CN105020934A - 一种简化型实用多功能热水空调机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种实用多功能热水空调机，其特征在于：采用一个三通阀、一个四通阀和多回路节流机构，实现一个压缩机与室内、外风换热器和热水换热器的四种功能制冷、制冷兼制热水、制热水、制热气的循环；所述的多回路节流机构包括四个单向阀组成的整流回路和一个主节流元件、一个辅助节流元件构成；节流元件为热力膨胀阀时感温包安装在室外风换热器出口附近去压缩机方向的管路上；利用热水的热量和旁通除霜电磁阀的旁路由热制冷剂除霜；三通阀的电磁导阀排气毛细管与系统低压管路连通。本发明在多功能循环时可维持循环回路制冷剂稳定，无内漏，效率高，结构简单。

Description

一种简化型实用多功能热水空调机

技术领域

本发明涉及空调/热泵热水器技术领域。

背景技术

长江流域属夏热冬冷春季潮湿地带，基本需要空调、采暖、生活热水。但是，目前冷暖空调机，不能提供热水；空气能热水器，功能单一，只能提供生活热水；虽然本申请人已申请有多项相关的专利。例如，简单高效可靠冷暖空调热水机（201010215579.5，201020245130.9），一种制冷回路极简单的双热源热泵热水装置（200910181300.3），空气源热泵热水器的互助除霜方法和五循环双热源热泵热水器（201010211846.1），互助除霜的空气源热泵热水器和五循环双热源热泵热水器（201020240385.6），并联式互助除霜空气源热泵热水器（201010272024.4，201020516806.3），自建自然循环流换热的紧凑型冷暖空调热水三用机（201010568937.0,201020637139.9）,一种四季节能冷暖空调热水三用机（02116049.X ，02220342.7）等，由于所申请的专利技术针对的问题点不同，或解决同一问题有不完全相同的方案，所以又不断申请新的专利。上述申请的专利技术虽然在不同程度实现多功能要求，但是由于实际的四通阀的内部通路存在内漏，并非理想实现断路和通路，使得设计的回路由于内漏的累积效应，某些循环逐渐出现制冷剂流失到非循环部件，影响性能；另外，现有多回路的节流机构不能适应不同循环回路的不同节流度要求，仍需改进；再者，小型家用热水空调机结构不能太复杂，否则市场难以推广。

发明内容

为了克服现有多功能热水空调机的不足,提高系统的可靠性，和降低成本，本发明提出一种简化型实用多功能热水空调机，可以实现夏季制冷气，制冷兼制热水，冬季供热风与热水两种方式供暖，春秋季吸收室外空气能制热水，解决多回路制冷剂流窜问题，并使系统能根据季节气温变化，自动调节制冷剂节流量而成本又相对廉价的方案，并设计利用热水热能反向除霜，解决一般冷暖空调机冬季除霜不彻底，不能正常运行的问题。

本发明的一种简化型实用空调热水空调机技术方案

一种简化型实用空调热水空调机，由室外机、室内机和热水换热器以及控制系统组成的提供冷气、热风、热水的多功能热水空调机；

其特征在于：所述的一种简化型实用空调热水空调机，其室外机安装有压缩机、三通阀、四通阀、室外风换热器包括室外风机、多回路节流机构、储液罐、过滤干燥器、气液分离器、除霜用旁路电磁阀以及第一温度探头；其室内机安装有室内风换热器包括室内风机，第二温度探头；其热水换热器带有第三温度探头，根据用户需求，或安装在室内，或安装在室外，或做成小型热水换热器安装在室外机内；所述的室外机、室内机和热水换热器的制冷剂通路用管路连接成制冷回路，制冷回路内充灌有制冷剂；所述的控制系统包括第一、二、三温度探头，高、低压压力传感器，通过信号连线与信号采集、处理器连接，电路控制板通过电路控制连线与压缩机、室内风机、室外风机、循环水泵的电机和四通阀、四通阀、除霜用旁路电磁阀的电磁线圈连接，并按指令程序控制其开启、停止； 

