專利名稱：制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有液體熱交換器和空氣熱交換器的制冷裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，作為同時(shí)供給溫水和冷水的制冷裝置，其包括壓縮制冷劑的壓縮機(jī)、溫水熱交換器、膨脹器、冷水熱交換器、和空氣熱交換器。所述壓縮機(jī)的排出側(cè)設(shè)置有排出三通閥，同時(shí)在所述壓縮機(jī)的吸入側(cè)設(shè)置有吸入三通閥(日本專利特開昭56-7955號(hào)公報(bào))。
所述現(xiàn)有的制冷裝置，在進(jìn)行所述冷水熱交換器的熱負(fù)荷比溫水熱交換器的熱負(fù)荷大的制冷主體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所述排出三通閥設(shè)定閥開度為，使所述壓縮機(jī)排出的制冷劑以預(yù)定比例的流量供給所述溫水熱交換器和空氣熱交換器，另一方面，所述吸入三通閥設(shè)定閥開度為，僅將來自所述冷水熱交換器的制冷劑供給所述壓縮機(jī)。由此，使所述空氣熱交換器作為冷凝器發(fā)揮作用，在熱負(fù)荷較大的冷水熱交換器和熱負(fù)荷較小的溫水熱交換器之間進(jìn)行熱負(fù)荷的平衡調(diào)節(jié)。
另一方面，在進(jìn)行所述溫水熱交換器的熱負(fù)荷比冷水熱交換器的熱負(fù)荷大的加熱主體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所述排出三通閥設(shè)定閥開度為，使所述壓縮機(jī)排出的制冷劑僅供給所述溫水熱交換器，另一方面，所述吸入三通閥設(shè)定閥開度為，以預(yù)定比例的流量將制冷劑從所述冷水熱交換器和空氣熱交換器供給到所述壓縮機(jī)。由此，使所述空氣熱交換器作為蒸發(fā)器發(fā)揮作用，在熱負(fù)荷較大的溫水熱交換器和熱負(fù)荷較小的冷水熱交換器之間進(jìn)行熱負(fù)荷的平衡調(diào)節(jié)。
所述排出三通閥和吸入三通閥由電磁三通閥構(gòu)成，并由控制裝置分別控制其閥開度。該控制裝置根據(jù)利用所述冷水熱交換器進(jìn)行熱交換的水的實(shí)際溫度、利用所述溫水熱交換器進(jìn)行熱交換的水的實(shí)際溫度、以及所述各實(shí)際溫度相對目標(biāo)溫度所具有的溫度差來檢測出熱負(fù)荷，控制所述排出三通閥和吸入三通閥的開度，以進(jìn)行各熱負(fù)荷的平衡調(diào)節(jié)。
在這種制冷裝置中，進(jìn)行所述制冷主體運(yùn)行時(shí)，在所述溫水熱交換器中的制冷劑的冷凝壓比所述空氣熱交換器中的制冷劑的冷凝壓大許多的情況下，會(huì)產(chǎn)生使制冷劑滯留在該空氣熱交換器中的所謂的滯流(寢込み、/stagnation)現(xiàn)象。
因此，一直以來，考慮通過所述控制裝置進(jìn)行控制，以使所述排出三通閥的所述空氣熱交換器側(cè)的閥開度大于等于30％并小于等于100％，由此，來防止所述制冷劑的滯流現(xiàn)象。即，考慮所述空氣熱交換器所處位置的外界氣體是預(yù)定的最低溫度，并且將來自所述溫水熱交換器的水的目標(biāo)溫度設(shè)定為最高溫度，在這種情況下，假定所述溫水熱交換器的冷凝壓和空氣熱交換器的冷凝壓之間產(chǎn)生最大壓力差時(shí)，所述排出三通閥的空氣熱交換器側(cè)的最小閥開度控制為大于30％，以在所述空氣熱交換器內(nèi)不產(chǎn)生制冷劑的滯流現(xiàn)象。
但是，由于所述制冷裝置將所述排出三通閥的空氣熱交換器側(cè)的閥開度控制在大于等于30％到小于等于100％的范圍內(nèi)，所以所述排出三通閥的溫水熱交換器側(cè)的閥開度控制在大于等于0％到小于等于70％的范圍內(nèi)。因此，存在難以高精度控制在所述溫水熱交換器中加熱的水的溫度的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種制冷裝置，其在所述空氣熱交換器內(nèi)不產(chǎn)生制冷劑的滯流現(xiàn)象，并可進(jìn)行高精度的溫水熱交換器的溫度控制。
