CN103629861A - 一种热泵型空调热水系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵型空调热水系统，包括保温蓄水箱、承压保温加热水箱、内置第一双向风机的室外热泵系统及控制器，其中，室外热泵系统包括热泵机箱、设于热泵机箱箱体内的压缩机、气液分离器、电子膨胀阀、蒸发器及设于承压保温加热水箱内的冷凝器，承压保温加热水箱通过设有温控电磁阀的输水管道与保温蓄水箱相通，保温蓄水箱内设有液位控制开关及第二温度探头；热泵机箱的后端设有与第一双向风机相连的导流风箱，所述导流风箱左右两个侧面及后端箱面上各设有一电子风阀，且后端箱面上的电子风阀通过联通风道与设于室内的第二双向风机相连。该系统可提供室外吸风制热、室内送风制热、室外吸风制热、制冷净化以及室外吸风、新风净化四种模式。

Description

一种热泵型空调热水系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种热泵型空调热水系统，尤其涉及一种具有空气净化功能的热泵型空调热水系统及其控制方法，属于热泵空调领域。

背景技术

空调热水系统的工作原理是通过蒸发器的工质吸收空气中的热量，再通过压缩机将工质中吸收的热量和压缩机做功产生的热量，通过冷凝器释放于水箱中的水中，使得水箱中的水被加热，同时，还将失去大量热量的低温空气释放，必要时可用于对室内空气的制冷，使得空气储能得到了充分的利用。然而，现有的空调热水系统，其工作模式大都相对较为单一，特别是在天气较冷的冬季，由于室外温度较低，室外空气储热量少，导致空调热泵制热效率大幅下降，甚至室外热泵主机在室外温度较低情况下无法开启，严重制约了其使用范围；此外，随着空气污染问题日益加剧，现有的空调热水系统，不能实现调节室内空气质量的作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有多种工作模式、能提供室内换新风和室内空气净化，室内制冷需求的常年提供热水热泵型空调热水系统及其控制方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种热泵型空调热水系统，包括保温蓄水箱、承压保温加热水箱、内置有第一双向风机的室外热泵系统、以及与各部分相连并控制各部分运行的控制器，所述室外热泵系统包括热泵机箱以及通过管道连接的压缩机、气液分离器、电子膨胀阀、冷凝器和蒸发器，其中，所述压缩机、气液分离器、电子膨胀阀以及蒸发器设于热泵机箱的箱体内，所述冷凝器设于承压保温加热水箱的箱体内，所述承压保温加热水箱内设有第一温度探头，所述承压保温加热水箱通过输水管道与保温蓄水箱相通，且所述输水管道上设有一温控电磁阀，所述保温蓄水箱的箱体内设有液位控制开关及第二温度探头；所述热泵机箱的后端设有一与第一双向风机相连的导流风箱，所述导流风箱与热泵机箱紧密连接，导流风箱的左右两个侧面及与热泵机箱相对的后端箱面上各设有一个出风口，所述导流风箱的左右两个侧面及与热泵机箱相对的后端箱面上还各设有一控制其相对应的出风口开启和关闭的侧翼电子风阀和后端电子风阀，且所述后端电子风阀通过联通风道与设于室内的至少一台第二双向风机相连。

其中，所述联通风道内设有空气净化装置；

所述保温蓄水箱内还设有温控电加热器；

所述保温水箱的箱体底部设有放水阀；

所述放水阀的下方设有一循环增压泵；

所述第二双向风机通过风道支管与联通风道相连，且第二双向风机的流量之和与第一风机流量相适配；

所述导流风箱与热泵机箱间通过密封装置密封；

所述导流风箱和联通风道经过保温处理和防噪音处理。

一种如上所述的热泵型空调热水系统的控制方法，包括室外吸风制热、室内送风制热、室外吸风制热、制冷净化以及室外吸风、新风净化四种运行模式，其中：

1）当控制器接收到用户输入的启动室外吸风制热模式的指令后，室外热泵系统开启，第一双向风机处于吸风工况，导流风箱上的后端电子风阀关闭，侧翼电子风阀开启，风从室外热泵系统的蒸发器前的风口吸入经过蒸发器吸热后，通过导流风箱，左右两侧的侧翼电子风阀开启，风从导流风箱左右两侧的侧翼出风口排出；

