CN105180527A - 空调和热水系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种空调和热水系统及控制方法。根据本发明的空调和热水系统，包括：三管制空调系统；水箱，其中，水箱的冷媒进口与三管制空调系统的高/低压气管阀门相连接；水箱的冷媒出口与三管制空调系统小阀门相连，且水箱的冷媒出口上连接有位于小阀门与水箱之间的水箱电子膨胀阀。本发明通过设置水箱，水箱的冷媒进口与三管制空调系统的高/低压气管阀门相连接；水箱的冷媒出口与三管制空调系统的小阀门相连，且水箱的冷媒出口上连接有位于小阀门与水箱之间的水箱电子膨胀阀，通过对水箱电子膨胀阀的控制，使系统满足制热水功能。
Description
技术领域
本发明涉及空调领域，具体而言，涉及一种空调和热水系统及控制方法。
背景技术
三管制机组外机配备两个四通阀和三个连管阀门，搭配三管制室内机可进行除湿再热，实现室内环境温度和湿度的独立控制。但目前市场上的三管制机组未搭载生活热水模块，无法在制冷、制热、除湿再热的同时实现制热水。
发明内容
本发明旨在提供一种能够制热水的空调和热水系统及控制方法。
本发明提供了一种空调和热水系统，包括：三管制空调系统；水箱，其中，水箱的冷媒进口与三管制空调系统的高/低压气管阀门相连接；水箱的冷媒出口与三管制空调系统小阀门相连，且水箱的冷媒出口上连接有位于小阀门与水箱之间的水箱电子膨胀阀。
进一步地，三管制空调系统包括三管制室外机和室内机，其中，三管制室外机包括压缩机、第一四通阀和第二四通阀、室外换热器，大阀门、小阀门和高/低压气管阀门；第一四通阀和第二四通阀的D端均与压缩机的排气口相连接，第一四通阀和第二四通阀的S端均与压缩机吸气口相连接；第一四通阀的C端与室外换热器相连接，室外换热器与小阀门之间串联设置室外电子膨胀阀，第一四通阀的E端与大阀门相连接；第二四通阀的E端与高/低压气管阀门相连接；第二四通阀的C端通过毛细管与第二四通阀的S端连接。
进一步地，室内机包括三管制室内机，三管制室内机包括第一换热器和第二换热器，其中，第一换热器的入口与小阀门相连接，第一换热器的出口与大阀门相连接，且第一换热器的入口与小阀门之间串联有第一电子膨胀阀；第二换热器的入口与小阀门相连接，第二换热器的出口与高/低压气管阀门相连接，且第二换热器的入口与小阀门之间串联有第二电子膨胀阀。
进一步地，室内机还包括风管机；风管机包括第三换热器，第三换热器的入口与小阀门相连接，第三换热器的出口与大阀门相连接，第三换热器的入口与小阀门之间串联设置有第三电子膨胀阀。
本发明还提供了一种前述的空调和热水系统的控制方法，方法包括：控制第一四通阀掉电，第二四通阀掉电，第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀打开，并控制水箱电子膨胀阀关闭，以使空调和热水系统制冷。
进一步地，该方法还包括：控制第一四通阀得电，第二四通阀得电，第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀打开，并控制水箱电子膨胀阀开启防积液模式，以使空调和热水系统制热。
进一步地，该方法还包括：控制第一四通阀得电，第二四通阀得电，水箱电子膨胀阀打开，第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀均开启防积液模式，以使空调和热水系统制热水。
进一步地，该方法还包括：控制第一四通阀掉电，第二四通阀得电，水箱电子膨胀阀打开，第一电子膨胀阀和第三电子膨胀阀打开，第二电子膨胀阀开启防积液模式，以使空调和热水系统同时制冷和制热水。
进一步地，该方法还包括：控制第一四通阀得电，控制第二四通阀得电，水箱电子膨胀阀、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀均打开，以使空调和热水系统同时制热和制热水。
