CN105091406A - 空调热水系统及利用该系统进行调节的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空调热水系统，包括压缩机(1)、室内换热器(2)、电子膨胀阀(3)和室外换热器(4)，还包括设置在所述压缩机(1)出口管路端与该管路中的制冷剂进行换热的热水换热系统；所述空调热水系统还包括四通阀(6)，所述四通阀(6)的四个连接端分别连接到经与所述热水换热系统换热之后的制冷剂管路、室内换热器(2)、所述室外换热器(4)和所述压缩机(1)的入口端，根据本发明的空调热水系统，能够通过模式切换实现单独制冷、单独制热、单独制热水、制冷兼制热水、制热兼制热水五种模式的多种功能，能有效降低成本，并且在制冷兼制热水时利用冷凝热回收可降低能耗，能减少热污染。本发明还涉及利用该系统进行调节的方法。

Description

空调热水系统及利用该系统进行调节的方法

技术领域

本发明属于空调领域，具体涉及空调热水系统及利用该系统进行调节的方法，尤其涉及一种变容量热泵空调热水系统及利用该系统进行调节的方法。

背景技术

空调和热水是目前家庭生活所必须的，但大部分家庭目前使用的是单独处理空气的热泵空调，制热水通常使用燃气热水器或电热水器，从耗能方面都不节能。目前也有使用空气能热水器，可以实现高能效比，但通常使用的是两套独立的系统，这样在成本、机组安装、占用空间等方面都造成极大的浪费。

由于上述现有的空调热水系统存在无法具备制冷、制热及制热水等多种功能的缺陷，因此本发明研究设计出一种空调热水系统及利用该系统进行调节的方法。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的空调热水系统无法具备制冷、制热及制热水等多种功能的缺陷，从而提供一种空调热水系统及利用该系统进行调节的方法。尤其涉及一种变容量热泵空调热水系统及利用该系统进行调节的方法。

本发明提供的一种空调热水系统，其包括压缩机、室内换热器、电子膨胀阀和室外换热器，其还包括设置在所述压缩机出口管路端与该管路中的制冷剂进行换热的热水换热系统，所述空调热水系统还包括四通阀，所述四通阀的四个连接端分别连接到经与所述热水换热系统换热之后的制冷剂管路、室内换热器、所述室外换热器和所述压缩机的入口端。

优选地，所述压缩机为变容量压缩机。

优选地，所述热水换热系统包括设置在所述压缩机出口制冷剂管路端与制冷剂管路进行换热的热水换热器，空调制冷剂管路经热水换热器换热后连接到所述四通阀。

优选地，所述热水换热系统还包括热水水箱、热水水泵和三通阀，所述热水水箱、所述热水水泵、所述三通阀和所述热水换热器形成一个热水循环回路。

优选地，所述热水水箱上连接有冷水进口和热水出口，所述热水水箱上端位置还设置有排气管路，所述排气管路上设有排气阀。

优选地，在所述压缩机入口端还设置有气液分离器。

优选地，还包括设置在所述室内换热器和所述室外换热器之间管路上的电子膨胀阀。

本发明还提供一种空气调节和/或热水制备的方法，其利用前述的空调热水系统进行空气调节和/或热水制备。

优选地，在需要单独进行制冷时，关闭所述热水换热系统中，并且调节所述四通阀使得使得所述压缩机出口端制冷剂管路与所述室外换热器相连、压缩机入口端制冷剂管路与所述室内换热器相连。

优选地，在需要单独进行制热时，关闭所述热水换热系统，并且调节所述四通阀使得所述压缩机出口端制冷剂管路与所述室内换热器相连、压缩机入口端制冷剂管路与所述室外换热器相连。

优选地，在需要单独进行制取热水时，接通所述热水换热系统，并且调节所述四通阀使得经与所述热水换热系统换热之后的制冷剂管路与所述室内换热器相连、压缩机入口端制冷剂管路与所述室外换热器相连，并且使室内换热器的风机不工作。

优选地，在需要进行制热兼同时制取热水时，接通所述热水换热系统，并且调节所述四通阀使得经与所述热水换热系统换热之后的制冷剂管路与所述室内换热器相连、压缩机入口端制冷剂管路与所述室外换热器相连。