為達(dá)到所述目的，本發(fā)明的制冷裝置的第一方面特征在于，包括壓縮機(jī)，用于壓縮制冷劑；第1液體熱交換器，用于進(jìn)行所述制冷劑與第1液體熱介質(zhì)的熱交換；膨脹單元，用于使所述制冷劑膨脹；第2液體熱交換器，用于進(jìn)行所述制冷劑與第2液體熱介質(zhì)的熱交換；空氣熱交換器，用于進(jìn)行所述制冷劑和空氣的熱交換；制冷劑流量調(diào)節(jié)單元，用于調(diào)節(jié)所述第1液體熱交換器、第2液體熱交換器和空氣熱交換器的制冷劑流量；以及控制單元，用于在使制冷劑在所述第1液體熱交換器和空氣熱交換器雙方中流動(dòng)的狀態(tài)下，控制所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元，使制冷劑以大于等于在所述空氣熱交換器內(nèi)不產(chǎn)生制冷劑的滯流現(xiàn)象的最小流量的流量在所述空氣熱交換器內(nèi)流動(dòng)。
根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，在所述壓縮機(jī)中被壓縮的制冷劑在由于所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元的流量調(diào)節(jié)下，依次在所述第1液體熱交換器、膨脹單元和第2液體熱交換器中進(jìn)行循環(huán)。在這種情況下，所述第1液體熱交換器作為冷凝器起作用，對所述第1液體熱介質(zhì)進(jìn)行加熱；所述第2液體熱交換器作為蒸發(fā)器起作用，對所述第2液體熱介質(zhì)進(jìn)行冷卻。并且，通過所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元來調(diào)節(jié)流向所述空氣熱交換器的制冷劑流量，使該空氣熱交換器作為冷凝器或者蒸發(fā)器起作用。由此，進(jìn)行所述第1液體熱交換器和第2液體熱交換器之間的熱負(fù)荷的平衡調(diào)節(jié)。
在使制冷劑在所述第1液體熱交換器和空氣熱交換器雙方中流動(dòng)的狀態(tài)下，所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元由所述控制單元進(jìn)行控制，使制冷劑以在所述空氣熱交換器內(nèi)不產(chǎn)生制冷劑的滯流現(xiàn)象的大于等于最小流量的流量在所述空氣熱交換器內(nèi)流動(dòng)。
由此，在不產(chǎn)生制冷劑的滯流現(xiàn)象的范圍內(nèi)，將必要且充分的量的制冷劑供給所述空氣熱交換器。因此，可以將在比過去大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)的流量的制冷劑，供給到與所述空氣熱交換器一起被供給制冷劑的第1液體熱交換器中。其結(jié)果，可防止所述空氣熱交換器的制冷劑的滯流現(xiàn)象，并且可對在所述第1液體熱交換器進(jìn)行熱交換的第1液體熱介質(zhì)，進(jìn)行比過去更高精度的溫度調(diào)節(jié)。
一實(shí)施方式的制冷裝置的所述控制單元，在使制冷劑在所述第1液體熱交換器和空氣熱交換器雙方中流動(dòng)的狀態(tài)下，對所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元進(jìn)行控制，使制冷劑以大于等于根據(jù)所述空氣熱交換器所處位置的外界氣體的溫度而決定的最小流量的流量在所述空氣熱交換器內(nèi)流動(dòng)。
根據(jù)所述實(shí)施方式，在使制冷劑在所述第1液體熱交換器和空氣熱交換器雙方中流動(dòng)的狀態(tài)下，所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元由所述控制裝置進(jìn)行控制，使制冷劑以大于等于根據(jù)所述空氣熱交換器所處位置的外界氣體的溫度而決定的最小流量的流量在所述空氣熱交換器內(nèi)流動(dòng)。因此，根據(jù)隨所述外界氣體的溫度變化的所述空氣熱交換器的冷凝壓，向該空氣熱交換器供給必要且充分的流量的制冷劑。例如，在外界空氣溫度較高的情況下，由于所述空氣熱交換器的冷凝壓比較高，所以供給該空氣熱交換器的制冷劑流量相對變少。