CN102435006B - 一机三体空调热水器系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种一机三体空调热水器系统，包括冷凝器水箱，其设有带进水口及出水口的水箱体，设于水箱体内部带冷媒入口和冷媒出口的冷凝器；室内机组，其设有带冷媒入口及冷媒出口的室内热交换器；室外机组，其通过冷媒管道与冷凝器水箱和室内机组连接，其设有压缩机、第一三通管、三通换向电磁阀、第二三通管、气液分离器、室外热交换器、第三三通管、四通换向电磁阀和节流装置；控制系统，其与室外机组和冷凝器水箱电连接。本发明采用并联接法，具有制热水的效率高、制冷效果好、水箱体积小、故障率低、结构简单、易控制、维修、能够一年四季使用，冷媒压力稳定、制造成本低、受室外环境影响小，能适合大众方便使用等优点。

Description

一机三体空调热水器系统

技术领域

本发明涉及电器技术领域，尤其涉及空调和热水器技术领域。

背景技术

空调和热水器结合成市场上的空调热水器。传统空调热水器有串联型空调热水器和其它类型的空调热水器。现有技术最难解决的是一年四季冷媒不稳定因素，电磁阀数量较多和水箱太大等问题。

下面就举例：如图3所示，中国专利申请号201010004541.3的技术，一种空调热水器，压缩机排气口与第一四通阀主管口（920）通过冷媒管连接，经第一四通阀管口C1（921）与热交换器（99）进液口连接，第一四通阀管口S1（922）与压缩机（91）吸气口连接，第一四通阀管口E1（923）经第一单向阀（93）与第二四通阀主管口（940）连接，热交换器（99）出液口经第二单向阀（95）与第二四通阀主管口（940）连接，第二四通阀管口E2（943）与室内机(97)进口连接，室内机(97)出口经节流装置(98)与室外机(96)进口连接，室外机(96)出口与第二四通阀管口C2(941)连接，第二四通阀管口S2(942)与压缩机(91)吸气口连接。

1、当运行制热水模式时，室内机组的热交换器仍存在热量散失现象，导致制热水不集中。水箱和室内机组冷凝器串联，冷媒管道长而弯细多，冷媒在冷媒管内壁的摩擦力增大，无用功增多，从而影响制热效果。

2、当运行制热水+制冷气模式时，水箱冷凝器和室外冷凝器串联，室外机组冷凝器受大气影响热量散失更大，冷媒管道长而弯曲多，造成功率损失，制热水+制冷气不良。

3、当运行制冷气模式时，水箱冷凝器的水温低，空调热水器整个系统的冷媒压力也低，当水箱冷凝器水温高时，整个系统的冷媒压力也升高，难以控制冷媒压力，造成冷媒压力不稳定，制冷气效果差。

4、结合以上运行模式，一年四季气温温差大，在空调热水器系统中，冷媒量一定时，因一年四季运行方式不同而改变了三器中的冷媒量，导致冷媒不稳定而制冷气制热水效率低。

其它类型的空调热水器：

1、空调热水器系统电磁阀数量较多，阀芯间隙也多，导致存在少量冷媒流入水箱冷凝器中，从而出现水箱内部的水温加速降低现象，故障率高，难以控制维修，制造成本高，功率损耗大，消耗更多电量，造成能源浪费，不符合节能环保的倡议。

2、现有空调热水器因效率低，需要采用较大容积的水箱才能满足用户的需求，但水箱容积大导致制热水时间长，热量散失的速度快，压缩机长时间在高压高温的环境中运行，影响压缩机使用寿命和需要占据室内较大空间供固定安装使用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种节能环保的一机三体空调热水器系统，具有制热水的效率高、制冷效果好、水箱体积小、故障率低、结构简单、易控制、维修、能够一年四季使用，冷媒压力稳定、制造成本低、受室外环境影响小，能适合大众方便使用等优点。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一机三体空调热水器系统包括：

