动作(S14)。

即，如图3所示，可以仅室外热交换器11单独作为冷凝器进行动作使得热水供应运转停止，进行单独制冷运转。

此时，关闭热水供应阀15，打开吐出阀16。并且，关闭第一热水供应膨胀阀33和第二热水供应膨胀阀37，打开室外膨胀阀17和室内膨胀阀22。

此外，如上所述，在热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱31的水温为预先设定的基准温度以上，并且制冷负荷小于预先设定的基准值，则利用额外的加热器来加热所述水箱31，而不是通过制冷剂循环。

即，如果在制冷低负荷并且水箱31的水温为基准温度以上的状况下，将热水供应热交换器32用作冷凝器，则可能因达到冷凝温度上升上限而难以正常形成循环。

因此，在制冷低负荷并且水箱31的水温为基准温度以上的状况下，切换到单独制冷模式，仅单独地将室外热交换器11用作冷凝器，并在水箱31的情况下，使用附着在其内部的额外的加热器来供应热水。

相反，在步骤S11中，如果压缩机13的运转频率为30Hz以上，则判断为制冷高负荷，并利用压缩机的吐出温度和冷凝温度信息来算出吐出过热度(S13)。

在所述步骤S13中，如果吐出过热度小于基准温度，则进入到所述步骤S12。

此外，在步骤S12中，如果水箱31的水温小于基准温度，则在制冷低负荷的状况下水箱31的水温是较低的状况，因此将热水供应热交换器32单独用作冷凝器(S15)。

另外，在所述步骤S12中，如果水箱31的水温为基准温度以上，则在制冷低负荷的状况下水箱31的水温是较高的状况，因此可以控制为仅所述室外热交换器11作为冷凝器进行动作(S14)。

相反，如果在步骤S13中，吐出过热度为基准温度以上，则将热水供应热交换器32和室外热交换器11一起用作冷凝器(S16)。

此时，打开热水供应阀15，关闭吐出阀16。并且，关闭第一热水供应膨胀阀33，打开第二热水供应膨胀阀37、室外膨胀阀17和室内膨胀阀22。

此外，如上所述，在热水供应和制冷运转模式中，在压缩机的运转频率为30Hz以上的情况下，冷凝负荷增大，因此仅用水箱可能冷凝器大小不足。从而将热水供应热交换器32和室外热交换器11一起用作冷凝器。

但是，此时，在不能确保吐出过热度为5℃以上的情况下(室外温度过低的情况)，确认水温是否为40℃以下，之后在40℃以下的情况下，通过阀控制将热水供应热交换器32单独用作冷凝器。

如果水温为40℃以上，则在30Hz以上制冷负荷条件下发生高压限制的危险较高，因此单独将室外热交换器11用作冷凝器，利用额外的加热器加热水箱31的水。

与此相反，在压缩机频率为30Hz以上时，在可确保吐出过热度为5℃以上的情况下，可以继续将热水供应热交换器32和室外热交换器11一起用作冷凝器。

在上述方法中，成为用于判断制冷负荷的基准的压缩机的运转频率，成为基准的水温以及成为基准的吐出过热度的值可以根据状况而发生变化。

根据如上所述的本发明，将用于水箱加热的热交换器和室外机用热交换器串联配置，由此具有可以随着吐出过热度区间的制冷剂流量增加来确保热水供应性能的优点。

另外，还具有如下优点，在室外机用热交换器的情况下，过冷却度得到确保，从而能够更稳定地实现循环并且降低冷凝温度。

另外，还具有如下的优点，可以仅水箱用热交换器作为冷凝器进行动作，或者仅室外机用热交换器作为冷凝器进行动作。

另外，还具有如下的优点，水箱用热交换器和室外机用热交换器可以同时作为冷凝器进行动作。

即，在本发明的情况下，具有可以根据各种状况来选择冷凝器进行动作的优点。

另外，本发明具有如下的优点，在制冷和热水供应运转时，在制冷负荷和水温较高的情况下，能够将水箱侧热交换器和室外机侧热交换器串联配置并且同时用作冷凝器，而在制冷负荷和水温较低的情况下，能够通过仅将水箱侧热交换器用作冷凝器来进一步提高废热回收效率。

