供水設備的製作方法

2023-06-23 15:13:41

專利名稱：供水設備的製作方法
技術領域：
實施例涉及一種利用製冷循環以提供冷水和/或熱水的供水設備。
背景技術：
通常，供水設備是可以是這樣一種設備加熱從外部供水源供應的水，以產生熱水，並且將產生的熱水供應到水消耗單元，諸如用於取暖的散熱器或鍋爐。近來，一些供水設備可包括製冷循環組件(所述製冷劑循環組件包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器等)，從而通過利用製冷循環加熱和/或冷卻水而供應熱水或冷水二者。

發明內容
在一個或多個實施例的一方面中，提供一種可產生具有第一溫度的熱水和/或具有高於第一溫度的第二溫度的熱水的供水設備。根據一個或多個實施例的一方面，提供一種供水設備，該供水設備可包括安裝在室外的室外單元；復疊單元，用於從室外單元接收製冷劑並且產生第一溫度的熱水和/或高於第一溫度的第二溫度的熱水。室外單元可包括用於壓縮第一製冷劑的第一壓縮機和用於使第一製冷劑與室外空氣進行熱交換的第一交換器。復疊單元可包括第二壓縮機，用於壓縮第二製冷劑；第二熱交換器，用於使從外部供水源供應的水與從室外單元傳遞來的第一製冷劑進行熱交換；第三熱交換器，用於使將被吸入到第二壓縮機的第二製冷劑被從室外單元傳遞來的第一製冷劑加熱；第四熱交換器，用於使從外部供水源供應的水與從第二壓縮機排放的第二製冷劑進行熱交換。所述設備還可包括4通閥，設置在第一壓縮機的排放側；第一製冷劑管，具有連接到第一壓縮機的一端；第二製冷劑管，具有連接到第一熱交換器的一端；第一連接製冷劑管，具有連接到4通閥的一端和連接到第一熱交換器的另一端；第一分支製冷劑管，從第一製冷劑管的另一端分支，並且連接到第二熱交換器；第二分支製冷劑管，從第一製冷劑管的另一端分支，並且連接到第三熱交換器；第三分支製冷劑管，從第二製冷劑管的另一端分支，並且連接到第二熱交換器；第四分支製冷劑管，從第二製冷劑管的另一端分支，並且連接到第三熱交換器；第一 3通閥，用於使第一製冷劑管與第一分支製冷劑管和第二分支製冷劑管中的任意一個連通；第一膨脹閥，設置在第三分支製冷劑管上；第二膨脹閥，設置在第四分支製冷劑管上。所述設備還可包括第二排放製冷劑管，用於將從第二壓縮機排放的第二製冷劑引導到第四熱交換器；第二吸入製冷劑管，用於引導來自第三熱交換器的第二製冷劑被吸入到第二壓縮機中；第二連接製冷劑管，用於將第三熱交換器和第四熱交換器彼此連接；第三膨脹閥，設置在第二連接製冷劑管上。所述設備還可包括第一水管，被供應來自外部供水源的水；第二水管，從第一水管分支，用於將水引導到第二熱交換器；第三水管，從第一水管分支，用於將水引導到第四熱交換器；第四水管，用於連接到水消耗設備；第五水管，用於將流經第二熱交換器的水引導到第四水管；第六水管，用於將流經第四熱交換器的水引導到第四水管；第二 3通閥，設置在第一水管與第二水管和第三水管之間，以使來自第一水管的水能夠被供應到第二水管或第三水管中的任何一個。所述設備還可包括設置在第四水管上的泵，用於使水從外部供水源吸入和將所述水排放到水消耗設備。