CN102155819B - 空调热水系统 - Google Patents

Abstract

一种空调热水系统，包括压缩机，四通阀，室外换热器，电子膨胀阀，室内换热器，水氟换热器，四个单向阀，三个电磁阀，控制器，其特征在于，压缩机排气口，四通阀的d端、c端，第2单向阀，水氟换热器，第1电磁阀，室外换热器，电子膨胀阀，室内换热器，第4单向阀，四通阀的e端、s端，压缩机进气口通过管道连接，水氟换热器的一端通过第1单向阀与四通阀的e端连接，另一端通过第2电磁阀与室内换热器连接，第1电磁阀与室外换热器的连接端与四通阀的c端之间连接有第3单向阀，第2电磁阀与室内换热器的连接端与四通阀的e端之间连接有第4单向阀，在水氟换热器的两端连接有第3电磁阀，控制器分别控制第1，2，3电磁阀和电子膨胀阀的开闭。

Description

空调热水系统

技术领域

本发明涉及一种空调热水系统，特别是指一种利用热泵技术进行制冷或制热同时兼有制热水功能的空调热水系统。

背景技术

现有技术的空调热水系统如图1所示，包括压缩机11，四通阀12，室外换热器13，室外电子膨胀阀14，储液罐15，室内换热器21，室内电子膨胀阀22，水氟换热器32，水氟交换机组电子膨胀阀31。室外机组1与室内机组2之间通过液管、气管互相连通，水氟交换机组3连接在压缩机11的排气口与液管之间。

制冷热回收时，四通阀12的d、c端导通，e、s端导通，压缩机11排出的冷媒，一部分经室外换热器13，室外电子膨胀阀14后进入室内机组2，另一部分经水氟交换机组3后进入室内机组2，两部分冷媒在室内机组2的入口处汇合后，经室内机组2，由四通阀12的e、s端回到压缩机11。

单独热泵制热水时，四通阀12的d、e端导通，c、s端导通，压缩机11排出的冷媒，一部分进入室内机组2，另一部分进入水氟交换机组3，两部分冷媒在室内机组2与水氟交换机组3的出口处汇合后，经室外电子膨胀阀14，室外换热器13，由四通阀12的e、s端回到压缩机11。

如上可知，在制冷热回收过程中从压缩机排出的高温高压的冷媒一部分经过四通阀进入室外换热器冷凝成中温高压的液体，另一部分进入水氟换热器冷凝成为中温高压的液体，这两部分液体汇合后进入室内机，经室内机电子膨胀阀节流、室内换热器吸热蒸发成低温低压气体再返回到压缩机吸气侧。因此从室内机吸收的热量一部分通过室外换热器释放到室外侧，另一部分回收进行制热水，没有实现全部热回收，造成热回收效率下降。

在单独热泵制热水过程中从压缩机排出的高温高压的冷媒一部分经过四通阀进入室内换热器，另一部分进入水氟换热器冷凝成中温高压的液体，二者汇合后经过室外电子膨胀阀节流进入室外换热器吸热蒸发成低温低压气体返回到压缩机吸气侧。因此在制热水过程中从室外吸收的热量没有全部用于加热水而是部分消耗在室内机，造成运行效率下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种空调热水系统，以实现在制热水时，能提高热回收的效率，减少能量的损失，并可以提高机组在制热水时的运行效率。

技术方案1：一种空调热水系统，包括压缩机，室外换热器，电子膨胀阀，室内换热器，水氟换热器，电磁阀，控制器，所述压缩机的排气口，所述水氟换热器，所述室外换热器，所述电子膨胀阀，所述室内换热器，所述压缩机的进气口通过管道依次连接，所述电磁阀并接在所述水氟换热器的两端，所述控制器对所述电磁阀和所述电子膨胀阀的开闭进行控制。