冷凝器水箱，其设有带进水口及出水口的水箱体，水箱体内部设有带冷媒入口和冷媒出口的冷凝器；

室内机组，其设有带冷媒入口及冷媒出口的室内热交换器；

室外机组，其通过冷媒管道与冷凝器水箱和室内机组连接，其设有压缩机、第一三通管、三通换向电磁阀、第二三通管、气液分离器、室外热交换器、第三三通管、四通换向电磁阀和节流装置；所述压缩机设有排气口和吸气口；所述第一三通管三端通口分别为第一通口、第二通口和第三通口；所述三通换向电磁阀设有常闭s端、常开t端和常开u端；所述第二三通管三端通口分别为第四通口、第五通口和第六通口；所述室外热交换器设有冷媒入口和冷媒出口；所述第三三通管三端通口分别为第七通口、第八通口和第九通口；所述四通换向电磁阀的四个端口分别为a端、与a端常闭的b端、c端及与a端常开的d端；所述压缩机排气口与第一三通管第一通口通过冷媒管道连接；所述第一三通管的第二通口与冷凝器水箱冷媒入口通过冷媒管道连接；所述冷凝器水箱冷媒出口与四通换向电磁阀a端通过冷媒管道连接；所述四通换向电磁阀d端与第三三通管第九通口之间连接一节流装置；所述第三三通管第七通口与室外热交换器冷媒入口通过冷媒管道连接；所述室外热交换器冷媒出口与三通换向电磁阀t端通过冷媒管道连接；所述三通换向电磁阀s端与第一三通管第三通口通过冷媒管道连接；所述三通换向电磁阀u端与第二三通管第五通口通过冷媒管道连接；所述第二三通管第四通口与压缩机吸气口之间连接一气液分离器；所述第二三通管第六通口与室内热交换器冷媒出口通过冷媒管道连接；所述室内热交换器冷媒入口与四通换向电磁阀b端之间连接一节流装置；所述四通换向电磁阀c端与第三三通管第八通口通过冷媒管道连接；

控制系统，其与室外机组和冷凝器水箱电连接。

所述室外机组，其室外热交换器设有与控制系统电连接的风机；所述室内机组设有与控制系统电连接的风机。

所述控制系统，其与压缩机、三通换向电磁阀及四通换向电磁阀通过导线电连接。

所述冷凝器水箱设有一水箱温度控制器，该水箱温度控制器为毛细管式温度控制器，其设有一设于水箱体内部的温度感应探头、设于水箱体外部的温度调节器和设于水箱体外部的温度刻度指示表。

所述三通换向电磁阀为二位三通换向电磁阀。

所述四通换向电磁阀为二位四通换向电磁阀。

所述节流装置为毛细管，或为热力膨胀阀，或为电子膨胀阀。

所述冷凝器水箱内部的冷凝器为单组冷凝管，或为多组冷凝管并联接入。即所述冷凝器水箱内部的接一单组冷凝器，或并联接入多组冷凝管。

所述第一三通管、第二三通管和第三三通管均可为U型三通管、或为Y型三通管，或为T型三通管，或为冷媒管。

所述冷凝器水箱冷媒入口处设有压簧式分流阀，或电磁式分流阀。所述冷凝器水箱进水口处设有一单向卸荷阀。

进一步，所述风机与控制系统电连接。

进一步，自来水从冷凝器水箱的入水口进入水箱体，最后从出水口流出。

本发明通过采用上述结构，具有制热水的效率高、制冷效果好、水箱体积小、故障率低、结构简单、易控制、维修、能够一年四季使用，冷媒压力稳定、制造成本低、受室外环境影响小，能适合大众方便使用等优点。