根據一個或多個實施例的一方面，提供一種供水設備，該供水設備可包括第一壓縮機，用於壓縮第一製冷劑；第一熱交換器，用於使第一製冷劑與室外空氣進行熱交換;第二壓縮機，用於壓縮第二製冷劑；第二熱交換器，用於使從外部供水源供應的水與第一製冷劑進行熱交換；第三熱交換器，用於使將被吸入到第二壓縮機中的第二製冷劑被第一製冷劑加熱；第四熱交換器，用於使從外部供水源供應的水能夠與從第二壓縮機排放的第二製冷劑進行熱交換。 所述設備可包括設置在室外的包括所述第一壓縮機和第一熱交換器的室外單元以及包括所述第二壓縮機和所述第二、第三和第四熱交換器的復疊單元。室外單元和復疊單元可被形成為單獨的單元並且可通過製冷劑管彼此連接。室外單元可包括所述復疊單元。在一個或多個實施例的一方面，提供一種供水設備，該供水設備可產生第一溫度的熱水和/或高於第一溫度的第二溫度的熱水，且因此可更有效地供應期望溫度的熱水。


通過下面結合附圖對實施例的描述，這些和/或其他方面將會變得明顯和更加易於理解，其中圖I是示出由根據本實施例的供水設備產生第一溫度的熱水的情況的示意圖；圖2是示出由根據實施的供水設備產生高於第一溫度的第二溫度的熱水的情況的不意圖；圖3是示出由根據實施例的供水設備供應冷水的情況下的示意圖；圖4是根據實施例的供水設備的示意圖。
具體實施例方式現在將對實施例進行詳細描述，其示例在附圖中示出，其中，相同的標號始終表示相同的元件。下面，將參照附圖詳細描述根據實施例的供水設備。如圖I所示，根據本實施的供水設備將從外部供水源30傳遞來的水冷卻或加熱，以產生冷水或熱水，並將冷水或熱水供應到水消耗設備40。供水設備包括室外單元10，安裝在室外，用於與室外空氣進行熱交換；復疊單元20，用於從室外單元10接收第一製冷劑並且產生冷水和熱水。在實施例中，復疊單元20被構造為產生冷水、具有第一溫度的熱水和/或高於第一溫度的第二溫度的熱水。室外單元10包括第一壓縮機11，用於壓縮第一製冷劑；4通閥14，安裝在第一壓縮機11的排放側，以能夠選擇產生熱水或產生冷水；第一熱交換器12，用於使第一製冷劑與室外空氣進行熱交換；吹送風扇13，用於使室外空氣通過第一熱交換器12並且與第一製冷劑交換熱量。復疊單元20包括第二壓縮機21，用於壓縮第二製冷劑；第二熱交換器22，用於使從室外單元10傳遞來的第一製冷劑與水進行熱交換；第三熱交換器23，用於使將被吸入到第二壓縮機21中的第二製冷劑與從室外單元10傳遞來的第一製冷劑進行熱交換，從而使將被吸入到第二壓縮機21的第二製冷劑被從室外單元10傳遞來的第一製冷劑加熱。復疊單元20還包括第四熱交換器24，用於使從外部供水源30供應的水與從第二壓縮機21排放的第二製冷劑進行熱交換。上面提到的組件可通過多個製冷劑管彼此連接，以傳遞第一製冷劑和第二製冷劑。用於傳遞第一製冷劑的製冷劑管可包括第一製冷劑管RP1，具有連接到第一壓縮機11的一端；第二製冷劑管RP2，具有連接到第一熱交換器12的一端；第一分支製冷劑 管RPl-I，從第一製冷劑管RPl的另一端分支，並且連接到第二熱交換器22 ;第二分支製冷劑管RP1-2，從第一製冷劑管RPl的另一端分支，並且連接到第三熱交換器23 ;第三分支製冷劑管RP2-1，從第二製冷劑管RP2的另一端分支，並且連接到第二熱交換器22 ;第四分支製冷劑管RP2-2，從第二製冷劑管RP2的另一端分支，並且連接到第三熱交換器23 ;第一排放製冷劑管RP3，用於將從第一壓縮機11排放的製冷劑引導到4通閥14 ;第一吸入製冷劑管RP4，用於引導第一製冷劑被吸入到第一壓縮機11中；第一連接製冷劑管RP5，用於將4通閥14和第一熱交換器12彼此連接。