进一步地，该方法还包括：控制第一四通阀掉电，第二四通阀得电，第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀打开，第三电子膨胀阀关闭，并控制水箱电子膨胀阀开启防积液模式，以使空调和热水系统除湿再热。
进一步地，该方法还包括：控制第一四通阀掉电，第二四通阀得电，第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀均打开，并控制水箱电子膨胀阀开启防积液模式，以使空调和热水系统除湿再热并制冷。
进一步地，该方法还包括：控制第一四通阀掉电，第二四通阀得电，第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀打开，第三电子膨胀阀关闭，并控制水箱电子膨胀阀打开，以使空调和热水系统除湿再热并制热水。
进一步地，该方法还包括：控制第一四通阀掉电，第二四通阀得电，第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀均打开，并控制水箱电子膨胀阀打开，以使空调和热水系统除湿再热并同时制冷和制热水。
根据本发明的空调和热水系统及控制方法，通过设置水箱，水箱的冷媒进口与三管制空调系统的高/低压气管阀门相连接；水箱的冷媒出口与三管制空调系统的小阀门相连，且水箱的冷媒出口上连接有位于小阀门与水箱之间的水箱电子膨胀阀，通过对水箱电子膨胀阀的控制，使系统满足制热水功能。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明的空调和热水系统的系统示意图；
图2是根据本发明的四通阀的结构示意图。
附图标记说明：
10、三管制室外机；11、压缩机、12、第一四通阀；13、第二四通阀；14、室外换热器；15、室外电子膨胀阀；16、小阀门；17、大阀门；18、高/低压气管阀门；
20、三管制室内机；21、第一换热器；22、第一电子膨胀阀；23、第二换热器；24、第二电子膨胀阀；
30、风管机；31、第三换热器；32、第三电子膨胀阀；
40、水箱；41、水箱电子膨胀阀。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示的三管制空调和热水系统系统图。该系统图分为外机部分、内机部分和水箱部分。
外机部分为三管制室外机10，该外机具有两个四通阀，分别为第一四通阀12和第二四通阀13。第一四通阀12和第二四通阀13的D端均与压缩机11排气相连接，S端均与压缩机11吸气相连接。第一四通阀12的C端与室外换热器14相连接，室外机与小阀门16之间有室外电子膨胀阀15，用于控制过热度\过冷度。第一四通阀12的E端与大阀门17相连接。第二四通阀13的E端与高/低压气管阀门18相连接。第二四通阀13的C端出口为毛细管，通过毛细管连接到第二四通阀13的S端。
室内机可使用三管制室内机20或风管机30。三管制室内机20具有两个换热器(第一换热器21和第二换热器23)。第一换热器21的入口与小阀门16相连接，第一换热器21的出口与大阀门17相连接，入口前有第一电子膨胀阀22，用于截止管路或调节过热度/过冷度。第二换热器23的入口与小阀门16相连接，第二换热器23的出口与高/低压气管阀门18相连接，入口前有第二电子膨胀阀24，用于截止管路或调节过热度/过冷度。风管机30仅有一个换热器，入口与小阀门16相连接，出口与大阀门17相连接，入口前有第三电子膨胀阀32，用于截止管路或调节过热度/过冷度。
搭载在三管制系统上的水箱40与多联机热水系统的水箱40相比，减少了两个电磁阀和一个单向阀。水箱40冷媒进口与高/低压气管阀门18相连，水箱40冷媒出口与小阀门16相连，冷媒出口后有一个电子膨胀阀，用于截止管路或调节过冷度。
