CN100470151C - 四季用空调热水器 - Google Patents

Abstract

四季用空调热水器由空调室外机组和分别用二条管路铜阀连接的保温储水箱、室内机组成。能够遥控选择：冷风\热水、暖风\热水、单制冷风、单制暖风、单制热水等工作方式；串联循环时利用压缩气体存在的过热，冷凝盘管在储水箱的下部，风机二次散热，使储水箱内的水温高于冷凝温度，接近电加热效果。夏天用制冷产生的热量烧水，同时降低了制冷耗电量，增加效能比。春、秋、冬季用热泵方式生产热水，比直接电烧热水节省70%电力，并缩短2倍时间。搬家移装时可将制冷剂收入室外换热器中，本发明结构简单、设计精巧、便于生产与市场推广。

Description

四季用空调热水器

技术领域

本发明属于一种带制热水装置的空调，特别是一种四季用空调热水器。

背景技术

目前的家庭空调器都是把室内制冷产生的热量排向室外，同时家庭用热水又用电力或燃气生产，造成能源开支的双重浪费。

发明内容

本发明的意义在于提供一种结构简单、设计精巧、便于生产与市场推广，一年四季都能使用，遥控选择：冷风\热水、暖风\热水、单制冷风、单制暖风、单制热水等工作方式的空调热水器。

本发明的目的是这样实现的：由空调室外机组和分别用二条管路铜阀连接的保温储水箱，室内机组组成，室外机组中包括压缩机，功能换向阀，冷暖换向阀，外换热器，节流部件，连接铜阀，外风机，外机组传感器；室内机组中包括内换热器，内风机，内机组传感器，控制器；保温储水箱内设有冷凝盘管，外部设有温度显示器，自来水进口，热水阀门；其特征在于：压缩机出口连接功能换向阀进口，功能换向阀的中间公用端口通过铜阀管路连接保温储水箱冷凝盘管的一端，冷凝盘管的另一端通过管路、铜阀连接功能换向阀的一侧端口，功能换向阀的另一侧端口连接冷暖换向阀进口，冷暖换向阀的公用端口连接压缩机回气口，冷暖换向阀的一侧端口通过铜阀、管路连接内换热器一端，内换热器的另一端通过管路、铜阀串联节流部件连接外换热器，外换热器的另一端连接冷暖换向阀的另一侧端口，节流部件使用电子膨胀阀或制冷、制热毛细管的串联。

控制器连接交流电源，并通过电路连接外机组传感器、内机组传感器、压缩机、功能换向阀、冷暖换向阀、外风机和内风机。

四季用空调热水器，在简化应用时，连接铜阀改用三通铜阀，省略功能换向阀，压缩机出口通过三通铜阀连接保温储水箱内的冷凝盘管一端，冷凝盘管的另一端通过管路、铜阀连接冷暖换向阀进口和三通铜阀的另一端口。

四季用空调热水器，保温储水箱内设置电加热管，电加热管通过调温器连接电源。

四季用空调热水器，功能换向阀改用电磁阀，增设单向阀，压缩机出口与电磁阀和冷暖换向阀进口连接，电磁阀的另一端口通过铜阀管路连接冷凝盘管进口，冷凝盘管出口通过铜阀管路连接单向阀，单向阀的出口连接制冷毛细管与节流部件的连接管路。

本发明的优点是：夏天用制冷产生的热量烧水，不仅热水不用花钱，还降低了制冷耗电量，增加效能比。春、秋、冬季用热泵方式生产热水，与电烧热水相比，节省70％电力，并缩短2倍时间；不需要烧热水时，工作方式、性能与现有冷暖空调完全一致。

附图说明

附图1为本发明实施例1串联结构原理图；

附图2为本发明电路图；

附图3为本发明实施例2串联循环简化应用原理图；

附图4为本发明实施例3并联循环原理图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。附图1中；空调室外机组1分别用二条管路铜阀连接保温储水箱2，室内机组3；室外机组中包括压缩机4，功能换向阀5，冷暖换向阀6、外换热器7、节流部件8、连接铜阀9、风机10、温度传感器11、12；室内机组中包括内换热器13、风机14、温度传感器15、16、控制器17；保温储水箱内下部至上而下盘有冷凝盘管18、外部设有温度显示器19，自来水管20，热水阀门21。压缩机4出口连接功能换向阀5进口，5的中间公用端口连接铜阀9，通过管路连接保暖储水箱冷凝盘管18的一端，18的另一端通过管路、铜阀连接功能换向阀5的一侧端口，5的另一侧端口连接冷暖换向阀6进口，6的中间公用端口连接压缩机回气口，6的一侧端口通过铜阀、管路连接内换热器13一端，13的另一端用管路、铜阀串联节流部件8连接外换热器7，7的另一端连接冷暖换向阀6的另一侧端口。节流部件8使用电子膨胀阀。