优选地，在需要进行制冷兼同时制取热水时，接通所述热水换热系统，并且调节所述四通阀使得经与所述热水换热系统换热之后的制冷剂管路与所述室外换热器相连、压缩机入口端制冷剂管路与所述室内换热器相连。

本发明提供的一种空调热水系统具有如下有益效果：

1.根据本发明的空调热水系统，能够通过模式切换可实现单独制冷、单独制热、单独制热水、制冷兼制热水、制热兼制热水五种模式的多种功能。

2.根据本发明的空调热水系统，还能够有效降低成本，占用空间小，机组安装方便，并且在制冷兼制热水时利用冷凝热回收降低能耗，可有效减少热污染。

3.根据本发明的空调热水系统，可根据空调需求负荷和热水需求负荷实现合理负荷输出，具有结构简单、控制方便、安全可靠等优势。

附图说明

图1是本发明的空调热水系统的系统示意图；

图2是本发明的空调热水系统进行单独制冷的流路示意图；

图3是本发明的空调热水系统进行单独制热的流路示意图；

图4是本发明的空调热水系统进行单独制热水的流路示意图；

图5是本发明的空调热水系统进行制热兼制热水的流路示意图；

图6是本发明的空调热水系统进行制冷兼制热水的流路示意图。

图中附图标记表示为：

1—压缩机，2—室内换热器，3—电子膨胀阀，4—室外换热器，41—蛇形管换热器，42—风机，51—热水换热器，52—热水水箱，521—冷水进口，522—热水出口，523—排气阀，53—热水水泵，54—三通阀，6—四通阀，7—气液分离器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提供的一种空调热水系统，其包括压缩机1、室内换热器2、和室外换热器4，其还包括设置在所述压缩机1出口管路端与该管路中的制冷剂进行换热的热水换热系统，所述空调热水系统还包括四通阀6，所述四通阀6的四个连接端分别连接到经与所述热水换热系统换热之后的管路、室内换热器2一端、所述室外换热器4一端和所述压缩机1的入口端。

根据本发明的空调热水系统，通过热水换热系统实现制取热水的功能，通过调节四通阀可以进行模式之间的有效切换，从而综合地实现单独制冷、单独制热、单独制热水、制冷兼制热水、制热兼制热水五种模式的多种功能；另外根据本发明的空调热水系统，还能够有效降低成本，占用空间小，机组安装方便，并且在制冷兼制热水时利用冷凝热回收降低能耗，可有效减少热污染。

优选地，所述压缩机1为变容量压缩机，即此时所述空调热水系统为变容量热泵空调热水系统。变容量压缩机可根据空调需求负荷和热水需求负荷实现合理负荷输出，具有结构简单、控制方便、安全可靠等优势。

优选地，所述室外换热器4为蛇形管换热器41，还可配合有风机42对其进行辅助散热作用。

优选地，所述热水换热系统包括设置在所述压缩机1出口制冷剂管路端与制冷剂管路进行换热的热水换热器51，空调制冷剂管路经热水换热器(51)换热后连接到所述四通阀6，通过所述热水换热器51实现与制冷剂进行热交换的目的，将高温高压的制冷剂经过热水换热器之后进行放热，达到制取热水的目的和作用。

优选地，所述热水换热系统还包括热水水箱52、热水水泵53和三通阀54，所述热水水箱52、所述热水水泵53、所述三通阀54和所述热水换热器51形成一个热水循环回路，通过热水水箱起到提供水源和存储热水的作用，热水水泵起到泵送水的作用，三通阀能够起到打开或关闭该热水回路的作用，通过形成该循环回路能够有效地保证被制热的水经热水换热器之后被有效制热，返回热水水箱中，保证制取热水的连续性和有效性。

优选地，所述热水水箱52上连接有冷水进口521和热水出口522，通过该手段能够有效保证冷水进入该系统，被制热后排出该系统，保持了制取热水的来源和连续性，另外所述热水水箱52上端位置还设置有排气管路，所述排气管路上设有排气阀523，设置排气管路和排气阀的目的是为了排出热水水箱中的气体，防止热水倒流，使其按照正常水路流动。

