CN101799227A - 多功能空调、热水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明为多功能空调、热水系统，包括专用三通阀、四通阀、室外热交换器、室内热交换器、多功能节流通道转换装置和泄压装置，专用三通阀的进口与压缩机的出气口连接，一出口与水热换热器的换热管道进口连接，另一出口与四通阀的进口连接，另有一通道与泄压装置的进口连接；在水热换热器的热水出口端设有与专用三通阀连锁的出水控制器；四通阀的三个出口分别与室外热交换器的换热管道、室内热交换器的换热管道和压缩机的回气口连接；水热换热器的换热管道出口、室外热交换器的换热管道另一端和室内热交换器的换热管道另一端分别与多功能节流通道转换装置的三个端口连接。其结构合理、使用方便、使用寿命高、一机多用，并能达到节能减排要求。

Description

多功能空调、热水系统
【技术领域】
本发明涉及一种既能单独或同时制冷、制暖和/或制取热水的多功能空调、热水系统。
【背景技术】
现阶段，空调设备、热水供应设备已广泛应用于各行各业，但当前的多数设备都只具备一种或两种功能，即要么是只供应暖气或冷气，要么是只供应热水的。随着科技水平的发展和人类环保意识的日益提高，人们对空调及热水系统的要求越来越高，一机多能，节能减排、废能利用的系统已成为今后技术发展的大势所趋，这就要求有一个完善的多功能综合控制系统。为此，本申请人开发出了一种较完善的空调、热水系统，在一套设备上就可实现至少六种功能：单独制冷、单独制暖、单独制取热水、在制冷的同时制取热水、在制暖模式时优先制取热水、制冰水带制热水等。
【发明内容】
本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提供了一种结构合理、使用方便、使用寿命高、并能达到节能减排要求的一机多功能的空调、热水系统。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种多功能空调、热水系统，其包括有压缩机、专用三通阀、四通阀、水热换热器、室外热交换器、室内热交换器、多功能节流通道转换装置和泄压装置，其中：水热换热器的进水口、出水口分别与外界供应冷水端和接收热水端连接；专用三通阀的进口与压缩机的出气口连接，一出口与水热换热器的换热管道进口连接，另一出口与四通阀的进口连接，另有一通道与泄压装置的进口连接；在所述水热换热器的热水出口端设有与专用三通阀连锁的出水控制器；四通阀的三个出口分别与室外热交换器的换热管道、室内热交换器的换热管道和压缩机的回气口连接；水热换热器的换热管道出口、室外热交换器的换热管道另一端和室内热交换器的换热管道另一端分别与多功能节流通道转换装置的三个端口连接；所述泄压装置的出口通向压缩机的回气口。
在对上述多功能空调、热水系统的改进方案中，所述多功能节流通道转换装置包括有由五个单向阀和节流装置，其中四个单向阀桥式连接成桥式通道，在所述桥式通道的两个对角线点分别与室外热交换器的换热管道另一端、室内热交换器的换热管道另一端连接，另外两个点之间连接节流装置；其余一单向阀连接在热水换热器的换热管道出口与桥式通道的两相向单向阀之间。
在对上述多功能空调、热水系统的改进方案中，所述多功能节流通道转换装置还包括有储液器和过滤器，所述的储液器和过滤器设置在节流装置的进口与桥式通道的两相向单向阀之间。
在对上述多功能空调、热水系统的改进方案中，所述多功能节流通道转换装置还包括有冰水电磁阀；所述冰水电磁阀设置在桥式通道在其指向室内热交换器的那个单向阀通道上。
在对上述多功能空调、热水系统的改进方案中，在所述水热换热器的进水口设有由压缩机出气口处的高压气体控制其阀门开度的冷凝压力调节阀。