具体地，结合图2所示来具体说明四通阀的作用，压缩机11排气为高压气态冷媒，从四通阀上端管段D端进入。四通阀下端三个管段分别为E端、S端、C端。当四通阀线圈掉电时，E端和S端相连通，排气从C端排出。当四通阀线圈得电时，C端和S端相连通，排气从E端排出。
在本发明中，电子膨胀阀步数可以在零步到最大步数之间调节。电子膨胀阀通过调节步数来控制冷媒流量，从而控制冷媒的过热度/过冷度。当电子膨胀阀步数为零时，电子膨胀阀关闭，无冷媒流量。
结合图1来具体说明本发明的空调和热水系统的控制方法：
1、当系统切换至制冷模式时，第一四通阀12掉电，第二四通阀13掉电，三管制室内机20电子膨胀阀(第一电子膨胀阀22和第二电子膨胀阀24)和风管机30电子膨胀阀(第三电子膨胀阀32)打开并根据过热度调节步数，水箱电子膨胀阀41关闭。高压气态冷媒从压缩机11排出后分两路，一路经第二四通阀13的C端的毛细管节流降压后进入S端直接回到压缩机11。另一路经第一四通阀12的C端进入室外换热器14进行冷凝，经过室外电子膨胀阀15节流后变为中压液态冷媒。中压液态冷媒经过内机电子膨胀阀(第一至第三电子膨胀阀)节流后变为低压液态冷媒，并在内机换热器(第一至第三换热器)中进行蒸发制冷。低压液态冷媒在三管制室内机20的第一换热器21和风管机30的第三换热器31蒸发后变为低压气态冷媒，经大阀门17进入第一四通阀12的E端，最后从S端回到压缩机11。三管制室内机20的第二换热器23中蒸发后的低压气态冷媒经高/低压气管阀门18进入第二四通阀13的E端，最后从S端回到压缩机11。
2、当系统切换至制热模式时，第一四通阀12得电，第二四通阀13得电，三管制室内机20电子膨胀阀(第一和第二电子膨胀阀24)和风管机30电子膨胀阀(第三电子膨胀阀32)打开并根据过冷度调节步数。水箱电子膨胀阀41开启防积液模式，从而使水箱40内冷凝的液态冷媒流走，避免冷媒堆积在水箱40。
需要说明的是，在本发明中，防积液模式为使电子膨胀阀的总体流量十分微小，只要能够避免冷凝的液态冷媒堆积即可，例如使电子膨胀阀持续开启微小的步数，或者间歇性开启预设的步数，或者根据工况动态控制。当多个电子膨胀阀同时开启防积液模式时，各个电子膨胀阀可以采用相同的控制方式，也可以采用不同的控制方式。
高压气态冷媒从压缩机11排出后分两路从第一四通阀12的E端和第二四通阀13的E端流到室内侧和水箱40。此时大阀门17和高/低压气管阀门18均为高压。高压气态冷媒从三管制室内机20的第一换热器21和第二换热器23的出口，以及风管机30的换热器出口进入，在换热器中进行冷凝制热。完成换热后从换热器入口流出经电子膨胀阀节流变为中压液态冷媒，并汇总从小阀门16进入室外侧，经室外电子膨胀阀15节流后变为低压液态冷媒，在室外换热器14中蒸发变为低压气态冷媒，低压气态冷媒先后经过第一四通阀12的C端和S端回到压缩机11。
3、当系统切换至制热水模式时，第一四通阀12得电，第二四通阀13得电，水箱电子膨胀阀41打开并根据过冷度调节步数。内机所有电子膨胀阀(第一至第三电子膨胀阀)开启防积液模式，使内机换热器(第一至第三换热器)中自然冷凝的液态冷媒流走，避免冷媒堆积在内机中。高压气态冷媒从压缩机11排出后分两路从第一四通阀12的E端和第二四通阀13的E端进入室内侧和水箱40。此时大阀门17和高/低压气管阀门18均为高压。高压气态冷媒从水箱40冷媒进口进入水箱40进行冷凝制热水，冷凝后经水箱电子膨胀阀41节流变为中压液态冷媒。中压液态冷媒从小阀门16进入室外侧，经室外电子膨胀阀15节流后变为低压液态冷媒，在室外换热器14中蒸发变为低压气态冷媒，低压气态冷媒先后经过第一四通阀12的C端和S端回到压缩机11。