优选地，在所述压缩机1入口端还设置有气液分离器7。其作用是用来将进入压缩机入口端的制冷剂进行气液分离，保证进入压缩机中制冷剂有效的干度，保障其安全可靠的运行。

优选地，所述室内换热器2的另一端连接到所述电子膨胀阀3的一端，所述电子膨胀阀3的另一端与所述室外换热器4的另一端相连。通过电子膨胀阀能够有效地对制冷剂进行节流膨胀，为形成完整的制冷循环提供了有效条件。

本发明还提供一种空气调节和/或热水制备的方法，其利用前述的空调热水系统进行空气调节和/或热水制备。根据本发明的空调热水系统进行空气调节和/或热水制备，能够通过四通阀进行模式的切换，可实现单独制冷、单独制热、单独制热水、制冷兼制热水、制热兼制热水五种模式的多种功能；还能够有效降低成本，并且在制冷兼制热水时利用冷凝热回收降低能耗，减少热污染。

如图2所示，优选地，在需要单独进行制冷时，即此时空调热水系统针对室内进行单独制冷。调节所述热水换热系统中的三通阀54为关闭，使得热水循环回路中的水不流经热水换热器51，并且调节所述四通阀6使得热水换热器51出口端与所述室外换热器4的一端相连、压缩机1入口端与所述室内换热器2的一端相连，形成正常的制冷循环回路，使得利用所述空调热水系统仅对室内进行单独制冷，达到对室内单独制冷降温的效果。

如图3所示，优选地，在需要单独进行制热时，此时空调热水系统针对室内进行单独制热。调节所述热水换热系统中的三通阀54为关闭，使得热水循环回路中的水不流经热水换热器51，并且调节所述四通阀6使得热水换热器51出口端与所述室内换热器2的一端相连、压缩机1入口端与所述室外换热器4的一端相连，使得利用所述空调热水系统仅对室内进行制热，达到对室内单独制热升温的效果。

如图4所示，优选地，在需要单独进行制取热水时，此时空调热水系统进行单独制热水。调节所述热水换热系统中的三通阀54和热水水泵53均为打开或接通，使得热水循环回路中的水流经热水换热器51，并且调节所述四通阀6使得热水换热器出口端1出口端与所述室内换热器2的一端相连、压缩机1入口端与所述室外换热器4的一端相连，此时调节室内换热器使得室内风机不工作；室内换热器仅作为连通管路起到连通循环回路的作用，而不进行换热，室外换热器作为蒸发器换热，使得利用所述空调热水系统仅对热水换热系统进行制热，达到对单独制取热水的效果。

如图5所示，优选地，在需要进行制热兼同时制取热水时，即此时空调热水系统同时进行制取热水和对室内进行制热。调节所述热水换热系统中的三通阀54和热水水泵53均为打开或接通，使得热水循环回路中的水流经热水换热器51，并且调节所述四通阀6使得热水换热器出口端1出口端与所述室内换热器2的一端相连、压缩机1入口端与所述室外换热器4的一端相连，调节室内换热器的室内风机工作，使得室内换热器和热水换热系统均作为冷凝器进行换热，室外换热器作为蒸发器进行吸热，使得利用所述空调热水系统不仅对热水换热系统进行制热还能对室内进行制热，达到对室内制热兼制取热水的效果。

如图6所示，优选地，在需要进行制冷兼同时制取热水时，即此时空调热水系统同时进行制取热水和对室内进行制冷。调节所述热水换热系统中的三通阀54和热水水泵53均为打开或接通，使得热水循环回路中的水流经热水换热器51，并且调节所述四通阀6使得热水换热器出口端1出口端与所述室外换热器4的一端相连、压缩机1入口端与所述室内换热器2的一端相连，使得利用所述空调热水系统不仅对热水换热系统进行制热还能对室内进行制冷降温，达到对室内制冷降温兼制取热水的效果。

在制冷兼制热水时利用冷凝热回收技术降低能耗，热水换热器51作为第一级冷凝器，室外换热器4可以根据实际需求控制其室外风机转速，起到第二级冷凝器的作用，提高机组过冷度，提高制冷量，达到机组节能的目的。