控制器17连接交流电源，并通过电路连接温度传感器11、12、15、16和风机10、14；压缩机4；功能换向阀5；冷暖换向阀6。

附图2电路图中：EC为连接交流电源的整流电源；IC1为单片机，如PIC16F73等；输入端连接遥控信号接收电路IC2；冷凝盘管温度传感器11；室外换热器温度传感器12；室内换热器温度传感器15；室温传感器16。输出端连接数码管LD，功率接续电路FC(如ULN2003、继电器等)连接压缩机4、功能换向阀5、冷暖换向阀6、风机10、风机14、电子膨胀阀专设电路IC3。

下面简述工作过程。首先将储水箱2内注满冷水，当同时需要“冷风\热水”时，用遥控器通过IC2输入单片机IC1相应的工作程序。功能换向阀5通电(阀芯右移)，冷暖换向阀6断电(阀芯左移)，压缩机4输出高压气体通过功能换向阀5左侧端口通过铜阀管路进入储水箱冷凝盘管18，对箱内自来水进行加热，冷凝后的制冷剂通过功能换向阀5中间公用端口到右侧出口进入冷暖换向阀6，通过6的右侧出口进入外换热器7，再通过节流部件8节流降压通过铜阀管路进入内换热器13蒸发，风机14工作，将冷风吹入室内。吸热后的低压气体通过冷暖换向阀6左侧端口，再从中间公用端口回到压缩机，完成工作循环。

当储水箱内的水温升高以后，吸热量减小，冷凝压力升高，当传感器11检测的温度达到单片机IC1设定值时，单片机IC1输出指令，室外风机10转动，将制冷制热水多余热量散到室外，由于压缩机压缩的气体存在过热，冷凝盘管又在储水箱的下部，维持这种工作方式一段时间，储水箱内的水温会高于冷凝温度，接近电加热效果。此时打开热水阀门21，自来水会从水箱下部水管20进入，热水从阀门口21流出。

如果需要“单制冷风”，不需要热水，功能换向阀5断电，阀芯左移，关闭了通往冷凝盘管的2个端口，压缩机4输出的高压气体直接进入冷暖换向阀6，制冷方式与现有空调完全一致。

当需要“单制热水”时，输入单片机IC1相应的工作程序，功能换向阀5通电，(阀芯右移)，冷暖换向阀6通电，(阀芯右移)，室内风机14不转，室外风机10转动，压缩机4启动，压缩机4输出的高压气体进入功能换向阀5进口，在左侧出口通过铜阀管路进入冷凝盘管18放热，从换向阀5中间公用端口回来再从右侧端口流出，进入冷暖换向阀6进口，从6的左侧端口流出进入室内换热器13，从13的另一个端口流出，经节流阀8降压，进入外换热器7蒸发，外风机10的转动使制冷气体比焓增大，低压气体通过冷暖换向阀6右侧端口进入中间公用端口流出，回到压缩机4进气口，构成制热水循环。

随着储水箱内水温的升高，散热量逐渐减少，气体管路中的压力会增加，这时单片机会输出指令调解电子膨胀阀8开度，改变蒸发压力，减少制冷剂吸收的热量，使压力下降到规定值，或者暂时关闭外风机10，使压力下降到规定值，再启动风机10，直到将储水箱内的水加热到规定值。

如果四季用空调热水器工作在：“暖风\热水”位，此时的室温低于空调设定温度，单片机会启动室内风机14，将制热水多余的热量吹入室内，这样维持一段时间，储水箱内的水温会高于冷凝温度，接近电加热效果，较小水箱也可满足多人洗浴要求。

如果需要“单制暖风”，不需要热水，输入IC1相应的工作程序，功能换向阀5断电(阀芯左移)，关闭通向冷凝盘管18的2个端口，冷暖换向阀6通电(阀芯右移)，压缩机输出的高压气体通过功能换向阀5直接进入冷暖换向阀6，内换热器13，工作过程与现有冷暖空调制热方式完全一致。

当需要搬家移装空调热水器时，将空调工作方式放在“单制冷风”位，关闭通向冷凝盘管的铜阀，用一个软导管将冷凝盘管铜闭上的充气口与室内机组回气管上的铜阀充气口连通，启动压缩机，向正常空调一样，可将制冷剂收入室外换热器中，本空调热水器移装也很方便。

附图3为本发明实施例2串联循环简化应用原理图，与图1相比，内换热器连接制冷毛细管23串联制热毛细管8，省略了功能换向阀5，连接冷凝盘管18的铜阀9改用手动三通阀22，在第一种位置时，压缩机出口与冷凝盘管18相通，为正常工作位。钮动三通阀，使压缩机出口直接与冷暖换向阀6进口相通，为空调移装位置。为了在北方应用，在储水箱内增设了电加热管24，调温器25，连接电源。其余部件与图1相同，它有三种工作模式，即“冷风\热水”；“单制热水”和“暖风\热水”。工作循环过程与图1所述的功能换向阀5在通电位置时的工作方式相同。这里不再复述。