由此，與根據(jù)現(xiàn)有的較低外界氣體溫度而將閥開度最小值固定在30％的情況相比，供給所述空氣熱交換器的制冷劑流量變少。即，可根據(jù)所述外界氣體溫度，向所述空氣熱交換器供給必要的最小限度的流量的制冷劑。從而，可以將在比過去大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)的流量的制冷劑，供給到與所述空氣熱交換器一起被供給所述制冷劑的第1液體熱交換器中，因此，可對在所述第1液體熱交換器中進(jìn)行熱交換的第1液體熱介質(zhì)，進(jìn)行比過去更高精度的溫度調(diào)節(jié)。并且，可有效地防止所述空氣熱交換器中的制冷劑的滯流現(xiàn)象。
一實(shí)施方式的制冷裝置的所述控制單元，在使制冷劑在所述第1液體熱交換器和空氣熱交換器雙方中流動(dòng)的狀態(tài)下，對所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元進(jìn)行控制，使制冷劑以大于等于根據(jù)所述空氣熱交換器所處位置的外界氣體的溫度和在所述第1液體熱交換器內(nèi)與制冷劑進(jìn)行熱交換的第1液體熱介質(zhì)的目標(biāo)溫度而決定的最小流量的流量，在所述空氣熱交換器內(nèi)流動(dòng)。
根據(jù)所述實(shí)施方式，在使制冷劑在所述第1液體熱交換器和空氣熱交換器雙方中流動(dòng)的狀態(tài)下，所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元由所述控制裝置進(jìn)行控制，使制冷劑以大于等于根據(jù)所述空氣熱交換器所處位置的外界氣體的溫度和在所述第1液體熱交換器內(nèi)與制冷劑進(jìn)行熱交換的第1液體熱介質(zhì)的目標(biāo)溫度而決定的最小流量的流量在所述空氣熱交換器內(nèi)流動(dòng)。即，在所述空氣熱交換器內(nèi)流動(dòng)的制冷劑的最小流量是根據(jù)所述空氣熱交換器所處位置的外界氣體的溫度和在所述第1液體熱交換器內(nèi)的第1液體熱介質(zhì)的目標(biāo)溫度而決定的。由此，供給所述空氣熱交換器的制冷劑的流量為與隨所述外界氣體溫度變化的所述空氣熱交換器的冷凝壓相對應(yīng)的流量，并且，提供給所述第1液體熱交換器的制冷劑的流量是使所述第1液體熱介質(zhì)達(dá)到所述目標(biāo)溫度的必要流量。因此，可防止所述空氣熱交換器內(nèi)的制冷劑的滯流，并且可以通過所述第1液體熱交換器高精度地調(diào)節(jié)第1液體熱介質(zhì)的溫度。
一實(shí)施方式的制冷裝置的所述控制單元，在使制冷劑在所述第1液體熱交換器和空氣熱交換器雙方中流動(dòng)的狀態(tài)下，對所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元進(jìn)行控制，使制冷劑以大于等于根據(jù)所述空氣熱交換器所處位置的外界氣體的溫度、在所述第1液體熱交換器內(nèi)與制冷劑進(jìn)行熱交換的第1液體熱介質(zhì)的目標(biāo)溫度和在所述第1液體熱交換器內(nèi)與制冷劑進(jìn)行熱交換的第1液體熱介質(zhì)的溫度而決定的最小流量的流量，在所述空氣熱交換器內(nèi)流動(dòng)。
根據(jù)所述實(shí)施方式，在使制冷劑在所述第1液體熱交換器和空氣熱交換器雙方中流動(dòng)的狀態(tài)下，所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元由所述控制裝置進(jìn)行控制，使制冷劑以大于等于根據(jù)所述空氣熱交換器所處位置的外界氣體的溫度、在所述第1液體熱交換器內(nèi)與制冷劑進(jìn)行熱交換的第1液體熱介質(zhì)的目標(biāo)溫度和在所述第1液體熱交換器內(nèi)與制冷劑進(jìn)行熱交換的第1液體熱介質(zhì)的溫度而決定的最小流量的流量在所述空氣熱交換器內(nèi)流動(dòng)。即，在所述空氣熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的最小流量根據(jù)所述空氣熱交換器所處位置的外界氣體的溫度、在所述第1液體熱交換器內(nèi)與制冷劑進(jìn)行熱交換的第1液體熱介質(zhì)的目標(biāo)溫度和在所述第1液體熱交換器內(nèi)與制冷劑進(jìn)行熱交換的第1液體熱介質(zhì)的溫度而決定。