所述的制冷回路的连接形式是：压缩机的排气口与三通阀的进气口连接；三通阀的两个出气口的第一出气口与热水换热器的制冷剂通路进口连接，第二出气口与四通阀的进气口连接；四通阀的另外三个并排接口，记为第2、3、4接口，第2接口为四通阀线圈无电时与进气口相连通的接口；第3接口为四通阀线圈有电时与进气口相连通的接口；三个并排的中间接口称为四通阀的第4接口，在四通阀线圈无电时与第3接口连通，在四通阀线圈有电时与第2接口连通；四通阀的进气口也称为四通阀的第一接口；四通阀的第2、3、4接口分别与室外风换热器的第一接口、室内风换热器的第一接口、气液分离器的进口连接；气液分离器的出气口与压缩机的进气口连接；所述的多回路节流机构，包括第1、2、3、4单向阀、主节流元件、辅助节流元件，其连接方式是：第1、2单向阀的进口并联与主节流元件的出口连接，第3、4单向阀的出口并联与储液罐的进口连接；第一单向阀的出口与辅助节流元件的进口连接；辅助节流元件的出口与第3单向阀的进口并联与室外风换热器的第二接口连接；第2单向阀的出口与第4单向阀的进口并联与室内风换热器的第二接口连接；所述的热水换热器的制冷剂通路出口与储液罐的进口连接；储液罐的液体制冷剂出口与过滤干燥器进口连接；过滤干燥器出口与主节流元件的进口连接，并分出除霜旁路与室外风换热器的第二接口连接连通，除霜旁路上安装有除霜用旁路电磁阀；所述的制冷回路内充灌有制冷剂；

所述的一种简化型实用空调热水空调机，其特征在于：所述主节流元件是热力膨胀阀、或电子膨胀阀、或毛细管，当主节流元件是热力膨胀阀时，控制热力膨胀阀开度的感温包安装在室外风换热器的第一接口附近与第一温度探头相同位置处的管路上，当采用毛细管时以制冷气模式配制毛细管的长度；所述的辅助节流元件为热力膨胀阀，其感温也包安装在室外风换热器的第一接口处；

所述的一种简化型实用空调热水空调机，其特征在于：所述的三通阀的电磁导阀的排气毛细管与制冷回路的气液分离器的进口管路连通；

所述的一种简化型实用空调热水空调机，其特征在于：所述的热水换热器是制冷剂与水热交换换热器，是制冷剂在管内流动，水在管外流动的罐筒式换热器，或板式换热器，板式换热器的水路侧配置有循环水泵，罐筒式换热器的制冷剂换热管为螺旋筒式，并在螺旋管外套有导流套筒；

所述的一种简化型实用空调热水空调机，其特征在于：所述的四种功能模式的循环流程和控制方式分别是：

制冷兼制热水循环：制冷剂依序流经压缩机、三通阀的进气口与第一出气口通路、热水换热器制的冷剂通路、储液罐、过滤干燥器、主节流元件、第二单向阀、室内风换热器、四通阀第3、4接口通路、气液分离器、压缩机；控制程序：压缩机、室内风机有电运转，室外风机无电停止，三通阀、四通阀的线圈无电，除霜用旁路电磁阀的线圈无电关闭；热水回路循环泵有电运转；

室外吸热制热水循环：制冷剂依序流经压缩机、三通阀的进气口与第一出气口通路、热水换热器的制冷剂通路、储液罐、过滤干燥器、主节流元件、第一单向阀、辅助节流元件、室外风换热器、四通阀第2、4接口通路、气液分离器、压缩机；控制程序：压缩机、室外风机有电运转，室内风机无电停止，三通阀的线圈无电，四通阀的线圈有电，除霜用旁路电磁阀的线圈无电关闭；热水回路循环泵有电运转；

室外吸热制热气循环：制冷剂依序流经压缩机、三通阀的进气口与第2出气口通路、四通阀第1、3接口通路、室内风换热器、第4单向阀、储液罐、过滤干燥器、主节流元件、第一单向阀、辅助节流元件、室外风换热器、四通阀第2、4接口通路、气液分离器、压缩机；控制程序：压缩机、室内、室外风机有电运转，三通阀的线圈有电，四通阀的线圈有电，除霜用旁路电磁阀的线圈无电关闭；热水回路循环泵无电停止；

