CN102305495B - 一种改进的冷暖式空调热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的冷暖式空调热水器，包括依次连接的压缩机排气端、热水交换器、第一四通阀、室外机热交换器、第一节流装置、室内机热交换器、第二四通阀、第一四通阀以及压缩机吸气端；第一节流装置与室内机热交换器之间正反向连通；第二四通阀的四个管路中，一管封堵，其余管分别与第一四通阀、室内机热交换器、压缩机吸气端连接，同时通过通电与否控制管路之间的导通或关闭。本发明运行时四通阀和其他电磁阀都不会出现高温失磁的现象，而且运行时冷媒流正反向都通畅，不受阻碍，在单独制热水时，停留在室内机的冷媒可缓慢流回压缩机，冷媒不受阻参与系统的运行，同时系统的设计适用于任何规格大小的空调热水器。

Description

一种改进的冷暖式空调热水器

技术领域

本发明涉及空调热水器领域。

背景技术

现有同时具有空调功能又能制备热水的空调热水器，其结构都是在压缩机的高压排气口串接热水交换器，而热水交换器另一端连接四通阀的高压侧，四通阀的左右回路分别连接室外机热交换器和室内机热交换器。四通阀的低压侧连接压缩机的低压吸气口。作为节流装置的毛细管或膨胀阀就串接在室外机热交换器与室内机热交换器之间。这样单一的节流配置，冷媒流量无法调节，在同一室外环境温度时，可以平衡空调的运行工况，却无法满足单独制热水的冷媒流量需求。

本申请人在中国专利CN201607075中公开了一种改进的空调热水器，其既能满足空气调节的需求，又可满足系统一年四季独立制热水的高效安全运行。但是，由于制冷气器件的结构特点以及功能所限和规格所限，该系统不能很好的适用于从小到大的各种规格的空调热水器，而且，该系统中部分元件的功能在运行时，不能满足既可单独制热水又可让空调在制冷或制暖的两种状态下运行，因此仍有待进一步改进。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种改进的冷暖式空调热水器，其克服了现有系统中部分元件的结构特点和功能限制，完全满足既可单独制热水又可让空调在制冷或制暖的两种状态下运行，而且能适用于任何规格大小的空调热水器。

本发明的目的是这样实现的：一种改进的冷暖式空调热水器，其特征在于包括：依次连接的压缩机排气端、热水交换器、第一四通阀、室外机热交换器、第一节流装置、室内机热交换器、第二四通阀、第一四通阀以及压缩机吸气端；所述的第一节流装置与室内机热交换器之间正反向导通；所述的第二四通阀的四个管路中，管A与第一四通阀连接，管B与室内机热交换器10连接，管C封堵，管D与压缩机吸气端连接，第二四通阀不通电时管A与管B正反向均导通，管B与管D之间关闭，而通电时管B与管D导通，管A与管B之间关闭。

所述的第二四通阀的管D选用管径为4～6mm的毛细管与压缩机吸气端连接。

所述的第一节流装置与室内机热交换器之间依次设有第二过滤器和第一截止阀。

所述的室内机热交换器与第二四通阀之间设有第二截止阀。

所述的热水交换器的输出端与室外机换热器和第一节流装置之间的位置串接有第二节流装置。

所述的第二节流装置包括两路以上毛细管，各路毛细管分别串接有二通阀，除一路外，其余各路分别电气连接压力开关。

制冷气及制热水工况时，冷媒流路由压缩机排气端、热水交换器、第一四通阀、室外机热交换器、第一节流装置、室内机热交换器、第二四通阀、第一四通阀、压缩机吸气依次连接构成回路；制暖气及制热水工况时，冷媒流路由压缩机排气端、热水交换器、第一四通阀、第二四通阀、室内机热交换器、第一节流装置、室外机热交换器、第一四通阀、压缩机吸气端依次连接构成的回路。