附图说明

图1为本发明实施例示意图。

图2为本发明实施例示意图。

图3为中国专利申请号201010004541.3的示意图。

现结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

如附图1至2所示，本发明所述的一种一机三体空调热水器系统包括：

冷凝器水箱2，其设有带进水口211及出水口212的水箱体21，水箱体21内部设有带冷媒入口221和冷媒出口222的冷凝器22；

室内机组3，其设有带冷媒入口312及冷媒出口311的室内热交换器31；

室外机组1，其通过冷媒管道与冷凝器水箱2和室内机组3连接，其设有压缩机10、第一三通管11、三通换向电磁阀12、第二三通管13、气液分离器19、室外热交换器15、第三三通管18、四通换向电磁阀14和节流装置；所述压缩机10设有排气口101和吸气口102；所述第一三通管11三端通口分别为第一通口111、第二通口112和第三通口113；所述三通换向电磁阀12设有常闭s端121、常开t端123和常开u端122；所述第二三通管13三端通口分别为第四通口131、第五通口132和第六通口133；所述室外热交换器15设有冷媒入口152和冷媒出口151；所述第三三通管18三端通口分别为第七通口181、第八通口182和第九通口183；所述四通换向电磁阀14的四个端口分别为a端141、与a端141常闭的b端143、c端144及与a端141常开的d端142；所述压缩机排气口101与第一三通管第一通口111通过冷媒管道连接；所述第一三通管的第二通口112与冷凝器水箱冷媒入口221通过冷媒管道连接；所述冷凝器水箱冷媒出口222与四通换向电磁阀a端141通过冷媒管道连接；所述四通换向电磁阀d端142与第三三通管第九通口183之间连接一节流装置；所述第三三通管第七通口181与室外热交换器冷媒入口152通过冷媒管道连接；所述室外热交换器冷媒出口151与三通换向电磁阀t端123通过冷媒管道连接；所述三通换向电磁阀s端121与第一三通管第三通口113通过冷媒管道连接；所述三通换向电磁阀u端122与第二三通管第五通口132通过冷媒管道连接；所述第二三通管第四通口131与压缩机吸气口102之间连接一气液分离器19；所述第二三通管第六通口133与室内热交换器冷媒出口311通过冷媒管道连接；所述室内热交换器冷媒入口312与四通换向电磁阀b端143之间连接一节流装置；所述四通换向电磁阀c端144与第三三通管第八通口182通过冷媒管道连接；

控制系统，其与室外机组1和冷凝器水箱2电连接。

所述室外机组1，其室外热交换器15设有与控制系统电连接的风机；所述室内机组3设有与控制系统电连接的风机。

所述控制系统，其与压缩机10、三通换向电磁阀12、风机及四通换向电磁阀14通过导线电连接。

所述冷凝器水箱2设有一水箱温度控制器，该水箱温度控制器为毛细管式温度控制器，其设有一设于水箱体内部的温度感应探头、设于水箱体外部的温度调节器24和设于水箱体外部的温度刻度指示表23。

所述三通换向电磁阀12为二位三通换向电磁阀。

所述四通换向电磁阀14为二位四通换向电磁阀。

所述节流装置为毛细管，或为热力膨胀阀，或为电子膨胀阀。

进一步，所述电子膨胀阀与控制系统电连接。

所述第一三通管11、第二三通管13和第三三通管18均可为U型三通管、或为Y型三通管，或为T型三通管，或为冷媒管。

所述冷凝器水箱冷媒入口处设有压簧式分流阀，或电磁式分流阀。

进一步，所述冷凝器水箱2内部的冷凝器22为单组冷凝管，或为多组冷凝管并联接入。即所述冷凝器水箱2内部的接一单组冷凝器，或并联接入多组冷凝管。

进一步，所述冷凝器水箱内部并联五组单组冷凝器，其中两组单组冷凝器冷媒入口处均设有压簧式分流阀或电磁式分流阀，另外三组单组冷凝器冷媒入口处不设压簧式分流阀或电磁式分流阀。当冷凝器水箱中的冷凝器内部冷媒压力达到预设压力点时，带压簧式分流阀或电磁式分流阀的两组单组冷凝器会自动打开，将部分冷媒分流，增加冷凝器水箱中冷凝器与水箱体内部自来水的热传递面积，以增加制热水的效率。

