CN102466370A - 空调热水器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空调热水器，其包括压缩机、水换热器、室内机、室外换热器、第1四通阀、第2四通阀、第1电子膨胀阀、第2电子膨胀阀，室内机包括互相“串联”的室内换热器与室内电子膨胀阀。压缩机的冷媒出口与第2四通阀的第1端口连接，第2四通阀的第2端口与水换热器的一端连接，水换热器的另一端通过第2电子膨胀阀与室内机的一端连接，室内机的另一端与第1四通阀的第2端口连接，第1通阀的第4端口与压缩机的冷媒入口连接，室外换热器的一端通过第1电子膨胀阀连接在第2电子膨胀阀与室内机之间，另一端与第1四通阀的第3端口连接，第1四通阀的第1端口连接在压缩机与第2四通阀的第1端口之间，第2四通阀的第3端口封闭。

Description

空调热水器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种空调热水器及其控制方法，特别是指一种具有制冷(单独对空气制冷)、制热(单独对空气制热)、制热水(单独制热水)、制冷制热水(对空气制冷同时制热水)、制热制热水(对室内空气制热同时制热水)五种功能模式的空调热水器及其控制方法。 

背景技术

现有技术中，将空调功能与热水器功能结合的空调热水器已有较多应用，例如图1所示的现有技术的一种空调热水器的结构示意图。如图1所示，空调热水器具有压缩机com(可以是多台并联)、四通阀4wv、电磁阀sv2、室内换热器i/d exc(可以是多台并联)、电子膨胀阀LEV1、室外换热器o/u exc、水换热器water-exc、电磁阀sv1。在不同的功能模式下，空调热水器的冷媒的流程是不同的，具体如下： 

制冷模式： 

冷媒依次经过压缩机com、四通阀4wv、室外换热器o/u-exc、电子膨胀阀lev1、室内换热器i/d exc、电磁阀sv2后回流至压缩机com 

制热模式： 

冷媒依次经过压缩机com、四通阀4wv、电磁阀sv2、室内换热器i/d exc、电子膨胀阀lev1、室外换热器o/u-exc后回流至压缩机com。 

制热水模式：冷媒依次经过压缩机com、电磁阀sv1、水换热器water exc、电子膨胀阀lev1、室外换热器o/u exc后回流至压缩机com。 

制冷制热水模式： 

压缩机com中的冷媒一路依次经过四通阀4wv、室外换热器o/uexc、电子膨胀阀lev1，另一路依次经过电磁阀sv1、水换热器water exc，两路汇集到一起后依次经过室内换热器i/d exc、电磁阀sv2，最后回到压缩机com。 

制热制热水模式： 

压缩机com中的冷媒一路依次经过四通阀4wv、电磁阀sv2、室内换热器i/d exc，另一路依次经过电磁阀sv1、水换热器water exc，两路汇集到一起后依次经过电子膨胀阀lev1、室外换热器o/u exc，最后返回压缩机com。 

然而上述现有技术的空调热水器存在如下缺点：在制冷制热水模式下，一部分冷媒经室外换热器冷凝后进入室内，另一部分经水换热器冷凝后进入室内，冷媒分两条路径分别执行不同的功能，没有将室内吸收的热量有效利用，空调热水器的整体效率较低。 

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器，以有效利用室内吸收的热量来用于加热水，提高空调热水器的整体效率。 

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案： 

技术方案1：空调热水器包括：压缩机、水换热器、室内机、室外换热器、第1四通阀、第2四通阀、第1电子膨胀阀、第2电子膨胀阀，室内机包括互相“串联”的室内换热器与室内电子膨胀阀，第1四通阀与第2四通阀分别具有第1端口、第2端口、第3端口、第4端口，并且第1四通阀与第2四通阀可分别在第1状态与第2状态间切换，该第1状态是指第1端口与第3端口连通且第2端口与第4端口连通的状态，该第2状态是指第1端口与第2端口连通且第3端口与第4端口连通的状态。压缩机的冷媒出口与第2四通阀的第1端口连接，该第2四通阀的第2端口与水换热器的一端连接，该水换热器的另一端通过第2电子膨胀阀与室内机的一端连接，该室内机的另一端与第1四通阀的第2端口连接，该第1四通阀的第4端口与压缩机的冷媒入口连接，室外换热器的一端通过第1电子膨胀阀连接在第2电子膨胀阀与室内机之间，另一端与第1四通阀的第3端口连接， 第1四通阀的第1端口连接在压缩机与第2四通阀的第1端口之间，第2四通阀的第3端口封闭。 

