背景技術(shù)：

先前已經(jīng)提出了多種設(shè)備和方法，以用于通過(guò)使用來(lái)自空調(diào)設(shè)備的制冷劑(refrigerant)來(lái)預(yù)加熱熱水器或儲(chǔ)水罐中的水，所述空調(diào)設(shè)備例如是，具有不可逆的制冷劑回路的空調(diào)，用于具有可逆制冷劑回路的家用空調(diào)的熱泵，或是屋頂單元(rtu)商用系統(tǒng)，其僅以空氣冷卻模式操作，但是具有閥以將制冷劑流從壓縮機(jī)引導(dǎo)至風(fēng)冷冷凝器或引導(dǎo)至水冷冷凝器/熱交換器，其從用于提供冷氣至商業(yè)建筑內(nèi)的制冷劑交換熱量到來(lái)自商業(yè)建筑的水加熱系統(tǒng)中的水。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明認(rèn)識(shí)到了、并且解決在現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造和方法中的多個(gè)缺陷。

在一個(gè)實(shí)施例中，用于調(diào)節(jié)空氣和用于加熱水的系統(tǒng)包括制冷劑路徑。在制冷劑路徑中的第一冷凝器設(shè)置在氣流路徑中，使得第一冷凝器從移動(dòng)通過(guò)制冷劑路徑中的第一冷凝器的制冷劑傳遞熱量到氣流路徑中的空氣。在制冷劑路徑中的第二冷凝器限定水流路徑，使得第二冷凝器從移動(dòng)通過(guò)制冷劑路徑中的第二冷凝器的制冷劑傳遞熱量到水流路徑中的水。所述系統(tǒng)在制冷劑路徑中包括從第一冷凝器到蒸發(fā)器的輸出線路，以及與制冷劑路徑操作性通信的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)配置為選擇性地將制冷劑流引導(dǎo)通過(guò)第一冷凝器或第二冷凝器，并且，通過(guò)引導(dǎo)制冷劑流通過(guò)第二冷凝器而不引導(dǎo)制冷劑流通過(guò)第一冷凝器，響應(yīng)于輸出線路或第一冷凝器中的壓力而從第一冷凝器排流制冷劑。

在另一實(shí)施例中，用于調(diào)節(jié)空氣和用于加熱水的系統(tǒng)包括制冷劑路徑。在制冷劑路徑中的第一冷凝器設(shè)置在第一氣流路徑中，使得第一冷凝器從移動(dòng)通過(guò)制冷劑路徑中的第一冷凝器的制冷劑傳遞熱量到第一氣流路徑中的空氣。在制冷劑路徑中的第二冷凝器限定水流路徑，使得第二冷凝器從移動(dòng)通過(guò)制冷劑路徑中的第二冷凝器的制冷劑傳遞熱量到水流路徑中的水。制冷劑路徑中的蒸發(fā)器設(shè)置在第二氣流路徑中，使得第二氣流路徑中的空氣將熱量傳遞至移動(dòng)通過(guò)蒸發(fā)器的制冷劑。制冷劑路徑中的壓縮機(jī)配置為移動(dòng)在制冷劑路徑中的制冷劑。所述系統(tǒng)在制冷劑路徑中包括從第一冷凝器經(jīng)由膨脹閥到蒸發(fā)器的輸出線路，以及與制冷劑路徑操作性通信的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)配置為選擇性地從壓縮機(jī)將制冷劑流引導(dǎo)至第一冷凝器或第二冷凝器，并且，通過(guò)引導(dǎo)制冷劑流至第二冷凝器而不引導(dǎo)制冷劑流至第一冷凝器，響應(yīng)于輸出線路或第一冷凝器中的壓力而從第一冷凝器將制冷劑排至第二冷凝器和蒸發(fā)器之間的流中。

在又一實(shí)施例中，用于調(diào)節(jié)空氣和用于加熱水的系統(tǒng)包括制冷劑路徑。在制冷劑路徑中的第一冷凝器設(shè)置在第一氣流路徑中，使得第一冷凝器從移動(dòng)通過(guò)制冷劑路徑中的第一冷凝器的制冷劑傳遞熱量到第一氣流路徑中的空氣。在制冷劑路徑中的第二冷凝器限定水流路徑，使得第二冷凝器從移動(dòng)通過(guò)制冷劑路徑中的第二冷凝器的制冷劑傳遞熱量到水流路徑中的水。制冷劑路徑中的蒸發(fā)器設(shè)置在第二氣流路徑中，使得第二氣流路徑中的空氣將熱量傳遞至移動(dòng)通過(guò)蒸發(fā)器的制冷劑。制冷劑路徑中的壓縮機(jī)配置為移動(dòng)在制冷劑路徑中的制冷劑。所述系統(tǒng)包括在制冷劑路徑中從第一冷凝器經(jīng)由膨脹閥至蒸發(fā)器的輸出線路，從輸出線路到蒸發(fā)器的、相對(duì)于制冷劑路徑在膨脹閥的下游的制冷劑排流線路，相對(duì)于所述輸出線路設(shè)置的傳感器、使得所述傳感器輸出對(duì)應(yīng)于所述輸出線路中壓力的信號(hào)，以及控制系統(tǒng)，其與傳感器和排流線路操作性的通信以選擇性地打開(kāi)和關(guān)閉排流線路?？刂葡到y(tǒng)配置為響應(yīng)于信號(hào)來(lái)控制排流線路的打開(kāi)。

本發(fā)明的其他目的、特征和方面可通過(guò)所公開(kāi)的元件的多種組合方式和子組合方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述多種組合方式和子組合方式將在下文中詳細(xì)討論。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的方面可參考下列附圖而更好地理解。附圖中的部件無(wú)需按比例。本發(fā)明的有效公開(kāi)，包括其最優(yōu)模式，參考附圖在說(shuō)明書(shū)中詳細(xì)地描述，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的建筑的示意性視圖，該建筑具有水存儲(chǔ)、加熱、使用系統(tǒng)，內(nèi)部空間，空調(diào)系統(tǒng)，該空調(diào)系統(tǒng)與內(nèi)部空間連通以將經(jīng)調(diào)節(jié)的空氣傳送至內(nèi)部空間；

圖2是示于圖1的空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)施例的示意性視圖；

圖3是示于圖2的空調(diào)系統(tǒng)的示意性視圖；

圖4是示于圖2的空調(diào)系統(tǒng)的示意性視圖；

圖5是示于圖2的空調(diào)系統(tǒng)的示意性視圖；

圖6是如圖1所示的空調(diào)系統(tǒng)的示意性視圖；

圖7是示出了如圖1-6所示的空調(diào)系統(tǒng)的操作的流程圖；

圖8是示出了如圖1-6所示的空調(diào)系統(tǒng)的操作的流程圖；以及

圖9a和圖9b是示出了如圖1-6所示的空調(diào)系統(tǒng)的操作的流程圖。

在說(shuō)明書(shū)和附圖中的附圖標(biāo)記的重復(fù)使用意于表示本發(fā)明的實(shí)施例的相同或類(lèi)似的特征或元件。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例以及在附圖中示出的一個(gè)或多個(gè)示例來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明。每個(gè)示例作為對(duì)本發(fā)明的解釋來(lái)提供，而非對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)際上，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可以對(duì)這些示例進(jìn)行修改和變型，而不會(huì)偏離本發(fā)明的范圍和精神。例如，作為一個(gè)實(shí)施例描述或示出的特征可用在另一實(shí)施例中或其他進(jìn)一步的實(shí)施例中。因此，本發(fā)明意于覆蓋在隨附的權(quán)利要求和其等價(jià)物的范圍內(nèi)的這些變型和修改。

如文中所使用的，“空調(diào)”設(shè)備、系統(tǒng)等包括可用于改變被傳送到被調(diào)溫空間的氣體的溫度并且具有相關(guān)的制冷劑回路的設(shè)備。因此，“空調(diào)”設(shè)備或系統(tǒng)可包括，而不限于，(1)空調(diào)單元(“空調(diào)器”)，具有可用于冷卻被傳送到被調(diào)溫空間的空氣的不可逆制冷劑回路，或(2)熱泵，其具有可用于加熱或冷卻被傳送到被調(diào)溫空間的空氣的可逆制冷劑回路。

此外，用于本申請(qǐng)和隨附的權(quán)利要求中的術(shù)語(yǔ)“或”是指“同或”而非“異或”。即，除非特別說(shuō)明，或是從文中所排除，短語(yǔ)“x采用a或b”是指自然包含序列。即，短語(yǔ)“x采用a或b”滿足以下任一種情況：x采用a；x采用b；或x采用a和b兩者。此外，如本申請(qǐng)和隨附權(quán)利要求中所使用的術(shù)語(yǔ)“一”或“一個(gè)”應(yīng)當(dāng)通常被解釋為是指“一個(gè)或多個(gè)”，除非另外說(shuō)明或是被文中文本排除而引向單數(shù)形式。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中，下列術(shù)語(yǔ)至少具有相關(guān)明確的含義，除非在文中指出其他含義。在下文中指出的含義并非必須限制術(shù)語(yǔ)，而是僅提供術(shù)語(yǔ)的示意性示例。術(shù)語(yǔ)“一”、“一個(gè)”以及“該”可包括復(fù)數(shù)形式，并且“在……中”可包括“在……中”和“在……上”。文中所使用的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”，非必須代指相同的實(shí)施例，雖然也可以代指相同的實(shí)施例。

將關(guān)于系統(tǒng)展示多個(gè)方面或特征，所述系統(tǒng)可包括多個(gè)裝置、部件、模塊等?？梢岳斫饣蛞庾R(shí)到，多個(gè)系統(tǒng)可包括額外的裝置、部件模塊等，和/或可不包括關(guān)于附圖討論的所有的裝置、部件、模塊等。也可使用這些方法的組合。

空調(diào)系統(tǒng)在制冷劑的連續(xù)循環(huán)的一些點(diǎn)出捕捉熱量，并且將熱量傳遞至一結(jié)構(gòu)或?qū)崃繌囊唤Y(jié)構(gòu)移除，取決于所述系統(tǒng)是工作于冷卻模式或是是否能夠雙模式操作，處于加熱模式。在實(shí)行本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的原則時(shí)，那些熱量的一部分可被捕捉并且用于加熱水以傳送至一結(jié)構(gòu)的終端使用，諸如系統(tǒng)也提供調(diào)溫空氣的建筑。在一些實(shí)施例中，空調(diào)系統(tǒng)可以，以處于由維持水溫的熱水器所使用的高的設(shè)定點(diǎn)處或以下的溫度，將加熱的水提供至建筑的水加熱系統(tǒng)的初始級(jí)。在水加熱系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)電子元件或氣體燃燒器可提供額外的熱量以將水溫提高至總系統(tǒng)的高設(shè)定點(diǎn)溫度。

空調(diào)系統(tǒng)/水加熱系統(tǒng)10采用本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的原則，其在圖1中示意性地示出，并且包括空調(diào)系統(tǒng)12，在當(dāng)前示出的實(shí)施例中，空調(diào)系統(tǒng)12是屋頂安裝類(lèi)型的空調(diào)系統(tǒng)，其可用于例如，調(diào)節(jié)在一結(jié)構(gòu)(諸如商業(yè)建筑)18的內(nèi)部空間16內(nèi)的空氣?？照{(diào)系統(tǒng)12設(shè)置在建筑18的屋頂20上，并且具有導(dǎo)管22，導(dǎo)管22從系統(tǒng)12的主殼體24延伸通過(guò)屋頂20并且進(jìn)入內(nèi)部空間16。在殼體24內(nèi)的風(fēng)扇21(圖6)將空氣23通過(guò)導(dǎo)管22從空間16抽吸到蒸發(fā)器盤(pán)管54(圖2-6)，該蒸發(fā)器盤(pán)管54設(shè)置在殼體24中并且將熱量從熱氣23傳遞至系統(tǒng)制冷劑回路中的制冷劑，從而冷卻空氣，空調(diào)系統(tǒng)然后將該空氣通過(guò)第二導(dǎo)管26返回(如25所指出的)至內(nèi)部空間16，該第二導(dǎo)管從殼體24延伸通過(guò)屋頂20。如下文中更詳細(xì)地描述，系統(tǒng)12然后在風(fēng)冷冷凝器盤(pán)管46(圖2-6)處冷卻制冷劑，在該風(fēng)冷冷凝器盤(pán)管46處，制冷劑將熱量傳遞至由第二風(fēng)扇29(圖6)抽吸到冷凝器盤(pán)管上的環(huán)境空氣27(圖6)。