现有技术相比，本发明的有益效果是：1)、由于它是通过特殊的专门三通阀、四通阀和多功能节流转换装置来进行热泵系统的循环，在整个循环过程中与水热换热器、室外热交换器和室内热交换器中的一个、两个或三个进行热交换，从而实现单独制冷、单独制暖、单独制取热水、在制冷的同时制取热水，在制暖的模式时优先制取热水、制冰水带制热水等六种过程之一，可以看出，本发明在其系统连接部分和控制部分比较简单的情况下，即可实现六种功能，所以本发明能实现一机多用，满足人们的多项需求，其结构比较合理、并能达到节能减排要求；2)、由于设置有泄压装置，可保证系统转换时压力平衡、转换迅速，系统转换时所产生的剩余高压可通过泄压装置迅速泄向低压端，达到系统迅速、灵活转换的目的，并使整个系统工作稳定、平衡，并具有充分的安全保护措施，并可提高系统的寿命；3)、由于多功能节流通道转换装置是机械式结构，在每一端口处连接有两条管道，但这两条管道一条是机械式(或高压)止通的，一条是机械式导通的，这样从其中一个端口进来的高温高压液体只能沿着其中的一条管道流向其余两个端口的某一端口，并在节流装置中转换成低温低压液体，这种机械式的功能转换装置避免了人们常用的用电路控制某一通道导通而另一通道止通时的复杂电路连接和程序控制，而且电路控制的维护比较困难，所以本发明的结构比较合理、使用方便。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：
【附图说明】
图1是本发明实施例的连接关系图；
图2是本发明实施例在冷气(或冰水)模式下的工作流向图；
图3是本发明实施例在暖气模式下的工作流向图；
图4是本发明实施例在制取热水模式下的工作流向图；
图5是本发明实施例在冷气同时制取热水模式下的工作流向图。
【具体实施方式】
本发明为一种多功能空调、热水系统，如图1所示，其包括有压缩机1、专用三通阀2、四通阀3、水热换热器4、室外热交换器5、室内热交换器6、多功能节流通道转换装置7和泄压装置8，其中：水热换热器4的进水口、出水口分别与外界供应冷水端和接收热水端连接；专用三通阀2的进口与压缩机1的出气口11连接，一出口与水热换热器4的换热管道41进口连接，另一出口与四通阀3的进口连接，另有一通道与泄压装置8的进口连接；在所述水热换热器4的热水出口端设有与专用三通阀2连锁的出水控制器110；四通阀3的三个出口分别与室外热交换器5的换热管道51、室内热交换器6的换热管道61和压缩机1的回气口连接；水热换热器4的换热管道41出口、室外热交换器5的换热管道51另一端和室内热交换器6的换热管道61另一端分别与多功能节流通道转换装置7的三个端口连接；所述泄压装置8的出口通向压缩机1的回气口，这样可保证系统转换时压力平衡、转换迅速，系统转换时所产生的剩余高压可通过泄压装置迅速泄向低压端，达到系统迅速、灵活转换的目的，并使整个系统工作稳定、平衡，具有充分的安全保护措施，并可提高系统的寿命。多功能节流通道转换装置7的作用是使高温高压的冷媒液体在流经多功能节流通道转换装置后变为低温低压的冷媒液体，然后送到相应热交换器进行蒸发。由于多功能节流通道转换装置是机械式结构，在每一端口处连接有两条管道，但这两条管道一条是机械式(或高压)止通的，一条是机械式导通的，这样从其中一个端口进来的高温高压液体只能沿着其中的一条管道流向其余两个端口的某一端口，并在节流装置中转换成低温低压液体，这种机械式的功能转换装置避免了人们常用的用电路控制某一通道导通而另一通道止通时的复杂电路连接和程序控制，而且电路控制的维护比较困难，所以本发明的结构比较合理、使用方便。
由于本发明是通过特殊的专门三通阀2、四通阀3和多功能节流转换装置7来进行热泵系统的循环。在整个循环过程中与水热换热器、室外热交换器和室内热交换器中的一个、两个或三个进行热交换，从而实现单独制冷、单独制暖、单独制取热水、在制冷的同时制取热水，在制暖的模式时优先制取热水、制冰水带制热水等六种过程之一，可以看出，本发明在其系统连接部分和控制部分比较简单的情况下，即可实现六种功能，所以本发明能实现一机多用，满足人们的多项需求，其结构比较合理、并能达到节能减排要求。
在本实施例中，在所述水热换热器4的进水口设有由压缩机1出气口处的高压气体控制其阀门开度的冷凝压力调节阀60，以保持出水温度的恒定，在工作时根据高压(冷凝压力)的变化来调节进水的大小，控制冷水的流量大小来达到稳定出水温度。
可以看出，本发明的专用三通阀2为特殊设计的三通阀，除三条通道外还有由泄压装置8组成的高压泄压通道，并且与出水控制器110连锁，在冷气模式和暖气模式下使用热水时可以自动转换通道。
