CN103032994A - 一种双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统，压缩机连接于四通阀的对应接口间，室外热交换器的第一接口一支路经第一电磁阀与四通阀的对应接口连通，另一支路经第二电磁阀与储热水箱的冷媒入口连通，室外热交换器的第二接口经第三电磁阀和膨胀阀与风盘表冷器的第一接口连通；四通阀的对应接口经第八电磁阀后一支路经第七电磁阀与风盘表冷器的第二接口连通，另一支路经第六电磁阀与储热水箱的冷媒入口连通；储热水箱的冷媒出口一支路经第四和第三电磁阀与室外热交换器的第二接口连通，另一支路经第五电磁阀、膨胀阀、第三电磁阀与室外热交换器的第二接口连通。本发明可提供夏季制冷加热回收和单独制冷模式，及冬季单独采暖和制热水模式。

Description

一种双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统，尤其涉及一种双蒸发双冷凝双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统及其控制方法。

背景技术

目前，已存在的户用中央空调系统包括分体空调和多联机空调系统，而用户的生活热水一般通过安装太阳能热水器或空气源热水器来实现；如果要实现室内空调冷热源和全年热水的供应，则需分别安装空调系统和热水系统，这样致使整套系统存在投资大、系统复杂、系统能耗大等问题，具体体现在：

1）分体空调的适用房间面积为10～17m²，安装灵活，一般的家庭需要安装2～3台分体空调，但系统没有热水功能，需另外安装热水系统，系统初投资大、系统能耗高，对安装施工的容错率较高；

2）多联机空调系统只需一台主机，就可为多个房间提供冷热源，系统能耗有所降低，但系统无热水功能，需另外安装热水系统，因而一定程度上增加了初投资。

发明内容

本发明的一个目的在于解决现有中央空调系统存在的功能单一和耗能较大的问题，提供一种可提供夏季制冷加热回收模式、夏季单独制冷模式、冬季单独采暖模式和冬季单独制热水模式四种工作模式的双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统。

本发明采用的技术方案为：一种双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统，包括控制器、空气源热泵室外机组、具有双向风机的风机盘管、四通阀、内置有冷凝器的储热水箱和用于检测储热水箱中的水温的温度传感器，所述冷凝器连接于储热水箱的冷媒入口和冷媒出口之间，所述空气源热泵室外机组包括压缩机、膨胀阀和作为蒸发器或者冷凝器的室外热交换器；所述压缩机的吸气管和排气管分别与四通阀的压缩机吸气管接口和压缩机排气管接口连通；室外热交换器的第一接口一支路经第一电磁阀与四通阀的室外热交换器接口连通，另一支路经第二电磁阀与储热水箱的冷媒入口连通，室外热交换器的第二接口顺次经第三电磁阀和膨胀阀与风机盘管的风盘表冷器的第一接口连通；四通阀的室内热交换器接口经第八电磁阀后一支路经第七电磁阀与所述风盘表冷器的第二接口连通，另一支路经第六电磁阀与储热水箱的冷媒入口连通；所述储热水箱的冷媒出口一支路顺次经第四电磁阀和所述第三电磁阀与室外热交换器的第二接口连通，另一支路顺次经第五电磁阀、所述膨胀阀、所述第三电磁阀与室外热交换器的第二接口连通；

所述温度传感器检测到的温度信号发送至控制器中与设定的温度阈值进行比较，所述双向风机、四通阀和第一至第八电磁阀均受控于所述控制器。

其中，所述膨胀阀与第三电磁阀之间连接有干燥过滤器。

其中，所述风机盘管的出风口通过风管顺次连接换风系统和除尘系统。

本发明的另一个目的是提供一种上述双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统的控制方法。

本发明采用的技术方案为：一种双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统的控制方法，包括夏季制冷加热回收模式、夏季单独制冷模式、冬季单独采暖模式和冬季单独制热水模式；