2）当控制器接收到用户输入的室内送风制热模式的指令后，室外热泵系统开启，第一双向风机处于排风工况，控制导流风箱后端风口的后端电子风阀开启，侧翼电子风阀关闭；设于室内的第二双向风机处于向外排风工况，风从室内沿联通风道、导流风箱，在第一双向风机的作用下，通过蒸发器吸热后，经过蒸发器前的风口排向室外；

3）当控制器接收到用户输入的室外吸风制热、制冷净化模式的指令后，室外热泵系统开启，第一双向风机处于吸风工况，控制导流风箱后端风口的后端电子风阀开启，侧翼电子风阀关闭；风从蒸发器前的风口进入，经过蒸发器吸热后，沿导流风箱、联通风道，并经过联通风道内的空气净化装置进行净化后，经第二双向风机将洁净的冷风送入室内，此时，第一双向风机与第二双向风机均处于吸风工况；

4）当控制器接收到用户输入的室外吸风、新风净化模式的指令后，室外热泵系统关闭，第一双向风机处于吸风工况，导流风箱的后端电子风阀开启，侧翼电子风阀关闭；风从蒸发器前的风口进入，并沿导流风箱、联通风道，经过联通风道内的空气净化装置进行净化后，经第二双向风机将洁净的新风送入室内，此时，第一双向风机与第二双向风机均处于吸风工况。

本发明的有益效果在于，本发明的热泵空调热水系统，能提供室外吸风制热、室内送风制热、室外吸风制热、制冷净化以及室外吸风、新风净化四种工作模式，在保证一年四季均可提供热水的同时还能对室内空气进行净化。实现了一能多用，制冷、制热水、室内空气净化、室内新风功能。节能和环保效益显著。

附图说明

图1示出了本发明所述的热泵型空调热水系统的结构示意图；

图2示出了本发明所述的热泵型空调热水系统中空气净化装置与导流风箱的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

如图1～图2所示，本发明所述的热泵型空调热水系统包括保温蓄水箱1、承压保温加热水箱8、以及内置有第一双向风机10的室外热泵系统，所述室外热泵系统包括热泵机箱16以及通过管道连接的压缩机15、气液分离器14、电子膨胀阀13、冷凝器9和蒸发器11，其中，所述压缩机15、气液分离器14、电子膨胀阀13以及蒸发器11设于热泵机箱16的箱体内且设于第一双向风机10的前方，热泵机箱16位于蒸发器11前的箱面上设有一风口，所述冷凝器9设于承压保温加热水箱8的箱体内，所述承压保温加热水箱8的上部箱体内设有对承压保温加热水箱8箱体内的水进行温度监测的第一温度探头7，承压保温加热水箱8通过输水管道与保温蓄水箱1的上部相通，且所述输水管道上设有一温控电磁阀6，所述保温蓄水箱1的箱体内从上至下依次设有液位控制开关2、第二温度探头3，进一步地，所述保温蓄水箱1的箱内底部还设有温控电加热器4，所述保温蓄水箱1的箱体底部还设有一放水阀19，进一步地，为克服用水点高度差，增加用水点水压，所述防水阀19下方还可设有一循环增压泵18。

所述热泵机箱16的后端设有一与第一双向风机10相连的导流风箱17，所述导流风箱17与热泵机箱16紧密连接，以保证不漏风，导流风箱17左右两个侧面及与热泵机箱相对的后端箱面上各设有一个出风口，所述导流风扇17的左右侧面上还各设有一控制左右侧面上的侧翼风口开启和关闭的侧翼电子风阀12，其与热泵机箱16相对的后端箱面上还设有一控制后端风口开启和关闭的后端电子风阀20，所述后端电子风阀20通过联通风道23与设于室内的至少一台第二双向风机22相连，根据实际需要，各台第二双向风机22可通过风道支管与连通风道23连接在一起，且各第二双向风机22的流量之和与第一双向风机10的流量相适配。进一步地，为保证进入室内的空气质量，所述联通风道23的管道内设有空气净化装置21，本实施例中，所述空气净化装置21可采用如空气过滤器、紫外净化器、臭氧净化器等任何可以达到空气净化效果的空气净化装置，在此不再一一赘述。所述导流风箱17与热泵机箱16、第一双向风机10之间均通过密封装置密封。导流风箱17、联通风道23均经过保温处理和防噪音处理。本发明所述的热泵型空调热水系统还包括与系统的各部分连接并控制其运行的控制器5，所述液位控制开关2、第二温度探头3、温控电加热器4、温控电磁阀6、第一温度探头7、侧翼电子风阀12、后端电子风阀20、第二双向风机22、室外热泵系统均受控于所述控制器5。