由此，供給所述空氣熱交換器的制冷劑的流量成為與隨所述外界氣體溫度變化的所述空氣熱交換器的冷凝壓相對應(yīng)的流量。進(jìn)一步地，被供給所述第1液體熱交換器的制冷劑的流量是與通過所述第1液體熱介質(zhì)的目標(biāo)溫度和該1液體熱介質(zhì)的實(shí)際溫度而求得的負(fù)荷相對應(yīng)的流量。因此，可防止所述空氣熱交換器內(nèi)的制冷劑的滯流，并且可以通過所述第1液體熱交換器高精度地調(diào)節(jié)所述第1液體熱介質(zhì)的溫度。
另外，在任何所述的制冷裝置中，所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元可以由三通閥形成，并且也可以由多個(gè)2通閥組合而成。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的制冷裝置的示意圖。
圖2是表示進(jìn)行制冷主體模式時(shí)，形成在制冷裝置中的制冷劑回路的圖。
具體實(shí)施例方式
以下根據(jù)圖示的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的制冷裝置的示意圖。
該制冷裝置是同時(shí)供給冷水和溫水的制冷裝置，其包括壓縮制冷劑的壓縮機(jī)1、作為第1液體熱交換器的溫水熱交換器3、作為第2液體熱交換器的冷水熱交換器4、和空氣熱交換器6。作為所述制冷劑采用例如R407C等的HFC(氫氟化烷烴)制冷劑。
所述壓縮機(jī)1的排出配管連接排出三通閥8，通過改變該排出三通閥8的開度，將來自所述壓縮機(jī)1的高壓制冷劑改變流量比例并供給所述溫水熱交換器3和空氣熱交換器6。另一方面，在所述壓縮機(jī)1的吸入配管上連接有吸入三通閥9，通過改變該吸入三通閥9的開度，將來自所述空氣熱交換器6的低壓制冷劑和冷水熱交換器4的低壓制冷劑改變流量比例并供給壓縮機(jī)1。所述排出三通閥8和吸入三通閥9，都采用電磁三通閥構(gòu)成，作為本發(fā)明的制冷劑流量調(diào)節(jié)單元發(fā)揮作用。
所述溫水熱交換器3將來自所述壓縮機(jī)1的高溫、高壓的制冷劑和作為第1液體熱介質(zhì)的水進(jìn)行熱交換，對該水進(jìn)行加熱。所述冷水熱交換器4將利用作為膨脹單元的第1電子膨脹閥11被膨脹的低溫、低壓的制冷劑和作為第2液體熱介質(zhì)的水進(jìn)行熱交換，對該水進(jìn)行冷卻。
根據(jù)所述排出三通閥8和吸入三通閥9的開度，使所述空氣熱交換器6作為冷凝器或者蒸發(fā)器起作用。該空氣熱交換器6作為冷凝器起作用時(shí)，來自所述壓縮機(jī)1的高溫、高壓的制冷劑的一部分通過排出三通閥8供給該空氣熱交換器6，該制冷劑和空氣進(jìn)行熱交換。在該空氣熱交換器6中進(jìn)行熱交換后的制冷劑經(jīng)過安裝有單向閥的制冷劑配管被導(dǎo)向受液器14。另一方面，所述空氣熱交換器6作為蒸發(fā)器起作用時(shí)，將從所述溫水熱交換器3被導(dǎo)向受液器14的制冷劑的一部分，利用作為膨脹裝置的第2電子膨脹閥12進(jìn)行膨脹、減壓，該被膨脹、減壓后的制冷劑被導(dǎo)向所述空氣熱交換器6，使該制冷劑和空氣進(jìn)行熱交換。在該空氣熱交換器6中進(jìn)行熱交換后的制冷劑通過所述吸入三通閥9被吸入所述壓縮機(jī)1內(nèi)。
所述空氣熱交換器6接受到送風(fēng)機(jī)16的送風(fēng)，以調(diào)節(jié)內(nèi)部制冷劑的冷凝壓。該送風(fēng)機(jī)16具有風(fēng)扇和驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇的變速電動(dòng)機(jī)，該變速電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以控制，從而可以控制向所述空氣熱交換器6的送風(fēng)量。
