帶有熱/冷水產生裝置的空調機的製作方法

2023-09-22 09:54:40

專利名稱：帶有熱/冷水產生裝置的空調機的製作方法
相關專利申請本申請受益於2002年8月6日在韓國工業產權局申請的韓國申請No.2002-46370，在此參考其所披露的內容。。
這種使用空調原理的傳統熱水產生裝置將在下面參考

圖1進行描述。如圖1所示，在壓縮機102中壓縮製冷劑來產生高溫高壓的製冷劑。然後，製冷劑順序通過熱水產生換熱器104，膨脹閥106和蒸發器108，然後返回壓縮機102。在熱水產生換熱器104中，熱量從製冷劑傳遞給水。也就是，溫度相對較低的水吸收高溫製冷劑的熱量，於是製冷劑溫度降低，水溫升高。而來自熱水產生換熱器104的製冷劑順序通過膨脹閥106和蒸發器108後，製冷劑轉變成低溫低壓的氣相，然後氣態的製冷劑返回到壓縮機102。
吸收熱水換熱器104中製冷劑熱量的水被存儲在熱水存儲箱112中。存儲的熱水通過熱水供應管(未示出)供應給需要的地方。當熱水存儲箱112中的水被消耗時，從外部水供給源補充水。循環泵110使水在熱水存儲箱112和熱水產生換熱器104之間強制循環。
這種使用製冷劑的傳統熱水產生裝置採用空調機的原理和基本結構，但是不具有空氣調節作用。並且，傳統的熱水產生裝置只是產生熱水，因此不是多功能的，使用效率低。
本發明另外的目的和優點中的部分將在下面的描述中闡明，部分在描述中是顯而易見的或是可從本發明的實踐中得出。
本發明上述的和其他的目的可通過提供一種空調機來實現，該空調機包括一個壓縮製冷劑來產生高溫氣態製冷劑的壓縮機，一個通過在水和來自壓縮機的高溫製冷劑之間傳遞熱量的熱交換過程來產生熱水的熱水產生裝置，一個通過在製冷劑和戶外空氣之間傳遞熱量的熱交換過程的戶外換熱器，以及一個通過在水和來自熱水產生裝置的製冷劑之間傳遞熱量的熱交換過程來產生熱水，或者通過在水和來自戶外換熱器的製冷劑之間傳遞熱量的熱交換過程來產生冷水的熱/冷水產生裝置。
現在參照附圖詳細描述本發明的優選實施例，其中同樣的附圖標記始終代表同樣的部件。
下面參照圖2，3A和3B來描述按照本發明的一個實施例的帶有熱/冷水產生裝置的空調機。圖2為按照本發明一個實施例的帶有熱/冷水產生裝置的空調機的結構圖。如圖2所示，壓縮機202壓縮製冷劑來產生高溫高壓的氣態製冷劑。熱水產生裝置204作為換熱器，通過把來自壓縮機202的高溫製冷劑的熱量傳遞給溫度相對較低的水的熱交換過程來產生熱水。圖2的空調機使用二氧化碳(CO2)作為製冷劑以減輕環境汙染。
在熱水產生裝置204中產生的熱水被存儲在熱水存儲箱216中。安裝第一循環泵214使水在熱水產生裝置204和熱水存儲箱216之間平穩循環。四通閥206按照本發明空調機的一個選定的操作模式，即來自熱水產生裝置204的製冷劑供入戶外換熱器208或熱/冷水產生裝置212的製冷模式或者加熱模式來控制製冷劑的流動方向。在製冷模式中，戶外換熱器208通過把熱量從高溫高壓的氣態製冷劑傳遞給戶外空氣的熱交換過程，來產生仍然具有高於戶外空氣溫度的高壓氣態製冷劑。然後，製冷劑被供入膨脹閥210，在那裡，來自戶外換熱器208的製冷劑的壓力被降低。另一方面，在加熱模式中，膨脹閥210降低了來自熱/冷水產生裝置212的製冷劑的壓力。
熱/冷水產生裝置212是一個通過在高或低溫製冷劑和水之間傳遞熱量的熱交換過程來產生熱水或冷水的換熱器。熱/冷水產生設備212在製冷模式中產生冷水，在加熱模式中產生熱水。在熱/冷水產生設備212中產生的熱水或冷水被供入室內換熱器218中，以此來加熱或冷卻室內空氣。安裝第二循環泵220使水在室內換熱器218和熱/冷水產生裝置212之間平穩循環。