另外，还具有如下的优点，在制冷和热水供应运转时，冷凝温度下降从而使制冷性能和热水供应效率上升，有利于防止压缩机破损，能够在低负荷条件或水箱的水温较低的条件下提高废热回收率和热水供应效率。

另外，通过在水箱缠绕可实现制冷剂-水热交换的线圈，从而制冷剂和水的热交换直接进行，由此具有提高热交换效率的优点。

另外，还具有如下的优点，无需设置额外的贮液器，就能够通过调节第一热水供应膨胀阀和室外膨胀阀的开度来控制最优的过冷却度，由此具有能够防止二相制冷剂的流入的优点。

另外，具有不仅可以进行热水供应和制冷同时运转，而且还可以进行热水供应和制热运转的优点。

Claims (10)

1.一种混合多联空调系统，其中，包括：

热水供应单元，包括热水供应热交换器和第一热水供应膨胀阀，所述热水供应热交换器用于使制冷剂和容纳于水箱内侧的水进行热交换，所述第一热水供应膨胀阀阻断由所述热水供应热交换器冷凝的所述制冷剂或使其流动；

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；

室外机，通过制冷剂配管与所述室内机和所述热水供应单元连接，包括室外热交换器、压缩机以及室外膨胀阀；

第二热水供应吐出配管，一侧从连接所述热水供应热交换器和所述室内热交换器的第一热水供应吐出配管分支，另一侧合流到连接所述压缩机和所述室外热交换器的第一吐出配管；以及

第二热水供应膨胀阀，设置在所述第二热水供应吐出配管上。

2.根据权利要求1所述的混合多联空调系统，其中，

包括第一温度传感器和第二温度传感器中至少一个，所述第一温度传感器设置为感测所述水箱的水温，所述第二温度传感器设置于所述压缩机的后端。

3.根据权利要求1所述的混合多联空调系统，其中，

还包括设置于所述压缩机的后端的第一压力传感器。

4.根据权利要求1所述的混合多联空调系统，其中，

所述热水供应热交换器以线圈形态缠绕所述水箱的外壁，并且随着所述制冷剂在所述热水供应热交换器的内部流动使所述制冷剂和所述水进行热交换。

5.根据权利要求1所述的混合多联空调系统，其中，

所述室外机包括：

热水供应阀，使压缩的制冷剂从所述压缩机向所述热水供应单元流动；

吐出阀，使压缩的制冷剂从所述压缩机向所述室外热交换器或所述室内热交换器流动；以及

四通阀，将通过了所述吐出阀的制冷剂传递给所述室外热交换器或传递给所述室内热交换器。

6.根据权利要求1所述的混合多联空调系统，其中，

所述室内热交换器设置有复数个，各个室内热交换器并联连接。

7.根据权利要求1所述的混合多联空调系统，其中，

在所述第一热水供应吐出配管中比所述第二热水供应吐出配管的分支点更靠后端的位置，设置有第一热水供应膨胀阀。

8.根据权利要求7所述的混合多联空调系统，其中，

在热水供应和制冷运转模式中，仅所述热水供应热交换器和所述室外热交换器中的任意一个作为冷凝器进行动作，或者所述热水供应热交换器和所述室外热交换器作为冷凝器进行动作。

9.根据权利要求7所述的混合多联空调系统，其中，

在热水供应和制冷运转模式中，打开所述第一热水供应膨胀阀和所述第二热水供应膨胀阀中的任意一个，关闭剩余的另一个。

10.根据权利要求9所述的混合多联空调系统，其中，

在所述热水供应和制冷运转模式中，如果容纳于所述水箱的水温为基准温度以下，并且制冷负荷小于基准值，则打开所述第一热水供应膨胀阀，关闭所述第二热水供应膨胀阀。