該制冷裝置具有控制裝置19，該控制裝置19根據(jù)所述溫水熱交換器3所加熱的水的目標(biāo)溫度Ts1和所述冷水熱交換器4所冷卻的水的目標(biāo)溫度Ts2，來控制制冷裝置的動(dòng)作。該控制裝置19分別連接有溫水溫度傳感器17，用于檢測從所述溫水熱交換器3排出的水的溫度Tm1；冷水溫度傳感器，用于檢測從所述冷水熱交換器4排出的水的溫度Tm2；外界空氣溫度傳感器18，用于檢測所述空氣熱交換器6所處位置的外界空氣的溫度To。該控制裝置19根據(jù)來自所述各傳感器的信號(hào)，對所述排出三方閥8的開度、所述吸入三方閥9的開度、所述第1電子膨脹閥11的開度和所述第2電子膨脹閥12的開度進(jìn)行控制。
即，所述排出三通閥8和吸入三通閥9包括殼體，其具有3個(gè)閥口(port)；閥芯，容納在該殼體內(nèi)，使所述3個(gè)閥口中的2個(gè)或者全部閥口相互連通；以及電磁線圈(solenoid)或者電動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)該閥芯。所述電磁線圈或者電動(dòng)機(jī)由驅(qū)動(dòng)裝置8a、9a供給驅(qū)動(dòng)電力。所述驅(qū)動(dòng)裝置8a、9a根據(jù)來自所述控制裝置19的信號(hào)，改變供給所述電磁線圈或者電動(dòng)機(jī)的電力，來控制所述閥芯相對殼體的位置。由此，來控制所述3個(gè)閥口之間的連通和所述連通的閥口之間的流體流量。
此外，所述第1和第2電子膨脹閥11、12包括針型閥；流體通路，其形成在流入閥口和流出閥口之間，并容納所述針型閥；電磁線圈，用于驅(qū)動(dòng)所述針型閥在軸向前進(jìn)后退。所述電磁線圈由驅(qū)動(dòng)裝置11a、12a供給驅(qū)動(dòng)電力。所述驅(qū)動(dòng)裝置11a、12a根據(jù)來自所述控制裝置19的信號(hào)，來改變提供給所述電磁線圈的電力，從而控制所述針型閥的相對流體通路的位置。由此，改變所述針型閥的外圓周面和所述流體通路的內(nèi)圓周面之間的距離，控制所述流入閥口和流出閥口之間的流體的壓力差。
此外，所述控制裝置19與向所述壓縮機(jī)1供給驅(qū)動(dòng)電力的反相器(inverter)1a連接，并控制該反相器1a的動(dòng)作頻率，改變從反相器1a向所述壓縮機(jī)1的電動(dòng)機(jī)供給的電力的頻率。由此，控制所述壓縮機(jī)1的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制由該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮元件的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制來自該壓縮機(jī)1的制冷劑排出量。
進(jìn)一步地，所述控制裝置19與向所述送風(fēng)機(jī)16供給驅(qū)動(dòng)電力的反相器16a連接，并控制該反相器16a的動(dòng)作頻率，改變從該反相器16a向所述送風(fēng)機(jī)16的電動(dòng)機(jī)供給的電力的頻率。由此，控制所述送風(fēng)機(jī)16的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制由該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的送風(fēng)機(jī)16的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制從該送風(fēng)機(jī)16送向空氣熱交換器6的風(fēng)量。即，該控制裝置19也作為送風(fēng)控制裝置起作用。
所述控制裝置19根據(jù)所述溫水熱交換器3的目標(biāo)溫度及熱負(fù)荷和所述冷水熱交換器4的目標(biāo)溫度及熱負(fù)荷，進(jìn)行大致5個(gè)模式的運(yùn)行。
首先，第1模式是制冷專用模式，是只對所述冷水熱交換器4設(shè)定目標(biāo)溫度Ts2的情況下的運(yùn)行模式。在該模式中，所述排出三通閥8的開度設(shè)定為，將所述壓縮機(jī)1排出的制冷劑全部供給空氣熱交換器6的開度。并且，所述吸入三通閥9的開度設(shè)定為，僅將來自所述冷水熱交換器4的制冷劑供給壓縮機(jī)1的開度。由此，形成在所述壓縮機(jī)1、空氣熱交換器6、受液器14、第1電子膨脹閥11和冷水熱交換器4中進(jìn)行循環(huán)的制冷劑循環(huán)，只有所述空氣熱交換器6作為冷凝器起作用，在所述冷水熱交換器4僅進(jìn)行水的冷卻。