在系統(tǒng)10需要加熱的水的一些時(shí)候，空調(diào)系統(tǒng)12將制冷劑冷卻功能從風(fēng)冷冷凝器轉(zhuǎn)換為熱交換器盤(pán)管50(圖2-6)，該熱交換器盤(pán)管50從建筑18的水加熱系統(tǒng)38內(nèi)的儲(chǔ)水罐接收水，使得制冷劑將熱量傳遞至水而非環(huán)境空氣27。因此，熱交換器50可被認(rèn)為是水冷的冷凝器。罐30初始地從冷水管14經(jīng)由管件32從冷水源31接收冷水(例如，地溫)。管件32是“t”形管件，其允許基于壓差的冷水流。當(dāng)泵52被關(guān)閉時(shí)，并且當(dāng)水從儲(chǔ)水罐30抽吸時(shí)，冷水從源31流入罐30。當(dāng)泵52被激活時(shí)，并且當(dāng)沒(méi)有來(lái)自于源31的冷水需求時(shí)，來(lái)自于儲(chǔ)存罐30的水通過(guò)管件32經(jīng)由管14流至泵52。當(dāng)有冷水需求時(shí)，泵52可從源31抽吸所有的冷水，或者通過(guò)管14從源31抽吸冷水和從罐30抽吸水的組合。

在泵52被激活時(shí)，泵52從罐30和/或源31向上抽吸初始冷水，并且將該水引導(dǎo)至水冷冷凝器50。在將制冷劑熱量傳遞至水之后，系統(tǒng)12將當(dāng)前的溫水從熱交換器通過(guò)第二管28(其將溫水經(jīng)由管件33傳送至儲(chǔ)水罐30)輸出。如在下文中更詳細(xì)地描述的，將水從罐30向上抽吸到水冷冷凝器50，將熱量貢獻(xiàn)至水，并且將水返回至罐30的該循環(huán)重復(fù)，從而將罐中的水朝向目標(biāo)溫度增加。雖然罐30的結(jié)構(gòu)可能變化，在該示例中，罐30可以是115加侖陶瓷搪瓷內(nèi)膽的罐，其具有兩英寸硬質(zhì)泡沫絕熱部和烘烤搪瓷缸套，提供為由佐治亞州、亞特蘭大的rheem制造公司的型號(hào)名稱(chēng)為sta120的產(chǎn)品。

當(dāng)器皿洗滌器34，水龍頭36或建筑18的其他固定裝置或裝置需要來(lái)自水加熱系統(tǒng)38的一個(gè)或多個(gè)無(wú)罐式熱水器級(jí)的熱水時(shí)，水加熱系統(tǒng)控制電路35控制打開(kāi)相應(yīng)閥的繼電器(未示出)，該些閥允許來(lái)自罐30的預(yù)熱水通過(guò)管40流入系統(tǒng)38的相應(yīng)的無(wú)罐水加熱級(jí)。如應(yīng)當(dāng)理解的，在膨脹罐41和管40之間的示出的閥是常閉的。無(wú)罐水加熱系統(tǒng)38將水加熱至最終閾值溫度，例如140°f或185°f，并且將最終加熱的水輸出至熱水線路42，該熱水線路將加熱的水引導(dǎo)至建筑18，例如器皿洗滌器或水龍頭。當(dāng)水加熱級(jí)38從罐30抽吸水時(shí)，冷水源31補(bǔ)充罐30。這降低了罐30中的水的溫度，但是隨著上述循環(huán)的重復(fù)，水冷冷凝器50的加熱功能持續(xù)地溫?zé)峁拗械乃?。如圖1中所示出的，管件32設(shè)置為靠近罐30的底部。由于罐中的更冷的水通常更靠近罐的底部，這允許系統(tǒng)12有助于加熱罐中最冷的水。如應(yīng)當(dāng)理解的，膨脹罐41可設(shè)置在系統(tǒng)中，以當(dāng)其加熱時(shí)從罐接收水，并且從而膨脹，在其正常操作模式中，而不會(huì)阻斷系統(tǒng)的泄壓閥。

圖2-6示意性地示出了空調(diào)系統(tǒng)12的實(shí)施例，其采用了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)原理。如上文所述，系統(tǒng)12包括風(fēng)冷的冷凝盤(pán)管46，壓縮機(jī)(即泵)48，以及蒸發(fā)器盤(pán)管54。在額外使用板型的熱交換器(水冷冷凝器)50和水泵52的情況下，系統(tǒng)12被布置為以空氣冷卻模式操作，而同時(shí)將補(bǔ)充的、基于制冷劑的熱量提供至存儲(chǔ)在水罐30(圖1)中的水。示意性示出的電控系統(tǒng)56(僅在圖2中示出，但是在圖1-6的系統(tǒng)中存在)控制空調(diào)/水預(yù)加熱系統(tǒng)12的多個(gè)功能，并且操作其多個(gè)隨后描述的部件。

如應(yīng)當(dāng)理解的，從制冷劑流來(lái)看，空調(diào)系統(tǒng)可包括，流過(guò)壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器的制冷劑的閉合循環(huán)。在所謂的分流系統(tǒng)中，蒸發(fā)器典型地設(shè)置在從調(diào)溫空間(例如，諸如空間16的建筑內(nèi)部空間，如圖1所示)接收調(diào)溫空氣的外殼內(nèi)，諸如在將流通的內(nèi)部空氣抽吸跨過(guò)蒸發(fā)器的空氣處理器。由于蒸發(fā)器與室內(nèi)空氣相關(guān)聯(lián)，雖然，如在當(dāng)前描述的實(shí)施例中，其通常被參考作為“室內(nèi)”盤(pán)管，但是其物理位置可以在系統(tǒng)所服務(wù)的建筑的內(nèi)部或外部。冷凝器盤(pán)管通常設(shè)置在調(diào)溫空間的結(jié)構(gòu)的外部，在該調(diào)溫空間處，風(fēng)扇將周?chē)h(huán)境空間抽吸跨過(guò)冷凝器盤(pán)管以將熱量從制冷劑移除。在當(dāng)前附圖中示出的室外的、屋頂安裝的系統(tǒng)中，兩個(gè)盤(pán)管都設(shè)置在調(diào)溫空間的外部，但是來(lái)自空間內(nèi)部的空氣從內(nèi)部空間被引導(dǎo)，例如通過(guò)一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管(諸如圖1中示出的導(dǎo)管22和26)，至蒸發(fā)器盤(pán)管，并且然后返回至空間16。然而，無(wú)論其物理位置為何，蒸發(fā)器將熱量貢獻(xiàn)至制冷劑，而同時(shí)冷凝器輸出從制冷劑獲得的熱量。

如將被理解的，當(dāng)液體制冷劑響應(yīng)于膨脹閥在蒸發(fā)器盤(pán)管的輸入處的影響而蒸發(fā)時(shí)，制冷劑部分地在蒸發(fā)器處從室內(nèi)空氣獲取熱量。當(dāng)系統(tǒng)的空氣處理器風(fēng)扇將建筑的流通空氣移動(dòng)過(guò)蒸發(fā)器盤(pán)管時(shí)，制冷劑從液體到氣體的相變從室內(nèi)空氣移除能量(即，熱量)，從而當(dāng)其被驅(qū)動(dòng)返回建筑的調(diào)溫空間內(nèi)時(shí)冷卻空氣。暖的制冷劑氣體然后從蒸發(fā)器盤(pán)管流至壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)接收氣體并且將其泵回冷凝器，加壓加熱。冷凝器冷卻制冷劑，從而將制冷劑(從蒸發(fā)器和壓縮機(jī))獲得的熱經(jīng)由風(fēng)扇移過(guò)盤(pán)管的氣流而消散至周?chē)h(huán)境，并且經(jīng)冷卻的制冷劑流回蒸發(fā)器。即，制冷劑從壓縮機(jī)流至冷凝器，至蒸發(fā)器，然后返回至壓縮機(jī)。

隨著蒸發(fā)器冷卻制冷劑，制冷劑從蒸汽相變至液體，并且由于在熱交換器內(nèi)的摩擦，其壓力降低。然而，制冷劑流動(dòng)路徑長(zhǎng)度和管長(zhǎng)度，以及壓縮機(jī)的尺寸和強(qiáng)度，被選擇為使得足夠的正壓和負(fù)壓存留于冷凝器的輸出和輸入處，以維持制冷劑流至蒸發(fā)器并且從其返回至壓縮機(jī)。在本領(lǐng)域中應(yīng)當(dāng)理解的是，這些系統(tǒng)部件和操作參數(shù)的選擇使得能夠?qū)崿F(xiàn)流過(guò)流體回路的期望的熱量傳遞和流通的制冷劑流。雖然應(yīng)當(dāng)理解的是，下文描述的空調(diào)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為提供充分的熱量傳遞和壓力以維持系統(tǒng)操作，這些變量在文中不再進(jìn)一步討論。

文中描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例將板型的熱交換器50插入制冷劑路徑中，該熱交換器50從水加熱系統(tǒng)存儲(chǔ)罐30接收水或是接收另外準(zhǔn)備的水，使得熱交換器將熱量從制冷劑傳遞至罐中的水。在系統(tǒng)操作中，水冷的熱交換器將空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)冷冷凝器46置于壓縮機(jī)—冷凝器—蒸發(fā)器—壓縮機(jī)的順序中，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，制冷劑到水冷熱交換器的部分分流也是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，雖然本公開(kāi)初步地提供了風(fēng)冷冷凝器和水冷冷凝器完全相互替代，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，其他布置也落入本公開(kāi)的范圍內(nèi)。

此外，雖然當(dāng)前描述的實(shí)施例在屋頂類(lèi)型的空調(diào)系統(tǒng)的背景下討論，其中冷凝器和蒸發(fā)器位于相同的殼體內(nèi)，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本公開(kāi)包含其他的空調(diào)系統(tǒng)，例如其中風(fēng)冷冷凝器設(shè)置在建筑的外部或建筑的內(nèi)部(外部環(huán)境空氣被傳遞到冷凝器)，以及其中水冷冷凝器和蒸發(fā)器位于建筑的內(nèi)部或外部。