（1）当控制器接收到用户输入的启动夏季制冷加热回收模式的指令后，根据温度传感器采集到的温度，实时判断储热水箱中的水温是否超过预设的温度阈值，当储热水箱中的水温小于等于预设的温度阈值时，控制器使第一、第二、第四、第七和第八电磁阀处于打开状态，使第三、第五、第六电磁阀处于关闭状态，并使风机盘管的风机向风机盘管内吸风，此时，吸入风机盘管内的室内空气通过风盘表冷器放热，降温后的室内空气进入室内，同时，通过风盘表冷器吸热后的冷媒经第七、第八电磁阀进入压缩机进行提温后再经第一和第二电磁阀进入储热水箱的冷凝器中，将热量释放至储热水箱内的水中，以获取生活热水，经储热水箱释放热量的冷媒经第四电磁阀和膨胀阀再次进入风盘表冷器内吸收室内热量；

当储热水箱中的水温高于预设的温度阈值时，控制器开启夏季单独制冷模式，使第一、第三、第七和第八电磁阀处于打开状态，并使风机盘管的风机向风机盘管内吸风，此时，吸入风机盘管内的室内空气通过风盘表冷器放热，降温后的室内空气进入室内，同时，通过风盘表冷器吸热后的冷媒经第七、第八电磁阀进入压缩机进行提温后，再经第一电磁阀进入室外热交换器向室外散热，经室外热交换器的冷媒经过第三电磁阀和膨胀阀再次进入风盘表冷器内吸收室内热量；

（2）当控制器接收到用户输入的启动夏季单独制冷模式后，直接开启所述夏季单独制冷模式；

（3）当控制器接收到用户输入的启动冬季单独采暖模式后，控制器使第一、第三、第七和第八电磁阀处于打开状态，使第二、第四、第五和第六电磁阀处于关闭状态，并使风机盘管的风机向室内吹风，此时，室外热交换器中的冷媒吸收室外空气中的热量后，经第一电磁阀进入压缩机中进行提温，提温后的冷媒经第八和第七电磁阀进入风盘表冷器，以将热量释放给进入风机盘管中的室内空气，获得升温后的室内空气通过吹风的方式送达室内，达到采暖目的；经风盘表冷器释放热量的冷媒经膨胀阀、第三电磁阀回到室外热交换器中；

（4）当控制器接收到用户输入的启动冬季单独制热水模式后，控制器使第一、第三、第五、第六和第八电磁阀处于打开状态，使第二、第四和第七电磁阀处于关闭状态，并使风机盘管的风机向室内吹风，此时，室外热交换器中的冷媒吸收室外空气中的热量后，经第一电磁阀进入压缩机中进行提温，提温后的冷媒经第八和第六电磁阀进入储热水箱的冷凝器中，以将热量释放给储热水箱中的水，达到制热水的目的；经储热水箱的冷凝器释放热量的冷媒经第五电磁阀、膨胀阀、第三电磁阀回到室外热交换器中。

本发明的有益效果为：（1）本发明的双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统至少可实现采暖、制冷、制生活热水和除湿（由于室内热空气通过风机盘管与冷媒发生热交换时会有冷凝水产生，因此，可以达到除湿的效果）功能，如果结合换风系统、除尘系统，还可对应实现室内空气净化、换新风的功能；风机盘管即可作为冷凝器（释放热量，采暖模式），又可作为蒸发器（吸收热量，制冷模式）；（2）双冷凝器设置，一套冷凝器置于储热水箱中，另一套是室外热交换器所带的表冷器，它们通过一套控制系统实现采暖、制冷、加热生活热水的功能；（3）本发明的夏季运行模式，生活热水制造成本为零，在制造热水时，其制冷效率高于置于空调机组室外表冷器冷却效率，制冷效率高节约能耗，若结合使用换风、除尘系统，该模式下可实现室内空气净化，除湿，新风等功能，实现一能多用，节能、减排效果明显；（4）一机多用，一能多用，极大限度减少了家电的装机负荷和实现多项功能所需的各项投资，在未来市场竞争中具有明显的价格趋势；（5）系统稳定，安全可靠，该系统在传统空调机组基础上改进而成，其运行安全性和可靠性有保障，特别是生活热水相较于电热水器，由于储热水箱中没用电加热，而是用冷凝器冷媒加热，完全实现了水电分离，使用安全得到了保障。