所述的单独制热水工况时，冷媒流路分为两路，主流路为由压缩机排气端、热水交换器、第二节流装置、室外机热交换器、第一四通阀、压缩机吸气端依次连接构成的回路；次流路为由压缩机排气端、热水交换器、第二节流装置、第一节流装置、室内机热交换器、第二四通阀、压缩机吸气端依次连接构成的回路。

本发明克服了现有系统的部分元件的结构特点和功能限制，空调系统运行时四通阀不会出现高温失磁的现象，而且运行时冷媒流正反向都通畅，不受阻碍，在单独制热水时，停留在室内机的冷媒可缓慢流回压缩机，冷媒不受阻参与系统的运行，同时系统的设计适用于任何规格大小的空调热水器。

附图说明

图1是本发明的连接结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明是一种改进的空调热水器，依次连接的压缩机1排气端、热水交换器3、第一四通阀4、室外机热交换器5、第一过滤器6、第一节流装置7、第二过滤器8、第一截止阀9、室内机热交换器10、第二截止阀11、第二四通阀12、第一四通阀4以及压缩机1吸气端构成冷媒通路，热水交换器3、水泵14和承压水箱15则构成热水回路。其中，在热水交换器3的输出端与室外机换热器5和第一节流装置7之间的位置串接有第二节流装置13。

为实现空调制冷或制暖，冷媒必须能够在不同工况下正反向流动，因此本发明中以第二过滤器8取代了原有的二通阀，使得第一节流装置7与室内机热交换器10之间正反向均导通，

室内机热交换器10与第一四通阀4之间设置有第二四通阀12，使得系统在不同状态下运行时，冷媒能够按要求顺畅地正向或反向通过。现有系统中，室内机热交换器与第一四通阀之间设二通电磁阀。但是，常开电磁阀在不通电时正向通、反向不通；通电时正向不通、反向也不通；常闭电磁阀则在不通电时正向不通、反向通，通电时正向通、反向不通。如果以三通阀来替换二通阀仍然无法实现。以美国开利公司的三通阀为例，一般只有两种规格：一种是一个出口A和两个入口B、C，不通电时入口B至出口A单向接通，而通电时则是入口C至出口A单向接通；另一种是一个入口A和两个出口B、C，在不通电时入口A至出口B单向接通，而通电时是入口A至出口C单向接通。无论是二通阀或三通阀都只能是单向运行。本发明中通过采用经改造的四通阀，该第二四通阀12的四个管路A、B、C、D中，管A与第一四通阀4连接，管B与室内机热交换器10连接，管C封堵不与任何地方连接通气，管D与压缩机2吸气端连接，第二四通阀12不通电时管A与管B正反向均导通，管B与管D之间关闭，而通电时管B与管D导通，管A与管B之间关闭。该结构能够实现冷媒在制冷时正向运行，制暖时反向运行。而本发明采用的经改造的第二四通阀12在不通电时管A与管B正反向均导通，符合连接控制空调冷暖系统的要求。由于四通阀线圈不通电时，管A与管B正向及反向都通，而线圈通电时，管B与管D正向及反向都通，正是利用四通阀的这个特性，第二四通阀12线圈不通电时空调系统的冷媒从管B和管A进出：即制冷气时，冷媒从管B进入管A排出；反之制暖气时冷媒从管A进入管B排出。虽然系统在制暖气时，第二四通阀的温度较高，但由于此时线圈并没有通电，因此不会出现高温失磁的现象，解决了常开或常闭电磁阀如果焊接在系统中的高温高压位置，在运行一段时间后电磁阀会产生高温，容易出现失磁现象令系统失灵的问题。另外，管D直接连接压缩机1吸气端，起到一定的散热作用及让四通阀正常运行的条件，所以四通阀线圈不会高温失磁，稳定性更高。第二四通阀12的管D根据四通阀规格的大小选用4-6mm的毛细管与压缩机1吸气端连接。第二四通阀12能有高压进低压回的运行条件形成压力差，使第二四通阀12正常动作，并在不通电时变成一个正反向都能畅通的二通阀。