控制系統(tǒng)56可包括可編程的邏輯控制器(plc)或其他的計(jì)算器，其用作用于系統(tǒng)12的通用系統(tǒng)控制器。例如容納在系統(tǒng)12的殼體24(圖1)中，plc(通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娋€或無(wú)線連接，繼電器，電壓，和其他的機(jī)電連接，如本領(lǐng)域中應(yīng)當(dāng)理解的)與文中描述的部件的致動(dòng)和操作性通信并控制該些部件的致動(dòng)和操作，這些部件包括但不限于(一個(gè)或多個(gè))壓縮機(jī)，風(fēng)冷冷凝器風(fēng)扇，蒸發(fā)器風(fēng)扇，水泵，三通閥，和其他所有的電控閥和繼電器。這樣，控制系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)12的操作部件通信并控制該些操作部件，該些操作部件包括在制冷劑路徑中的閥系統(tǒng)，該閥系統(tǒng)與(一個(gè)或多個(gè))壓縮機(jī)(也由控制系統(tǒng)控制)相結(jié)合來(lái)控制制冷劑流。對(duì)控制系統(tǒng)56和空調(diào)系統(tǒng)12、罐30(圖1)和水加熱系統(tǒng)38(圖1)的部件的每一個(gè)之間的連接的參考包括這些通信和控制。這些通信也可包括控制系統(tǒng)和溫度傳感器之間的通信，該溫度傳感器在系統(tǒng)12周?chē)榭刂葡到y(tǒng)提供對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)12周?chē)h(huán)境溫度的信號(hào)。此外，控制系統(tǒng)56從建筑的調(diào)溫空間中的一個(gè)或多個(gè)溫度控制器接收輸入信號(hào)，該一個(gè)或多個(gè)溫度控制器提供關(guān)于是否激活空調(diào)系統(tǒng)的指令(即，冷卻需求)為空氣冷卻操作模式，從空氣冷卻模塊停用空調(diào)系統(tǒng)，以及致動(dòng)空氣處理器的指令。(一個(gè)或多個(gè))溫度控制器的每一個(gè)位于調(diào)溫空間中，并且包括溫度傳感器，其還可將對(duì)應(yīng)于調(diào)溫空間16(圖1)的溫度的信號(hào)輸出至控制系統(tǒng)。溫度控制器在產(chǎn)生這些指令的操作應(yīng)當(dāng)是容易理解的，因此在文中不再進(jìn)一步討論。(一個(gè)或多個(gè))溫度控制器可被認(rèn)為是控制系統(tǒng)56的一部分，并且，在任何情況下，控制系統(tǒng)可分享或執(zhí)行典型地由(一個(gè)或多個(gè))溫度控制器執(zhí)行的功能。相應(yīng)地，文中參考的由控制系統(tǒng)56執(zhí)行的多個(gè)功能可包含控制系統(tǒng)和(一個(gè)或多個(gè))溫度控制器之間的通信，以及控制系統(tǒng)和系統(tǒng)12壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器風(fēng)扇、水泵、閥和傳感器之間的通信，以及控制系統(tǒng)和水加熱系統(tǒng)之間的通信。控制系統(tǒng)基于空調(diào)系統(tǒng)程序響應(yīng)于來(lái)自(一個(gè)或多個(gè))溫度控制器的信號(hào)(如應(yīng)當(dāng)理解的)以及可選地來(lái)自水加熱系統(tǒng)和/或系統(tǒng)12的傳感器信號(hào)(其指示系統(tǒng)操作參數(shù)，如文中所描述的)來(lái)激活或停用系統(tǒng)12的部件。如文中所討論的，在一些實(shí)施例中，空調(diào)系統(tǒng)的致動(dòng)可參考?jí)嚎s機(jī)的激活以將制冷劑移動(dòng)通過(guò)制冷劑路徑，冷凝器風(fēng)扇的激活，以及蒸發(fā)器風(fēng)扇的激活。

應(yīng)當(dāng)從本公開(kāi)中理解，歸于控制系統(tǒng)56的功能可由程序的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令來(lái)實(shí)施，其在一個(gè)或多個(gè)plc上或操作為用于系統(tǒng)12的通用系統(tǒng)控制器的其他計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。通常，程序模塊包括例行程序，程序，組件，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，其執(zhí)行特定的任務(wù)和/或?qū)崿F(xiàn)特定的抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，文中描述的系統(tǒng)/方法可與多種控制器配置一起實(shí)現(xiàn)，包括可編程邏輯控制器，簡(jiǎn)單邏輯電路，單處理器，或多處理器系統(tǒng)，以及個(gè)人計(jì)算機(jī)，手提式計(jì)算裝置，基于微處理器或可編程對(duì)象或工業(yè)電子器件，等。這些功能的方面也可在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)施，例如，在所謂的“智能”布置和系統(tǒng)中，其中任務(wù)通過(guò)遠(yuǎn)程處理裝置來(lái)執(zhí)行，該遠(yuǎn)程處理裝置通過(guò)局域通信網(wǎng)或廣域通信網(wǎng)鏈接至在圖中示出的其他部件中。在分布式計(jì)算環(huán)境中，編程模塊可位于本地和遠(yuǎn)程內(nèi)存存儲(chǔ)裝置中。因此，控制系統(tǒng)56可包括計(jì)算裝置，其經(jīng)由硬電線或無(wú)線局域網(wǎng)或遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)與文中描述的系統(tǒng)部件通信。

可影響文中描述的功能的控制器可包括處理單元，系統(tǒng)內(nèi)存和系統(tǒng)總線。系統(tǒng)總線將系統(tǒng)部件聯(lián)接到處理單元，系統(tǒng)部件包括但不限于系統(tǒng)內(nèi)存。處理單元可以是多種可獲得的可編程裝置的任意一種，包括微處理器，并且應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是，雙微處理器，多核或其他的多處理器構(gòu)架可用作處理單元。

軟件應(yīng)用可用作用戶和/或其他計(jì)算機(jī)和適當(dāng)?shù)牟僮鳝h(huán)境中如所描述的電子控制系統(tǒng)56的基本計(jì)算機(jī)的資源之間的媒介。這些軟件應(yīng)用包括系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的一個(gè)或兩者。系統(tǒng)軟件可包括操作系統(tǒng)，其用于控制和分配控制系統(tǒng)56的資源。應(yīng)用軟件通過(guò)系統(tǒng)軟件經(jīng)由存儲(chǔ)在系統(tǒng)內(nèi)存中的程序模塊和數(shù)據(jù)而利用資源管理。

控制系統(tǒng)56也可以，但非必須，包括一個(gè)或多個(gè)接口部件，該一個(gè)或多個(gè)接口部件可通信地耦合通過(guò)總線并且有助于與控制系統(tǒng)的交互。例如，接口部件可以是端口(例如，串口，并口，pcmcia，usc或火線)或接口卡等的一部分。接口部件可接收輸入并且提供輸出(有線的或無(wú)線的)。例如，輸入可從一裝置接收，該裝置包括但不限于定點(diǎn)裝置，諸如鼠標(biāo)，軌跡球，觸筆，觸摸板，鍵板，觸摸屏顯示器，鍵盤(pán)，麥克風(fēng)，操縱桿，游戲手柄，衛(wèi)星天線，掃描儀，照相機(jī)或其他部件?？捎煽刂葡到y(tǒng)56經(jīng)由接口部件提供輸出至輸出裝置。輸出裝置可包括顯示器(例如，陰極射線管，液晶顯示器，發(fā)光二極管或等離子體)，觸摸屏或其他，揚(yáng)聲器，打印機(jī)，或其他部件。特別地，通過(guò)這樣的元件，控制系統(tǒng)56從控制系統(tǒng)56與其通信的多個(gè)部件接收輸入并且將輸出引導(dǎo)至該多個(gè)部件，如文中描述的。

通常，控制系統(tǒng)從建筑18的(一個(gè)或多個(gè))溫度控制器(直接地或間接地，例如經(jīng)由水系統(tǒng)控制電路35)，空調(diào)系統(tǒng)12的部件，以及可選地并非系統(tǒng)12的(一個(gè)或多個(gè))溫度控制器的部分的溫度傳感器或其他操作參數(shù)傳感器接收信號(hào)?？刂葡到y(tǒng)激活或停用空調(diào)系統(tǒng)，以提供或停止調(diào)溫空氣響應(yīng)于溫度控制器的信號(hào)而供給至調(diào)溫空間16。控制系統(tǒng)決定是否響應(yīng)于文中所描述的情況而將系統(tǒng)12轉(zhuǎn)換為水加熱操作模式，并且其決定何時(shí)返回至僅空氣冷卻/風(fēng)冷冷凝模式或一起停用系統(tǒng)12。用于執(zhí)行這些功能的設(shè)備，以及它們的操作方式，在下文中描述。

仍然參考圖1-6，空調(diào)系統(tǒng)12包括制冷劑回路58，該制冷劑回路具有操作地聯(lián)接到冷凝器盤(pán)管46、壓縮機(jī)48、蒸發(fā)器盤(pán)管54和熱交換器(水冷冷凝器)50的制冷劑線路部分60和62。制冷劑回路58還包括低環(huán)境控制傳感器64，制冷劑液體線路壓力傳感器66，熱交換器制冷劑排流線路電磁閥68，風(fēng)冷冷凝器制冷劑排流線路電磁閥70，泵52，水壓傳感器72，三通閥74，高壓開(kāi)關(guān)76，壓縮機(jī)48，出口水溫傳感器150(圖3)，低壓傳感器78，和制冷劑低壓開(kāi)關(guān)80(低壓傳感器80時(shí)傳感器78的冗余部件，并且可在其他實(shí)施例中被省略；其操作有文中對(duì)傳感器78的討論所反映)，所有元件均操作地連結(jié)至控制系統(tǒng)56，除了在二進(jìn)制開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)直接連接至其控制裝置時(shí)。風(fēng)扇21和29也連結(jié)至并且由控制系統(tǒng)56所控制?？刂葡到y(tǒng)56控制三通閥74，以選擇性地將制冷劑從壓縮機(jī)引導(dǎo)至風(fēng)冷冷凝器或水冷冷凝器。

傳感器64是控制系統(tǒng)56所監(jiān)控的壓力傳感器，其檢測(cè)低環(huán)境溫度條件。如果系統(tǒng)12在低環(huán)境溫度的存在下處于操作狀態(tài)中，則可能有這樣的風(fēng)險(xiǎn)，即環(huán)境空氣中的水蒸氣在蒸發(fā)器盤(pán)管中結(jié)冰。由于這樣的情況可在蒸發(fā)器輸入被識(shí)別為低壓，控制系統(tǒng)56停用系統(tǒng)12，并且控制系統(tǒng)12檢測(cè)來(lái)自傳感器64的壓力低于預(yù)定的閾值?？照{(diào)系統(tǒng)防止盤(pán)管結(jié)冰的操作應(yīng)當(dāng)是易于理解的并且因此在文中不再進(jìn)一步討論。

如圖2所示，將被加熱的水經(jīng)由水入口管14流入熱交換器50中，如由泵52所驅(qū)動(dòng)，并且經(jīng)由出口管28離開(kāi)熱交換器50至罐30。

膨脹閥82在到蒸發(fā)器盤(pán)管54的入口處設(shè)置在制冷劑線路部分62中。如上文所解釋的，膨脹閥接收高壓的液體制冷劑輸入，并且取決于閥中的設(shè)置，輸出低壓的液體。這允許蒸發(fā)器54中加壓的制冷劑在盤(pán)管中壓力下降并且從液體相變?yōu)闅怏w。

在圖2-5中示出的實(shí)施例中，系統(tǒng)12包括單個(gè)制冷劑回路或級(jí)58。然而，在其他實(shí)施例，系統(tǒng)12包括兩個(gè)或多個(gè)制冷劑級(jí)。商業(yè)空調(diào)系統(tǒng)，例如可用于向相對(duì)大的內(nèi)部區(qū)域16和/或熱生成設(shè)備在其中操作的內(nèi)部區(qū)域提供調(diào)溫空氣，該調(diào)溫空氣可在短時(shí)間內(nèi)向調(diào)溫空間內(nèi)增加大量的熱，從而導(dǎo)致在內(nèi)部區(qū)域?qū)嶋H溫度和空調(diào)系統(tǒng)設(shè)定(期望)溫度之間的大的差值。換句話說(shuō)，空調(diào)系統(tǒng)可請(qǐng)求以操作的負(fù)載(即，空調(diào)系統(tǒng)可請(qǐng)求以從調(diào)溫空間移除的熱量的量，如對(duì)于給定的空氣體積由實(shí)際溫度和設(shè)定點(diǎn)溫度之差所限定的)可在系統(tǒng)正常使用期間在較寬的范圍內(nèi)變化。不管負(fù)載水平為何，期望的是，空調(diào)系統(tǒng)迅速地將調(diào)溫空間帶至設(shè)定點(diǎn)，從而將調(diào)溫空間維持在大致恒定的溫度。相應(yīng)地，系統(tǒng)選對(duì)應(yīng)于負(fù)載擇性地接合和脫離額外的(一個(gè)或多個(gè))制冷劑級(jí)，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)增加(一個(gè)或多個(gè))級(jí)，以及當(dāng)負(fù)載降低時(shí)減少移除(一個(gè)或多個(gè))多個(gè)級(jí)。建筑18的溫度控制器系統(tǒng)確定用于調(diào)溫空間的調(diào)溫空氣的需求，從而為控制系統(tǒng)56提供負(fù)載的測(cè)量，并且控制系統(tǒng)56控制空調(diào)系統(tǒng)，使得其操作位于給定負(fù)載以給定時(shí)間的適當(dāng)?shù)臄?shù)量的級(jí)。溫度控制器/控制系統(tǒng)用于多級(jí)空調(diào)系統(tǒng)的控制的操作和構(gòu)造在本領(lǐng)域中是易于理解的，并且從而在下文中不再詳細(xì)地討論。