由技术方案1可知，如电磁阀关闭，则压缩机排出的高温高压气体首先经过水氟换热器，在水氟换热器中放出热量被冷凝成高压中温的液体，该高压中温的液体经室外换热器二次冷凝后由电子膨胀阀节流成低温低压的液体，该低温低压的液体在室内换热器中蒸发为低温低压的气体后回到压缩机的进气口，完成制冷的循环，此时，空调热水系统用于制冷。在制冷循环的过程中，由于压缩机排出的高温高压气体全部优先经过水氟换热器进行热交换，因此在制冷的同时室内换热器所吸收的热量优先满足制热水，提高了热回收的效率，减少了能量损失。由于电磁阀并接在水氟换热器的两端，在不需要制热水时，将电磁阀打开使高温高压气体直接进入室外换热器即可。

技术方案2：一种空调热水系统，包括压缩机，室外换热器，电子膨胀阀，室内换热器，水氟换热器，电磁阀，控制器，所述压缩机的排气口，所述水氟换热器，所述室内换热器，所述电子膨胀阀，所述室外换热器，所述压缩机的进气口通过管道依次连接，所述电磁阀并接在所述水氟换热器的两端，所述控制器对所述电磁阀和所述电子膨胀阀的开闭进行控制。

由技术方案2可知，如电磁阀关闭，则压缩机排出的高温高压气体首先经过水氟换热器，在水氟换热器中放出热量被冷凝成高压中温的液体，该高压中温的液体经室内换热器二次冷凝后由电子膨胀阀节流成低温低压的液体，该低温低压的液体在室外换热器中蒸发为低温低压的气体后回到压缩机的进气口，完成制热的循环，此时，空调热水系统作为热泵用于制取热水。在制热循环的过程中，由于压缩机排出的高温高压气体全部优先经过水氟换热器，提高了热泵制热水的运行效率。

由于电磁阀并接在水氟换热器的两端，通过控制电磁阀的导通度，可使一部分或全部的高温高压气体由电磁阀进入室内换热器。高温高压气体全部由电磁阀而不是经过水氟换热器进入室内换热器时，空调热水系统由室内换热器放热进行制热，一部分通过电磁阀，另一部分经过水氟换热器进入室内换热器时，空调热水系统由室内换热器放热进行制热的同时，由水氟换热器制取热水。

技术方案3：一种空调热水系统，包括压缩机，四通阀，室外换热器，电子膨胀阀，室内换热器，水氟换热器，四个单向阀，三个电磁阀，控制器，所述压缩机的排气口，所述四通阀的d端、c端，第2单向阀，所述水氟换热器，第1电磁阀，所述室外换热器，所述电子膨胀阀，所述室内换热器，第4单向阀，所述四通阀的e端、s端，所述压缩机的进气口通过管道连接，所述水氟换热器的一端通过第1单向阀与四通阀的e端连接，另一端通过第2电磁阀与室内换热器连接，所述第1电磁阀与室外换热器的连接端与四通阀的c端之间连接有第3单向阀，所述第2电磁阀与室内换热器的连接端与四通阀的e端之间连接有第4单向阀，在所述水氟换热器的两端连接有第3电磁阀，所述控制器分别控制第1，2，3电磁阀和电子膨胀阀的开闭。

由技术方案3可知，通过切换四通阀可切换冷媒的流向，从而改变空调热水系统的工作模式，无论制冷循环或制热循环，压缩后的高温高压气体全部优先进入水氟换热器，提高了机组的运行效率即热回收效率，减少了能量的损失。

与技术方案1和2同样，由于在水氟换热器的两端还连接有第3电磁阀，因此，在不需要制热水时，通过使第3电磁阀导通即可实现。在制热循环时，还可通过控制电磁阀的导通，使一部分或全部的高温高压气体由第3电磁阀进入室内换热器，即，一部分高温高压气体通过电磁阀，另一部分经过水氟换热器进入室内换热器，使室内换热器放热进行制热的同时，由水氟换热器制取热水。

技术方案4：根据技术方案3所述的空调热水系统，所述电子膨胀阀具有3个，各个电子膨胀阀分别设置在临近水氟换热器，室外换热器，室内换热器的位置，在临近室外换热器的位置处还设有冷媒储液罐。

由技术方案4可知，在临近水氟换热器，室外换热器，室内换热器的位置分别设置电子膨胀阀，能够精确控制冷媒流量，从而达到精确控制机组运行的过热度和过冷度，达到更好的制冷或制热效果，同时保证机组运行的可靠性。

