CN105276706A - 一种空调热水一体机及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空调热水一体机，包括空调支路、热水支路和室外换热器，所述空调支路和热水支路均与所述室外换热器相连接，所述热水支路包括水箱换热器、第一换向阀和第一压缩机，所述水箱换热器通过所述第一换向阀能够与所述第一压缩机的吸气口相连接，所述第一压缩机的排气口通过所述第一换向阀能够与所述室外换热器相连接。本发明提供的空调热水一体机，通过增设第一换向阀，在化霜运行时使制冷剂流经水箱换热器，吸收水箱中的蓄热并迅速蒸发，吸收了热量的制冷剂通过第二压缩机做功排至室外侧换热器，达到快速除霜的目的。

Description

一种空调热水一体机及其控制方法
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，特别是一种空调热水一体机及其控制方法。
背景技术
现有的具有双冷凝温度的空调热水一体机使用双压缩机并联技术，能够实现单独制冷，单独制热，单独制热水，同时制冷+制热水，同时制热+制热水五种运行模式。
当冬天室外温度较低时，一体机运行制热或制热水模式时会导致室外换热器结霜，结霜会严重影响系统的制热性能，此时需要进行化霜。化霜一般的方式是：内外风机停止，调整四通换向阀的导通状态，使制冷剂依次通过第一压缩机、第一换向阀、室外换热器、第二电子膨胀阀、第一电子膨胀阀、室内换热器、第一换向阀、第一压缩机进行循环除霜，除霜完毕再恢复正常运行。采用这种方式除霜的热量全部自压缩机做功，化霜功耗大，化霜时间长，舒适性能差，并且可能导致湿压缩损坏压缩机。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种空调热水一体机及其控制方法，使空调热水系统具备快速化霜功能。
根据本发明的第一方面，提供一种空调热水一体机，包括空调支路、热水支路和室外换热器，所述空调支路和热水支路均与所述室外换热器相连接，所述热水支路包括水箱换热器、第一换向阀和第一压缩机，所述水箱换热器通过所述第一换向阀能够与所述第一压缩机的吸气口相连接，所述第一压缩机的排气口通过所述第一换向阀能够与所述室外换热器相连接。
优选地，所述空调支路包括室内换热器、第二换向阀和第二压缩机，所述空调支路与所述热水支路并联。
优选地，在所述第一压缩机的吸气口和室外机之间设置有单向阀，仅允许冷媒从所述第一压缩机的排气口流向所述室外换热器。
优选地，所述水箱换热器、室内换热器和室外换热器的一端分别设置有第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀。
优选地，还设置有储液罐，所述第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀未与换热器连接的一端均连接至所述储液罐。
根据本发明的第二方面，提供一种上述空调热水一体机的控制方法，所属空调热水一体机的运行模式包括快速化霜模式，在此模式时，控制所述第一换向阀的导通状态，使第一压缩机的排气口与室外换热器连通，所述第一压缩机的吸气口与水箱换热器连通。
优选地，在单独制热水模式、同时制冷+制热水模式或同时制热+制热水模式时，所述第一换向阀使第一压缩机的排气口与水箱换热器连通，所述第一压缩机的吸气口与室外换热器连通。
优选地，在单独制冷模式、普通化霜模式时所述第一压缩机不工作。
优选地，通过控制所述第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀的开度调节储液罐内的液位。
本发明提供的空调热水一体机，通过增设第一换向阀，在化霜运行时使制冷剂流经水箱换热器，吸收水箱中的蓄热并迅速蒸发，吸收了热量的制冷剂通过第二压缩机做功排至室外侧换热器，达到快速除霜的目的。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1为现有技术空调热水一体机示意图；
图2为本发明空调热水一体机一种实施例示意图；
图3为本发明空调热水一体机另一实施例示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