如將被理解的，給定的制冷劑流路徑58具有有限的容量以將熱量從流通空氣移除，如由制冷劑的類(lèi)型、制冷劑回路中的制冷劑的體積、以及制冷劑可循環(huán)通過(guò)回路而同時(shí)有效地將熱量從流通空氣移除的速度所限定的。如文中所述，制冷劑回路的特別容量設(shè)計(jì)和其本身并非本發(fā)明的一部分，而是如所述的，制冷劑回路將具有熱量移除能量。給定的回路可被設(shè)計(jì)為可有效地將熱量從給定建筑的內(nèi)部區(qū)域通過(guò)期望的或可接受的速率在其正常負(fù)載變化上移除，并且具有單個(gè)回路或級(jí)的系統(tǒng)在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。然而，如將被理解的，操作制冷劑回路的成本直接隨著制冷劑回路的容量而變化，例如，由于操作回路所需的壓縮機(jī)的尺寸和由壓縮機(jī)在操作回路時(shí)執(zhí)行的功。相應(yīng)地，已知的是，構(gòu)造具有多個(gè)獨(dú)立的、標(biāo)準(zhǔn)容量的制冷劑回路的空調(diào)系統(tǒng)，使得給定的空調(diào)系統(tǒng)可被構(gòu)造具有特定數(shù)量的級(jí)，以適應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)所預(yù)期服務(wù)的建筑的特定熱負(fù)載變化。隨著建筑的熱量負(fù)載增大和降低，單獨(dú)的制冷劑級(jí)可被激活和停用。空調(diào)系統(tǒng)可選擇性地激活和停用單獨(dú)的制冷劑級(jí)，以調(diào)節(jié)壓縮機(jī)操作的水平(以及從而成本)以滿足、但是不過(guò)多地超過(guò)處理期望熱負(fù)載所需的容量。這樣的布置不僅允許在空調(diào)系統(tǒng)中的構(gòu)造的效率，因?yàn)榭照{(diào)系統(tǒng)可通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備構(gòu)造而非需要由案例基礎(chǔ)對(duì)于一案例特別設(shè)計(jì)的部件，同時(shí)還在建筑熱負(fù)載非常大的情況下提高了在單級(jí)系統(tǒng)上的操作效率。

圖6示意性地示出了多級(jí)空調(diào)系統(tǒng)12。雖然圖6示出了兩級(jí)系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)理解的是，這僅僅是用作示例，并且系統(tǒng)12可包括多于兩級(jí)。在該示例中，第一制冷劑回路58a限定第一級(jí)，包括風(fēng)冷冷凝器46，壓縮機(jī)48和蒸發(fā)器54。第二制冷劑回路58b也通過(guò)風(fēng)冷壓縮機(jī)46和蒸發(fā)器54，但是包括壓縮機(jī)154，該壓縮機(jī)154與第一級(jí)的壓縮機(jī)48分立。制冷劑回路58a和58b共享冷凝器46和蒸發(fā)器54，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械便利，但是制冷劑回路保持彼此分離，在它們之間沒(méi)有制冷劑混合。即，在冷凝器46和蒸發(fā)器54的每一個(gè)中，兩個(gè)制冷劑路徑在整個(gè)盤(pán)管結(jié)構(gòu)中形成兩組分立的盤(pán)管。單個(gè)風(fēng)扇29將空氣27移動(dòng)過(guò)風(fēng)冷冷凝器46中的制冷劑回路58a和58b，并且單個(gè)風(fēng)扇21將空氣23移動(dòng)過(guò)蒸發(fā)器54中的制冷劑回路58a和58b。雖然圖6示出了單個(gè)風(fēng)扇29和單個(gè)風(fēng)扇21，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，可使用多個(gè)風(fēng)扇，例如，以允許使用更小、更便宜的風(fēng)扇以形成單個(gè)氣流(否則需要不成比例的更昂貴的單個(gè)風(fēng)扇)，但是因?yàn)?一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇)形成單個(gè)氣流，因此在圖6中僅示出了單個(gè)風(fēng)扇，并且在下文中僅討論單個(gè)風(fēng)扇以便于解釋。在冷凝器/蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)中彼此靠近放置，即從氣流來(lái)說(shuō)彼此平行，每個(gè)氣流27和23同時(shí)經(jīng)過(guò)相同冷凝器/蒸發(fā)器中的回路，允許相比于盤(pán)管組順序布置的布置更有效地?zé)崃總鬟f。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，用于多個(gè)制冷劑級(jí)的順序的相應(yīng)的風(fēng)冷冷凝器、和/或順序的相應(yīng)的蒸發(fā)器包含在本公開(kāi)中。

相應(yīng)地，制冷劑回路58b包括制冷劑線路156，在壓縮機(jī)154的作用下，其將制冷劑從風(fēng)冷冷凝器46通過(guò)膨脹閥158運(yùn)輸至蒸發(fā)器54。壓縮機(jī)154將加熱的氣態(tài)制冷劑從蒸發(fā)器54中經(jīng)過(guò)制冷劑線路157至壓縮機(jī)，并且然后返回至風(fēng)冷冷凝器46，以如上所述的流通形式。水冷的冷凝器50用于由制冷劑路徑58a限定的制冷劑級(jí)中。雖然制冷劑路徑58b不包括水加熱部件回路，應(yīng)當(dāng)理解的是，系統(tǒng)可被配置為在相應(yīng)的制冷劑級(jí)中操作多個(gè)水加熱回路。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)前描述的實(shí)施例僅通過(guò)示例的方式提供，并且不作為本發(fā)明的限制?？紤]到此，空調(diào)系統(tǒng)12的操作現(xiàn)在將參考在圖7-9b中示出的步驟來(lái)描述，并且關(guān)于單級(jí)的示例(圖2-5)和多級(jí)的示例(圖6)來(lái)描述。

在一個(gè)實(shí)施例中，并且參考圖1、2和6，罐30包括溫度傳感器，該溫度傳感器安裝在罐的殼體處或安裝通過(guò)罐的殼體以測(cè)量罐中的水的溫度。在另一實(shí)施例中，水溫在系統(tǒng)12的殼體24中到水冷冷凝器50的回路入口或從水冷冷凝器50的回路出口的水流中測(cè)量，而非在罐30本身測(cè)量，并且從而溫度傳感器沿著水入口線路14或水出口線路28設(shè)置。在任一布置中，溫度傳感器將相對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)輸出至控制電路56?？刂齐娐穼⒂蓽囟葌鞲衅餍盘?hào)展示的溫度與相對(duì)于水加熱系統(tǒng)的高設(shè)定點(diǎn)溫度相關(guān)的預(yù)定的閾值。如果測(cè)量的溫度低于閾值，并且如果系統(tǒng)12當(dāng)前以空氣冷卻模式操作(即，控制系統(tǒng)，響應(yīng)于來(lái)自于建筑內(nèi)部空間16的(一個(gè)或多個(gè))溫度控制器信號(hào)，使得致動(dòng)的壓縮機(jī)48將制冷劑流通通過(guò)制冷劑路徑，并且致動(dòng)風(fēng)扇21和29，以將調(diào)溫的空氣提供至空間16)，控制電路56致動(dòng)繼電器(未示出，其轉(zhuǎn)換三通閥74)以引導(dǎo)制冷劑流從壓縮機(jī)到水冷冷凝器50?？刂葡到y(tǒng)還致動(dòng)繼電器(未示出，其致動(dòng)泵52)以將水從罐30(和/或，取決于建筑的水系統(tǒng)中的冷水需求的存在)通過(guò)管件32和管14抽吸出，并且將水傳送到水冷冷凝器50，在水冷冷凝器處，制冷劑回路將熱量傳遞至水，該水經(jīng)由管28和管件33返回至罐30。系統(tǒng)12以水加熱模式操作，直到冷卻空間16中的空氣的需求停止，或者在水線路28或罐30中的溫度傳感器指示由系統(tǒng)12提供的加熱的水已經(jīng)到達(dá)接近罐30的目標(biāo)溫度的溫度，或者在制冷劑線路中的壓力傳感器指示高壓條件。不考慮原因，一旦水加熱停止，如果有空氣冷卻需求并且如果罐30中的水的溫度在預(yù)定溫度閾值以下時(shí)，系統(tǒng)12將再次進(jìn)入水加熱模式。循環(huán)的重復(fù)從而趨于將罐30中的水的溫度朝向罐的目標(biāo)溫度而增加。

更具體地參考系統(tǒng)12結(jié)合水加熱系統(tǒng)38和建筑18的操作，并且參考圖1、2、6、7，在701，假設(shè)空調(diào)系統(tǒng)12處于關(guān)閉狀態(tài)或已經(jīng)從水加熱模式轉(zhuǎn)換出來(lái)，但是控制系統(tǒng)56從建筑的溫度控制器(未示出)或建筑18的中間控制系統(tǒng)接收需要空調(diào)系統(tǒng)向調(diào)溫空間16提供冷氣的信號(hào)。作為響應(yīng)，控制系統(tǒng)56初始地將系統(tǒng)12致動(dòng)為空氣冷卻、且風(fēng)冷冷凝模式一段時(shí)間(在該示例中，兩分鐘)，該時(shí)間足以將從其先前操作可能殘留在熱交換器50中的制冷劑移除，而不管是否也存在證明水加熱模式的條件?？刂葡到y(tǒng)56通過(guò)致動(dòng)壓縮機(jī)而開(kāi)始該過(guò)程。在系統(tǒng)12操作多制冷劑線路/級(jí)58b處，并且取決于冷卻要求的需求，控制系統(tǒng)56可指示系統(tǒng)12也激活一個(gè)或多個(gè)附加級(jí)的壓縮機(jī)154。通過(guò)激活壓縮機(jī)48、154，控制系統(tǒng)56激活每個(gè)壓縮機(jī)的相應(yīng)的制冷劑回路，或級(jí)?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)電磁繼電器(未示出)而設(shè)定初級(jí)58/58a的三通閥74，以將制冷劑從壓縮機(jī)48通過(guò)制冷劑線路部分60引導(dǎo)至風(fēng)冷冷凝器46。(一個(gè)或多個(gè))制冷劑級(jí)58b具有在壓縮機(jī)154和風(fēng)冷冷凝器之間的直接路徑。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)12相應(yīng)地處于僅空氣冷卻/風(fēng)冷冷凝模式中，無(wú)需控制系統(tǒng)也選擇且致動(dòng)初級(jí)58/58a中的水冷冷凝器50，氣態(tài)的制冷劑從蒸發(fā)器盤(pán)管54經(jīng)由制冷劑線路段60流至壓縮機(jī)48/154。壓縮機(jī)48/154將氣態(tài)的制冷劑向前泵抽，增加制冷劑的壓力和溫度并且驅(qū)使現(xiàn)在更熱的制冷劑氣體從壓縮機(jī)154直接流至冷凝器46以及從壓縮機(jī)48經(jīng)由三通閥74流至冷凝器46?？刂葡到y(tǒng)56以恒定的速度，或從多個(gè)可能速度中選擇的速度，來(lái)致動(dòng)風(fēng)扇29(僅在圖6中示出，但是在圖2-5中存在)，以從而將空氣推動(dòng)或抽吸通過(guò)冷凝器盤(pán)管，使得氣態(tài)的制冷劑在(一個(gè)或多個(gè))盤(pán)管46中冷卻并且從而從氣相變?yōu)橐合唷＿@從制冷劑抽吸熱能至移動(dòng)空氣中，從而將熱量從制冷劑消散到周?chē)h(huán)境中。由于制冷劑攜帶熱量(該熱量在蒸發(fā)器處由經(jīng)由導(dǎo)管22抽吸到內(nèi)部空間16的空氣而被傳遞至制冷劑)，這將熱量從調(diào)溫空間傳遞到周?chē)h(huán)境。