采用本发明所述的热泵型空调热水系统，可实现室外吸风制热、室内送风制热、室外吸风制热、制冷净化以及室外吸风、新风净化四种运行模式，在保证一年四季均可提供热水的同时还能对室内空气进行净化。各运行模式的具体运行方式如下：

1）室外吸风制热模式

当控制器5接收到用户输入的启动室外吸风制热模式的指令后，室外热泵系统开启，第一双向风机10处于吸风工况，导流风箱17上通向室内的后端风口在后端电子风阀20的作用下关闭，通向室外的侧翼风口在侧翼电子风阀12的作用下开启，此时风从室外热泵系统的蒸发器11前的风口吸入经过蒸发器11吸热后，通过导流风箱17，左右两侧的侧翼电子风阀12开启，风从导流风箱17左右两侧的侧翼出风口排出；

2）室内送风制热模式

当控制器5接收到用户输入的室内送风制热模式的指令后，室外热泵系统开启，第一双向风机10处于排风工况，导流风箱17上通向室内的后端风口在电子风阀20的作用下开启，通向室外的侧翼风口在侧翼电子风阀12份作用下关闭；此时，设于室内的第二双向风机22处于向外排风工况，风从室内沿联通风道23、导流风箱17，在第一双向风机10的接力下，通过蒸发器11吸热后，经过蒸发器11前的风口排向室外；

3）室外吸风制热、制冷净化模式

当控制器5接收到用户输入的室外吸风制热、制冷净化模式的指令后，室外热泵系统开启，第一双向风机10处于吸风工况，控制导流风箱17后端风口的后端电子风阀20开启，控制侧翼风口的侧翼电子风阀12关闭；此时，风从蒸发器11前的风口进入，经过蒸发器11吸热后，沿导流风箱17、联通风道23，并经过联通风道23内的空气净化装置21进行净化后，经第二双向风机22将洁净的冷风送入室内，此时，第一双向风机10与第二双向风机22均处于吸风工况；

4）室外吸风、新风净化模式

当控制器5接收到用户输入的室外吸风、新风净化模式的指令后，室外热泵系统关闭，第一双向风机10处于吸风工况，导流风箱17上通向室内的后端风口在后端电子风阀20的作用下开启，通向室外的侧翼风口在的侧翼电子风阀12的作用下关闭；此时，风从蒸发器11前的风口进入，并沿导流风箱17、联通风道23，经过联通风道23内的空气净化装置21进行净化后，经第二双向风机22将洁净的新风送入室内，此时，第一双向风机10与第二双向风机22均处于吸风工况；此模式下，不需要制热水，也不需要给室内送冷风，只是给室内通入洁净的新风。

上述1）～4）四种运行模式，除模式4）中室外热泵系统关闭之外，其余1）～3）三种运行模式下，室外热泵系统均需开启，在此运行模式下，蒸发器11吸收的低温热能，经过压缩机15压缩后变成高温热能，并经过气液分离器14及电子膨胀阀13将热能传递给承压保温加热水箱8中，对承压保温加热水箱8中的水进行加热。

当置于承压保温加热水箱8中的第一温度探头7探测到承压保温加热水箱8中的水温达到预设的温度阈值时，温控电磁阀6的阀门开启，热水沿连通的管路在自来水进水口的压力下，承压保温加热水箱8中的热水经输水管道流入到保温蓄水箱1中，当第一温度探头7探测到承压保温加热水箱8中的水温低于预设的温度阈值时，温控电磁阀6的阀门关闭。如此往复，直至保温蓄水箱1中的蓄水达到其液位控制的高限为止，当保温蓄水箱1中的第二温度探头3探测到保温蓄水箱1中的水温低于预设的温度阈值时，可启动设于保温水箱1中的箱内底部的温控电加热器4，将保温蓄水箱1中的水加热至预设值。