第2模式是制冷主體模式，對所述冷水熱交換器4和溫水熱交換器6任意一個(gè)都設(shè)定目標(biāo)溫度，并且是在所述冷水熱交換器4的熱負(fù)荷大于溫水熱交換器6的熱負(fù)荷的情況下的運(yùn)行模式。在該模式中，所述排出三通閥8的開度設(shè)定為，將所述壓縮機(jī)1排出的制冷劑以預(yù)定比例導(dǎo)向所述溫水熱交換器3和空氣熱交換機(jī)6的開度。并且，所述吸入三通閥9的開度設(shè)定為，僅將來自所述冷水熱交換器4的制冷劑導(dǎo)向壓縮機(jī)1的開度。由此，所述溫水熱交換器3和空氣熱交換器6雙方作為冷凝器起作用，在所述溫水熱交換器3中進(jìn)行水的加熱，并且，在所述冷水熱交換器4中進(jìn)行水的冷卻。所述排出三通閥8的開度調(diào)節(jié)為，利用所述空氣熱交換器6實(shí)現(xiàn)溫水熱交換器6的熱負(fù)荷和冷水熱交換器4的熱負(fù)荷的平衡的開度。
第3模式是冷卻加熱均等模式，對所述冷水熱交換器4和溫水熱交換器6任意一個(gè)都設(shè)定目標(biāo)溫度，并且是在所述冷水熱交換器4的熱負(fù)荷大致等于溫水熱交換器6的熱負(fù)荷的情況下的運(yùn)行模式。在該模式中，所述排出三通閥8的開度設(shè)定為，所述壓縮機(jī)1排出的制冷劑全部供給溫水熱交換器3的開度。并且，所述吸入三通閥9的開度設(shè)定為，僅將來自所述冷水熱交換器4的制冷劑導(dǎo)向壓縮機(jī)1。由此，形成在所述壓縮機(jī)1、溫水熱交換器3、受液器14、第1電子膨脹閥11和冷水熱交換器4中進(jìn)行循環(huán)的制冷劑循環(huán)，在所述溫水熱交換器3中進(jìn)行水的加熱，同時(shí)在所述冷水熱交換器4中進(jìn)行水的冷卻。
第4模式是加熱主體模式，對所述冷水熱交換器4和溫水熱交換器6任意一個(gè)都設(shè)定目標(biāo)溫度，并且是在所述冷水熱交換器4的熱負(fù)荷小于溫水熱交換器6的熱負(fù)荷的情況下的運(yùn)行模式。在該模式中，所述排出三通閥8的開度設(shè)定為，將所述壓縮機(jī)1排出的制冷劑完全供給溫水熱交換器3的開度。并且，所述吸入三通閥9的開度設(shè)定為，將來自所述空氣熱交換器6的制冷劑和來自所述冷水熱交換器4的制冷劑以預(yù)定比例導(dǎo)向壓縮機(jī)1的開度。由此，所述冷水熱交換器4和空氣熱交換器6雙方作為蒸發(fā)器起作用。所述吸入三通閥9的開度調(diào)節(jié)為，所述空氣熱交換器6實(shí)現(xiàn)溫水熱交換器3的熱負(fù)荷和冷水熱交換器4的熱負(fù)荷的平衡的開度。
第5模式是加熱專用模式，是僅對所述溫水熱交換器3設(shè)定目標(biāo)溫度的情況下的運(yùn)行模式。在該模式中，所述排出三通閥8的開度設(shè)定為，所述壓縮機(jī)1排出的制冷劑全部供給溫水熱交換器3的開度。并且，所述吸入三通閥9的開度設(shè)定為，僅將來自所述空氣熱交換器6的制冷劑供給壓縮機(jī)1的開度。由此，形成在所述壓縮機(jī)1、溫水熱交換器3、受液器14、第2電子膨脹閥12和空氣熱交換器6中進(jìn)行循環(huán)的制冷劑循環(huán)，僅將所述空氣熱交換器6作為蒸發(fā)器起作用，在所述溫水熱交換器3中僅進(jìn)行水的加熱。
圖2是表示所述控制裝置19進(jìn)行所述第2模式的制冷主體模式時(shí)，在該制冷裝置內(nèi)形成的制冷劑回路的圖。在該冷卻主體模式中，所述制冷裝置19根據(jù)所述外界空氣傳感器18檢測的外界空氣溫度To，算出流向所述空氣熱交換器6的制冷劑的最小流量Qs。并且，調(diào)節(jié)所述排出三通閥8的開度，制冷劑以大于等于該最小流量Qs的流量，并以可實(shí)現(xiàn)所述溫水熱交換器3的熱負(fù)荷和冷水熱交換器4的熱負(fù)荷的平衡的流量，流向空氣熱交換器6。