室外放热制冷气循环：制冷剂依序流经压缩机、三通阀的进气口与第2出气口通路、四通阀第1、2接口通路、室外风换热器、第3单向阀、储液罐、过滤干燥器、主节流元件、第2单向阀、室内风换热器、四通阀第3、4接口通路、气液分离器、压缩机；控制程序：压缩机、室内、室外风机有电运转，三通阀的线圈有电，四通阀的线圈无电，除霜用旁路电磁阀线圈无电关闭；热水回路循环泵无电停止；

所述的一种简化型实用空调热水空调机，其特征在于：是利用热水系统的热水热量和旁通回路的制冷剂热液和热气的除霜循环；所述的除霜循环流程为，制冷剂依序流经压缩机、三通阀的进气口与第一出气口通路、热水换热器制冷剂通路、储液罐、过滤干燥器、除霜用旁路电磁阀、室外风换热器、四通阀第2、4接口通路、气液分离器、压缩机；控制程序：压缩机、热水回路循环泵有电运转，室内、室外风机无电停止，三通阀的线圈无电，四通阀的线圈有电，除霜用旁路电磁阀的线圈有电，旁路开通。

本发明的创新点主要有：

(1)、一种简化型实用空调热水空调机，采用了一个三通阀，一个四通阀，和四个单向阀与主、辅助节流元件组成的多回路节流机构，使制冷回路实现了制冷兼制热水、 室外吸热制热水、室外吸热制热气、室外放热制冷气的四种功能循环；

(2)、所述的三通阀的电磁导阀的排气毛细管与制冷回路的气液分离器的进口管路连通，解决三通阀的电磁导阀的排气问题，使四通阀切换获得动力；

(3)、除霜用旁路和除霜用旁路电磁阀的设计，在除霜初期可以利用储液罐内热的制冷剂液体进入室外风换热器快速化霜，而后利用热水箱的热水能量加热制冷剂气体，进一步化霜，使冬季长江流域冷暖空调机除霜彻底；

(4)、所述主节流元件的节流度的设计，是以制冷气模式配制热力膨胀阀时，控制热力膨胀阀开度的感温包安装在室外风换热器的第一接口附件管路上，当采用毛细管时以制冷气模式配制毛细管的长度；所述的辅助节流元件为热力膨胀阀，其感温也包安装在室外风换热器的第一接口附件管路上。

附图说明

图1是本发明的实施例1的一种简化型实用空调热水空调机的基本结构示意图和制冷兼制热水模式的制冷剂流程图。

图2是本发明的实施例1的一种简化型实用空调热水空调机的室外吸热制热水模式的制冷剂流程图。

图3是本发明的实施例1的一种简化型实用空调热水空调机的室外吸热制热气模式的制冷剂流程图。

图4是本发明的实施例2的一种简化型实用空调热水空调机的室外放热制冷气模式的制冷剂流程图。

图5是本发明的实施例1的一种简化型实用空调热水空调机的从热水吸热除霜模式的制冷剂流程图。

具体实施方式：

下面结合实施例及其附图，进一步说明本发明。但本发明并不仅限于此。

实施例1

一种简化型实用空调热水空调机的基本结构由图1说明；

一种简化型实用空调热水空调机，由室外机、室内机和热水换热器以及控制系统组成的提供冷气、热风、热水的多功能热水空调机；

其特征在于：所述的一种多功能热水空调机，室外机内安装有压缩机1、三通阀2、四通阀3、室外风换热器4包括室外风机4a、多回路节流机构D、储液罐7、过滤干燥器8、气液分离器10、除霜用旁路电磁阀12、11以及第一温度探头T1；室内机安装有室内风换热器5包括室内风机5a，第二温度探头T2；热水换热器6带有第三温度探头T3，并有进水手动流量调节阀F1，进水流量自动调节阀ZF1,热水循环泵6a,出水流量调节阀F2，根据用户需求，或安装在室内，或安装在室外，或做成小型热水换热器安装在室外机内；室外机、室内机和热水换热器由充灌有制冷剂R22的制冷回路连接，构成多功能热水空调机；