空调热水器内冷媒的流经路径按系统的运作功能不同分为空调系统和独立制热水系统。

制冷气及制热水工况时，冷媒流路从压缩机1排气端输出至热水交换器3，然后经第一四通阀4，室外机热交换器5冷凝后，到第一节流装置7，室内机热交换器10蒸发经第二四通阀12的管B入管A出，再次经第一四通阀4、压缩机吸气端回到压缩机1，构成回路。

制暖气及制热水工况时，冷媒流路从压缩机1排气端输出至热水交换器3，然后经第一四通阀4，由于第一四通阀4动作改变流向，经第二四通阀12的管A入管B出、室内机热交换器10冷凝后经过第一节流装置7，再流到室外机热交换器5蒸发，然后再次经过第一四通阀4、压缩机吸气端回到压缩机1，构成的回路。

单独制热水工况时，冷媒流路从压缩机1排气端输出至热水交换器3，然后直接流至第二节流装置13，再经室外机热交换器5蒸发后，再由第一四通阀4、压缩机吸气端回到压缩机1，构成回路。此时热水发生器3为冷凝器，室外机换热器5为蒸发器，第二节流装置13在单独制热水状态时才起节流作用，与空调状态运行无关。由于节流装置与室内机热交换器10之间以过滤器8替换了常开二通阀，因此系统中高温高压冷媒流被热水发生器3冷疑后，有两个流向：一路经通电后的第一四通阀4流向通电后的第二四通阀12；另一路经第二节流装置13后，主流经过滤器6，经室外冷疑器5蒸发后经第一四通阀4回到压缩机吸气端，而次流则经第一节流装置7、过滤器8、截止阀9、室内机热交换器10、截止阀1，流向通电后的第二四通阀12。此时，需将第二四通阀12的线圈通电，令管B与管D导通，管A与管B之间关闭，该动作能起到两个作用：(1)管A与管B之间关闭，能够阻断由第一四通阀4的输出管送来的常温高压冷媒流入室内机热交换器10，避免室内机变成散热的冷凝器而影响单独制热水的效果；(2)冷媒经第二节流装置13后，由于以过滤器8替换了常开二通阀，因此冷媒将流入该侧流路，经第一节流装置7、过滤器8、截止阀9、室内机热交换器10、截止阀11，第二四通阀12的管B入管D出回到压缩机1的吸气端，由于第二四通阀12的管D的管径不大，冷媒流量不大，仅是让停留在室内机的冷媒蒸发流动回到压缩机参与系统运行，使系统在单制热水时更加高效稳定。此时如果管B与管D仍处于关闭，冷媒将不断积聚在该侧流路中无法回到压缩机参与系统运行直至液化，系统的冷媒将越来越少无法正常运行。而且尽管此时的第二四通阀的线圈已通电，但流经的冷媒已在室内热交换器蒸发，温度较低，所以也不存在高温失磁的问题。

第二节流装置13是专门负责单独制热水时的节流装置，包括顺序连接的二通阀131、毛细管132以及过滤器133。毛细管132包括两路以上，各路毛细管132分别串接有常闭的二通阀131，各路毛细管132的二通阀131中除一路外，其余各路分别电气连接压力开关2，这样当室外环境温度变化，系统运行时的压力变化就能通过压力开关2的反应接通或断开二通阀131，达到自动增减毛细管132的接通数量进而调节冷媒过流量。压力开关2的压力感应点设于压缩机1的高压排气端或热水交换器的输出端，利用排气压力的高低，控制与毛细管132串接的二通阀131通或断，增减毛细管的过流路数进而控制过流量，实现自动控制冷媒的流量，令系统在单独制热水时，无论一年四季的温度差多大，都可以平衡高效。不同于电子膨胀阀用温度控制有转动部件，本发明用压力控制开或合，运行时较简单直接，耐用。

Claims (9)