4、当系统切换至同时制冷和制热水模式时，第一四通阀12掉电，第二四通阀13得电。高压气态冷媒从压缩机11排出后分两路从第一四通阀12的C端和第二四通阀13的E端进入室内侧和水箱40。一路高压气态冷媒从高/低压气管阀门18进入水箱40，在水箱40中冷凝制热水。冷凝后的高压液态冷媒经水箱电子膨胀阀41节流后变为中压液态冷媒。另一路高压气态冷媒在室外换热器14冷凝后经室外电子膨胀阀15节流后变为中压液态冷媒从小阀门16流出。两路中压液态冷媒汇总后经三管制第一电子膨胀阀22和第三电子膨胀阀32节流变为低压液态冷媒，从三管制室内机20的第一换热器21的入口和风管机30入口进，在三管制室内机20第一换热器21和风管机30换热器中蒸发制冷，变为低压气态冷媒，低压气态冷媒先后经第一换热器21和风管机30换热器出口、大阀门17、第一四通阀12的E端、S端回到压缩机11。三管制室内机20仅使用第一换热器21进行制冷，第二换热器23内为高压气态冷媒，第二电子膨胀阀24开启防积液模式，使第二换热器23中自然冷凝的液态冷媒流走，避免冷媒堆积在第二换热器23中。
5、当系统切换至制热+制热水模式时，第一四通阀12得电，第二四通阀13得电。高压气态冷媒从压缩机11排出后分两路从第一四通阀12的E端和第二四通阀13的E端进入室内侧和水箱40。三管制室内机20的第一换热器21和第二换热器23均进行制热。第一电子膨胀阀22打开并根据过冷度控制，大阀门17出来的高压气态冷媒从第一换热器21的出口进入换热器中进行冷凝制热之后经第一电子膨胀阀22节流变为中压液态冷媒。第二电子膨胀阀24打开并根据过冷度控制，高/低压气管阀门18出来的高压气态冷媒从第二换热器23的出口进入换热器中进行冷凝制热，之后经第二电子膨胀阀24节流变为中压液态冷媒。风管机30的第三电子膨胀阀32打开并根据过冷度控制，大阀门17出来的高压气态冷媒从换热器出口进入换热器进行冷凝制热，并经第三电子膨胀阀32节流变为中压液态冷媒。水箱电子膨胀阀41打开并根据过冷度控制，高/低压气管阀门18出来的高压气态冷媒进入水箱40进行冷凝放热，再经水箱电子膨胀阀41节流变为中压液态冷媒。中压液态冷媒汇总后从小阀门16经室外机电子膨胀阀节流变为低压液态冷媒后进入室外换热器14进行蒸发，蒸发后的低压气态冷媒先后经过第一四通阀12的C端、S端回到压缩机11。
6、当系统切换至除湿再热模式时，第一四通阀12掉电，第二四通阀13得电。水箱电子膨胀阀41开启防积液模式，使水箱40内冷凝的液态冷媒流走，避免冷媒堆积在水箱40。高压气态冷媒从压缩机11排出后分两路从第一四通阀12的C端和第二四通阀13的E端流到室内侧。高压气态冷媒出第一四通阀12的C端后在室外换热器14冷凝后经室外电子膨胀阀15节流后变为中压液态冷媒从小阀门16流出。三管制室内机20第一换热器21进行降温除湿，第二换热器23进行再热(制热)，以实现对除湿后的空气进行温度控制。第二电子膨胀阀24打开并自动控制，从高/低压气管阀门18出来的高压气态冷媒从第二换热器23的出口进入换热器进行冷凝，并经第二电子膨胀阀24节流变为中压液态冷媒。第一电子膨胀阀22打开并根据过热度控制，中压液态冷媒经第一电子膨胀阀22节流变为低压液态冷媒后，从第一换热器21入口进入换热器中进行蒸发制冷，蒸发后变为低压气态冷媒。低压气态冷媒先后经大阀门17、第一四通阀12的E端、S端回到压缩机11。风管机30不具备除湿再热功能，第三电子膨胀阀32关闭。
7、当系统切换至除湿再热+制冷模式时，系统在前述6中提供的除湿再热方案基础上，将风管机30启动。第三电子膨胀阀32打开并根据过热度控制，中压液态冷媒经第三电子膨胀阀32节流后变为低压液态冷媒，低压液态冷媒进入第三换热器31进行蒸发制冷，蒸发后变为低压气态冷媒。低压气态冷媒先后经大阀门17、第一四通阀12的E端、S端回到压缩机11。