用於傳遞第二製冷劑的製冷劑管可包括第二排放製冷劑管RP6，用於將從第二壓縮機21排放的第二製冷劑引導到第四熱交換器24 ;第二吸入製冷劑管RP7，用於引導第二製冷劑從第三熱交換器23被吸入到第二壓縮機21 ;第二連接製冷劑管RP8，用於將第三熱交換器23和第四熱交換器24彼此連接。在這種構造中，第一 3通閥Vl設置在第一製冷劑管RPl的另一端與第一分支製冷劑管RPl-I和第二分支製冷劑管RP1-2之間，以使第一製冷劑管RPl與第一分支製冷劑管RPl-I和第二分支製冷劑管RP1-2中選擇的一個連通。復疊單元20還包括多個膨脹閥，用於以減壓方式使製冷劑膨脹。這些膨脹閥包括第一膨脹閥25，設置在第三分支製冷劑管RP2-1上；第二膨脹閥26，設置在第四分支製冷劑管RP2-2上；第三膨脹閥27，設置在第二連接製冷劑管RP8上。復疊單元20還包括被構造為允許從外部供水源30供應的水在通過復疊單元20的同時被加熱或冷卻的多個水管。這些水管包括第一水管WPl，被供應來自外部供水源30的水；第二水管WP2，從第一水管WPl分支，以將水引導到第二熱交換器22 ;第三水管WP3，從第一水管WPl分支，以將水引導到第四熱交換器24;第四水管WP4，連接到水消耗設備40 ;第五水管WP5，將通過第二熱交換器22的水引導到第四水管WP4 ;第六水管WP6，將通過第四熱交換器24的水引導到第四水管WP4。在這種構造中，第二 3通閥V2被設置在第一水管WPl與第二水管WP2和第三水管WP3之間，以使來自第一水管WPl的水被供應到第二水管WP2和第三水管WP3中選擇的一個。在第四水管WP4上，設置有泵28，以使從外部供水源30供應而後通過第二熱交換器22和第四熱交換器24中任意一個的水被排放到水消耗設備40。下面，將參照圖I描述利用根據實施例的供水設備產生第一溫度的熱水的情況。從第一壓縮機11排放的高溫第一製冷劑按照第一排放製冷劑管RP3、4通閥14、第一製冷劑管RP1、第一 3通閥Vl和第一分支製冷劑管RPl-I的順序通過，並且被傳遞第二熱交換器22。同時，從外部供水源30供應的水利用泵28按照第一水管WP1、第二 3通閥V2和第二水管WP2的順序通過，並且被傳遞到第二交換器22。因此，從外部供水源30供應的水和從室外單元10傳遞的高溫第一製冷劑可以彼此進行熱交換。在此時，因為由第一壓縮機11壓縮而與來自外部供水源30的水的溫度相比具有相當高的溫度的第一製冷劑可以被傳遞到第二熱交換器22，所以水可以被第一製冷劑加熱，以在第一製冷劑可以被水冷卻並且被冷凝的同時而變成第一溫度的熱水。從第二熱交換器22產生的第一溫度的熱水按照第五水管WP5、泵28和第四水管WP4的順序流過，並且被傳遞到水消耗設備40。通過此過程獲得的水的溫度至多可達55°C。 通過被水冷卻和冷凝的第一製冷劑在通過設置在第三分支製冷劑管RP2-1上的第一膨脹閥25以減壓方式被膨脹的同時通過第三分支製冷劑管RP2-1。而後，膨脹後的第一製冷劑通過第二製冷劑管RP2被傳遞到第一熱交換器12，在第一熱交換器12中，第一製冷劑被蒸發以從外部空氣吸收熱量。從第一熱交換器12蒸發的第一製冷劑按照第一連接製冷劑管RP5、4通閥14和第一吸入製冷劑管RP4的順序通過，並且而後被再次傳遞到第一壓縮機11。