本发明专利主要是通过一套变容量热泵空调热水系统实现单独制冷、单独制热、单独制热水、制冷兼制热水、制热兼制热水五种模式，具有结构简单、控制方便、安全可靠、节能等优势。可根据设置的模式不同需要根据室外环境温度、室内环境温度、空调设置温度、进水温度、出水温度等参数调整变容量压缩机的输出。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种空调热水系统，其包括压缩机(1)、室内换热器(2)和室外换热器(4)，其特征在于：还包括设置在所述压缩机(1)出口管路端与该管路中的制冷剂进行换热的热水换热系统；所述空调热水系统还包括四通阀(6)，所述四通阀(6)的四个连接端分别连接到经与所述热水换热系统换热之后的制冷剂管路、室内换热器(2)、所述室外换热器(4)和所述压缩机(1)的入口端。

2.根据权利要求1所述的一种空调热水系统，其特征在于：所述压缩机(1)为变容量压缩机。

3.根据权利要求1-2之一所述的一种空调热水系统，其特征在于：所述热水换热系统包括设置在所述压缩机(1)出口制冷剂管路端与制冷剂管路进行换热的热水换热器(51)，空调制冷剂管路经热水换热器(51)换热后连接到所述四通阀(6)。

4.根据权利要求3所述的一种空调热水系统，其特征在于：所述热水换热系统还包括热水水箱(52)、热水水泵(53)和三通阀(54)，所述热水水箱(52)、所述热水水泵(53)、所述三通阀(54)和所述热水换热器(51)形成一个热水循环回路。

5.根据权利要求4所述的一种空调热水系统，其特征在于：所述热水水箱(52)上连接有冷水进口(521)和热水出口(522)，所述热水水箱(52)上端位置还设置有排气管路，所述排气管路上设有排气阀(523)。

6.根据权利要求1-5之一所述的一种空调热水系统，其特征在于：在所述压缩机(1)入口端还设置有气液分离器(7)。

7.根据权利要求1-6之一所述的一种空调热水系统，其特征在于：还包括设置在所述室内换热器(2)和所述室外换热器(4)之间管路上的电子膨胀阀(3)。

8.一种空气调节和/或热水制备的方法，其特征在于：利用权利要求1-7之一的空调热水系统进行空气调节和/或热水制备。

9.根据权利要求8所述的空气调节和/或热水制备的方法，其特征在于：在需要单独进行制冷时，关闭所述热水换热系统，并且调节所述四通阀(6)使得所述压缩机(1)出口端制冷剂管路与所述室外换热器(4)相连、压缩机(1)入口端制冷剂管路与所述室内换热器(2)相连。

10.根据权利要求8所述的空气调节和/或热水制备的方法，其特征在于：在需要单独进行制热时，关闭所述热水换热系统，并且调节所述四通阀(6)使得所述压缩机(1)出口端制冷剂管路与所述室内换热器(2)的相连、压缩机(1)入口端制冷剂管路与所述室外换热器(4)相连。

11.根据权利要求8所述的空气调节和/或热水制备的方法，其特征在于：在需要单独进行制取热水时，接通所述热水换热系统，并且调节所述四通阀(6)使得经与所述热水换热系统换热之后的制冷剂管路与所述室内换热器(2)相连、压缩机(1)入口端制冷剂管路与所述室外换热器(4)相连，并且使室内换热器的风机不工作。

12.根据权利要求8所述的空气调节和/或热水制备的方法，其特征在于：在需要进行制热兼同时制取热水时，接通所述热水换热系统，并且调节所述四通阀(6)使得经与所述热水换热系统换热之后的制冷剂管路与所述室内换热器(2)相连、压缩机(1)入口端制冷剂管路与所述室外换热器(4)相连。

13.根据权利要求8所述的空气调节和/或热水制备的方法，其特征在于：在需要进行制冷兼同时制取热水时，接通所述热水换热系统，并且调节所述四通阀(6)使得经与所述热水换热系统换热之后的制冷剂管路与所述室外换热器(4)相连、压缩机(1)入口端制冷剂管路与所述室内换热器(2)相连。