综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (9)

1.一种热泵型空调热水系统，其特征在于：包括保温蓄水箱、承压保温加热水箱、内置有第一双向风机的室外热泵系统、以及与各部分相连并控制各部分运行的控制器，所述室外热泵系统包括热泵机箱以及通过管道连接的压缩机、气液分离器、电子膨胀阀、冷凝器和蒸发器，其中，所述压缩机、气液分离器、电子膨胀阀以及蒸发器设于热泵机箱的箱体内，所述冷凝器设于承压保温加热水箱的箱体内，所述承压保温加热水箱内设有第一温度探头，所述承压保温加热水箱通过输水管道与保温蓄水箱相通，且所述输水管道上设有一温控电磁阀，所述保温蓄水箱的箱体内设有液位控制开关及第二温度探头；所述热泵机箱的后端设有一与第一双向风机相连的导流风箱，所述导流风箱与热泵机箱紧密连接，导流风箱的左右两个侧面及与热泵机箱相对的后端箱面上各设有一个出风口，所述导流风箱的左右两个侧面及与热泵机箱相对的后端箱面上还各设有一控制其相对应的出风口开启和关闭的侧翼电子风阀和后端电子风阀，且所述后端电子风阀通过联通风道与设于室内的至少一台第二双向风机相连。

2.根据权利要求1所述的热泵型空调热水系统，其特征在于：所述联通风道内设有空气净化装置。

3.根据权利要求1所述的热泵型空调热水系统，其特征在于：所述保温蓄水箱内还设有温控电加热器。

4.根据权利要求1所述的热泵型空调热水系统，其特征在于：所述保温水箱的箱体底部设有放水阀。

5.根据权利要求4所述的热泵型空调热水系统，其特征在于：所述放水阀的下方设有一循环增压泵。

6.根据权利要求1所述的热泵型空调热水系统，其特征在于：所述第二双向风机通过风道支管与联通风道相连，且第二双向风机的流量之和与第一风机流量相适配。

7.根据权利要求1～6任一项所述的热泵型空调热水系统，其特征在于：所述导流风箱与热泵机箱间通过密封装置密封。

8.根据权利要求1～6任一项所述的热泵型空调热水系统，其特征在于：所述导流风箱和联通风道经过保温处理和防噪音处理。

9.一种如权利要求1所述的热泵型空调热水系统的控制方法，包括室外吸风制热、室内送风制热、室外吸风制热、制冷净化以及室外吸风、新风净化四种运行模式，其中：

1）当控制器接收到用户输入的启动室外吸风制热模式的指令后，室外热泵系统开启，第一双向风机处于吸风工况，导流风箱上的后端电子风阀关闭，侧翼电子风阀开启，风从室外热泵系统的蒸发器前的风口吸入经过蒸发器吸热后，通过导流风箱，左右两侧的侧翼电子风阀开启，风从导流风箱左右两侧的侧翼出风口排出；

2）当控制器接收到用户输入的室内送风制热模式的指令后，室外热泵系统开启，第一双向风机处于排风工况，控制导流风箱后端风口的后端电子风阀开启，侧翼电子风阀关闭；设于室内的第二双向风机处于向外排风工况，风从室内沿联通风道、导流风箱，在第一双向风机的作用下，通过蒸发器吸热后，经过蒸发器前的风口排向室外；

3）当控制器接收到用户输入的室外吸风制热、制冷净化模式的指令后，室外热泵系统开启，第一双向风机处于吸风工况，控制导流风箱后端风口的后端电子风阀开启，侧翼电子风阀关闭；风从蒸发器前的风口进入，经过蒸发器吸热后，沿导流风箱、联通风道，并经过联通风道内的空气净化装置进行净化后，经第二双向风机将洁净的冷风送入室内，此时，第一双向风机与第二双向风机均处于吸风工况；

4）当控制器接收到用户输入的室外吸风、新风净化模式的指令后，室外热泵系统关闭，第一双向风机处于吸风工况，导流风箱的后端电子风阀开启，侧翼电子风阀关闭；风从蒸发器前的风口进入，并沿导流风箱、联通风道，经过联通风道内的空气净化装置进行净化后，经第二双向风机将洁净的新风送入室内，此时，第一双向风机与第二双向风机均处于吸风工况。

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