由於熱/冷水產生裝置212的製冷劑管212A不是直接與室內換熱器218連接，因此可以使製冷劑管212A的長度最小。並且，製冷劑管212A沒有與室內換熱器218直接連接的原因是為了克服室內換熱器218可能存在的結構缺陷，以及不能承受當作為製冷劑的CO2的運行壓力達到80～150atm時的過高壓和意想不到的爆炸。因此，產生熱水和冷水來加熱或冷卻室內空氣的熱/冷水產生裝置212使得維護和修理製冷劑管變得容易，並防止室內換熱器218發生意想不到的爆炸。
本發明空調機的操作如下。
圖3A是在製冷模式中，依照圖2帶有熱/冷水產生裝置的空調機的製冷循環。在圖3A中，實線表示的箭頭代表製冷劑的流動方向，而虛線表示的箭頭代表水的流動方向。在製冷模式中，在熱水產生裝置204中產生熱水，在熱/冷水產生裝置212中產生冷水。也就是，可以在製冷模式中產生熱水和冷水，由此在這樣的製冷模式中既可將熱水供應到需要的地方，又可以冷卻室內空氣。
如圖3A所示，當來自壓縮機202的高溫高壓的氣態製冷劑被供入熱水產生裝置204中時，熱量從高溫製冷劑傳遞給溫度相對較低的水。通過這樣的熱交換過程，水的溫度升高而製冷劑的溫度降低。這樣，在熱水產生裝置204中產生的熱水通過第一循環泵214的操作從所述的裝置204流出，然後存儲在熱水存儲箱216中。在這種情況下，來自熱水產生裝置204的製冷劑通過四通閥206流入戶外換熱器208。這樣，在戶外換熱器208中熱量從高溫製冷劑傳遞給溫度相對較低的戶外空氣，於是製冷劑的溫度進一步降低。膨脹閥210降低了來自戶外換熱器208的高壓氣態製冷劑的壓力，使得低溫低壓的製冷劑流入熱/冷水產生裝置212中，由此在熱/冷水產生裝置212中產生冷水。當熱/冷水產生裝置212中產生的冷水被供入室內換熱器218時，冷水吸收室內空氣的熱量，於是室內空氣溫度降低，冷水溫度升高。來自熱/冷水產生裝置212的製冷劑經過四通閥206返回壓縮機202。這樣，本發明的空調機在製冷模式中既產生熱水又產生冷水，可以同時供應熱水和冷卻室內空氣。
圖3B所示為在加熱模式中，依照圖2帶有熱/冷水產生裝置的空調機的製冷循環。在圖3B中實線表示的箭頭代表製冷劑的流動方向，而虛線表示的箭頭代表水的流動方向。在加熱模式中，按照本發明一個實施例的空調機在熱/冷水產生裝置212和熱水產生裝置204中產生熱水。
如圖3B所示，當來自壓縮機202的高溫高壓的氣態製冷劑被供入熱水產生裝置204中時，熱量從高溫製冷劑傳遞到溫度相對較低的水。通過這樣的熱交換過程，熱水產生裝置204中的水的溫度升高，而製冷劑的溫度降低。同樣，熱水產生裝置204中產生的熱水在第一循環泵214的驅動下流動，然後存儲在熱水存儲箱216中。來自熱水產生裝置204的製冷劑經過四通閥206流入熱/冷水產生裝置212。由於流入熱/冷水產生裝置212的製冷劑仍然具有高溫高壓，在所述的熱/冷水產生裝置212中熱量從高溫製冷劑傳遞給溫度相對較低的水，於是製冷劑的溫度降低，水的溫度升高，從而產生熱水。當熱/冷水產生裝置212中產生的熱水被供入室內換熱器218時，熱量從熱水傳遞給溫度相對較低的室內空氣。這時，室內空氣的溫度升高，達到加熱室內空氣的效果。也就是，在加熱模式中，按照本發明實施例的空調機能夠完成熱水的供應和室內空氣的加熱。
如上所述，本發明提供了一種空調機，在製冷模式中可以同時產生熱水和冷卻室內空氣，在加熱模式中可以同時產生熱水和加熱室內空氣，因此在加熱或冷卻室內空氣時總能供應熱水。
雖然已經顯示和描述了本發明的幾個實施例，本領域的技術人員應當理解在不脫離本發明原理和精神的情況下，這些實施例可以做些變化，因此其範圍也定義在權利要求和其等效物中。
權利要求
1.一種空調機，包括一個壓縮製冷劑以產生高溫氣態製冷劑的壓縮機；一個通過在水和來自所述壓縮機的高溫製冷劑之間傳遞熱量進行熱交換過程來產生熱水的熱水產生裝置；一個在製冷劑和戶外空氣之間傳遞熱量進行熱交換過程的戶外換熱器；一個的熱/冷水產生裝置，所述的熱/冷水產生裝置通過在水和來自熱水產生裝置的製冷劑之間傳遞熱量進行熱交換過程來產生熱水，或通過在水和來自戶外換熱器之間傳遞熱量進行熱交換過程來產生冷水。