仍然在由壓縮機(jī)48/154所提供的壓力下，如果在制冷劑路徑58b中，現(xiàn)在液態(tài)的制冷劑從冷凝器46的輸出流回至蒸發(fā)器54和膨脹閥158，以及在制冷劑路徑58a中，至分流部88，該分流部將制冷劑線路部分62與來(lái)自熱交換器50的制冷劑輸出的制冷劑線路部分92連接。在分流部88處在線路92中的止回閥防止來(lái)自于盤(pán)管46的制冷劑流朝向熱交換器50流動(dòng)，并且制冷劑從而持續(xù)地通過(guò)制冷劑線路部分62朝向蒸發(fā)器盤(pán)管54和膨脹閥82。過(guò)濾器63過(guò)濾濕氣并且將濕氣從(一個(gè)或多個(gè))膨脹閥上游的制冷劑移除。

膨脹閥82/158在制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器54的相應(yīng)的盤(pán)管部分時(shí)降低液體制冷劑的壓力。在蒸發(fā)器中，制冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀?，將熱能從由風(fēng)扇21(僅在圖6中示出但是在圖2-5中示出的實(shí)施例中存在)驅(qū)動(dòng)并流過(guò)(一個(gè)或多個(gè))盤(pán)管54的空氣抽吸。蒸發(fā)器風(fēng)扇將空氣從內(nèi)部空間16(圖1)通過(guò)返回導(dǎo)管22抽吸，并且將已經(jīng)通過(guò)蒸發(fā)器的空氣經(jīng)由供給導(dǎo)管26移回空間16。因此，來(lái)自建筑內(nèi)部空間16的流通空氣提供蒸發(fā)器54中的制冷劑所需的熱量，該制冷劑冷卻通過(guò)蒸發(fā)器風(fēng)扇流通的室內(nèi)空氣并且從而冷卻調(diào)溫的室內(nèi)空間16。從(一個(gè)或多個(gè))蒸發(fā)器盤(pán)管排流的現(xiàn)在更溫暖的其他制冷劑然后經(jīng)由(一個(gè)或多個(gè))線路段60返回至壓縮機(jī)48/154，并且然后循環(huán)重復(fù)。

在702處，當(dāng)控制系統(tǒng)56初始化空調(diào)系統(tǒng)12，或者將空調(diào)系統(tǒng)12從水冷冷凝模式(圖3和4)轉(zhuǎn)換至風(fēng)冷冷凝模式(圖2)，使得系統(tǒng)進(jìn)入關(guān)于圖2討論的操作模式，一些量的制冷劑可保留在熱交換器50和線路90中，如果沒(méi)有恢復(fù)，該些制冷劑將如上文所討論的從制冷劑流回路中忽略。制冷劑回路58/58a設(shè)計(jì)為，當(dāng)使用回路中的所有制冷劑時(shí)，適應(yīng)某種最大的熱負(fù)載。當(dāng)系統(tǒng)以空氣冷卻/風(fēng)冷冷凝器模式操作，并且在熱交換器中殘留有未使用的制冷劑的情況下，制冷劑回路58/58a的熱負(fù)載容量降低，從而增加了在系統(tǒng)中殘留的制冷劑的溫度(因?yàn)槠鋰L試處理負(fù)載)并且從而接著增加了壓縮機(jī)負(fù)載。從而，在702，在將(一個(gè)或多個(gè))壓縮機(jī)和風(fēng)扇從關(guān)閉狀態(tài)激活，或是將系統(tǒng)從水加熱模式轉(zhuǎn)換為圖2所示的模式時(shí)，控制系統(tǒng)56還致動(dòng)電磁閥68，該電磁閥68打開(kāi)水冷冷凝器50的制冷劑輸出線路92和蒸發(fā)器中的制冷劑路徑中的一點(diǎn)之間的制冷劑排流線路110/102，其可被認(rèn)為是包括從膨脹閥82的下游的制冷劑路徑的一部分，其具有相比于(一個(gè)或多個(gè))蒸發(fā)器盤(pán)管中的低壓更低且由該低壓導(dǎo)致的低壓，即使是在蒸發(fā)器盤(pán)管本身的上游。由于處于圖2中示出的模式的三通閥74將壓縮機(jī)輸出引導(dǎo)至冷凝器46，但是不引導(dǎo)至熱交換器50，線路92和熱交換器50中的制冷劑線路被升壓，除了來(lái)自于熱交換器的先前操作的任何余熱和環(huán)境溫度的影響。盡管如此，蒸發(fā)器中的制冷劑線路中的壓力為低壓，并且閥68的打開(kāi)從而形成壓差，該壓差將制冷劑從熱交換器和線路92抽吸到蒸發(fā)器，并且從而返回到制冷劑流動(dòng)回路中。當(dāng)該排流的制冷劑旁通過(guò)膨脹閥，從而繞過(guò)膨脹閥進(jìn)行的壓降功能，排流的制冷劑的壓力已經(jīng)處于相對(duì)低的壓力?？刂葡到y(tǒng)56僅將閥68維持為打開(kāi)持續(xù)足以將保留的制冷劑抽吸出熱交換器50和線路92的時(shí)間。該時(shí)間長(zhǎng)度可以通過(guò)測(cè)試和標(biāo)定來(lái)確定，并存儲(chǔ)在控制系統(tǒng)56的程序中，并且在當(dāng)前描述的實(shí)施例中是2分鐘。相應(yīng)地，緊隨進(jìn)入圖2的空調(diào)模式(風(fēng)冷冷凝)，控制系統(tǒng)56將閥68保持在打開(kāi)狀態(tài)持續(xù)預(yù)定的時(shí)間段。

參考圖1、3、6和7，在704，在兩分鐘窗口結(jié)束時(shí)，控制系統(tǒng)56停用閥68，并且激活水泵52一段時(shí)間，例如，在該示例中為1分鐘，該時(shí)間足以將水從罐30(和/或源31)通過(guò)管件32并且進(jìn)入管14，從泵52的上游和下游，使得固定到水入口管14處或中的溫度傳感器152可獲得在熱交換器的入口處的水溫的精確感測(cè)。該時(shí)間段取決于考慮到來(lái)自罐的水溫波動(dòng)時(shí)獲得精確水溫所需的時(shí)間。溫度傳感器152將相應(yīng)的信號(hào)輸出到控制系統(tǒng)56，從而將對(duì)應(yīng)于罐30和/或源31的水的溫度的信號(hào)提供至控制系統(tǒng)。替代地，溫度傳感器可被設(shè)置在罐30中，該溫度傳感器將溫度信號(hào)輸出至控制系統(tǒng)56。此外，壓力傳感器72被設(shè)置在水入口管14中，并且將指示管14中泵出的水的壓力(單位為每平方英寸的磅力(psig))的信號(hào)輸出至控制系統(tǒng)。

控制系統(tǒng)將由傳感器72指示的水壓與預(yù)定的閾值水壓值相比較，該預(yù)定的閾值水壓值對(duì)應(yīng)于確保水流存在平板熱交換器50所需的最小壓力。本從本公開(kāi)顯而易見(jiàn)的，閾值最小壓力可通過(guò)標(biāo)定確定，并且在當(dāng)前描述的示例中為5psig的默認(rèn)值。

控制系統(tǒng)還檢測(cè)有溫度傳感器信號(hào)指示的溫度，以確定其是否低于閾值溫度，該閾值溫度對(duì)應(yīng)于足夠避免在制冷劑路徑中產(chǎn)生壓力尖峰或在當(dāng)前描述的示例中為95°f的水平。如應(yīng)當(dāng)理解的，建筑18的水加熱系統(tǒng)38運(yùn)行至高設(shè)定點(diǎn)溫度，在該高設(shè)定點(diǎn)溫度處，水加熱系統(tǒng)意于將水傳送到建筑的熱水固定裝置中。傳統(tǒng)的商用水加熱將熱水提供至器皿洗滌器，例如，維持185°f或附近的高設(shè)定點(diǎn)溫度，而在更現(xiàn)代的系統(tǒng)中，其中器皿洗滌器采用化學(xué)清洗技術(shù)，提供140°f或附近的水。在185°f或140°f的環(huán)境中，罐30中的水所被維持的期望溫度在約120°f或附近到125°f或附近的范圍內(nèi)，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，目標(biāo)水罐溫度取決于對(duì)于給定水系統(tǒng)的需求。為了將罐30中的水的溫度維持在目標(biāo)范圍或附近，系統(tǒng)12可被配置為經(jīng)由管28以高于目標(biāo)120°f—125°f范圍的水提供至管28，在該示例中為處于約138°f的高閾值或附近。在140°f可以是系統(tǒng)意于傳輸水的最高溫度的系統(tǒng)中，在當(dāng)前描述的示例中的138°的目標(biāo)將熱量提供至罐30，而沒(méi)有水過(guò)熱的風(fēng)險(xiǎn)。138°f目標(biāo)相應(yīng)的是，在系統(tǒng)12中控制系統(tǒng)56停用水加熱的觸發(fā)溫度。

如所述的，在系統(tǒng)12中控制系統(tǒng)56致動(dòng)水加熱的低水閾值溫度(即，在當(dāng)前描述的示例中，在控制系統(tǒng)56從非水加熱狀態(tài)致動(dòng)系統(tǒng)12中的水加熱，在該溫度之下的水將降溫)低于高/停用閾值水溫(在該示例中，為138°f)和對(duì)于罐30的期望的水溫范圍(在該示例中為120°f—125°f)，并且在文中描述的實(shí)施例中為95°f。在這樣的實(shí)施例中，低水溫閾值被選擇為避免系統(tǒng)12在水加熱和風(fēng)冷冷凝模式之間的過(guò)渡切換，并且避免在系統(tǒng)12的制冷劑回路中的壓力尖峰。如文中所描述的，從風(fēng)冷冷凝模式到水冷冷凝模式(即，水加熱)的轉(zhuǎn)換將從制冷劑移除熱量的媒介從環(huán)境空氣變化為來(lái)自于罐30的水。當(dāng)?shù)退疁亻撝蹈哂谥車(chē)諝獾臏囟葧r(shí)，當(dāng)系統(tǒng)12轉(zhuǎn)換到水加熱模式時(shí)，熱媒介溫度可能瞬間上升，轉(zhuǎn)變?yōu)閷⑾到y(tǒng)從制冷劑移除熱量的能力的瞬間降低，并且從而轉(zhuǎn)變?yōu)橹评鋭囟鹊纳仙?。由于熱量?duì)應(yīng)于制冷劑線路中的壓力，該相對(duì)快速的轉(zhuǎn)換可能在連接器回路中產(chǎn)生壓力尖峰。從而，在該實(shí)施例中，低水溫閾值被選擇為接近在建筑18的位置中周?chē)諝獾母哳A(yù)期溫度，或者以其他方式通過(guò)系統(tǒng)標(biāo)定以確定避免在期望范圍內(nèi)的壓力變化的低閾值溫度。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，其他的布置也是可能的，并且例如系統(tǒng)可以控制低壓力閾值，以隨著系統(tǒng)12/殼體24周?chē)鷾y(cè)量的溫度而變化。