下文中，將參照圖2描述利用根據本實施例的供水設備產生第二溫度的熱水的情況。從第一壓縮機11排放的高溫第一製冷劑按照第一排放製冷劑管RP3、4通閥14、第一製冷劑管RP1、第一 3通閥Vl和第二分支製冷劑管RP1-2的順序通過，並且被傳遞到第三熱交換器23。在稍後將描述從第二壓縮機21排放的第二製冷劑在通過第二熱交換器24的同時被冷卻和冷凝，而後通過第二連接製冷劑管RP8和設置在第二連接製冷劑管RP8上的第三膨脹閥27，然後被傳遞到第三熱交換器23。從外部供水源30供應的水利用泵28按照第一水管WPl、第二 3通閥V2和第三水管WP3的順序通過，並且被傳遞到第四熱交換器24。如上面所提到的，在第四熱交換器24中，水使從第二壓縮機21排放的第二製冷劑冷卻和冷凝。 因此，在第三熱交換器23中，從室外單元10傳遞來的第一製冷劑與利用第三膨脹閥27以減壓的方式膨脹的第二製冷劑彼此進行熱交換。在此時，因為從室外單元10傳遞來的第一製冷劑由於第一壓縮機11的壓縮而在高溫狀態下被傳遞到第三熱交換器23，同時第二製冷劑由於第三膨脹閥27的操作而在膨脹和減壓狀態下被傳遞到第三熱交換器23，所以第二製冷劑可以被第一製冷劑加熱和蒸發，而第一製冷劑可以被第二製冷劑冷卻和冷凝。如上面所提到的，從外部供水源30供應的水利用泵28按照第一水管WP1、第二 3通閥V2和第三水管WP3的順序通過，並且被傳遞到第四熱交換器24。在第四熱交換器24中，從外部供水源30供應的水與從第二壓縮機21排放的第二製冷劑彼此進行熱交換。在此時，因為第二製冷劑在與所述水的溫度的相比相當高的溫度的狀態下被傳遞到第四熱交換器24，所以水可以被第二製冷劑加熱，而第二製冷劑可以被所述水冷卻和冷凝。
進一步，在此時，因為傳遞到第三熱交換器23的第二製冷劑被從室外單元10傳遞來的第一製冷劑加熱，其後被第二壓縮機21再次壓縮，所以從第二壓縮機21傳遞到第四熱交換器24的第二製冷劑可將被傳遞到第四熱交換器24的水加熱到與第一溫度相比相當高的溫度。即，在第四熱交換器24中，水可以被第二製冷劑加熱變成與第一溫度相比相當高的第二溫度的熱水。從第四熱交換器24產生的具有第二溫度的熱水按照第四水管WP6、泵28和第二水管WP4的順序通過，並且被傳遞到水消耗設備40。通過這個過程獲得的熱水的第二溫度至多可達85°C。在第三熱交換器23中蒸發的第二製冷劑通過第二吸入製冷劑管RP7被再次傳遞到第二壓縮機21。在第三熱交換器23中冷卻和冷凝的第一製冷劑在通過第四分支製冷劑管RP2-2的同時，通過設置在第四分支製冷劑管RP2-2上的第二膨脹閥26以減壓的方式被膨脹。而 後，膨脹的第一製冷劑通過第二製冷劑管RP2被傳遞到第一熱交換器12，在第一熱交換器12中，第一製冷劑被蒸發以從外部空氣吸收熱量。從第一熱交換器12蒸發的第一製冷劑按照第一連接製冷劑管RP5、4通閥14和第一吸入製冷劑管RP4的順序通過，而後被再次傳遞到第一壓縮機11。在下文中，將參照圖3描述利用根據本實施例的供水設備產生的冷水的情況。從第一壓縮機11排放的高溫第一製冷劑按照第一排放製冷劑管RP3、4通閥14、第一連接製冷劑管RP5的順序通過，並且被傳遞到第一熱交換器12。冷凝的第一製冷劑通過第二製冷劑管RP2和第三分支製冷劑管RP2-1的同時，通過設置在第三分支製冷劑管RP2-1上的膨脹閥25以減壓的方式被膨脹，而後被傳遞到第二熱交換器22。