采用技术方案1所述的本发明的空调热水器，可有效利用室内吸收的热量来用于加热水，提高空调热水器的整体效率。 

技术方案2：在技术方案1的基础上，技术方案2的空调热水器还包括电磁阀，该电磁阀的一端连接在所述第1电子膨胀阀与第2电子膨胀阀之间，另一端通过第2毛细管与压缩机的冷媒入口连接。 

通过采用具有技术方案2所述的电磁阀的结构，当冷媒量较少(如系统中某处出现泄露)时，该电磁阀接通，以向压缩机输送冷媒，使压缩机的冷媒量达到要求。 

技术方案3：在技术方案1的基础上，在技术方案3的空调热水器中，第2四通阀的第4端口通过第1毛细管压缩机的冷媒入口连接。 

通过采用技术方案3所述的本发明的空调热水器，当需要除去室外机侧的结霜时，该第1毛细管可形成了一个完整的除霜通路，可使冷媒在系统中以较低的流量或速度循环，利用压缩机输出的高温冷媒除去室外机一侧的结霜。 

附图说明

图1为现有技术的空调热水器的结构示意图； 

图2为本实施方式的空调热水器的结构示意图。 

具体实施方式

下面参照附图对本实施方式的空调热水器的结构进行说明。图2所示为本发明的空调热水器结构的示意图。为方便起见，在下面的说明中，各部件的通过管道的连接只叙述为“连接”，即在下面的说明中的“连接”是指通过管道连接。如图2所示，本实施方式的空调热水器包括：压缩机com、水换热器water exc、室外换热器o/u exc、室内机、第1四通阀4wv1、第2四通阀4wv2、第1电子膨胀阀lev1、第2电子膨胀阀lev2。其中，压缩机具有冷媒出口与冷媒入口，室内 机包括室内换热器i/d exc与室内电子膨胀阀，该室内换热器i/d exc与室内电子膨胀阀为“串联”关系。第1四通阀4wv1与第2四通阀4wv2分别都具有第1端口d、第2端口c、第3端口e、第4端口s四个出入端口，可在第1状态与第2状态间切换，该第1状态是指第1端口d与第3端口c连通且第2端口e与第4端口s连通的状态，第2状态是指第1端口d与第2端口e连通且第3端口c与第4端口s连通的状态。 

压缩机的冷媒出口与第2四通阀的第1端口d连接，该第2四通阀4wv2的第2端口e与水换热器的一端连接，该水换热器的另一端通过第2电子膨胀阀与室内机的一端连接，该室内机的另一端与第1四通阀的第2端口e连接，该第1四通阀4wv1的第4端口s与压缩机的冷媒入口连接。室外换热器的一端通过第1电子膨胀阀连接在第2电子膨胀阀与室内机之间，另一端与第1四通阀4wv1的第3端口c连接。第1四通阀4wv1的第1端口d连接在压缩机与第2四通阀4wv2的第1端口d之间。第2四通阀4wv2的第3端口c封闭，本实施方式中，该第2四通阀4wv2的第3端口c的封闭是通过焊死的方式实现的。 

下面对本发明的空调热水器的各工作模式进行说明。 

【制冷模式】 

将第1四通阀4wv1断电切换第1状态(第1端口d与第3端口c连通且第2端口e与第4端口s连通)、第2四通阀4wv2断电切换为第1状态(第1端口d与第3端口c连通且第2端口e与第4端口s连通)、第1电子膨胀阀lev1打开、第2电子膨胀阀lev2关闭、室内电子膨胀阀lev3打开，从而将空调热水器置于制冷模式。 

在制冷模式下，由压缩机com消耗电能输出高温高压的气态冷媒，该高温高压的气态冷媒经过第1四通阀4wv1的第1端口d与第3端口c进入室外换热器o/u exc，在室外换热器o/u exc中被冷凝成高压中温的液态冷媒，之后该高压中温的液态冷媒进入室内机，通过室内机的室内电子膨胀阀lev3节流成低温低压的液态冷媒，之后该低温低 压的液态冷媒进入室内换热器i/d exc，在室内换热器i/d exc中被蒸发成低温低压的气态冷媒，最后经过第1四通阀4wv1的第2端口e与第4端口s返回到压缩机com中，从而完成一个完整的制冷循环过程。其中低温低压的液态冷媒在室内换热器i/d exc中蒸发的过程就是吸收室内热量即制冷的过程。在室内换热器i/d exc中吸收的热量通过室外换热器o/u exc排放到室外侧。 