如果，在706，水入口壓力低于5psig，或者如果誰(shuí)入口溫度大于95°f，那么控制系統(tǒng)將系統(tǒng)維持在風(fēng)冷模式中，采用風(fēng)冷冷凝器46而非水冷冷凝器50，持續(xù)一段預(yù)定的時(shí)間，該預(yù)定時(shí)間被編程到控制系統(tǒng)56中，例如10分鐘，如708所指示的?？刂葡到y(tǒng)56可通過(guò)其用戶接口提供一選擇，以允許系統(tǒng)用戶選擇等待時(shí)間，從而允許在708的等待期間隨期望變化。相應(yīng)地，空調(diào)系統(tǒng)12持續(xù)其風(fēng)冷冷凝操作持續(xù)10分鐘，如在702開(kāi)始的，并且然后再次在706檢查溫度和壓力。

應(yīng)當(dāng)理解的是，控制系統(tǒng)56可當(dāng)系統(tǒng)操作時(shí)執(zhí)行其他功能。例如，當(dāng)由于失效在706處發(fā)生“是”的決定以滿足水入口壓力閾值，控制系統(tǒng)可以向建筑18中的中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)起錯(cuò)誤通知或通過(guò)控制系統(tǒng)的用戶接口發(fā)起錯(cuò)誤通知。進(jìn)一步地，控制系統(tǒng)56重復(fù)地監(jiān)控壓力開(kāi)關(guān)76的輸出，該壓力開(kāi)關(guān)配置為當(dāng)/如果線路58中的壓力超過(guò)預(yù)定閾值(例如，610psig或以其他方式如由調(diào)整需求和/或測(cè)試和/或部件制造商標(biāo)定來(lái)設(shè)定)則改變狀態(tài)。如果，在任何時(shí)刻，來(lái)自開(kāi)關(guān)76的輸出信號(hào)指示制冷劑線路中的壓力已經(jīng)超過(guò)閾值，控制系統(tǒng)56立即停用壓縮機(jī)48并且通過(guò)建筑中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或控制系統(tǒng)的用戶接口來(lái)啟動(dòng)警報(bào)/錯(cuò)誤通知。替代地，或額外地，來(lái)自開(kāi)關(guān)76的輸出可直接饋送至壓縮機(jī)和/或其電源，當(dāng)壓力開(kāi)關(guān)的閾值被超過(guò)時(shí)直接停用壓縮機(jī)。類(lèi)似的二進(jìn)制壓力開(kāi)關(guān)設(shè)置在每個(gè)額外的制冷劑級(jí)(如果有的話)的每個(gè)壓縮機(jī)154的制冷劑出口處，并且如果相應(yīng)的開(kāi)關(guān)檢測(cè)在到任意這樣的級(jí)中的高壓條件時(shí)，控制系統(tǒng)和/或開(kāi)關(guān)停用相應(yīng)的壓縮機(jī)。進(jìn)一步地，控制系統(tǒng)56持續(xù)地監(jiān)控來(lái)自于建筑的溫度控制器的指令信號(hào)。如果那個(gè)信號(hào)(即，冷卻請(qǐng)求)指示改變的條件時(shí)，指示整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)停止操作，或是指示多級(jí)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)級(jí)不再需要，或者指示熱負(fù)載已經(jīng)降低使得一個(gè)或多個(gè)這樣的級(jí)不再需要時(shí)，控制系統(tǒng)停用相應(yīng)的(一個(gè)或多個(gè))壓縮機(jī)。因此，雖然沒(méi)有在步驟706/708示出的操作循環(huán)中指出，應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)12持續(xù)在空氣冷卻/風(fēng)冷冷凝模式或空氣冷卻/水冷冷凝模式中時(shí)，控制系統(tǒng)可以監(jiān)控并且控制系統(tǒng)操作的多個(gè)方面。

在等待時(shí)間期間，并且假設(shè)停用不作為高壓條件或冷卻請(qǐng)求變化的結(jié)果發(fā)生，則控制系統(tǒng)56將空調(diào)系統(tǒng)12操作為處于空氣冷卻/風(fēng)冷冷凝模式，如圖5所示的。氣態(tài)的制冷劑從蒸發(fā)器的(一個(gè)或多個(gè))盤(pán)管54經(jīng)由制冷劑線路段60流至壓縮機(jī)48/154。壓縮機(jī)48/154將氣態(tài)的制冷劑向前泵抽，增加制冷劑的壓力和溫度并且驅(qū)使現(xiàn)在更熱的制冷劑氣體直接從壓縮機(jī)154并且經(jīng)由三通閥74流至冷凝器46。風(fēng)扇29將空氣移動(dòng)通過(guò)冷凝器，將熱量從制冷劑抽吸并且冷凝制冷劑。仍然在來(lái)自于壓縮機(jī)48/154的壓力下，如果在制冷劑路徑58b中，現(xiàn)在液態(tài)的制冷劑從冷凝器46的輸出經(jīng)由膨脹閥158流回至蒸發(fā)器54，以及如果在制冷劑路徑58a中，至分流部88和制冷劑線路62，經(jīng)由膨脹閥62至蒸發(fā)器。(一個(gè)或多個(gè))膨脹閥82/158在制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器54的相應(yīng)的盤(pán)管部分時(shí)降低液體制冷劑的壓力。風(fēng)扇21將空氣移動(dòng)通過(guò)蒸發(fā)器，并且制冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀?，將熱能從流?dòng)空氣中抽吸。因此，來(lái)自建筑內(nèi)部空間16的循環(huán)空氣提供盤(pán)管54中的制冷劑所需的熱量，從而冷卻流回至調(diào)溫室內(nèi)空間16的室內(nèi)氣體。從(一個(gè)或多個(gè))蒸發(fā)器盤(pán)管排流的現(xiàn)在更溫暖的其他制冷劑然后經(jīng)由(一個(gè)或多個(gè))線路段60返回至壓縮機(jī)48/154，并且然后循環(huán)重復(fù)。

仍然參考圖1，2，6和7，如果在706，水入口壓力大于5psig，并且水入口溫度低于95°f，則建筑18的水加熱系統(tǒng)38被認(rèn)為是需要制冷劑加熱以溫暖罐30中的水。在該實(shí)施例中，從空氣冷卻/風(fēng)冷冷凝模式到空氣冷卻/水冷冷凝模式的轉(zhuǎn)換涉及移動(dòng)三通閥74，使得三通閥將制冷劑從蒸發(fā)器48引導(dǎo)至水冷冷凝器/熱交換器50并且不引導(dǎo)至風(fēng)冷冷凝器46。在制冷劑路徑58/58a中的該變化將從壓縮機(jī)48至(且通過(guò))冷凝器46并且接著到分流部88的制冷劑路徑的部分減壓。從熱交換器50，通過(guò)輸出線路部分92和從分流部88下游的制冷劑線路部分62的一部分的制冷劑路徑被壓縮，從而防止制冷劑殘留在從排流下游到蒸發(fā)器54的路徑的現(xiàn)在被減壓的部分。制冷劑排流線路112/102從而流體地將分流部88上游的主制冷劑線路部分62連接至制冷劑線路在蒸發(fā)器54處的點(diǎn)，其可被認(rèn)為是包括制冷劑線路靠近蒸發(fā)器的盤(pán)管部分但是從膨脹閥82下游的那部分，如上文所討論的。在蒸發(fā)器處的壓力一般低于在線路部分62的減壓部分中的壓力，線路部分62的減壓部分由于剩余熱量而保留一些壓力，使得當(dāng)控制系統(tǒng)56致動(dòng)繼電器以打開(kāi)電磁閥70(其為常閉)，以從而打開(kāi)排流線路112/102時(shí)，排流線路112/102排流至蒸發(fā)器，并且制冷劑殘留在從壓縮機(jī)48通過(guò)冷凝器46延伸至分流部88的制冷劑路徑中。在圖2-6中示出的實(shí)施例中，排流線路與熱交換器冷凝器輸出和蒸發(fā)器之間的排流線路部分地共同延伸，并且考慮到此，檢查閥108防止制冷劑在減壓的冷凝器46和蒸發(fā)器之間流動(dòng)的制冷劑流至熱交換器輸出線路中。

然而，如果系統(tǒng)12周?chē)目諝庾銐蚶洌谥评鋭┚€路通過(guò)冷凝器46的現(xiàn)在被減壓的部分(特別地由于冷凝器46時(shí)風(fēng)冷的，從而對(duì)于周?chē)諝鉁囟让舾?中的殘余熱量足以產(chǎn)生足夠的壓差以將制冷劑從壓縮機(jī)46排流至蒸發(fā)器。類(lèi)似于上述討論的情況，考慮到進(jìn)入圖2所示的情況下時(shí)將制冷劑從熱交換器中排流的需要，在壓縮機(jī)46中殘留的制冷劑需要在空氣冷卻/水冷冷凝模式(即，空氣冷卻/水加熱模式)期間在制冷劑路徑的主動(dòng)部分中循環(huán)，以適應(yīng)系統(tǒng)期望承受的熱負(fù)載。相應(yīng)地，在710，以及在將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至空氣冷卻/水冷冷凝模式中之前，控制系統(tǒng)56檢查溫度控制器(未示出)的輸出信號(hào)以測(cè)量系統(tǒng)12周?chē)諝獾臏囟龋摐囟瓤刂破靼惭b至系統(tǒng)12或以其他方式安裝為靠近系統(tǒng)12。通過(guò)在給定配置中系統(tǒng)12的配置，可以確定，(a)在制冷劑路徑通過(guò)冷凝器46的減壓部分和蒸發(fā)器處的制冷劑路徑之間存在最小壓差，需要該最小壓差以將制冷劑從減壓的制冷劑路徑排流至蒸發(fā)器，以及(b)不考慮在蒸發(fā)器處的制冷劑線路壓力，實(shí)際的壓差將至少與在一定的周?chē)諝鉁囟纫陨系脑撈谕麎翰钜粯哟?。?yīng)當(dāng)理解的是，該閾值溫度可根據(jù)系統(tǒng)12的配置變化而變化，在當(dāng)前描述的實(shí)施例中，該初始閾值周?chē)諝鉁囟葹?0°f。因此，如果在710，控制系統(tǒng)確定來(lái)自于溫度控制器的輸出信號(hào)指示溫度為80°f或高于其，控制系統(tǒng)56繼續(xù)在712將系統(tǒng)12從空氣冷卻/風(fēng)冷冷凝模式轉(zhuǎn)換為空氣冷卻/水冷冷凝模式。

然而，即使由環(huán)境溫度傳感器信號(hào)指示的周?chē)諝鉁囟鹊陀?0°f，但是期望的壓差可能存在，主要由于在蒸發(fā)器54的制冷劑線路壓力中的可能的變動(dòng)。相應(yīng)地，如果周?chē)諝鉁囟葌鞲衅髦甘经h(huán)境溫度低于80°f，在710控制系統(tǒng)檢查下列關(guān)系的狀態(tài)：

0.0202(環(huán)境**2)+0.5188(環(huán)境)–20.071>蒸發(fā)器壓力，其中，0.0202(環(huán)境**2)+0.5188(環(huán)境)描述了對(duì)于制冷劑線路(58/58a)中制冷劑的正常壓力曲線，“環(huán)境”是指由系統(tǒng)12周?chē)臏囟葌鞲衅鞯男盘?hào)所指示的溫度，“20.071”是在減壓的冷凝器46的制冷劑路徑的部分和蒸發(fā)器之間的期望壓差，并且“蒸發(fā)器壓力”是由從蒸發(fā)器下游54但靠近蒸發(fā)器54的制冷劑線路中的壓力傳感器78(即，從制冷劑壓力來(lái)說(shuō)，在制冷劑線路中的可被認(rèn)為是制冷劑線路的蒸發(fā)器部分的一部分中的點(diǎn)，或在蒸發(fā)器處)的輸出所指示的壓力。如應(yīng)當(dāng)理解的是，在封閉線路中的制冷劑的壓力取決于給定的制冷劑和線路周?chē)臏囟?，并且可由特定于這些變量的公式來(lái)描述。典型地，制冷劑制造商公開(kāi)其出售的制冷劑的公式，并且在用于當(dāng)前描述的示例(r410a)中的制冷劑的情況下，壓力曲線公式為0.0202(環(huán)境**2)+0.5188(環(huán)境)。對(duì)于系統(tǒng)12的給定結(jié)構(gòu)，并且給定由環(huán)境溫度傳感器測(cè)量的溫度中的變量和公式，系統(tǒng)12可被測(cè)試以確定偏移，在該示例中為20.071。