如图1所示，现有技术中空调热水一体机使用双压缩机并联技术，通过控制第一压缩机9和第二压缩机1的工作状态及第二换向阀2的导通状态，使空调热水一体机能够实现单独制冷，单独制热，单独制热水，同时制冷+制热水，同时制热+制热水以及除霜六种运行模式。在除霜模式时为了降低对室内温度的影响，室内风机31与室外风机71均停止运行，仅利用第二压缩机1所做的功提供热量，能耗较高，除霜时间较长，舒适性较差，并且由于室内风机31不运行，冷媒在室内换热器3中可能会蒸发不完全造成湿压缩从而对所述第二压缩机1造成损坏。
如图2所示，本发明提供的空调热水一体机包括空调支路、热水支路和室外换热器7，所述空调支路与热水支路并联。所述空调支路包括第二压缩机1、第二换向阀2、室内换热器3和第一电子膨胀阀4；所述热水支路包括第一压缩机9、第一换向阀10、水箱换热器11和第三电子膨胀阀12。所述第二压缩机1的排气口连接至所述第二换向阀2的第一端口D，所述第二压缩机1的吸气口连接至所述第二换向阀2的第三端口S；所述第二换向阀2的第二端口E与所述室内换热器3的第一端连接，所述室内换热器3的第二端与所述第一电子膨胀阀4的第一端连接；所述第一电子膨胀阀4的第二端与第二电子膨胀阀6及第三电子膨胀阀12的第一端连接，所述第二电子膨胀阀6的第二端连接至所述室外换热器7的第一端，所述室外换热器7的第二端连接至所述第二换向阀2的第四端口C；所述第三电子膨胀阀12的第二端连接至所述水箱换热器11的第一端，所述水箱换热器11的第二端连接至所述第一换向阀10的第二端口E；所述第一换向阀10的第一端口D及第三端口S分别连接至所述第一压缩机9的排气口与吸气口，所述第一换向阀10的第四端口C连接至所述第二换向阀2的第三端口S。优选地，还设置有单向阀8，所述单向阀8的进气端与所述第一换向阀10的第四端口C连接，所述单向阀8的出气端与所述室外换热器7的第二端连接，使冷媒只能由所述第一换向阀10流向所述室外换热器7。
在另一优选实施例中，本发明提供的空调热水一体机还包括储液罐5，所述第一电子膨胀阀4的第二端、第二电子膨胀阀6的第一端和第三电子膨胀阀12的第一端均与所述储液罐5连通。当制冷剂不同运行模式的最佳灌注量偏差过大时，通过电子膨胀阀可以调节储液罐5中的液位，达到调节系统灌注量的目的，从而优化系统性能。
本发明提供的空调热水一体机能够实现单独制冷、单独制热、单独制热水，同时制冷+制热水，同时制热+热水，及普通化霜、快速化霜模式，具体运行方式如下：
单独制冷模式：
所述第二压缩机1工作，所述第一压缩机9不工作，所述第二换向阀2的第一端口D与第四端口C导通，第二端口E与第三端口S导通，所述第三电子膨胀阀12完全截止，所述第一电子膨胀阀4和第二电子膨胀阀6中的一个全开，另一个进行节流。冷媒的流向为：由所述第二压缩机1的排气口通过所述第一换向阀2流至所述室外换热器7，在所述室外换热器7内冷凝放热，然后经所述第一电子膨胀阀4或第二电子膨胀阀6的节流后进入所述室内换热器3蒸发吸热，最后由所述室内换热器3流回所述第二压缩机1的吸气口，完成一个制冷循环。
单独制热模式：
所述第二压缩机1工作，所述第一压缩机9不工作，所述第二换向阀2的第一端口D与第二端口E导通，第三端口S与第四端口C导通，所述第三电子膨胀阀12完全截止，所述第一电子膨胀阀4和第二电子膨胀阀6中的一个全开，另一个进行节流。冷媒的流向为：由所述第二压缩机1的排气口通过所述第一换换向阀2流至所述室内换热器3，在所述室内换热器3内冷凝放热，然后经所述第一电子膨胀阀4或第二电子膨胀阀6的节流后进入所述室外换热器7蒸发吸热，最后由所述室外换热器7流回所述第二压缩机1的吸气口，完成一个制热循环。
单独制热水模式：
所述第一压缩机9工作，所述第二压缩机1不工作，所述第一换向阀10的第一端口D与第二端口E导通，第三端口S与第四端口C导通，所述第二换向阀2的第三端口S与第四端口C导通，所述第一电子膨胀阀4完全截止，所述第二电子膨胀阀6和第三电子膨胀阀12中的一个全开，另一个节流。冷媒的流向为：由所述第一压缩机9的排气口流出，通过所述第一换向阀10进入所述水箱换热器11内冷凝放热，然后经所述第三电子膨胀阀12或第二电子膨胀阀6节流后进入所述室外换热器7蒸发吸热，经所述第二换向阀2流回所述第一压缩机9的吸气口，完成一个制热水循环。
同时制冷+制热水模式：