在制冷模式下，本发明的空调热水器的冷媒流程如下： 

冷媒依次经过压缩机com、第1四通阀4wv1(第1端口d、第3端口c)、室外换热器o/u exc、第1电子膨胀阀lev1、室内机(室内电子膨胀阀lev3、室内换热器i/d exc)、第1四通阀4wv1(第2端口e、第4端口s)后回流至压缩机com。 

【制热模式】 

将第1四通阀4wv1通电切换为第2状态(第1端口d与第2端口e连通且第3端口c与第4端口s连通)、第2四通阀4wv2断电切换为第1状态(第1端口d与第3端口c连通且第2端口e与第4端口s连通)、第1电子膨胀阀lev1打开、第2电子膨胀阀lev2关闭、室内电子膨胀阀lev3打开，从而将空调热水器置于制热模式。 

在制热模式下，由压缩机com消耗电能输出高温高压的气态冷媒，该高温高压的气态冷媒经过第1四通阀4wv1的第1端口d与第2端口e进入室内机(室内换热器i/d exc及室内电子膨胀阀lev3)，在室内换热器i/d exc中释放热量被冷凝成高压中温的液态冷媒，之后，经过第1电子膨胀阀lev1被节流成低温低压的液态冷媒，该低温低压的液态冷媒进入室外换热器o/u exc，在室外换热器o/u exc中被蒸发成低温低压的气态冷媒，最后经过第1四通阀4wv1的第3端口c与第4端口s返回到压缩机com中，完成一个完整的制热循环过程。其中，高温高压的气态冷媒在室内换热器i/d exc中的冷凝过程就是对室内释放热量即制热的过程。 

在制热模式下，本发明的空调热水器的冷媒流程如下： 

冷媒依次经过压缩机com、第1四通阀4wv1(第1端口d、第2 端口e)、室内机(室内换热器i/d exc、室内电子膨胀阀lev3)、第1电子膨胀阀lev1、室外换热器o/u exc、第1四通阀(第3端口c、第4端口s)后回流至压缩机com。 

【制热水模式】 

将第1四通阀4wv1通电切换为第2状态(第1端口d与第2端口e连通且第3端口c与第4端口s连通)、第2四通阀4wv2通电切换为第2状态(第1端口d与第2端口e连通且第3端口c与第4端口s连通)、第1电子膨胀阀lev1打开、第2电子膨胀阀lev2打开、室内电子膨胀阀lev3关闭，从而将空调热水器置于制热水模式。 

在制热水模式下，由压缩机com消耗电能输出高温高压的气态冷媒，该高温高压的气态冷媒经过第2四通阀的第1端口d与第2端口e进入水换热器warter exc，在水换热器warter exc中释放热量将水加热后被冷凝成高压中温的液态冷媒，之后通过第1电子膨胀阀lev1被节流成低温低压的液态冷媒，之后进入室外换热器o/u exc，在室外换热器o/u exc中被蒸发成低温低压的气态冷媒，最后经过第1四通阀4wv1的第3端口c与第4端口s返回到压缩机com，完成一个完整的制热水循环过程。其中高温高压的气态冷媒在水换热器warter exc中冷凝的过程就是释放热量以加热水即制热水的过程。 

在制热水模式下，本发明的空调热水器的冷媒流程如下： 

冷媒依次经过压缩机com、四通阀4wv2(第1端口d、第2端口e)、水换热器warter exc、第2电子膨胀阀lev2、第1电子膨胀阀lev1、室外换热器o/u exc、第1四通阀(第3端口c、第4端口s)后回流至压缩机com。 

【制冷制热水模式】 

将第1四通阀4wv1断电切换为第1状态(第1端口d与第3端口c连通且第2端口e与第4端口s连通)、第2四通阀4wv2通电切换为第2状态(其第1端口d与第2端口e连通且第3端口c与第4端口s连通)、第1电子膨胀阀lev1关闭、第2电子膨胀阀lev2打开、室内电子膨胀阀lev3打开，从而将空调热水器置于制冷制热水模 式。 