制冷回路的连接形式是：压缩机1的排气口与三通阀2的进气口①连接；三通阀的两个出气口的第一出气口②与热水换热器6的制冷剂通路进口连接，第二出气口③与四通阀3的进气口①连接；四通阀的另外三个并排接口，记为第2、3、4接口，第2接口②为四通阀线圈无电时与进气口相连通的接口；第3接口③为四通阀线圈有电时与进气口相连通的接口；三个并排的中间接口④称为四通阀的第4接口，在四通阀线圈无电时与第3接口连通，在四通阀线圈有电时与第2接口连通；四通阀的进气口也称为四通阀的第一接口①；四通阀的第2、3、4接口分别与室外风换热器4的第一接口、室内风换热器5的第一接口、气液分离器10的进口连接；气液分离器的出气口与压缩机的进气口连接；所述的多回路节流机构，包括第1、2、3、4单向阀D1、D2、D3、D4，主节流元件J、辅助节流元件9，其连接方式是：第1、2单向阀D1、D2的进口并联与主节流元件J的出口①连接，第3、4单向阀D3、D4的出口并联与储液罐7的进口连接；第一单向阀的出口与辅助节流元件9的进口连接；辅助节流元件的出口与第3单向阀的进口并联与室外风换热器的第二接口③连接；第2单向阀的出口与第4单向阀的进口并联与室内风换热器的第二接口②连接；热水换热器6的制冷剂出口与储液罐7的进口连接；储液罐的液体制冷剂出口与过滤干燥器8进口连接；过滤干燥器出口与主节流元件J的进口连接，并分出除霜旁路与室外风换热器4的第二接口③连接连通，除霜旁路上安装有除霜用旁路电磁阀11；所述的制冷回路内充灌有制冷剂R22；

所述主节流元件J是毛细管，以制冷气模式配制毛细管的长度；所述的辅助节流元件9为热力膨胀阀，其感温包安装在室外风换热器4的第一接口附近与第一温度探头T1相同位置处的管路上；

所述的三通阀的电磁导阀的排气毛细管L1制冷回路的气液分离器10的进口管路连通；所述的热水换热器是制冷剂与水热交换换热器6，是制冷剂在管内流动，水在管外流动的罐筒式换热器，配置有循环水泵6a。

图1所示为本发明实施例1的一种多功能热水空调机的制冷兼制热水模式的制冷剂流程图；其循环流程为，制冷剂依序流经压缩机1、三通阀2的进气口①与第一出气口②通路、热水换热器6的制冷剂通路、储液罐7、过滤干燥器8、主节流元件J、第二单向阀D2、室内风换热器5、四通阀3的第3、4接口通路、气液分离器10、压缩机1；控制程序：压缩机1、室内风机5a有电运转，室外风机4a无电停止，三通阀2、四通阀3的线圈无电；除霜用旁路电磁阀的线圈无电关闭；热水回路循环泵6a有电运转。

图2所示为本发明实施例1的的一种多功能热水空调机的室外吸热制热水模式：循环流程为，制冷剂依序流经压缩机1、三通阀2的进气口与第一出气口通路、热水换热器6的制冷剂通路、储液罐7、过滤干燥器8、主节流元件J、第一单向阀D1、辅助节流元件9、室外风换热器4、四通阀3第2、4接口②、④通路、气液分离器10、压缩机1；控制程序：压缩机、室外风机4a有电运转，室内风机5a无电停止，三通阀2的线圈无电，四通阀3的线圈有电；除霜用旁路电磁阀的线圈无电关闭；热水回路循环泵有电运转。

图3所示为本发明实施例1的的一种多功能热水空调机的室外吸热制热气循环：循环流程为，制冷剂依序流经压缩机1、三通阀2的进气口①与第2出气口③通路、四通阀3第1、3接口①、③通路、室内风换热器5、第4单向阀D4、储液罐7、过滤干燥器8、主节流元件J、第一单向阀D1、辅助节流元件J、室外风换热器4、四通阀第2、4接口②、④通路、气液分离器10、压缩机1；控制程序：压缩机、室内、室外风机有电运转，三通阀的线圈有电，四通阀的线圈有电，除霜用旁路电磁阀的线圈无电关闭；热水回路循环泵无电停止。