采用压簧分流阀方式并联接入多组冷凝器比传统串联接入单组冷凝器的接法，具有缩短冷媒在冷凝器的通过路程，从而提高制热水的效率。

所述冷凝器水箱进水口211处设有一单向卸荷阀25。单向卸荷阀25用于防止水压过高，或水箱体内部因管道爆裂导致水箱体内部压力过高引起的问题。

进一步，所述室内机组风机和室外机组风机均与控制系统电连接。

进一步，自来水从冷凝器水箱的入水口211进入水箱体21内部，最后从出水口212流出。

进一步，所述三通换向电磁阀12失电时，三通换向电磁阀t端123和三通换向电磁阀u端122相通且三通换向电磁阀s端121关闭；所述三通换向电磁阀12得电时，三通换向电磁阀t端123和三通换向电磁阀s端121相通且三通换向电磁阀u端122关闭；所述四通换向电磁阀14失电时，四通换向电磁阀a端141和四通换向电磁阀d端142相通，四通换向电磁阀b端143和四通换向电磁阀c端144相通；所述四通换向电磁阀14得电时，四通换向电磁阀a端141和四通换向电磁阀b端143相通，四通换向电磁阀d端142和四通换向电磁阀c端144相通。

本发明具有多种运行模式，如下：

第一种模式：热水器模式：

热水器模式具体如下:三通换向电磁阀12失电，四通换向电磁阀14失电，冷媒依次经过压缩机10、压缩机排气口101、第一三通管第一通口111、第一三通管第二通口112、冷凝器水箱2的冷凝器冷媒入口221、冷凝器22、冷凝器冷媒出口222、四通换向电磁阀a端141、四通换向电磁阀d端142、毛细管17、第三第九通口183、第三第七通口181、室外热交换器冷媒入口152、室外热交换器冷媒出口151、三通换向电磁阀t端123、三通换向电磁阀u端122、第二三通管第五通口132、第二三通管第四通口131、气液分离器19、压缩机吸气口102、最终进入压缩机10内部形成一个循环。

在制热水的过程中，室外机组风机和压缩机均处于得电运行状态，室内机组中的风机处于失电停机状态。

当水箱体中的水温到达预设水温点时，整个一机三体空调热水器系统中的风机、压缩机、三通换向电磁阀和四通换向电磁阀均处于断开失电状态。当水箱温度低于预设温度点时，所述风机、压缩机、三通换向电磁阀和四通换向电磁阀均会恢复制热水模式的通断状态，以此循环。

热水器模式一般应用于寒冷的冬季，冷媒压力较低，室外风机运行，室外热交换器中的冷媒在室外空气中吸收的热量，且室内热交换器中的冷媒辅助在室内空气中吸收的热量，由于冷凝器水箱设于温度较高的室内，不受室外环境的影响，所以本一机三体空调热水器系统的制热水及保温效果会比较理想。

第二种模式：单冷模式（制热水同步制冷气运行和自动转为单冷气运行）：

制热水同步制冷气运行具体如下：三通换向电磁阀12和室外风机均处于失电状态，所述压缩机10、室内风机和四通换向电磁阀14均处于得电状态，冷媒依次经过压缩机10、压缩机排气口101、第一三通管第一通口111、第一三通管第二通口112、冷凝器水箱2的冷凝器冷媒入口221、冷凝器22、冷凝器冷媒出口222、四通换向电磁阀a端141、四通换向电磁阀b端143、毛细管16、室内热交换器冷媒入口312、室内热交换器31、室内热交换器冷媒出口311、第二三通管第六通口133、第二三通管第四通口131、气液分离器19、压缩机吸气口102、最终进入压缩机10内部形成一个循环。

单冷气运行具体如下：当水箱体21中的水温到达预设水温点时，运行模式控制系统自动控制转为单制冷气运行。室内机组的风机、室外机组的压缩机、室外机组的风机和三通换向电磁阀12均处于得电状态；所述四通换向电磁阀14处于失电状态；三通换向电磁阀t端123与三通换向电磁阀s端121连通；四通换向电磁阀c端144与四通换向电磁阀b端143连通。冷媒依次经过压缩机排气口101、第一三通管第一通口111、第一三通管第三通口113、三通换向电磁阀s端121、三通换向电磁阀t端123、室外冷凝器冷媒出口151、室外冷凝器15、室外冷凝器冷媒入口152、第三三通管第七通口181、第三三通管第八通口182、四通换向电磁阀c端144、四通换向电磁阀b端143、毛细管16、室内冷凝器冷媒入口312、室内冷凝器31、室内冷凝器冷媒出口311、第二三通管第六通口133、第二三通管第四通口131、气液分离器19、压缩机吸气口102，最后回到压缩机内部形成一个循环。