技术方案5：根据技术方案1，2或3的空调热水系统，所述室内换热器或水氟换热器具有多个互相并列连接。

由技术方案5可知，多个室内换热器并列连接，也可以多个水氟换热器并列连接，可实现一机拖多机的效果。

附图说明

图1为现有技术空调热水系统的连接示意图；

图2为本发明提供的空调热水系统的连接示意图。

附图符号说明

1-室外机组；2-室内机组；3-水氟交换机组；11-压缩机；12-四通阀；13-室外换热器；14-室外电子膨胀阀；15-储液罐；16-单向阀(相当于权利要求中的第1单向阀)；17-单向阀(相当于权利要求中的第2单向阀)；18-单向阀(相当于权利要求中的第3单向阀)；19-单向阀(相当于权利要求中的第4单向阀)；110-电磁阀(相当于权利要求中的第2电磁阀)；111-电磁阀(相当于权利要求中的第1电磁阀)；112-电磁阀(相当于权利要求中的第3电磁阀)；21-室内换热器；22-室内电子膨胀阀；31-水氟交换机组电子膨胀阀；32-水氟换热器；33-水泵。

具体实施方式

下面结合图来具体说明本发明提供的空调热水系统。

图2为本发明提供的空调热水系统的连接示意图，从图2中所示，本发明提供的一种空调热水系统由室外机组1，室内机组2和水氟交换机组3和控制器(图中未示出)构成。室外机组1包括压缩机11，四通阀12，室外换热器13，室外电子膨胀阀14，储液罐15，四个单向阀(16、17、18、19)，三个电磁阀(110、111、112)。室内机组2包括两组室内换热器21，室内电子膨胀阀22。水氟交换机组3包括水氟换热器32，水氟交换机组电子膨胀阀31和水泵33。

室外机组1，室内机组2及水氟交换机组3通过管道互相连通。压缩机11的排气口与进气口分别与四通阀12的d端、s端相连接。四通阀12的c端通过单向阀17与水氟换热器32相连，e端通过单向阀16与水氟换热器32相连，水氟换热器32的另一端经水氟交换机组电子膨胀阀31与电磁阀111和电磁阀110相连，电磁阀111和电磁阀110的另一端分别与室外换热器13和室内换热器21相连，室外换热器13和室内换热器21的另一端通过管道相连，在该管道上分别设置有室外电子膨胀阀14，储液罐15，室内电子膨胀阀22。四通阀12的c端与室外换热器13之间通过单向阀18连接，四通阀12的e端与室内换热器13之间通过单向阀19连接。电磁阀(110、111、112)和电子膨胀阀(14、22、31)由未图示的控制器控制。

在所述空调热水系统中，3个电子膨胀阀(14、22、31)分别设置在临近水氟换热器32、室外换热器13和室内换热器21的位置，并且在临近室外换热器13的位置处还设有冷媒储液罐15。室内机组2中具有两组并列连接的室内换热器21和室内电子膨胀阀22。通过控制器对各电子膨胀阀及电磁阀的控制，空调热水系统可完成空调制冷，空调制热，热泵制热水，空调制冷热回收，空调制热兼制热水等功能。以下对各种模式进行说明。

1.空调制冷模式

此时，四通阀12切换到d端、c端导通和e端、s端导通，且电磁阀111，电磁阀112导通，电磁阀110关闭。由于四通阀12的c端与室外换热器13之间的单向阀18呈逆向连接，由压缩机11排出的高温高压气体经四通阀12的d端、c端，单向阀17，电磁阀112，电磁阀111进入室外换热器13。高温高压气体由室外换热器13冷凝成中温高压的液体后经室外电子膨胀阀14，储液罐15进入室内机组2，经室内机电子膨胀阀22节流成低温低压液体进入室内换热器21，在室内换热器21中蒸发成低温低压气体后由单向阀19，四通阀12的e端、s端返回到压缩机11，完成一个完整的制冷循环。在此制冷循环的过程中，高温高压气体不经过水氟交换机组3在水氟换热器32中不发生热交换。