當(dāng)系統(tǒng)12處于空氣冷卻/風(fēng)冷冷凝模式中時(shí)，在將系統(tǒng)12轉(zhuǎn)換至空氣冷卻/水冷冷凝模式之前，控制系統(tǒng)56進(jìn)行關(guān)系檢測(cè)。在710，如果環(huán)境溫度低于80°f，并且上述關(guān)系狀態(tài)為“真”，則控制系統(tǒng)56在712繼續(xù)將系統(tǒng)12從空氣冷卻/風(fēng)冷冷凝模式轉(zhuǎn)換到空氣冷卻/水冷冷凝模式。然而，如果關(guān)系狀態(tài)為“假”，在714，控制系統(tǒng)56停用風(fēng)扇29，并且在存在多個(gè)制冷劑級(jí)的情況下，停用(一個(gè)或多個(gè))壓縮機(jī)，但是維持壓縮機(jī)48和風(fēng)扇21激活，使得流通空氣和壓縮機(jī)將熱量傳遞至循環(huán)的制冷劑，該循環(huán)的制冷劑被引導(dǎo)至冷凝器46而在冷凝器處沒(méi)有熱量被氣流移除，從而增加制冷劑熱量和壓力。

通過(guò)系統(tǒng)12的給定配置的測(cè)試，用戶可以確定在壓力傳感器66處的壓力，其在轉(zhuǎn)換到空氣冷卻/水冷冷凝模式之前測(cè)量(即在風(fēng)冷冷凝模式中)，其將總是在轉(zhuǎn)換到空氣冷卻/水冷冷凝模式之前提供期望的壓差，該壓差足以將制冷劑從制冷劑路徑的減壓部分排流。在當(dāng)前描述的實(shí)施例中，例如，控制系統(tǒng)56在風(fēng)冷冷凝模式中操作系統(tǒng)12(其中風(fēng)扇29停用)，直到在716檢測(cè)到545psig的壓力，如由從壓力傳感器66輸出的信號(hào)所指示的。

當(dāng)在716處的檢測(cè)指示壓力已經(jīng)到達(dá)545psig時(shí)，或如果在710的測(cè)試通過(guò)時(shí)，則在712控制系統(tǒng)56同意冷凝器風(fēng)扇29并且改變?nèi)ㄩy74的設(shè)定，使得制冷劑從壓縮機(jī)48經(jīng)由輸出管件86流至平板熱交換器50的輸入經(jīng)過(guò)制冷劑連接器路徑96并且不流至風(fēng)冷冷凝器46。雖然可以使用其他類(lèi)型的熱交換器，在文中描述的實(shí)施例中使用平板交換器是因?yàn)闊峤粨Q器的緊湊性和其對(duì)水與制冷劑的無(wú)意混合的耐受性。如上文所述，制冷劑輸出線路92將熱交換器50的制冷劑輸出經(jīng)由止回閥94和分流部88而連接至制冷劑流動(dòng)線路62。止回閥98阻擋制冷劑從分流部88流回至冷凝器盤(pán)管46。因此，離開(kāi)熱交換器50的液體制冷劑通過(guò)在分流部88下游的制冷劑線路62的部分流動(dòng)值膨脹閥82以及從而流動(dòng)至蒸發(fā)器盤(pán)管54。如上文關(guān)于圖5所描述的，控制單元56致動(dòng)蒸發(fā)器風(fēng)扇以從而將流通空氣移動(dòng)通過(guò)(一個(gè)或多個(gè))蒸發(fā)器盤(pán)管以將能量傳遞至蒸發(fā)器54中的制冷劑以及相應(yīng)地冷卻流通空氣。從蒸發(fā)器54排流的現(xiàn)在更溫暖的氣態(tài)制冷劑然后經(jīng)由制冷劑線路部分60返回至壓縮機(jī)48，并且然后循環(huán)重復(fù)。在僅有一個(gè)制冷劑級(jí)58存在于系統(tǒng)12中時(shí)，冷凝器風(fēng)扇29可在該操作模式中被停用。然而，如果存在一個(gè)或多個(gè)額外的制冷劑級(jí)，并且如果從而等待的冷卻請(qǐng)求需要該一個(gè)或多個(gè)額外的制冷劑級(jí)的運(yùn)行，則控制系統(tǒng)在該模式其間維持它們的壓縮機(jī)激活，并且從而維持冷凝器風(fēng)扇29激活。

同時(shí)，控制系統(tǒng)56致動(dòng)泵52以將水從來(lái)自罐30的輸入線路14經(jīng)由管件32抽吸。泵52將水移動(dòng)至熱交換器50中，在該處從壓縮機(jī)48傳遞至熱交換器的熱的制冷劑氣體將熱量傳遞至水。熱交換器50將在輸出管件100中的現(xiàn)在更溫暖的水輸出至水輸出管28并且從而返回至罐30(圖1)。熱交換器50的流量和熱交換容量使得熱交換器50將足夠的能量從冷凝器輸出制冷劑移除至氣態(tài)的制冷劑至液態(tài)。從而，如從本公開(kāi)中顯而易見(jiàn)的，熱交換器的容量和操作特性可被選擇為使得，當(dāng)操作至熱水時(shí)，熱交換器功能性地替換冷凝器盤(pán)管46。因此，在進(jìn)行冷凝器功能時(shí)，水冷冷凝器50替代風(fēng)冷冷凝器46，但是代替將從制冷劑移除的熱量排至周?chē)h(huán)境中，熱交換器(水冷冷凝器)50將排流的熱量傳遞到建筑的水加熱系統(tǒng)中的水。

如上文所述，在控制系統(tǒng)將空調(diào)系統(tǒng)12從空氣冷卻/風(fēng)冷冷凝模式轉(zhuǎn)換到空氣冷卻/水冷冷凝模式時(shí)，整體空調(diào)功能所需的冷凝的制冷劑存留在冷凝器46中。相應(yīng)地，同時(shí)將三通閥74轉(zhuǎn)換為從壓縮機(jī)48將制冷劑引導(dǎo)至水冷冷凝器50而不引導(dǎo)至風(fēng)冷冷凝器46，控制器56致動(dòng)電磁閥70，其從而打開(kāi)從分流部88上游的制冷劑線路62的部分和蒸發(fā)器54之間的制冷劑排流線路112/102。

控制系統(tǒng)56將閥70維持為打開(kāi)一段時(shí)間，該時(shí)間足以從冷凝器盤(pán)管46和線路62的上游部分抽吸殘留的制冷劑。在上述的實(shí)施例中，該時(shí)間段大約為兩分鐘，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，該時(shí)間量將取決于空調(diào)系統(tǒng)12的特定配置，以及，該時(shí)間段可通過(guò)系統(tǒng)的測(cè)試和標(biāo)定而確定并且被編程到控制系統(tǒng)56中。在該預(yù)定時(shí)間段的末尾，控制系統(tǒng)46將一信號(hào)發(fā)送至控制電磁閥70的繼電器以使得該閥關(guān)閉。在該點(diǎn)之后，制冷劑從壓縮機(jī)48流動(dòng)至熱交換器50至蒸發(fā)器54，并且返回至壓縮機(jī)48，如上文所描述的以及如圖4中所示出的。

考慮到系統(tǒng)12在水加熱模式中的操作，如圖4所示，熱移除媒介從空氣到水的轉(zhuǎn)換可降低系統(tǒng)從流動(dòng)通過(guò)制冷劑路徑的制冷劑移除熱量的能力，其中，隨著循環(huán)通過(guò)水冷冷凝器50和罐30的水的溫度上升，水從制冷劑移除熱量的能力可能降低。這可降低在壓縮機(jī)48的輸出處的壓力。相應(yīng)地，當(dāng)壓力傳感器66將指示565psig的壓力水平的信號(hào)提供至控制系統(tǒng)56時(shí)，或在轉(zhuǎn)換到水加熱模式的一分鐘內(nèi)達(dá)到高壓條件(例如545psig)時(shí)，控制系統(tǒng)打開(kāi)三通閥74中的端口以從三通閥接收壓縮機(jī)48的輸出的線路旁通制冷劑路徑97至返回制冷劑線路60。這導(dǎo)致來(lái)自于壓縮機(jī)48的熱的制冷劑氣體旁通熱交換器50和蒸發(fā)器54并且直接流回至壓縮機(jī)48。

參考圖8，如上文所述，控制系統(tǒng)56有規(guī)律地檢查來(lái)自于建筑的溫度控制器用于冷卻請(qǐng)求的信號(hào)和溫度傳感器76的輸出。如果在空氣冷卻/風(fēng)冷冷凝模式期間的任何時(shí)間(802)，控制系統(tǒng)56從建筑18(圖1)的溫度控制器接收指示制冷劑回路58/58a/58b(圖2-6)的冷卻循環(huán)應(yīng)當(dāng)結(jié)束的信號(hào)，則在804，控制系統(tǒng)停用(一個(gè)或多個(gè))相應(yīng)制冷劑級(jí)的(一個(gè)或多個(gè))壓縮機(jī)。如果對(duì)于所有的制冷劑級(jí)(如果是多級(jí)布置)冷卻請(qǐng)求終止，在804控制系統(tǒng)也停用冷凝器風(fēng)扇29和蒸發(fā)器風(fēng)扇21。如果在802(一個(gè)或多個(gè))冷卻請(qǐng)求仍然有效，在806控制系統(tǒng)檢測(cè)以確定用于任意制冷劑級(jí)的制冷劑壓力傳感器76是否已經(jīng)改變狀態(tài)，指示對(duì)于該級(jí)的制冷劑線路中的壓力大于高水平壓力閾值(在該情況下為610psig)。如果這樣，在804，控制系統(tǒng)停用相應(yīng)的制冷劑級(jí)。如果在806已經(jīng)到達(dá)關(guān)閉閾值，則控制系統(tǒng)返回到802億檢測(cè)冷卻請(qǐng)求。