在多功能节流通道转换装置中，各工况冷凝后的高压高温冷媒液体通过通道转换后，均进入同一个节流装置进行节流，节流后的低压低温冷媒液体通过另一通道转换送到相应换热器进行蒸发。在本实施例中，如图1所示，多功能节流通道转换装置7包括有五个单向阀71和节流装置72，其中四个单向阀71(分别是71-1、71-2、71-3和71-4)桥式连接成桥式通道(类似于桥式整流电路)，在所述桥式通道的两个对角线点C、D(相当于桥式整流电路的交流输入端)分别与室外热交换器5的换热管道51另一端、室内热交换器6的换热管道61另一端连接，另外两个点A、B(相当于桥式整流电路的输出端)之间连接节流装置72；其余一单向阀71-5连接在热水换热器4的换热管道41出口与桥式通道的两相向单向阀71-4、71-3之间(即D点)。四个单向阀的桥式通道连接，类似于桥式整流电路的连接，在连接时，先将四个单向阀的两两同向分别串联起两组(如图1所示，单向阀71-4和71-1形成一组，单向阀71-2和71-3形成另一组)，再将这两组单向阀再并联起来，接着在这两组的并联端A、B(相当于桥式整流电路的输出端)之间再并联上节流装置72，每组的两单向阀之间C、D(相当于桥式整流电路的交流输入端)再分别与室外、室内热交换器5、6的换热管道51、61另一端连接。通过四个单向阀71的桥式通道，使到在每一端口处的两条管道，一条是止通的，一条是导通的；而节流装置72的作用是使高温高压液体转换成低温低压液体，它可以是电子膨胀阀、毛细管等。为了在功能转换过程中比较稳定和保护节流装置，在本实施例中，多功能节流通道转换装置7还包括有储液器73和过滤器74，它们设置在节流装置72的进口与桥式通道的两相向单向阀71-3、71-4之间。多功能节流通道转换装置7还可以包括有冰水电磁阀75，其设置在桥式通道在其指向室内热交换器的那个单向阀71通道上。冰水电磁阀75仅在制冰水带制热水时安装。
泄压装置8可以是泄压阀，比如是10KG的泄压阀，当系统转换时，专用三通阀2内原高压端的空气压力超过10KG时，高压气体经泄压阀迅速流回低压端。泄压装置8也可以是由压力开关和电磁阀组成，当系统转换时，压力开关动作，电磁阀打开来泄压。
为提高系统的安全保护，在系统的高压端设有风机调速控制开关10、高压旁通开关20和高压保护开关30，以起到过压保护作用；在系统的低压端设有低压旁通开关40和低压保护开关50，以起到低压保护作用。在系统中还设有高压旁通和除霜旁通合一的管路和高压旁通、除霜电磁阀100，其由高压旁通开关20和低压旁通阀40控制工作与否。
现将本发明的六种功能实现过程分述如下：
本发明在单独制冷气时，如图2的流体箭头流向所示，由压缩机1出来的高温高压冷媒蒸气经过专用三通阀2和四通阀3进入室外换热器5冷凝，冷凝后的高温高压液体进入多功能节流通道转换装置7，沿着单向阀71-4、过滤器74、储液器73进入节流装置72进行节流，此时单向阀71-1处于高背压不能导通。节流后的低压低温液体经过单向阀71-2进入室内换热器6，从通过室内换热器6的空气中吸取热量进行蒸发，并通过换热器上的风机将低温空气送入室内，形成制冷工况。蒸发后的低温低压的冷媒气体通过四通阀3进入压缩机1压缩为高温高压冷媒气体，进行下一次的循环。
本发明在单独制暖时，如图3的流体箭头流向所示。由压缩机1出来的高温高压冷媒蒸气经过专用三通阀2和四通阀3进入室内换热器6冷凝，通过室内换热器的空气吸收冷凝热后温度升高，加热后的空气由风机送入室内，形成制暖工况。冷凝后的高温高压液体进入多功能节流通道转换装置7，沿着单向阀71-3、过滤器74、储液器73进入节流装置72进行节流，此时单向阀71-2处于高背压不能导通。节流后的低压低温液体经过单向阀71-1进入室外换热器5进行蒸发，蒸发为低温低压的气体通过四通阀3进入压缩机1压缩为高温高压冷媒气体，进行下一次的循环。
本发明在单独制取热水时，如图4的流体箭头流向所示。由压缩机1出来的高温高压冷媒蒸气经过专用三通阀2进入水热换热器4冷凝，冷凝热被进入水热换热器4的冷水带走，制成所需要的热水，供应用户。冷凝后的高温高压液体进入多功能节流通道转换装置7，沿着单向阀71-5、过滤器74、储液器73进入节流装置72进行节流，此时室内换热器6管路无流动，单向阀71-3处于高背压不能导通，单向阀71-2也处于不导通状态。节流后的低压低温液体经过单向阀71-1进入室外换热器5进行蒸发，蒸发为低温低压的气体经四通阀3进入压缩机1压缩为高温高压冷媒气体，进行下一次的循环。