附图说明

图1示出了根据本发明所述双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统的结构；

图2示出了图1所示双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统在冬季单独采暖模式下的冷媒的流向；

图3示出了图1所示双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统在冬季单独制热水模式下的冷媒的流向；

图4示出了图1所示双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统在夏季制冷加热回收模式下的冷媒的流向；

图5示出了图1所示双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统在夏季单独制冷模式下的冷媒的流向。

具体实施方式

如图1所示，本发明的双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统包括控制器、空气源热泵室外机组、具有双向风机的风机盘管7、四通阀2（或者称空调四通阀）、内置有冷凝器的储热水箱4和用于检测储热水箱中的水温的温度传感器，冷凝器连接于储热水箱4的冷媒入口和冷媒出口之间，空气源热泵室外机组包括压缩机31、膨胀阀36和作为蒸发器或者冷凝器的室外热交换器32；压缩机31的吸气管和排气管分别与四通阀2的压缩机吸气管接口S和压缩机排气管接口D连通；室外热交换器32的第一接口一支路经第一电磁阀11与四通阀2的室外热交换器接口C连通，另一支路经第二电磁阀12与储热水箱4的冷媒入口连通，室外热交换器32的第二接口顺次经第三电磁阀13、干燥过滤器35、膨胀阀36与风机盘管7的风盘表冷器的第一接口连通；四通阀2的室内热交换器接口E经第八电磁阀18后一支路经第七电磁阀17与所述风盘表冷器的第二接口连通，另一支路经第六电磁阀16与储热水箱4的冷媒入口连通；储热水箱4的冷媒出口一支路顺次经第四电磁阀14和上述第三电磁阀13与室外热交换器32的第二接口连通，另一支路顺次经第五电磁阀15、上述膨胀阀36、上述干燥过滤器35、上述第三电磁阀13与室外热交换器32的第二接口连通；上述温度传感器检测到的温度信号发送至控制器中与设定的温度阈值，该温度阈值例如是60℃，进行比较，双向风机、四通阀2和第一至第八电磁阀均受控于该控制器，在此，本领域技术人员均清楚温度传感器和控制器的功能可通过温控器结合控制器起作用，温控器在夏季制冷加热回收模式下可用于控制各电磁阀的开关。风机盘管的出风口可直接通入室内、通过风管连接换风系统、除尘系统或者顺次连接换风系统和除尘系统，对应地，降温后的室内空气可通过以下一种途径进入室内：

第一种途径为：直接进入室内；

第二种途径：通过换风系统与室外空气混合后进入室内；

第三种途径：通过除尘系统除尘后进入室内；

第四种途径：通过换风系统与室外空气混合后，再通过除尘系统除尘进入室内。

本发明的双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统可实现夏季制冷加热回收模式、夏季单独制冷模式、冬季单独采暖模式和冬季单独制热水模式，具体的控制方法为：

当控制器接收到用户输入的启动夏季制冷加热回收模式的指令后，根据温度传感器采集到的温度，实时判断储热水箱4中的水温是否超过预设的温度阈值，当储热水箱4中的水温小于等于预设的温度阈值时，如图4所示，控制器使第一第二、第四、第七和第八电磁阀处于打开状态，使第三、第五、第六电磁阀处于关闭状态，并使风机盘管7的风机向风机盘管内吸风，此时，吸入风机盘管7内的室内空气通过风盘表冷器放热，降温后的室内空气进入室内，同时，通过风盘表冷器吸热后的冷媒经第七、第八电磁阀进入压缩机进行提温后再经第一和第二电磁阀进入储热水箱4的冷凝器中，将热量释放至储热水箱4内的水中，以获取生活热水，经储热水箱释放热量的冷媒经第四电磁阀14和膨胀阀36再次进入风盘表冷器内吸收室内热量，开始下一个制冷加热回收循环。