2.空调制热模式

此时，四通阀12切换到d端、e端导通和c端、s端导通，且电磁阀112，电磁阀110导通，电磁阀111关闭。由压缩机11排出的高温高压气体经四通阀12的d端、e端，单向阀16，电磁阀112，电磁阀110进入室内机组2。由于室内换热器21与四通阀12的e端之间的单向阀19呈逆向连接，高温高压气体不会经单向阀19直接进入室内换热器21。高温高压气体由室内换热器21冷凝成中温高压的液体后经室内电子膨胀阀22，储液罐15进入室外电子膨胀阀14，由室外电子膨胀阀14节流成低温低压液体进入室外换热器13蒸发成低温低压气体后由单向阀18，四通阀12的c端、s端返回到压缩机11，完成一个完整的制热循环。在此制热循环的过程中，高温高压气体不经过水氟交换机组3在水氟换热器32中不发生热交换。

3.热泵制热水模式

此时，四通阀12切换到d端、e端导通和c端、s端导通，且电磁阀110导通，电磁阀111，112关闭，由压缩机11排出的高温高压气体经四通阀12的d端、e端，单向阀16进入水氟换热器32。高温高压气体由水氟换热器32冷凝成中温高压的液体后经水氟交换机组电子膨胀阀31，电磁阀110，室内换热器21，室内电子膨胀阀22，储液罐15进入室外电子膨胀阀14，由室外电子膨胀阀14节流成低温低压液体进入室外换热器13蒸发成低温低压气体后由单向阀18，四通阀12的c端、s端返回到压缩机11，完成一个完整的制热水循环。在此制热水循环的过程中，由于压缩机11排出的高温高压气体全部经过水氟交换机组3在水氟换热器32中发生热交换，避免了能量的损失，提高了制热水的效率。因此，启动水泵33使水流过水氟换热器32时可以高效制取热水。

4.空调制冷热回收模式

空调制冷热回收模式是在空调制冷模式的基础上，通过关闭电磁阀112实现的。由于电磁阀112关闭，因此，与空调制冷模式相比，由压缩机11排出的高温高压气体在经过四通阀12的d端、c端，单向阀17后不是从电磁阀112而是由水氟换热器32，水氟交换机组电子膨胀阀31经电磁阀111进入室外换热器13。高温高压气体在经过水氟换热器32时放出热量被冷凝成中温高压的液体。该中温高压的液体经水氟交换机组电子膨胀阀31，电磁阀111进入室外换热器13，由室外换热器13二次冷凝后再经室外电子膨胀阀14，储液罐15进入室内机组2，经室内机电子膨胀阀22节流成低温低压液体进入室内换热器21，在室内换热器21中蒸发成低温低压气体后由单向阀19，四通阀12的e端、s端返回到压缩机11，完成一个完整的制冷热回收循环。在此制冷热回收循环的过程中，室内机2在制冷过程中吸收的热量首先通过水氟换热器32用于制取热水，减少了室外换热器13的放热量，提高了热回收的效率。因此，启动水泵33使水流过水氟换热器32时可以高效制取热水。

5.空调制热兼制热水模式

空调制热兼制热水模式是在空调制热模式的基础上，通过电磁阀112的部分导通实现的。由于电磁阀112部分导通，因此，与空调制冷模式相比，由压缩机11排出的高温高压气体经四通阀12的d端、e端，单向阀16后，一部分经过电磁阀112，另一部分经过水氟换热器32，水氟交换机组电子膨胀阀31。这两部分冷媒在电磁阀110处汇合后进入室内机组2。之后与空调制热模式同样，高温高压气体的冷媒由室内换热器21冷凝成中温高压的液体后经室内电子膨胀阀22，储液罐15进入室外电子膨胀阀14，由室外电子膨胀阀14节流成低温低压液体进入室外换热器13蒸发成低温低压气体后由单向阀18，四通阀12的c端、s端返回到压缩机11，完成一个完整的空调制热兼制热水的循环。在此过程中，一部分热量由室内换热器21放出用于空调制热，另一部分的热量通过水氟换热器32放出用于制取热水。