1.一种改进的冷暖式空调热水器，其特征在于包括：依次连接的压缩机（1）排气端、热水交换器（3）、第一四通阀（4）、室外机热交换器（5）、第一节流装置（7）、室内机热交换器（10）、第二四通阀（12）、第一四通阀（4）以及压缩机（1）吸气端；所述的第一节流装置（7）与室内机热交换器（10）之间正反向导通；所述的第二四通阀（12）的四个管路A、B、C、D中，管A与第一四通阀（4）连接，管B与室内机热交换器（10）连接，管C封堵，管D选用管径为4~6mm的毛细管与压缩机（1）吸气端连接，第二四通阀（12）不通电时管A与管B正反向均导通，管B与管D之间关闭，而通电时管B与管D导通，管A与管B之间关闭。

2.根据权利要求1所述的一种改进的冷暖式空调热水器，其特征在于：所述的第一节流装置（7）与室内机热交换器（10）之间依次设有第二过滤器（8）和第一截止阀（9）。

3.根据权利要求1所述的一种改进的冷暖式空调热水器，其特征在于：所述的室内机热交换器（10）与第二四通阀（12）之间设有第二截止阀（11）。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种改进的冷暖式空调热水器，其特征在于：所述的热水交换器（3）的输出端与室外机换热器（5）和第一节流装置（7）之间的位置串接有第二节流装置（13）。

5.根据权利要求4所述的一种改进的冷暖式空调热水器，其特征在于：所述的第二节流装置（13）包括两路以上毛细管（132），各路毛细管（132）分别串接有二通阀（131），除一路外，其余各路分别电气连接压力开关（2）。

6.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种改进的冷暖式空调热水器，其特征在于：制冷气及制热水工况时，冷媒流路由压缩机（1）排气端、热水交换器（3）、第一四通阀（4）、室外机热交换器（5）、第一节流装置（7）、室内机热交换器（10）、第二四通阀（12）、第一四通阀（4）、压缩机（1）吸气依次连接构成回路；制暖气及制热水工况时，冷媒流路由压缩机（1）排气端、热水交换器（3）、第一四通阀（4）、第二四通阀（12）、室内机热交换器（10）、第一节流装置（7）、室外机热交换器（5）、第一四通阀（4）、压缩机（1）吸气端依次连接构成的回路。

7.根据权利要求4所述的一种改进的冷暖式空调热水器，其特征在于：制冷气及制热水工况时，冷媒流路由压缩机（1）排气端、热水交换器（3）、第一四通阀（4）、室外机热交换器（5）、第一节流装置（7）、室内机热交换器（10）、第二四通阀（12）、第一四通阀（4）、压缩机（1）吸气依次连接构成回路；制暖气及制热水工况时，冷媒流路由压缩机（1）排气端、热水交换器（3）、第一四通阀（4）、第二四通阀（12）、室内机热交换器（10）、第一节流装置（7）、室外机热交换器（5）、第一四通阀（4）、压缩机（1）吸气端依次连接构成的回路。

8.根据权利要求4所述的一种改进的空调热水器，其特征在于：单独制热水工况时，冷媒流路分为两路，主流路为由压缩机（1）排气端、热水交换器（3）、第二节流装置（13）、室外机热交换器（5）、第一四通阀（4）、压缩机（1）吸气端依次连接构成的回路；次流路为由压缩机（1）排气端、热水交换器（3）、第二节流装置（13）、第一节流装置（7）、室内机热交换器（10）、第二四通阀（12）、压缩机（1）吸气端依次连接构成的回路。

9.根据权利要求5所述的一种改进的空调热水器，其特征在于：单独制热水工况时，冷媒流路分为两路，主流路为由压缩机（1）排气端、热水交换器（3）、第二节流装置（13）、室外机热交换器（5）、第一四通阀（4）、压缩机（1）吸气端依次连接构成的回路；次流路为由压缩机（1）排气端、热水交换器（3）、第二节流装置（13）、第一节流装置（7）、室内机热交换器（10）、第二四通阀（12）、压缩机（1）吸气端依次连接构成的回路。

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