当储热水箱4中的水温高于预设的温度阈值时，控制器开启夏季单独制冷模式，如图5所示，控制器使第一第三、第七和第八电磁阀处于打开状态，并使风机盘管7的风机向风机盘管内吸风，此时，吸入风机盘管7内的室内空气通过风盘表冷器放热，降温后的室内空气进入室内，同时，通过风盘表冷器吸热后的冷媒经第七、第八电磁阀进入压缩机31进行提温后，再经第一电磁阀11进入室外热交换器32向室外散热，经室外热交换器32的冷媒经过第三电磁阀13和膨胀阀36再次进入风盘表冷器内吸收室内热量，开始下一个制冷循环。

（2）当控制器接收到用户输入的启动夏季单独制冷模式后，直接开启所述夏季单独制冷模式（与夏季制冷加热回收模式中的夏季单独制冷模式相同）。

（3）当控制器接收到用户输入的启动冬季单独采暖模式后，如图2所示，控制器使第一、第三、第七和第八电磁阀处于打开状态，使第二、第四、第五和第六电磁阀处于关闭状态，并使风机盘管7的风机向室内吹风，此时，室外热交换器32中的冷媒吸收室外空气中的热量后，经第一电磁阀11进入压缩机31中进行提温，提温后的冷媒经第八和第七电磁阀进入风盘表冷器，以将热量释放给进入风机盘管7中的室内空气，获得升温后的室内空气通过吹风的方式送达室内，达到采暖目的；经风盘表冷器释放热量的冷媒经膨胀阀36、第三电磁阀13回到室外热交换器中，开始下一次制热循环。

（4）当控制器接收到用户输入的启动冬季单独制热水模式后，如图3所示，控制器使第一第三、第五、第六和第八电磁阀处于打开状态，使第二、第四和第七电磁阀处于关闭状态，并使风机盘管7的风机向室内吹风，此时，室外热交换器32中的冷媒吸收室外空气中的热量后，经第一电磁阀11进入压缩机31中进行提温，提温后的冷媒经第八和第六电磁阀进入储热水箱4的冷凝器中，以将热量释放给储热水箱4中的水，达到制热水的目的；经储热水箱4的冷凝器释放热量的冷媒经第五电磁阀15、膨胀阀36、第三电磁阀13回到室外热交换器中，开始下一次制热水循环。

以上所述仅为本发明较佳的实施方式，并非用来限定本发明的实施范围，但凡在本发明的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统，其特征在于：包括控制器、空气源热泵室外机组、具有双向风机的风机盘管、四通阀、内置有冷凝器的储热水箱和用于检测储热水箱中的水温的温度传感器，所述冷凝器连接于储热水箱的冷媒入口和冷媒出口之间，所述空气源热泵室外机组包括压缩机、膨胀阀和作为蒸发器或者冷凝器的室外热交换器；所述压缩机的吸气管和排气管分别与四通阀的压缩机吸气管接口和压缩机排气管接口连通；室外热交换器的第一接口一支路经第一电磁阀与四通阀的室外热交换器接口连通，另一支路经第二电磁阀与储热水箱的冷媒入口连通，室外热交换器的第二接口顺次经第三电磁阀和膨胀阀与风机盘管的风盘表冷器的第一接口连通；四通阀的室内热交换器接口经第八电磁阀后一支路经第七电磁阀与所述风盘表冷器的第二接口连通，另一支路经第六电磁阀与储热水箱的冷媒入口连通；所述储热水箱的冷媒出口一支路顺次经第四电磁阀和所述第三电磁阀与室外热交换器的第二接口连通，另一支路顺次经第五电磁阀、所述膨胀阀、所述第三电磁阀与室外热交换器的第二接口连通；