本发明在同时制冷和制取热水时，如图5的流体箭头流向所示。由压缩机1出来的高温高压冷媒气体经过专用三通阀2进入水热换热器4冷凝，冷凝热被进入水热换热器4的冷水带走，制成所需要的热水，供应用户。冷凝后的高温高压液体进入多功能节流通道转换装置7，沿着单向阀71-5、过滤器74、储液器73进入节流装置72进行节流，此时室外换热器5管路无流动，单向阀71-4处于高背压不能导通，单向阀71-1也处于不导通状态。节流后的低压低温液体经过单向阀71-2进入室内换热器6，从通过室内换热器6的空气中吸取热量进行蒸发，并通过换热器上的风机将低温空气送入室内，形成制冷工况。蒸发后的低温低压的冷媒气体经四通阀3进入压缩机1压缩为高温高压冷媒气体，进行下一次的循环。
本发明在制暖模式下优先制取热水时，在水热换热器4的热水出口端设有与专用三通阀2连锁的出水控制器110。这样在制暖气模式下(如图3所示运行)时，如果使用热水，只要把出水控制器110打开，专用三通阀2立即进行转换为单独制取热水模式，如图4所示运行。当热水使用结束时，关闭出水控制器110，专用三通阀2又立即自动转换为单独制暖模式，按图3所示制暖气模式运行。
本发明在制冰水时可以热回收制取热水，即在制冷模式下，如图5所示运行时，室内换热器6制取冰水(10℃以下)，同时水热换热器4制取热水。当冰水温度到达设定值时，制冷工况停止。此时如果还需继续制取热水，四通阀3立即进行转换为单独制取热水模式，如图4所示运行。冰水温度上升需再制冰水时，四通阀3立即转换为图5模式运行。在制冰水模式转换为单独制取热水模式时，为了防止低温低压的冷媒液体通过单向阀71-2渗漏到室内换热器6，此时在多功能节流通道转换装置7中加装有冰水电磁阀75，可以有效防止节流后的冷媒渗漏到室内换热器6。在制冰水模式时冰水电磁阀75打开，而在单独制取热水模式时关闭。
在水热换热器4的进水口上还装有磁化器70、电磁阀80和Y型过滤器90。

Claims (5)

1.一种多功能空调、热水系统，其特征在于：包括有压缩机(1)、专用三通阀(2)、四通阀(3)、水热换热器(4)、室外热交换器(5)、室内热交换器(6)、多功能节流通道转换装置(7)和泄压装置(8)，其中：
水热换热器(4)的进水口、出水口分别与外界供应冷水端和接收热水端连接；
专用三通阀(2)的进口与压缩机(1)的出气口连接，一出口与水热换热器(4)的换热管道(41)进口连接，另一出口与四通阀(3)的进口连接，另有一通道与泄压装置(8)的进口连接；在所述水热换热器(4)的热水出口端设有与专用三通阀(2)连锁的出水控制器(110)；
四通阀(3)的三个出口分别与室外热交换器(5)的换热管道(51)一端、室内热交换器(6)一端的换热管道(61)和压缩机(1)的回气口连接；
水热换热器(4)的换热管道(41)出口、室外热交换器(5)的换热管道(51)另一端和室内热交换器(6)的换热管道(61)另一端分别与多功能节流通道转换装置(7)的三个端口连接；
所述泄压装置(8)的出口通向压缩机(1)的回气口。
2.根据权利要求1所述的多功能空调、热水系统，其特征在于：所述多功能节流通道转换装置(7)包括有由五个单向阀(71)和节流装置(72)，其中四个单向阀(71-1、71-2、71-3、71-4)桥式连接成桥式通道，在所述桥式通道的两个对角线点(C、D)分别与室外热交换器5的换热管道51另一端、室内热交换器(6)的换热管道(61)另一端连接，另外两个点(A、B)之间连接节流装置(72)；其余一单向阀(71-5)连接在热水换热器(4)的换热管道(41)出口与桥式通道的两相向单向阀(71-4)、(71-3)之间。
3.根据权利要求2所述的多功能空调、热水系统，其特征在于：所述多功能节流通道转换装置(7)还包括有储液器(73)和过滤器(74)，所述的储液器(73)和过滤器(74)设置在节流装置(72)的进口与桥式通道的两相向单向阀(71-3、71-4)之间。
4.根据权利要求3所述的多功能空调、热水系统，其特征在于：所述多功能节流通道转换装置(7)还包括有冰水电磁阀(75)；所述冰水电磁阀(75)设置在桥式通道在其指向室内热交换器的那个单向阀(71-2)通道上。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的多功能空调、热水系统，其特征在于：在所述水热换热器(4)的进水口设有由压缩机(1)出气口处的高压气体控制其阀门开度的冷凝压力调节阀(60)。
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