制热水同步制冷气运行和自动转换为单冷气运行多在夏季使用，通过遥控器调定室内温度且通过水温控制器调定冷凝器水箱水温，每次开机均优先使用制热水同步制冷气运行，当冷凝器水箱水温达到预设温度点时，控制系统自动控制转为单冷气运行，无需重新操作遥控器。由于冷凝器水箱长期处于高温状态，冷媒集中在室内热交换器和室外热交换器的冷媒管路中运行，得到稳定冷媒压力的效果。本发明一种一机三体空调热水器系统，冷凝器水箱和室外冷凝器采用并联接法，室外机组中的风机运行散热，且冷凝器水箱起到辅助降低冷媒温度的作用。既增加了散热面积，使制冷气的效果比传统空调热水器好。

第三种模式：抽湿模式（制热水同步抽湿自动转换抽湿）：

制热水同步抽湿模式运行具体如下：三通换向电磁阀12和室外风机均处于失电状态；所述压缩机10、室内机组的风机和四通换向电磁阀14均处于得电状态；冷媒依次经过压缩机10、压缩机排气口101、第一三通管第一通口111、第一三通管第二通口112、冷凝器水箱2的冷凝器冷媒入口221、冷凝器22、冷凝器冷媒出口222、四通换向电磁阀a端141、四通换向电磁阀b端143、毛细管16、室内热交换器冷媒入口312、室内热交换器31、室内热交换器冷媒出口311、第二三通管第六通口133、第二三通管第四通口131、气液分离器19、压缩机吸气口102、最终进入压缩机10内部形成一个循环。

抽湿模式运行具体如下：当水箱体21中的水温到达预设水温点时，运行模式控制系统自动控制转为抽湿模式运行。室内机组中的风机运行，进行吹风换热工作；所述压缩机与室外机组风机均处于得电运行状态；三通换向电磁阀12得电，三通换向电磁阀t端123与三通换向电磁阀s端121连通；四通换向电磁阀14失电，四通换向电磁阀c端144与四通换向电磁阀b端143连通。冷媒依次经过压缩机排气口101、第一三通管第一通口111、第一三通管第三通口113、三通换向电磁阀s端121、三通换向电磁阀t端123、室外冷凝器冷媒出口151、室外冷凝器15、室外冷凝器冷媒入口152、第三三通管第七通口181、第三三通管第八通口182、四通换向电磁阀c端144、四通换向电磁阀b端143、毛细管16、室内冷凝器冷媒入口312、室内冷凝器31、室内冷凝器冷媒出口311、第二三通管第六通口133、第二三通管第四通口131、气液分离器19、压缩机吸气口102，最后回到压缩机内部形成一个循环。

当冷凝器水箱内部水温低于预设水温时，控制系统自动控制转为制热水同步抽湿运行，以此循环。

抽湿模式与普通空调抽湿模式类似。

一年四季温差较大，运行热水器模式时，室外冷凝器和室内冷凝器均吸热配合制热水，运行单冷模式时，室外冷凝器和冷凝器水箱中的冷凝器均散热配合制冷气，进行稳定冷媒压力，无需采用储液罐方式稳定冷媒压力，所以本发明具有减少部件的特点。由于使用的部件较少，降低了制造成本和降低了因部件多导致的故障率，在运行过程中减少了无用功。冷凝器水箱为设于室内的小型冷凝器水箱，其占用空间小，克服了因冷凝器水箱容积大导致保温效果差的问题。

本发明采用以上技术方案，具有制热水的效率高、制冷效果好、水箱体积小、故障率低、结构简单、易控制、维修、能够一年四季使用，冷媒压力稳定、制造成本低、受室外环境影响小，能适合大众方便使用等优点，符合节能环保倡议。