所述温度传感器检测到的温度信号发送至控制器中与设定的温度阈值进行比较，所述双向风机、四通阀和第一至第八电磁阀均受控于所述控制器。

2.根据权利要求1所述的双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统，其特征在于：所述膨胀阀与第三电磁阀之间连接有干燥过滤器。

3.根据权利要求1或2所述的双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统，其特征在于：所述风机盘管的出风口通过风管顺次连接换风系统和除尘系统。

4.根据权利要求1所述的双蒸发双冷凝户用型中央空调热水系统的控制方法，包括夏季制冷加热回收模式、夏季单独制冷模式、冬季单独采暖模式和冬季单独制热水模式；

（1）当控制器接收到用户输入的启动夏季制冷加热回收模式的指令后，根据温度传感器采集到的温度，实时判断储热水箱中的水温是否超过预设的温度阈值，当储热水箱中的水温小于等于预设的温度阈值时，控制器使第一第二、第四、第七和第八电磁阀处于打开状态，使第三、第五、第六电磁阀处于关闭状态，并使风机盘管的风机向风机盘管内吸风，此时，吸入风机盘管内的室内空气通过风盘表冷器放热，降温后的室内空气进入室内，同时，通过风盘表冷器吸热后的冷媒经第七、第八电磁阀进入压缩机进行提温后再经第一和第二电磁阀进入储热水箱的冷凝器中，将热量释放至储热水箱内的水中，以获取生活热水，经储热水箱释放热量的冷媒经第四电磁阀和膨胀阀再次进入风盘表冷器内吸收室内热量；

当储热水箱中的水温高于预设的温度阈值时，控制器开启夏季单独制冷模式，使第一、第三、第七和第八电磁阀处于打开状态，并使风机盘管的风机向风机盘管内吸风，此时，吸入风机盘管内的室内空气通过风盘表冷器放热，降温后的室内空气进入室内，同时，通过风盘表冷器吸热后的冷媒经第七、第八电磁阀进入压缩机进行提温后，再经第一电磁阀进入室外热交换器向室外散热，经室外热交换器的冷媒经过第三电磁阀和膨胀阀再次进入风盘表冷器内吸收室内热量；

（2）当控制器接收到用户输入的启动夏季单独制冷模式后，直接开启所述夏季单独制冷模式；

（3）当控制器接收到用户输入的启动冬季单独采暖模式后，控制器使第一、第三、第七和第八电磁阀处于打开状态，使第二、第四、第五和第六电磁阀处于关闭状态，并使风机盘管的风机向室内吹风，此时，室外热交换器中的冷媒吸收室外空气中的热量后，经第一电磁阀进入压缩机中进行提温，提温后的冷媒经第八和第七电磁阀进入风盘表冷器，以将热量释放给进入风机盘管中的室内空气，获得升温后的室内空气通过吹风的方式送达室内，达到采暖目的；经风盘表冷器释放热量的冷媒经膨胀阀、第三电磁阀回到室外热交换器中；

（4）当控制器接收到用户输入的启动冬季单独制热水模式后，控制器使第一、第三、第五、第六和第八电磁阀处于打开状态，使第二、第四和第七电磁阀处于关闭状态，并使风机盘管的风机向室内吹风，此时，室外热交换器中的冷媒吸收室外空气中的热量后，经第一电磁阀进入压缩机中进行提温，提温后的冷媒经第八和第六电磁阀进入储热水箱的冷凝器中，以将热量释放给储热水箱中的水，达到制热水的目的；经储热水箱的冷凝器释放热量的冷媒经第五电磁阀、膨胀阀、第三电磁阀回到室外热交换器中。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：降温后的室内空气通过以下一种途径进入室内：

第一种途径为：直接进入室内；

第二种途径：通过换风系统与室外空气混合后进入室内；

第三种途径：通过除尘系统除尘后进入室内；

第四种途径：通过换风系统与室外空气混合后，再通过除尘系统除尘进入室内。

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