8、当系统切换至除湿再热+制热水模式时，系统在前述6中提供的系统除湿再热方案基础上，把水箱电子膨胀阀41微开切换到根据过冷度进行自动调节。高/低压气管阀门18出来的高压气态冷媒进入水箱40进行冷凝放热，再经水箱电子膨胀阀41节流变为中压液态冷媒。中压液态冷媒进入三管制室内机20的第一换热器21进行节流蒸发变为低压气态冷媒，最后回到压缩机11。
9、当系统切换至除湿再热+制冷+制热水模式时，系统在前述7中提供的系统除湿再热+制冷方案基础上，把水箱电子膨胀阀41微开切换到根据过冷度进行自动调节。高/低压气管阀门18出来的高压气态冷媒进入水箱40进行冷凝放热，再经水箱电子膨胀阀41节流变为中压液态冷媒。中压液态冷媒进入三管制室内机20第一换热器21和风管机30换热器进行节流蒸发变为低压气态冷媒，最后回到压缩机11。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
根据本发明的空调和热水系统及控制方法，将热水功能搭载在三管制系统上，增加系统可制热水的功能，并实现系统在制冷\制热\除湿再热时，能够同时进行制热水。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种空调和热水系统，其特征在于，包括：
三管制空调系统；
水箱(40)，其中，所述水箱(40)的冷媒进口与所述三管制空调系统的高/低压气管阀门(18)相连接；所述水箱(40)的冷媒出口与所述三管制空调系统小阀门(16)相连，且所述水箱(40)的冷媒出口上连接有位于所述小阀门(16)与所述水箱(40)之间的水箱电子膨胀阀(41)。
2.根据权利要求1所述的空调和热水系统，其特征在于，所述三管制空调系统包括三管制室外机(10)和室内机，其中，
所述三管制室外机(10)包括压缩机(11)、第一四通阀(12)和第二四通阀(13)、室外换热器(14)，大阀门(17)、所述小阀门(16)和所述高/低压气管阀门(18)；
所述第一四通阀(12)和所述第二四通阀(13)的D端均与所述压缩机(11)的排气口相连接，所述第一四通阀(12)和所述第二四通阀(13)的S端均与压缩机(11)吸气口相连接；
所述第一四通阀(12)的C端与室外换热器(14)相连接，所述室外换热器(14)与所述小阀门(16)之间串联设置室外电子膨胀阀(15)，所述第一四通阀(12)的E端与所述大阀门(17)相连接；第二四通阀(13)的E端与高/低压气管阀门(18)相连接；
所述第二四通阀(13)的C端通过毛细管与所述第二四通阀(13)的S端连接。
3.根据权利要求2所述的空调和热水系统，其特征在于，所述室内机包括三管制室内机(20)，所述三管制室内机(20)包括第一换热器(21)和第二换热器(23)，其中，
所述第一换热器(21)的入口与所述小阀门(16)相连接，所述第一换热器(21)的出口与所述大阀门(17)相连接，且所述第一换热器(21)的入口与所述小阀门(16)之间串联有第一电子膨胀阀(22)；
所述第二换热器(23)的入口与所述小阀门(16)相连接，所述第二换热器(23)的出口与所述高/低压气管阀门(18)相连接，且所述第二换热器(23)的入口与所述小阀门(16)之间串联有第二电子膨胀阀(24)。
4.根据权利要求3所述的空调和热水系统，其特征在于，
所述室内机还包括风管机(30)；
所述风管机(30)包括第三换热器(31)，所述第三换热器(31)的入口与所述小阀门(16)相连接，所述第三换热器(31)的出口与所述大阀门(17)相连接，所述第三换热器(31)的入口与所述小阀门(16)之间串联设置有第三电子膨胀阀(32)。
5.一种权利要求4所述空调和热水系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