附图4为本发明实施例3并联循环结构原理图，与图1相比，功能换向阀5改用电磁阀26，增设单向阀27，压缩机4出口与电磁阀26和冷暖换向阀6进口连接，电磁阀26的另一端口连接铜阀管路连接冷凝盘管18进口，冷凝盘管18出口连接管路铜阀连接单向阀27，单向阀27的出口连接制冷毛细管23与节流部件8的连接管路上，其余部件与图1相同。

当“制冷\热水”工作时，电磁阀26通电，内风机14转动，外风机10停止，压缩机4工作，输出的高压气体大部分通过电磁阀26铜阀管路进入冷凝盘管18再通过单向阀27经制冷毛细管23节流降压后进入内换热交器13蒸发制冷。从压缩机输出的高压气体的一小部分通过冷暖换向阀6进入外换热器7冷凝后通过节流部件8与单向阀27流出的制冷液体汇合后一同进入制冷毛细管23。

当储水箱内的水温升高以后，冷凝压力增加传感器11将信号传至单片机IC1电子膨胀阀8开度增大，风机10工作，将制冷制热水多余热量，通过外换热器7排至室外。

当需要“暖风/热水”时，冷暖换向阀6断电，电磁阀26通电，内风机14停止，外风机10转动，外换热器7做蒸发器，内换热器13与冷凝盘管18并联做冷凝器，工作过程与上述相同。如果将制冷毛细管23改用电子膨胀阀，制冷、制热效率会进一步提高。

当需要“单制冷风”或“单制暖风”时，电磁阀26关闭，工作过程与现有空调一样。

本发明并联循环简化应用时，可以省略图4中的电磁阀26，单向阀27改用一段毛细管，节流部件8也可改用毛细管，工作过程与实施例3电磁阀26接通时相同。

还可以按现有技术在节流部件的液体管路上，连接一个储液器，以提高工作稳定性，提高性能系数。

四季用空调热水器不同功率，在不同气候条件带，不同长短的连接管路，串联循环、并联循环各有不同优势。总体来说，串联循环的优势更显著一些。

Claims (5)

1.四季用空调热水器由空调室外机组(1)和分别用二条管路铜阀连接的保温储水箱(2)，室内机组(3)组成，室外机组中包括压缩机(4)，功能换向阀(5)，冷暖换向阀(6)，外换热器(7)，节流部件(8)，连接铜阀(9)，外风机(10)，外机组传感器(11、12)；室内机组中包括内换热器(13)，内风机(14)，内机组传感器(15、16)，控制器(17)；保温储水箱内设有冷凝盘管(18)，外部设有温度显示器(19)，自来水进口(20)，热水阀门(21)；其特征在于：压缩机(4)出口连接功能换向阀(5)进口，功能换向阀(5)的中间公用端口通过铜阀管路连接保温储水箱冷凝盘管(18)的一端，冷凝盘管(18)的另一端通过管路、铜阀连接功能换向阀(5)的一侧端口，功能换向阀(5)的另一侧端口连接冷暖换向阀(6)进口，冷暖换向阀(6)的公用端口连接压缩机回气口，冷暖换向阀(6)的一侧端口通过铜阀、管路连接内换热器(13)一端，内换热器(13)的另一端通过管路、铜阀串联节流部件(8)连接外换热器(7)，外换热器(7)的另一端连接冷暖换向阀(6)的另一侧端口，节流部件(8)使用电子膨胀阀或制冷、制热毛细管的串联。

2.根据权利要求1所述的四季用空调热水器，其特征在于控制器(17)连接交流电源，并通过电路连接外机组传感器(11、12)、内机组传感器(15、16)、压缩机(4)、功能换向阀(5)、冷暖换向阀(6)、外风机(10)和内风机(14)。

3.根据权利要求1所述的四季用空调热水器，其特征在于简化应用时，连接铜阀(9)改用三通铜阀(22)，省略功能换向阀(5)，压缩机出口通过三通铜阀(22)连接保温储水箱内的冷凝盘管(18)一端，冷凝盘管(18)的另一端通过管路、铜阀连接冷暖换向阀(6)进口和三通铜阀(22)的另一端口。

4.根据权利要求1所述的四季用空调热水器，其特征在于，保温储水箱(2)内设置电加热管(24)，电加热管(24)通过调温器(25)连接电源。

5.根据权利要求1所述的四季用空调热水器，其特征在于：功能换向阀(5)改用电磁阀(26)，增设单向阀(27)，压缩机(4)出口与电磁阀(26)和冷暖换向阀(6)进口连接，电磁阀(26)的另一端口通过铜阀管路连接冷凝盘管(18)进口，冷凝盘管(18)出口通过铜阀管路连接单向阀(27)，单向阀(27)的出口连接制冷毛细管(23)与节流部件(8)的连接管路。

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