從外部供水源30供應的水利用泵28按照第一水管WPl、第二 3通閥V2和第二水管WP2的順序通過,而後被傳遞到第二熱交換器22。因為減壓並膨脹的製冷劑容易地吸收熱量，所以在第二熱交換器22中，減壓並膨脹後的第一製冷劑可從水中吸收熱量，從而在第一製冷劑被蒸發的同時可將水冷卻為冷水。從第二熱交換器22產生的冷水按照第五水管WP5、泵28和第四水管WP4的順序通過，並被供應到水消耗設備40。通過該過程獲得的冷水的溫度可以為不高於5°C。同時，通過從水中吸收熱量而蒸發的第一製冷劑按照第一分支製冷劑管RP1-1、第一 3通閥VI、第一製冷劑管RPl、4通閥14和第一吸入製冷劑管RP4的順序通過，而且被再次傳遞到第一壓縮機11。在冬季，在如上面提到的產生具有第一溫度或第二溫度的熱水的過程中，設置在室外單元10中的第一熱交換器12上會產生霜。在此時，第一製冷劑和室外空氣之間的熱交換率會降低，從而使供水設備的性能劣化。為此，供水設備被控制為對第一熱交換器12除霜。更具體地說，4通閥14被控制為將從第一壓縮機11排放的高溫第一製冷劑引導到第一熱交換器11。以此方式，通過將從第一壓縮機11排放的高溫第一製冷劑引導到第一熱交換器11，可利用第一製冷劑的熱量對第一熱交換器12除霜。在上面的除霜處理的過程中，如果從外部供水源30供應的水的溫度超過預定溫度，則通過第一熱交換器12的第一製冷劑可以被傳遞到第二熱交換器12。以此方式，第一製冷劑可從溫度超過預定溫度的水中吸收熱量，從而向第一熱交換器12散發更多熱量，實現對第一熱交換器12的除霜快速完成。另外，如前面所述，因為水的溫度超過預定溫度，所以雖然水的熱量被第一製冷劑吸收，但是水不會結冰。另一方面，如果從外部供水源30供應的水的溫度低於預定溫度，則當第一製冷劑吸收水的熱量時，水會結冰，導致水管的損壞。為此，當從外部供水源30供應的水的溫度低於預定溫度時，通過第一熱交換器12的第一製冷劑被傳遞到第三熱交換器23，以與第二製冷劑進行熱交換。在這種情況下，因為第二製冷劑的溫度可能不是特別地高，所以第一製冷劑可以從水中吸收少量的熱量。因此，與當第一製冷劑從水中吸收熱量的情況相比，上述情形中用第一製冷劑對第一熱交換器12除霜將花去相對更長的時間。無論如何，因為第一製冷劑不會影響水的溫度，所以可防止水管損壞。如上所述，根據實施例的供水設備可選擇性地第一溫度的熱水、具有與第一溫度相比相當高的第二溫度的熱水和/或冷水。在此時，是否產生第一溫度的熱水或第二溫度的熱水可基於室外單元10的外部溫度、從外部供水源30供應的水的溫度以及排放到水消 耗單元40的水的溫度。在實施例中，室外單元10和復疊單元20形成為單獨的單元並且通過製冷劑管彼此連接。然而，實施例不限於此。可選擇地，如圖4中所示，作為實施例，室外單元10可包括包括在復疊單元20中的第二壓縮機21、第二熱交換器22，第三熱交換器23、第四熱交換器24，以及第一、第二和第三膨脹閥25、26和27。在實施例中，4通閥14設置在第一壓縮機11的排放側，以能夠選擇性地產生熱水或產生冷水。然而，實施例不限於此。可選擇地，4通閥14可被免除，從而可省略冷水的產生。雖然已經示出並描述了本公開的一些實施例，但是本領域技術人員應該理解，在不脫離由權利要求及其等同物限定其範圍的本公開的原理和精神的情況下，可對這些實施例進行改變。
權利要求