由上可知，本实施方式的空调热水系统由4个单向阀和3个电磁阀的组合应用，通过改变冷媒的流向实现了空调制冷，空调制热，热泵制热水，空调制冷热回收，空调制热兼制热水的功能，并且在制取热水时，可减少热量的损失，提高效率。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，如，实施例中，室内机组2采用两组室内换热器21和室内电子膨胀阀22的并列连接结构，实现了一机拖2机的效果。也可根据需要一组或更多组的结构。

对于只有制冷的空调热水系统，可将压缩机11的排气口，水氟换热器32，室外换热器13，电子膨胀阀22，室内换热器21，压缩机11的进气口通过管道依次直接连接，电磁阀3并接在水氟换热器32的两端，由控制器对电磁阀和电子膨胀阀的开闭进行控制。

此时，如电磁阀3关闭，则压缩机11排出的高温高压气体首先经过水氟换热器32，在水氟换热器32中放出热量被冷凝成高压中温的液体，该高压中温的液体经室外换热器13二次冷凝后由电子膨胀阀22节流成低温低压的液体，该低温低压的液体在室内换热器21中蒸发为低温低压的气体后回到压缩机11的进气口，完成制冷的循环。在制冷循环的过程中，由于压缩机11排出的高温高压气体全部优先经过水氟换热器32进行热交换，因此在制冷的同时室内换热器21所吸收的热量优先满足制热水，提高了热回收的效率，减少了能量损失。在不需要制热水时，将电磁阀3打开使高温高压气体直接进入室外换热器13即可。

对于只有制热的空调热水系统，可将压缩机11的排气口，水氟换热器32，室内换热器13，电子膨胀阀14，室外换热器13，压缩机11的进气口通过管道依次直接连接，电磁阀3并接在水氟换热器32的两端，由控制器对电磁阀和电子膨胀阀的开闭进行控制。

此时，如电磁阀关闭，则压缩机11排出的高温高压气体首先经过水氟换热器32，在水氟换热器32中放出热量被冷凝成高压中温的液体，该高压中温的液体经室内换热器21二次冷凝后由电子膨胀阀14节流成低温低压的液体，该低温低压的液体在室外换热器13中蒸发为低温低压的气体后回到压缩机11的进气口，完成制热的循环。此时，空调热水系统作为热泵用于制取热水。在制热循环的过程中，由于压缩机11排出的高温高压气体全部优先经过水氟换热器32，提高了制热水的运行效率。

由于电磁阀3并接在水氟换热器32的两端，通过控制电磁阀3的导通度，还可使一部分或全部的高温高压气体由电磁阀3进入室内换热器21。高温高压气体全部由电磁阀3而不是经过水氟换热器32进入室内换热器21时，空调热水系统由室内换热器放热进行制热，一部分通过电磁阀，另一部分经过水氟换热器进入室内换热器时，空调热水系统由室内换热器放热进行制热的同时，由水氟换热器制取热水。

以上种种凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种空调热水系统，包括压缩机，四通阀，室外换热器，电子膨胀阀，室内换热器，水氟换热器，四个单向阀，三个电磁阀，控制器，其特征在于，所述压缩机的排气口，所述四通阀的d端、c端，第2单向阀，所述水氟换热器，第1电磁阀，所述室外换热器，所述电子膨胀阀，所述室内换热器，第4单向阀，所述四通阀的e端、s端，所述压缩机的进气口通过管道连接，所述水氟换热器的一端通过第1单向阀与四通阀的e端连接，另一端通过第2电磁阀与室内换热器连接，所述第1电磁阀与室外换热器的连接端与四通阀的c端之间连接有第3单向阀，所述第2电磁阀与室内换热器的连接端与四通阀的e端之间连接有第4单向阀，在所述水氟换热器的两端连接有第3电磁阀，所述控制器分别控制第1，2，3电磁阀和电子膨胀阀的开闭。

2.根据权利要求1所述的空调热水系统，其特征在于，所述电子膨胀阀具有3个，各个电子膨胀阀分别设置在临近水氟换热器，室外换热器，室内换热器的位置，在临近室外换热器的位置处还设有冷媒储液罐。

3.根据权利要求1所述的空调热水系统，其特征在于，所述室内换热器或水氟换热器具有多个互相并列连接。

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