參考圖9a和9b，當(dāng)系統(tǒng)以空氣冷卻/水冷冷凝模式操作時(shí)，圖8的重復(fù)的系統(tǒng)管理程式擴(kuò)展。例如，如果系統(tǒng)12操作多個(gè)制冷劑循環(huán)級(jí)而其中一個(gè)級(jí)以水加熱模式操作，并且如果對(duì)于另一個(gè)級(jí)的冷卻請(qǐng)求終止，系統(tǒng)可能經(jīng)受增加的壓力尖峰的可能性。其中一個(gè)制冷劑級(jí)停止循環(huán)通過(guò)蒸發(fā)器的可能性上升，其中剩余的制冷劑路徑，包括處于水加熱模式中的制冷劑路徑，可能必須負(fù)起更多的責(zé)任以將熱量從經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器盤(pán)管的空氣移除。如上文所述，處于水加熱模式中的制冷劑路徑取決于來(lái)自罐30的水以將回路的冷凝器側(cè)的熱量移除，但是隨著罐的溫度的上升，水移除熱量的能力可能降低。從而，總的來(lái)說(shuō)，該過(guò)程可能導(dǎo)致制冷劑溫度的上升，增加壓力快速上升的可能性。通過(guò)系統(tǒng)測(cè)試，可以確定一制冷劑壓力，在該壓力至少該可能性上升。在示出的示例中，該閾值是在壓力傳感器66(圖2-6)處520psig，但是應(yīng)該理解的是，該閾值可隨著系統(tǒng)配置變化。應(yīng)當(dāng)理解的是，二進(jìn)制壓力開(kāi)關(guān)(諸如開(kāi)關(guān)76)可由于類(lèi)似的目的使用。此外，雖然壓力傳感器66處于蒸發(fā)器處(并且特別地靠近膨脹閥)因?yàn)閴毫ψ兓锌赡茉谥评鋭┞窂街械哪莻€(gè)點(diǎn)變得明顯，應(yīng)當(dāng)理解的是，壓力也可由于該目的而在制冷劑路徑中的其他點(diǎn)處被測(cè)量。相應(yīng)地，如果在902，系統(tǒng)12以多制冷劑回路模式操作，控制系統(tǒng)在904檢測(cè)來(lái)自建筑18(圖1)的溫度控制器的冷卻請(qǐng)求。如果在904對(duì)于任一非水加熱級(jí)的冷卻請(qǐng)求終止，則在906控制系統(tǒng)56檢測(cè)在水加熱制冷劑級(jí)中的壓力傳感器66的輸出信號(hào)。如果在906，該壓力大于520psig，控制系統(tǒng)在907改變?nèi)ㄩy74(圖2-6)以將制冷劑從壓縮機(jī)48(圖2-6)引導(dǎo)至風(fēng)冷冷凝器并且不引導(dǎo)至水冷冷凝器，并且返回至步驟702(圖7)。如果系統(tǒng)12在902并非在多級(jí)制冷劑回路模式中，或在904沒(méi)有第二制冷劑級(jí)冷卻請(qǐng)求終止，或者在906在傳感器66的壓力低于520，控制系統(tǒng)操作前進(jìn)至908。

如果在908處，控制系統(tǒng)56從建筑18(圖1)的溫度控制器接收指示水加熱制冷劑回路58/58a/58b(圖2-6)的冷卻循環(huán)應(yīng)當(dāng)結(jié)束的信號(hào)，則在910，控制系統(tǒng)停用壓縮機(jī)48(圖2-6)。如果對(duì)所有的制冷劑級(jí)(如果為多級(jí)布置)冷卻請(qǐng)求已經(jīng)終止，則冷凝器風(fēng)扇29和蒸發(fā)器風(fēng)扇21在910也被停用，除非系統(tǒng)在這樣一模式下操作(典型地由溫度控制器控制)，在該模式中，風(fēng)扇持續(xù)地操作而不管壓縮機(jī)是否被激活。如果在908冷卻請(qǐng)求仍然有效，在912控制系統(tǒng)檢測(cè)以確定制冷劑壓力傳感器76是否已經(jīng)改變狀態(tài)，指示制冷劑線路壓力大于高水平壓力閾值(在該情況下為610psig)。如果這樣，在910，控制系統(tǒng)停用制冷劑級(jí)。

如果在912壓力沒(méi)有到達(dá)關(guān)閉閾值，則控制系統(tǒng)檢測(cè)從熱交換器50離開(kāi)的水出口管28中的水的溫度，如由管28中的水溫傳感器150(圖2-6)的輸出信號(hào)所指示的。如上文所述，控制系統(tǒng)56執(zhí)行水加熱模式，以將來(lái)自儲(chǔ)水罐30中的水朝向目標(biāo)溫度加熱，以用于建筑18的水加熱系統(tǒng)中的使用，在這些實(shí)施例中，在約120°f至約125°f的范圍內(nèi)。控制系統(tǒng)從而在914檢測(cè)離開(kāi)熱交換器的水的溫度是否為最大溫度，指示罐30中的水(當(dāng)控制系統(tǒng)重復(fù)地將水從罐30中將水抽吸上來(lái)用于加熱時(shí)，其循環(huán)回通過(guò)熱交換器)可能已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)范圍，在該示例中為138°f或約138°f。如上文所述，系統(tǒng)可被測(cè)試以確定對(duì)于系統(tǒng)12的給定配置的特定的閾值水溫。如果在914控制系統(tǒng)56從溫度傳感器150接收指示離開(kāi)熱交換器的水的溫度已經(jīng)超過(guò)138°f的水加熱閾值的信號(hào)，則控制系統(tǒng)在907改變?nèi)ㄩy74(圖2-6)以將來(lái)自于壓縮機(jī)48的制冷劑從引導(dǎo)至水冷冷凝器變?yōu)橐龑?dǎo)至風(fēng)冷冷凝器，并且返回至步驟702(圖7)。

如果在914出口水溫低于水溫閾值，則控制系統(tǒng)檢測(cè)制冷劑回路壓力傳感器66的輸出以確定在蒸發(fā)器處的制冷劑線路壓力是否在接近壓力傳感器76可能改變狀態(tài)的點(diǎn)的水平并且從而觸發(fā)基于壓力的系統(tǒng)關(guān)閉。如上文所討論的，在類(lèi)似的條件下，制冷劑線路壓力在水冷冷凝模式中可相對(duì)于在風(fēng)冷冷凝模式中可能發(fā)生的壓力更高，因?yàn)楫?dāng)來(lái)自罐30的水流通通過(guò)熱交換器并且溫度上升時(shí)，來(lái)自罐30的水相比于移過(guò)風(fēng)冷冷凝器的周?chē)諝庾兊酶y以將熱量從制冷劑移除。相應(yīng)地，如果控制系統(tǒng)檢測(cè)到制冷劑線路接近壓力默認(rèn)水平，則控制系統(tǒng)將系統(tǒng)12從空氣冷卻/水冷冷凝模式轉(zhuǎn)換為空氣冷卻/風(fēng)冷冷凝模式，從而相比于在水冷冷凝模式中而立刻使得系統(tǒng)12能夠從制冷劑移除熱量并且可以將系統(tǒng)遠(yuǎn)離壓力默認(rèn)值。

控制系統(tǒng)確定在膨脹閥上游處的蒸發(fā)器處的、來(lái)自壓力傳感器66的制冷劑線路壓力。由于壓力傳感器66在制冷劑線路中與壓力開(kāi)關(guān)76偏移，并且在壓縮機(jī)的更下游，從開(kāi)關(guān)76到傳感器66存在固有壓降，該壓降可通過(guò)系統(tǒng)12的給定配置的測(cè)試來(lái)確定。進(jìn)行這樣的測(cè)試并且確定固有壓降，并且包括進(jìn)一壓力偏移以對(duì)應(yīng)于低于高壓默認(rèn)水平的壓力水平，以允許用于系統(tǒng)的足夠時(shí)間，一旦轉(zhuǎn)換到風(fēng)冷冷凝模式，在上升的壓力導(dǎo)致壓力開(kāi)關(guān)76檢測(cè)到默認(rèn)水平壓力(即，20psig)之前將制冷劑壓力降低，控制系統(tǒng)56在916檢測(cè)壓力傳感器66的輸出以確定是否達(dá)到過(guò)超過(guò)初級(jí)閾值制冷劑壓力水平。在文中描述的實(shí)施例中，初級(jí)閾值制冷劑水平為570psig，雖然應(yīng)當(dāng)理解的是，閾值水平可隨著系統(tǒng)12配置的變化而變化。替代地，控制系統(tǒng)可監(jiān)控在壓縮機(jī)48的輸出處的制冷劑壓力，并且在該情況下，初級(jí)閾值制冷劑壓力水平是觸發(fā)水平(610psig)，減小進(jìn)一壓力偏移。如果控制系統(tǒng)檢測(cè)在66處的制冷劑線路壓力超過(guò)初級(jí)默認(rèn)水平，則控制系統(tǒng)在907將系統(tǒng)12從空氣冷卻/水冷冷凝模式轉(zhuǎn)換為空氣冷卻/風(fēng)冷冷凝模式。

在系統(tǒng)12中制冷劑壓力上升到足以導(dǎo)致系統(tǒng)在916從水冷冷凝模式轉(zhuǎn)換到風(fēng)冷冷凝模式的水平的一個(gè)可能原因是建筑18(圖1)的調(diào)溫空間中的溫度下降。當(dāng)空間16中的調(diào)溫空氣溫度下降時(shí)，移動(dòng)通過(guò)蒸發(fā)器54的流通空氣的將熱量傳遞至移動(dòng)通過(guò)蒸發(fā)器的制冷劑的能力相應(yīng)地降低。這從而將在制冷劑線路中的壓力增加到制冷劑不完全蒸發(fā)器的程度。如上文所述，用于將制冷劑回路58在706(圖1)從風(fēng)冷冷凝模式移動(dòng)到水冷冷凝模式的閾值壓力基于系統(tǒng)12的正常操作(特別是通過(guò)蒸發(fā)器的流通空氣的溫度)的假設(shè)而確定。如果流通空氣的溫度現(xiàn)在低于對(duì)于該假設(shè)的基準(zhǔn)，則在步驟706水溫觸發(fā)閾值可能需要改變。相應(yīng)地，在步驟916在針對(duì)初級(jí)閾值制冷劑壓力水平檢測(cè)傳感器66處的壓力之前，控制系統(tǒng)在918檢測(cè)傳感器66的壓力水平并且確定制冷劑線路壓力是否到達(dá)控制系統(tǒng)在918將需要將系統(tǒng)12從水冷冷凝轉(zhuǎn)換到風(fēng)冷冷凝模式的可能性的水平(在該示例中，初級(jí)閾值制冷劑壓力水平以下20psig，或550psig)。如果在918在66的制冷劑線路壓力不超過(guò)該水平，控制系統(tǒng)56直接前進(jìn)到步驟916。

然而，如果在918制冷劑線路壓力沒(méi)有超過(guò)預(yù)想壓力水平，則在920，控制系統(tǒng)56從水溫度傳感器152(圖2-6)獲得水入口溫度。由于罐30中的水以及從而流過(guò)管14進(jìn)入系統(tǒng)12的水的溫度趨于直接隨著空間16中的空氣溫度而變化，控制系統(tǒng)56測(cè)量水溫作為空氣溫度的代表。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，控制系統(tǒng)56可替代地直接從位于空間16中的并與控制系統(tǒng)56通信的溫度傳感器或溫度控制器而測(cè)量室內(nèi)空間16的溫度。如果在916檢測(cè)的壓力從而觸發(fā)系統(tǒng)12從風(fēng)冷冷凝模式到水冷冷凝模式的轉(zhuǎn)換，則控制系統(tǒng)56在922調(diào)整在步驟706使用的水溫觸發(fā)閾值。如果在步驟920測(cè)量的水溫低于105°f，則控制系統(tǒng)將在706使用的水溫觸發(fā)閾值改變至85°f。如果在步驟920測(cè)量的水溫在105°f和110°f之間，則在922的水溫觸發(fā)閾值為90°f。如果在步驟920測(cè)量的水溫在110°f和115°f之間，則步驟706的水溫觸發(fā)閾值為95°f。如果在步驟920測(cè)量的水溫在115°f和120°f之間，則在922的水溫觸發(fā)閾值為97°f。如果在步驟920測(cè)量的水溫大于120°f，則在922的水溫觸發(fā)閾值為100°f。這些觸發(fā)水平溫度可例如通過(guò)試錯(cuò)法確定。在922重設(shè)觸發(fā)閾值之后，控制系統(tǒng)繼續(xù)在907將系統(tǒng)12從風(fēng)冷冷凝模式轉(zhuǎn)換到水冷冷凝模式。

本發(fā)明的特定實(shí)施例的修正和改變將由本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施、而不會(huì)背離本發(fā)明的精神和范圍，所述實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例在所附權(quán)利要求中陳述。此外，將理解的是，各種實(shí)施例的方面將作為整體或部分地可互換。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到說(shuō)明書(shū)中的內(nèi)容僅是示例，并且不會(huì)意圖作為本發(fā)明的限制，本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求中限定的為準(zhǔn)。