1.一種供水設備，所述供水設備包括 室外單元，安裝在室外； 復疊單元，用於接收來自室外單元的製冷劑，並且用於產生第一溫度的熱水和高於第一溫度的第二溫度的熱水中的至少一種。
2.如權利要求2所述的設備，其中 室外單元包括第一壓縮機和第一熱交換器，第一壓縮機用於壓縮第一製冷劑，第一熱交換器用於使第一製冷劑與室外空氣進行熱交換； 復疊單元包括第二壓縮機，用於壓縮第二製冷劑；第二熱交換器，用於使從外部供水源供應的水與從室外單元傳遞來的第一製冷劑進行熱交換；第三熱交換器，用於使將被吸入到第二壓縮機的第二製冷劑被從室外單元傳遞來的第一製冷劑加熱；第四熱交換器，用於使從外部供水源供應的水與從第二壓縮機排放的第二製冷劑進行熱交換。
3.如權利要求2所述的設備，所述設備還包括 4通閥，設置在第一壓縮機的排放側； 第一製冷劑管，具有連接到第一壓縮機的一端； 第二製冷劑管，具有連接到第一熱交換器的一端； 第一連接製冷劑管，具有連接到4通閥的一端和連接到第一熱交換器的另一端； 第一分支製冷劑管，從第一製冷劑管的另一端分支，並且連接到第二熱交換器； 第二分支製冷劑管，從第一製冷劑管的另一端分支，並且連接到第三熱交換器； 第三分支製冷劑管，從第二製冷劑管的另一端分支，並且連接到第二熱交換器； 第四分支製冷劑管，從第二製冷劑管的另一端分支，並且連接到第三熱交換器； 第一 3通閥,用於使第一製冷劑管與第一分支製冷劑管和第二分支製冷劑管中的任意一個連通； 第一膨脹閥，設置在第三分支製冷劑管上； 第二膨脹閥，設置在第四分支製冷劑管上。
4.如權利要求2所述的設備，所述設備還包括 第二排放製冷劑管，用於將從第二壓縮機排放的第二製冷劑引導到第四熱交換器； 第二吸入製冷劑管，用於引導自第三熱交換器的第二製冷劑被吸入到第二壓縮機中； 第二連接製冷劑管，用於將第三熱交換器和第四熱交換器彼此連接； 第三膨脹閥，設置在第二連接製冷劑管上。
5.如權利要求2所述的設備，所述設備還包括 第一水管，被供應來自外部供水源的水； 第二水管，從第一水管分支，用於將水引導到第二熱交換器； 第三水管，從第一水管分支，用於將水引導到第四熱交換器； 第四水管，用於連接到水消耗設備； 第五水管，用於將通過第二熱交換器的水引導到第四水管； 第六水管，用於將通過第四熱交換器的水引導到第四水管； 第二 3通閥，設置在第一水管與第二水管和第三水管之間，以使來自第一水管的水能夠被供應到第二水管或第三水管中的任何一個。
6.如權利要求5所述的設備，所述設備還包括設置在第四水管上的泵，用於使水從外部供水源吸入和將所述水排放到水消耗設備。
7.如權利要求I所述的設備，其中，室外單元包括所述復疊單元。
8.如權利要求I所述的設備，其中，復疊單元產生冷水、第一溫度的熱水和第二溫度的熱水，第二溫度高於第一溫度。
全文摘要
在此公開一種供水設備。所述供水設備可包括室外單元，安裝在室外；復疊單元，用於接收來自室外單元的製冷劑並且產生第一溫度的熱水和/或高於第一溫度的第二溫度的熱水。供水設備可產生第一溫度的熱水、高於第一溫度的第二溫度的熱水和/或冷水。
文檔編號F25B41/06GK102818308SQ201210189200
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月8日 優先權日2011年6月10日
發明者金成九 申請人:三星電子株式會社