在制冷制热水模式下，由压缩机com消耗电能输出高温高压的气态冷媒，该高温高压的气态冷媒经过第2四通阀的第1端口d与第2端口e进入水换热器warter exc，在水换热器warter exc中释放热量以加热水后被冷凝成高压中温的液态冷媒，该高压中温的液态冷媒通过室内电子膨胀阀lev3被节流成低温低压的液态冷媒后进入室内换热器i/d exc，在室内换热器i/d exc中该低温低压的液态冷媒蒸发成低温低压的气态冷媒，最后经过第1四通阀的第2端口e与第4端口s返回到压缩机com中，完成一个完整的制冷制热水循环过程。其中，低温低压的液态冷媒在室内换热器i/d exc中蒸发的过程就是吸收室内热量即制冷的过程，在室内吸收热量后，冷媒返回到压缩机com中，之后被变为高温高压的气态而加热水。可见，从室内吸收的热量被利用以在水换热器warter exc中加热水，实现了热量的有效利用，降低了整体空调热水器的能耗，提高了其效率。 

在制冷制热水模式下，本发明的空调热水器的冷媒流程如下： 

冷媒依次经过压缩机com、四通阀4wv2(第1端口d、第2端口e)、水换热器warter exc、第2电子膨胀阀lev2、室内机(室内电子膨胀阀lev3、室内换热器i/d exc)、第1四通阀(第2端口e、第4端口s)后回流至压缩机com。 

【制热制热水模式】 

将第1四通阀4wv1通电切换为第2状态(第1端口d与第2端口e连通且第3端口c与第4端口s连通)、第2四通阀4wv2通电切换为第2状态(第1端口d与第2端口e连通且第3端口c与第4端口s连通)、第1电子膨胀阀lev1打开、第2电子膨胀阀lev2打开、室内电子膨胀阀lev3打开，从而将空调热水器置于制热制热水模式。 

在制热制热水模式下，由压缩机com消耗电能输出高温高压的气态冷媒，该高温高压的气态冷媒一部分经过第1四通阀4wv1的第1端口d与第2端口e进入室内换热器i/d exc，在室内换热器i/d exc中 被冷凝成高压中温的液态冷媒，另一部分经过第2四通阀的第1端口d与第2端口e进入水换热器warter exc，在水换热器warter exc中释放热量以加热水，之后经过第2电子膨胀阀lev2与流经室内换热器i/d exc侧的冷媒汇合，汇合后的冷媒被第1电子膨胀阀lev1节流成低温低压的液态冷媒进入室外换热器o/u exc，在室外换热器o/u exc中被蒸发成低温低压的气态冷媒，最后经过第1四通阀4wv1的第3端口c与第4端口s返回到压缩机com中，完整一个完整的制热制热水循环过程。其中，高温高压的气态冷媒在室内换热器i/d exc中被冷凝的过程就是释放热量以加热室内空气即制热的过程，在水换热器warter exc中释放热量的过程就是加热水即制热的过程。 

在制热制热水模式下，本发明的空调热水器的冷媒流程如下： 

压缩机com中的冷媒一路依次经过第2四通阀4wv、水换热器、第2电子膨胀阀lev2，另一路依次经过第1四通阀4wv1、室内换热器i/d exc两路汇集到一起后依次经过第1电子膨胀阀lev1、室外换热器o/u exc、第1四通阀，最后返回压缩机com。 

在本实施方式中，空调热水器还具有电磁阀sv，该电磁阀sv的一端连接在第1电子膨胀阀lev1与第2电子膨胀阀lev2之间，另一端通过第1毛细管ct1连接在压缩机com与第1四通阀4wv1的第4端口s之间。当冷媒量较少(如系统中某处出现泄露)时，该电磁阀sv接通，向压缩机com输送冷媒，使流入压缩机的冷媒量充足，并且因第1毛细管ct1的限流作用，使得冷媒并不会经由电磁阀sv过量地流向压缩机，不会对空调热水器的其他功能产生影响。 