通過被調(diào)節(jié)為所述預(yù)定開度的所述排出三通閥8，從所述壓縮機(jī)1排出的高溫、高壓的制冷劑，被分流向所述溫水熱交換器3和空氣熱交換器6。被導(dǎo)入所述溫水熱交換器3中的制冷劑與被導(dǎo)入該溫水熱交換器3中的水進(jìn)行熱交換，通過加熱該水而被降溫。另一方面，被導(dǎo)入該空氣熱交換器6的預(yù)定流量的制冷劑與利用風(fēng)扇16導(dǎo)入到該空氣熱交換器6中的空氣進(jìn)行熱交換而進(jìn)行降溫。來自所述溫水熱交換器3的制冷劑與來自空氣熱交換器6的制冷劑在所述受液器14中合流。該受液器14的制冷劑在所述第1電子膨脹閥中進(jìn)行絕熱膨脹，變?yōu)榈蜏亍⒌蛪?，在所述冷水熱交換器中對水進(jìn)行冷卻而升溫，再被吸入所述壓縮機(jī)1中。
由于供給所述空氣熱交換器6的制冷劑的最小流量Qs根據(jù)所述外界氣體溫度To而決定，所以成為與隨該外界氣體溫度To變化的冷凝壓相對應(yīng)的最小流量Qs。因此，該空氣熱交換器6可有效防止制冷劑的滯流現(xiàn)象。并且，由于所述最小流量Qs是根據(jù)所述外界空氣溫度To算出的，所以例如在該外界空氣溫度To較高的情況下，最小流量Qs可設(shè)定在比現(xiàn)有的排出三通閥的最小閥開度固定在30％的情況的最小流量小的值。因此，經(jīng)過所述排出三通閥8，對與所述空氣熱交換器6一起被供給制冷劑的溫水熱交換器3，可以在比過去大的范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)流量，來供給制冷劑。其結(jié)果，由于在該溫水熱交換器3中，在水和制冷劑之間進(jìn)行熱交換的熱量的范圍比過去大，所以可比過去更高精度地調(diào)節(jié)所述水的溫度。
并且，由于該制冷裝置可防止所述空氣熱交換器6的制冷劑的滯流現(xiàn)象，所以可大幅度削減應(yīng)該保持在制冷劑回路內(nèi)的制冷劑的量。并且，由于可防止所述空氣熱交換器6的制冷劑的沉睡現(xiàn)象，所以從制冷主體模式轉(zhuǎn)換為加熱主體模式時(shí)，可防止滯留在所述空氣熱交換器6內(nèi)的液體制冷劑流入壓縮機(jī)1內(nèi)，使該壓縮機(jī)1產(chǎn)生液體壓縮而導(dǎo)致故障的不良情況。
在所述實(shí)施方式中，所述控制裝置19根據(jù)所述外界氣體溫度傳感器18檢測到的外界氣體溫度To，算出流向所述空氣熱交換器6的制冷劑的最小流量Qs，但也可以同時(shí)根據(jù)所述外界空氣溫度To和所述溫水熱交換器3的目標(biāo)溫度Ts1來決定所述最小流量Qs。由此，供給所述空氣熱交換器6的制冷劑的最小流量Qs成為適應(yīng)隨所述外界氣體溫度To在空氣熱交換器6中生成的冷凝壓的流量，并且供給所述溫水熱交換器3的制冷劑的流量成為使所述水實(shí)現(xiàn)目標(biāo)溫度Ts1所必要的流量。其結(jié)果，可有效防止所述空氣熱交換器6的制冷劑的滯流現(xiàn)象。并且，可由所述溫度熱交換器3進(jìn)行比過去更高精度的溫度控制。
進(jìn)一步地，也可以同時(shí)根據(jù)所述外界氣體溫度To、所述溫水熱交換器3的目標(biāo)溫度Ts1、以及所述溫水溫度傳感器17檢測的溫水溫度Tm1，來算出所述最小流量Qs。這種情況下，通過基于所述外界氣體溫度To、所述目標(biāo)溫度Ts、以及所述溫水溫度Tm1的PID(比例·積分·微分)控制，對所述三通閥8的開度進(jìn)行控制。由此，供給所述空氣熱交換器6的制冷劑的最小流量Qs是適合于在所述空氣熱交換器6內(nèi)根據(jù)外界空氣溫度生成的冷凝壓的流量，并且，供給所述溫水熱交換器3的制冷劑的流量是對應(yīng)該溫水熱交換器3的負(fù)荷的流量。其結(jié)果，可有效地防止所述空氣熱交換器6的制冷機(jī)的滯流現(xiàn)象，并且可更高精度地由所述溫水熱交換器3進(jìn)行溫度控制。
在所述實(shí)施方式中，如果所述排出三通閥8和吸入三通閥9具有改變其他2個(gè)閥口的開度地與1個(gè)閥口連通的功能，則可以是任何形式。并且，也可以用多個(gè)切換閥等組合，以實(shí)現(xiàn)與三通閥功能相同的功能。
此外，在所述實(shí)施方式中，作為所述第1液體熱介質(zhì)和第2液體熱介質(zhì)，全都使用了水，但所述第1液體熱介質(zhì)和第2液體熱介質(zhì)的任意一方或者雙方也可以采用水以外的例如乙二醇系液體等的低粘液體(brine)。
權(quán)利要求