图4所示为本发明实施例1的一种多功能热水空调机的基本结构和室外放热制冷气模式的循环流程图；所述室外放热制冷气模式的循环流程：制冷剂依序流经压缩机1、三通阀2的进气口①与第2出气口③通路、四通阀2第1、2接口通路、室外风换热器4、第3单向阀D3、储液罐7、过滤干燥器8、主节流元件J、第2单向阀D2、室内风换热器5、四通阀第3、4接口③、④通路、气液分离器10、压缩机1；控制程序：压缩机、室内、室外风机有电运转，三通阀的线圈有电，四通阀的线圈无电，除霜用旁路电磁阀的线圈无电关闭；热水回路循环泵无电停止。

图5所示为本发明实施例1的一种多功能热水空调机利用热水热量除霜循环：循环流程为，制冷剂依序流经压缩机1、三通阀2的进气口①与第一出气口②通路、热水换热器6的制冷剂通路、储液罐7、过滤干燥器8、除霜用旁路电磁阀12、室外风换热器4、四通阀3第2、4接口通路、气液分离器10、压缩机1；控制程序：压缩机、热水回路循环泵有电运转，室内、室外风机无电停止，三通阀的线圈无电，四通阀的线圈有电，除霜用旁路电磁阀的线圈有电开通。 

Claims (6)

1.一种简化型多功能热水空调机, 由室外机、室内机和热水换热器以及控制系统组成的提供冷气、热风、热水的多功能热水空调机；其特征在于：所述的一种简化型多功能热水空调机，其室外机安装有压缩机、三通阀、四通阀、室外风换热器包括室外风机、多回路节流机构、储液罐、过滤干燥器、气液分离器、除霜用旁路电磁阀以及第一温度探头；其室内机安装有室内风换热器包括室内风机，第二温度探头；其热水换热器带有第三温度探头，根据用户需求，或安装在室内，或安装在室外，或做成小型热水换热器安装在室外机内；所述的室外机、室内机和热水换热器的制冷剂通路用管路连接成制冷回路，制冷回路内充灌有制冷剂；所述的控制系统包括第一、二、三温度探头，高、低压压力传感器，通过信号连线与信号采集、处理器连接，电路控制板通过电路控制连线与压缩机、室内风机、室外风机、循环水泵的电机和四通阀、四通阀、除霜用旁路电磁阀的电磁线圈连接，并按指令程序控制其开启、停止； 

所述的制冷回路的连接形式是：压缩机的排气口与三通阀的进气口连接；三通阀的两个出气口的第一出气口与热水换热器的制冷剂通路进口连接，第二出气口与四通阀的进气口连接；四通阀的另外三个并排接口，记为第2、3、4接口，第2接口为四通阀线圈无电时与进气口相连通的接口；第3接口为四通阀线圈有电时与进气口相连通的接口；三个并排的中间接口称为四通阀的第4接口，在四通阀线圈无电时与第3接口连通，在四通阀线圈有电时与第2接口连通；四通阀的进气口也称为四通阀的第一接口；四通阀的第2、3、4接口分别与室外风换热器的第一接口、室内风换热器的第一接口、气液分离器的进口连接；气液分离器的出气口与压缩机的进气口连接；所述的多回路节流机构，包括第1、2、3、4单向阀、主节流元件、辅助节流元件，其连接方式是：第1、2单向阀的进口并联与主节流元件的出口连接，第3、4单向阀的出口并联与储液罐的进口连接；第一单向阀的出口与辅助节流元件的进口连接；辅助节流元件的出口与第3单向阀的进口并联与室外风换热器的第二接口连接；第2单向阀的出口与第4单向阀的进口并联与室内风换热器的第二接口连接；所述的热水换热器的制冷剂通路出口与储液罐的进口连接；储液罐的液体制冷剂出口与过滤干燥器进口连接；过滤干燥器出口与主节流元件的进口连接，并分出除霜旁路与室外风换热器的第二接口连接连通，除霜旁路上安装有除霜用旁路电磁阀；所述的制冷回路内充灌有制冷剂。