上述所列具体实现方式为非限制性的，对本技术领域人员来说，在不偏离本发明范围内，进行的各种改进和变化，均属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一机三体空调热水器系统，其特征在于包括：

冷凝器水箱，其设有带进水口及出水口的水箱体，水箱体内部设有带冷媒入口和冷媒出口的冷凝器；

室内机组，其设有带冷媒入口及冷媒出口的室内热交换器；

室外机组，其通过冷媒管道与冷凝器水箱和室内机组连接，其设有压缩机、第一三通管、三通换向电磁阀、第二三通管、气液分离器、室外热交换器、第三三通管、四通换向电磁阀和节流装置；所述压缩机设有排气口和吸气口；所述第一三通管三端通口分别为第一通口、第二通口和第三通口；所述三通换向电磁阀设有常闭s端、常开t端和常开u端；所述第二三通管三端通口分别为第四通口、第五通口和第六通口；所述室外热交换器设有冷媒入口和冷媒出口；所述第三三通管三端通口分别为第七通口、第八通口和第九通口；所述四通换向电磁阀的四个端口分别为a端、与a端常闭的b端、c端及与a端常开的d端；所述压缩机排气口与第一三通管第一通口通过冷媒管道连接；所述第一三通管的第二通口与冷凝器水箱冷媒入口通过冷媒管道连接；所述冷凝器水箱冷媒出口与四通换向电磁阀a端通过冷媒管道连接；所述四通换向电磁阀d端与第三三通管第九通口之间连接一节流装置；所述第三三通管第七通口与室外热交换器冷媒入口通过冷媒管道连接；所述室外热交换器冷媒出口与三通换向电磁阀t端通过冷媒管道连接；所述三通换向电磁阀s端与第一三通管第三通口通过冷媒管道连接；所述三通换向电磁阀u端与第二三通管第五通口通过冷媒管道连接；所述第二三通管第四通口与压缩机吸气口之间连接一气液分离器；所述第二三通管第六通口与室内热交换器冷媒出口通过冷媒管道连接；所述室内热交换器冷媒入口与四通换向电磁阀b端之间连接一节流装置；所述四通换向电磁阀c端与第三三通管第八通口通过冷媒管道连接；

控制系统，其与室外机组和冷凝器水箱电连接。

2.根据权利要求1所述的一机三体空调热水器系统，其特征在于：所述室外机组，其室外热交换器设有与控制系统电连接的风机；所述室内机组设有与控制系统电连接的风机。

3.根据权利要求1所述的一机三体空调热水器系统，其特征在于：所述控制系统，其与压缩机、三通换向电磁阀及四通换向电磁阀通过导线电连接。

4.根据权利要求1所述的一机三体空调热水器系统，其特征在于：所述冷凝器水箱设有一水箱温度控制器，该水箱温度控制器为毛细管式温度控制器，

其设有一设于水箱体内部的温度感应探头、设于水箱体外部的温度调节器和设于水箱体外部的温度刻度指示表。

5.根据权利要求1所述的一机三体空调热水器系统，其特征在于：所述三通换向电磁阀为二位三通换向电磁阀；所述四通换向电磁阀为二位四通换向电磁阀。

6.根据权利要求1所述的一机三体空调热水器系统，其特征在于：所述冷凝器水箱内部连接一单组冷凝器，或并联多组冷凝器。

7.根据权利要求1所述的一机三体空调热水器系统，其特征在于：所述节流装置为毛细管，或为热力膨胀阀，或为电子膨胀阀。

8.根据权利要求1所述的一机三体空调热水器系统，其特征在于：所述第一三通管、第二三通管和第三三通管均可为U型三通管、或为Y型三通管，或为T型三通管，或为冷媒管。

9.根据权利要求1所述的一机三体空调热水器系统，其特征在于：所述冷凝器水箱冷媒入口处设有压簧式分流阀，或电磁式分流阀。

10.根据权利要求1所述的一机三体空调热水器系统，其特征在于：所述冷凝器水箱进水口处设有一单向卸荷阀。

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