1.一種制冷裝置，其特征在于，它包括壓縮機(jī)(1)，用于壓縮制冷劑；第1液體熱交換器(3)，用于進(jìn)行所述制冷劑與第1液體熱介質(zhì)的熱交換；膨脹單元(11、12)，用于使所述制冷劑膨脹；第2液體熱交換器(4)，用于進(jìn)行所述制冷劑與第2液體熱介質(zhì)的熱交換；空氣熱交換器(6)，用于進(jìn)行所述制冷劑和空氣的熱交換；制冷劑流量調(diào)節(jié)單元(8、9)，用于調(diào)節(jié)所述第1液體熱交換器(3)、第2液體熱交換器(4)和空氣熱交換器(6)的制冷劑流量；以及控制單元(19)，用于在使制冷劑在所述第1液體熱交換器(3)和空氣熱交換器(6)雙方中流動(dòng)的狀態(tài)下，控制所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元(8、9)，使制冷劑以大于等于在所述空氣熱交換器(6)內(nèi)不產(chǎn)生制冷劑的滯流現(xiàn)象的最小流量(Qs)的流量在所述空氣熱交換器(6)內(nèi)流動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其特征在于，在使制冷劑在所述第1液體熱交換器(3)和空氣熱交換器(6)雙方中流動(dòng)的狀態(tài)下，所述控制單元(19)將所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元(8、9)控制成，使制冷劑以大于等于根據(jù)所述空氣熱交換器(6)所處位置的外界氣體的溫度而決定的最小流量(Qs)的流量在所述空氣熱交換器(6)內(nèi)流動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其特征在于，在使制冷劑在所述第1液體熱交換器(3)和空氣熱交換器(6)雙方中流動(dòng)的狀態(tài)下，所述控制單元(19)將所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元(8、9)控制成，使制冷劑以大于等于根據(jù)所述空氣熱交換器(6)所處位置的外界氣體的溫度和在所述第1液體熱交換器(3)內(nèi)與制冷劑進(jìn)行熱交換的第1液體熱介質(zhì)的目標(biāo)溫度(Ts1)而決定的最小流量(Qs)的流量在所述空氣熱交換器(6)內(nèi)流動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其特征在于，在使制冷劑在所述第1液體熱交換器(3)和空氣熱交換器(6)雙方中流動(dòng)的狀態(tài)下，所述控制單元(19)將所述制冷劑流量調(diào)節(jié)單元(8、9)控制成，使制冷劑以大于等于根據(jù)所述空氣熱交換器(6)所處位置的外界氣體的溫度和在所述第1液體熱交換器(3)內(nèi)與制冷劑進(jìn)行熱交換的第1液體熱介質(zhì)的目標(biāo)溫度(Ts1)以及在所述第1液體熱交換器(3)內(nèi)與制冷劑進(jìn)行熱交換的第1液體熱介質(zhì)的溫度(Tm1)來決定的最小流量(Qs)的流量在所述空氣熱交換器(6)內(nèi)流動(dòng)。
全文摘要
一種制冷裝置，包括排出三通閥(8)，使壓縮機(jī)(1)的排出側(cè)連通溫水熱交換器(3)和空氣熱交換器(6)的至少一個(gè)；吸入三通閥(9)，使壓縮機(jī)(1)的吸入側(cè)連通空氣熱交換器(6)和冷水熱交換器(4)的至少一個(gè)。在進(jìn)行制冷主體運(yùn)行時(shí)，控制裝置(19)調(diào)節(jié)排出三通閥(8)的開度，使制冷劑以根據(jù)外界氣體溫度決定的大于等于最小流量(Qs)的流量在空氣熱交換器(6)內(nèi)流動(dòng)。根據(jù)空氣熱交換器(6)的冷凝壓，可將不產(chǎn)生制冷劑的滯流現(xiàn)象的最小流量的制冷劑供給空氣熱交換器(6)，所以與現(xiàn)有相比，可擴(kuò)大供給溫水熱交換器(3)的制冷劑的流量的范圍，其結(jié)果，通過該溫水熱交換器(3)可高精度控制溫水的溫度。
文檔編號(hào)F25B29/00GK1806152SQ200480016570
公開日2006年7月19日 申請日期2004年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月13日
發(fā)明者林浩二, 紀(jì)之上憲嗣, 桃野俊之 申請人:大金工業(yè)株式會(huì)社