2.如權利要求1所述的空調機，還包括一個通過在室內空氣和來自所述熱/冷水產生裝置的熱水或冷水之間傳遞熱量進行熱交換過程來加熱或者冷卻室內空氣的室內換熱器。
3.如權利要求1所述的空調機，其中二氧化碳被用作製冷劑。
4.一種空調機，包括一個壓縮製冷劑以產生高溫製冷劑的壓縮機；一個通過在來自所述壓縮機的高溫製冷劑和溫度相對較低的水之間傳遞熱量進行熱交換過程來產生熱水的熱水產生裝置；一個熱/冷水產生裝置，所述熱/冷水產生裝置根據通過熱/冷水產生裝置的製冷劑的溫度，通過在所述的製冷劑和水之間傳遞熱量進行熱交換過程來產生熱水或者冷水；一個戶外換熱器，所述戶外換熱器在製冷模式中在來自熱水產生裝置的製冷劑和戶外空氣之間進行熱量傳遞的熱交換過程，或者在加熱模式中在來自熱/冷水產生裝置的製冷劑和戶外空氣之間進行熱量傳遞的熱交換過程；一個控制製冷劑流動方向的四通閥，它能夠按照一個選擇的模式，即製冷模式或者加熱模式使得來自所述壓縮機的製冷劑流入熱/冷水產生裝置和戶外換熱器中選定的一個中；和一個控制製冷劑壓力的膨脹閥，在製冷模式中膨脹閥降低來自戶外換熱器的製冷劑的壓力，並在加熱模式中降低來自熱/冷水產生裝置的製冷劑的壓力。
5.如權利要求4所述的空調機，其中所述的熱/冷水產生裝置在製冷模式中產生冷水，在加熱模式中產生熱水。
6.如權利要求4所述的空調機，其中在熱/冷水產生裝置中產生的熱水或冷水流入一個通過在熱水或冷水和室內空氣之間傳遞熱量的熱交換過程來加熱或者冷卻室內空氣的室內換熱器。
7.如權利要求4所述的空調機，其中二氧化碳被用作製冷劑。
8.如權利要求1所述的空調機，還包括一個存儲來自熱水產生裝置的熱水的熱水存儲箱。
9.如權利要求1所述的空調機，還包括一個循環泵使得水在熱水產生裝置和熱水存儲箱之間循環。
10.如權利要求1所述的空調機，還包括一個按照選擇的操作模式控制製冷劑流動方向的四通閥。
11.如權利要求10所述的空調機，其中在製冷模式中製冷劑從熱水產生裝置傳遞到戶外換熱器。
12.如權利要求10所述的空調機，其中在加熱模式中製冷劑從熱水產生裝置傳遞到熱/冷水產生裝置。
13.如權利要求11所述的空調機，其中在製冷模式中，戶外換熱器通過把高溫高壓的氣態製冷劑的熱量傳遞給戶外空氣進行熱交換過程來產生仍然具有高於戶外空氣溫度的高壓氣態製冷劑。
14.如權利要求13所述的空調機，其中高壓氣態製冷劑然後供入膨脹閥，在那裡製冷劑的壓力降低。
15.如權利要求4所述的空調機，其中熱/冷水產生裝置包括一個製冷劑在其中通過的製冷劑管，其中製冷劑管不直接與室內換熱器連接。
16.如權利要求5所述的空調機，其中在製冷模式中熱水和冷水同時產生。
17.如權利要求16所述的空調機，其中熱水和室內空氣的冷卻可同時獲得。
18.如權利要求16所述的空調機，其中熱水和室內空氣的加熱可同時獲得。
19.一種調節空氣的方法包括壓縮製冷劑以產生高溫高壓的氣態製冷劑；通過在水和高溫製冷劑之間傳遞熱量進行熱交換過程來產生熱水；進行在製冷劑和戶外空氣之間傳遞熱量的熱交換過程；和通過在水和與水傳遞熱量的高溫製冷劑之間傳遞熱量進行熱交換過程來產生熱水，或者通過在水和與戶外空氣傳遞熱量的製冷劑之間傳遞熱量進行熱交換過程來產生冷水。
全文摘要
一種空調機包括一個通過壓縮製冷劑來產生高溫氣態製冷劑的壓縮機，一個通過把來自壓縮機的高溫製冷劑的熱量傳遞給水的熱交換過程來產生熱水的熱水產生裝置，一個在製冷劑和戶外空氣之間進行熱交換過程的戶外換熱器，以及一個通過把來自熱水產生裝置的製冷劑的熱量傳遞給水的熱交換過程來產生熱水，或通過把水的熱量傳遞給來自戶外換熱器的製冷劑的熱交換過程來產生冷水的熱/冷水產生裝置。
文檔編號F25B30/02GK1475703SQ0314543
公開日2004年2月18日 申請日期2003年1月2日 優先權日2002年8月6日
發明者徐國正, 金萬會, 河鍾權 申請人:三星電子株式會社