另外，在本实施方式中，第2四通阀的第4端口s通过第2毛细管ct2连接在第1四通阀4wv1的第4端口s与压缩机之间。与第2四通阀的第4端口s连接的第2毛细管ct2在空调热水器正常运转时并无作用，但是当整个系统没有室内空调机(例如冬天时使用者不需要制冷，可关闭室内空调机所处的局部系统)，只有地暖或热水器时，在长时间低温制热水的情况下，外机冷凝器会有结霜现象，当需要除霜时，该毛细管就形成了一个完整的除霜通路，可使冷媒在系统中以 较低的流量或速度循环，利用压缩机输出的高温冷媒除去室外机一侧的结霜。此时，第1四通阀4wv1切换为第1状态，第2四通阀4wv2切换为第1状态，第1电子膨胀阀lev1打开，第2电子膨胀阀lev2打开，第3电子膨胀阀lev3关闭，冷媒的循环过程如下： 

冷媒依次经过压缩机com、第1四通阀4wv1(第1端口d、第3端口c)、室外换热器o/u exc、第1电子膨胀阀lev1、第2电子膨胀阀lev2、水换热器water exc、第2四通阀4wv2(第2端口e、第4端口s)后回流至压缩机com。 

可见，从压缩机com的冷媒出口流出的高温高压的冷媒直接流向室外机(室外换热器o/u exc、第1电子膨胀阀lev1)，从而除去室外机上的结霜。 

Claims (8)

1.一种空调热水器，其特征在于，包括：压缩机、水换热器、室内机、室外换热器、第1四通阀、第2四通阀、第1电子膨胀阀、第2电子膨胀阀，所述室内机包括互相“串联”的室内换热器与室内电子膨胀阀，所述第1四通阀与第2四通阀分别具有第1端口、第2端口、第3端口、第4端口，并且所述第1四通阀与第2四通阀可分别在第1状态与第2状态间切换，该第1状态是指第1端口与第3端口连通且第2端口与第4端口连通的状态，该第2状态是指第1端口与第2端口连通且第3端口与第4端口连通的状态，

压缩机的冷媒出口与第2四通阀的第1端口连接，该第2四通阀的第2端口与水换热器的一端连接，该水换热器的另一端通过第2电子膨胀阀与室内机的一端连接，该室内机的另一端与第1四通阀的第2端口连接，该第1四通阀的第4端口与压缩机的冷媒入口连接，室外换热器的一端通过第1电子膨胀阀连接在第2电子膨胀阀与室内机之间，另一端与第1四通阀的第3端口连接，第1四通阀的第1端口连接在压缩机与第2四通阀的第1端口之间，第2四通阀的第3端口封闭。

2.根据权利要求1所述的空调热水器，其特征在于，还包括电磁阀，该电磁阀的一端连接在所述单向阀与第1电子膨胀阀与第2电子膨胀阀之间，另一端通过第2毛细管与所述压缩机的冷媒入口连接。

3.根据权利要求1所述的空调热水器，其特征在于，第2四通阀的第4端口通过第1毛细管与压缩机的冷媒入口连接。

4.一种控制权利要求1所述的空调热水器的方法，其特征在于，所述空调热水器具有制冷模式，该制冷模式是通过这样的操作实现的，即，将第1四通阀切换为第1状态、第2四通阀切换为第1状态、第1电子膨胀阀打开、第2电子膨胀阀关闭、室内电子膨胀阀lev3打开。

5.一种控制权利要求1所述的空调热水器的方法，其特征在于，所述空调热水器具有制热模式，该制热模式是通过这样的操作实现的，即，将第1四通阀切换为第2状态、第2四通阀切换为第1状态、第1电子膨胀阀打开、第2电子膨胀阀关闭、室内电子膨胀阀lev3打开。

6.一种控制权利要求1所述的空调热水器的方法，其特征在于，所述空调热水器具有制热水模式，该制热水模式是通过这样的操作实现的，即，将第1四通阀切换为第2状态、第2四通阀切换为第2状态、第1电子膨胀阀打开、第2电子膨胀阀打开、室内电子膨胀阀lev3关闭。

7.一种控制权利要求1所述的空调热水器的方法，其特征在于，所述空调热水器具有制冷制热水模式，该制冷制热水模式是通过这样的操作实现的，即，将第1四通阀切换为第1状态、第2四通阀切换为第2状态、第1电子膨胀阀关闭、第2电子膨胀阀打开、室内电子膨胀阀lev3打开。

8.一种控制权利要求1所述的空调热水器的方法，其特征在于，所述空调热水器具有制热制热水模式，该制热制热水模式是通过这样的操作实现的，即，将第1四通阀切换为第2状态、第2四通阀切换为第2状态、第1电子膨胀阀打开、第2电子膨胀阀打开、室内电子膨胀阀lev3打开。