控制所述第一四通阀(12)掉电，所述第二四通阀(13)掉电，所述第一电子膨胀阀(22)、第二电子膨胀阀(24)和所述第三电子膨胀阀(32)打开，并控制所述水箱电子膨胀阀(41)关闭，以使所述空调和热水系统制冷。
6.根据权利要求5所述的空调和热水系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述第一四通阀(12)得电，所述第二四通阀(13)得电，所述第一电子膨胀阀(22)、第二电子膨胀阀(24)和所述第三电子膨胀阀(32)打开，并控制所述水箱电子膨胀阀(41)开启防积液模式，以使所述空调和热水系统制热。
7.根据权利要求5所述的空调和热水系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述第一四通阀(12)得电，所述第二四通阀(13)得电，所述水箱电子膨胀阀(41)打开，所述第一电子膨胀阀(22)、第二电子膨胀阀(24)和所述第三电子膨胀阀(32)均开启防积液模式，以使所述空调和热水系统制热水。
8.根据权利要求5所述的空调和热水系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述第一四通阀(12)掉电，所述第二四通阀(13)得电，所述水箱电子膨胀阀(41)打开，所述第一电子膨胀阀(22)和所述第三电子膨胀阀(32)打开，所述第二电子膨胀阀(24)开启防积液模式，以使所述空调和热水系统同时制冷和制热水。
9.根据权利要求5所述的空调和热水系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述第一四通阀(12)得电，控制所述第二四通阀(13)得电，所述水箱电子膨胀阀(41)、所述第一电子膨胀阀(22)、所述第二电子膨胀阀(24)和所述第三电子膨胀阀(32)均打开，以使所述空调和热水系统同时制热和制热水。
10.根据权利要求5所述的空调和热水系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述第一四通阀(12)掉电，所述第二四通阀(13)得电，所述第一电子膨胀阀(22)和所述第二电子膨胀阀(24)打开，所述第三电子膨胀阀(32)关闭，并控制所述水箱电子膨胀阀(41)开启防积液模式，以使所述空调和热水系统除湿再热。
11.根据权利要求5所述的空调和热水系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述第一四通阀(12)掉电，所述第二四通阀(13)得电，所述第一电子膨胀阀(22)和所述第二电子膨胀阀(24)和所述第三电子膨胀阀(32)均打开，并控制所述水箱电子膨胀阀(41)开启防积液模式，以使所述空调和热水系统除湿再热并制冷。
12.根据权利要求5所述的空调和热水系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述第一四通阀(12)掉电，所述第二四通阀(13)得电，所述第一电子膨胀阀(22)和所述第二电子膨胀阀(24)打开，所述第三电子膨胀阀(32)关闭，并控制所述水箱电子膨胀阀(41)打开，以使所述空调和热水系统除湿再热并制热水。
13.根据权利要求5所述的空调和热水系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述第一四通阀(12)掉电，所述第二四通阀(13)得电，所述第一电子膨胀阀(22)和所述第二电子膨胀阀(24)和所述第三电子膨胀阀(32)均打开，并控制所述水箱电子膨胀阀(41)打开，以使所述空调和热水系统除湿再热并同时制冷和制热水。
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