2.如权利要求1所述的一种简化型多功能热水空调机,其特征在于：所述的主节流元件是热力膨胀阀、或电子膨胀阀、或毛细管，当主节流元件是热力膨胀阀时，控制热力膨胀阀开度的感温包安装在室外风换热器的第一接口附近与第一温度探头相同位置处的管路上，当采用毛细管时以制冷气模式配制毛细管的长度；所述的辅助节流元件为热力膨胀阀，其感温也包安装在室外风换热器的第一接口附件处的管路上。

3.如权利要求1所述的一种简化型多功能热水空调机,其特征在于：所述的三通阀的电磁导阀的排气毛细管与制冷回路的气液分离器的进口管路连通。

4.如权利要求1所述的一种简化型多功能热水空调机,其特征在于：所述的热水换热器是制冷剂与水热交换换热器，是制冷剂在管内流动，水在管外流动的罐筒式逆流换热器，或板式换热器，板式换热器的水路侧配置有循环水泵，罐筒式换热器的制冷剂换热管为螺旋筒式，并在螺旋管外套有导流套筒。

5.如权利要求1所述的一种简化型多功能热水空调机,其特征在于：所述的四种功能模式的循环流程和控制方式分别是：

制冷兼制热水循环：制冷剂依序流经压缩机、三通阀的进气口与第一出气口通路、热水换热器的制冷剂通路、储液罐、过滤干燥器、主节流元件、第二单向阀、室内风换热器、四通阀第3、4接口通路、气液分离器、压缩机；控制程序：压缩机、室内风机有电运转，室外风机无电停止，三通阀、四通阀的线圈无电，除霜用旁路电磁阀的线圈无电关闭；热水回路循环泵有电运转；

室外吸热制热水循环：制冷剂依序流经压缩机、三通阀的进气口与第一出气口通路、热水换热器的制冷剂通路、储液罐、过滤干燥器、主节流元件、第一单向阀、辅助节流元件、室外风换热器、四通阀第2、4接口通路、气液分离器、压缩机；控制程序：压缩机、室外风机有电运转，室内风机无电停止，三通阀的线圈无电，四通阀的线圈有电，除霜用旁路电磁阀的线圈无电关闭；热水回路循环泵有电运转；

室外吸热制热气循环：循环流程为，制冷剂依序流经压缩机、三通阀的进气口与第2出气口通路、四通阀第1、3接口通路、室内风换热器、第4单向阀、储液罐、过滤干燥器、主节流元件、第一单向阀、辅助节流元件、室外风换热器、四通阀第2、4接口通路、气液分离器、压缩机；控制程序：压缩机、室内、室外风机有电运转，三通阀的线圈有电，四通阀的线圈有电，除霜用旁路电磁阀的线圈无电关闭；热水回路循环泵无电停止；

室外放热制冷气循环：制冷剂依序流经压缩机、三通阀的进气口与第2出气口通路、四通阀第1、2接口通路、室外风换热器、第3单向阀、储液罐、过滤干燥器、主节流元件、第2单向阀、室内风换热器、四通阀第3、4接口通路、气液分离器、压缩机；控制程序：压缩机、室内、室外风机有电运转，三通阀的线圈有电，四通阀的线圈无电，除霜用旁路电磁阀的线圈无电关闭；热水回路循环泵无电停止。

6.如权利要求1所述的一种简化型多功能热水空调机,其特征在于：是利用热水系统的热水热量和旁通回路的制冷剂热液和热气的除霜循环；所述的除霜循环流程为：制冷剂依序流经压缩机、三通阀的进气口与第一出气口通路、热水换热器的制冷剂通路、储液罐、过滤干燥器、除霜用旁路电磁阀、室外风换热器、四通阀第2、4接口通路、气液分离器、压缩机；控制程序：压缩机、热水回路循环泵有电运转，室内、室外风机无电停止，三通阀的线圈无电，四通阀的线圈有电，除霜用旁路电磁阀线圈有电，旁路开通。