所述第一压缩机9工作，所述第二压缩机1不工作，所述第一换向阀10的第一端口D与第二端口E导通，第三端口S与第四端口C导通，所述第二换向阀2的第二端口E与第三端口S导通，所述第二电子膨胀阀6完全截止，所述第一电子膨胀阀4与第三电子膨胀阀12中的一个全开，另一个节流。冷媒的流向为：由所述第一压缩机9的排气口流出，通过所述第一换向阀10进入所述水箱换热器11内冷凝放热，然后经所述第三电子膨胀阀12或第一电子膨胀阀4进入所述室内换热器3进行蒸发吸热，再经所述第二换向阀2流回所述第一压缩机9的吸气口，完成一个制冷+制热水循环。
同时制热+制热水模式：
所述第二压缩机1与第一压缩机9同时工作，所述第二换向阀2的第一端口D与第二端口E导通，第三端口S与第四端口C导通，所述第一换向阀10的第一端口D与第二端口E导通，第三端口S与第四端口C导通。所述第一电子膨胀阀4、第三电子膨胀阀12节流，第二电子膨胀阀6全开，或者，所述第一电子膨胀阀4、第三电子膨胀阀12全开，第二电子膨胀阀6节流。冷媒分两路流通，流向分别为：所述第二压缩机1的排气口流出的冷媒经所述第二换向阀2流进所述室内换热器3冷凝放热，冷媒从所述室内换热器3中流出后，经所述第一电子膨胀阀4或第二电子膨胀阀6节流后进入所述室外换热器7蒸发吸热，然后经所述第二换向阀2流回所述第二压缩机1或第一压缩机9的吸气口；所述第一压缩机9的排气口流出的冷媒经所述第一换向阀10流入所述水箱换热器11内冷凝放热，所述水箱换热器11内流出的冷媒经所述第三电子膨胀阀12或第二电子膨胀阀6节流后进入所述室外换热器7内蒸发吸热，然后经过所述第二换向阀2进入所述第二压缩机1或第一压缩机9的吸气口。完成一个制热+制热水循环。
普通化霜模式：
所述第二压缩机1工作，所述第一压缩机9不工作，所述第二换向阀2的第一端口D与第四端口C导通，第二端口E与第三端口S导通，所述第三电子膨胀阀12完全截止，所述第一电子膨胀阀4或第二电子膨胀阀6中的一个全开，另一个节流。冷媒流向为：所述第二压缩机1的排气口流出的冷媒经所述第二换向阀2进入所述室外换热器7中冷凝放热，为了加快化霜速度，所述室外换热器7的室外风机71关闭，所述室外换热器7内流出的冷媒经所述第一电子膨胀阀4或第二电子膨胀阀6节流后进入所述室内换热器3蒸发，为了降低除霜对室内温度的影响，所述室内换热器3的室内风机31关闭，此时，所述室内换热器3可视为不吸收室内热量，所述室内换热器3流出的冷媒经所述第二换向阀2流回所述第二压缩机1的吸气口，完成一个普通化霜循环。
快速化霜模式：
所述第一压缩机9工作，所述第二压缩机1不工作，所述第一换向阀10的第一端口D与第四端口C导通，第二端口E与第三端口S导通，所述第二换向阀2第三端口S与第四端口C导通，所述第一电子膨胀阀4完全截止，所述第二电子膨胀阀6和第三电子膨胀阀12中的一个全开，另一个节流。冷媒流向为：所述第一压缩机9排气口流出的冷媒先后经所述第一换向阀10和第二换向阀2流入所述室外换热器7进行冷凝放热，所述室外换热器7内流出的冷媒经所述第二电子膨胀阀6或第三电子膨胀阀12节流后进入所述水箱换热器11内蒸发，冷媒蒸发过程中可吸收水箱内水的温度，所述水箱换热器11内流出的冷媒经所述第一换向阀10流回所述第一压缩机9的吸气口，完成一个快速化霜循环。优选地，所述第一换向阀10的第四端口C与所述室外换热器7的第二端之间设置有单向阀8，使快速化霜模式下冷媒通过所述单向阀8流入所述室外换热器7内，从而避免冷媒通过所述第二换向阀2时其第一端口D处于常压状态进而对所述第二换向阀2的可靠性造成影响。
在上述快速化霜模式下工作时，由于冷媒在所述水箱换热器11内蒸发时可吸收水箱内的水的热量，所以在整个化霜过程中消耗的所述第一压缩机9的功耗相对普通化霜模式时要低，从而降低化霜时的总的功耗。但是，由于快速化霜模式需要吸收水箱中水的热量，所以，在启动快速化霜模式时需要确保水箱中的水温在一定范围之内，优选为15℃-55℃。当水箱中水温较低时，为防止吸收水的热量使水温低于0℃导致结冰，应采用普通化霜模式进行化霜。
本发明提供的空调热水一体机，通过增设第一换向阀10，使其能够实现快速化霜，且在快速化霜过程中能够利用水箱中水的热量，从而降低所述第一压缩机9的功耗，且能够加快化霜速度，提高舒适性。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种空调热水一体机，包括空调支路、热水支路和室外换热器，所述空调支路和热水支路均与所述室外换热器相连接，其特征在于，所述热水支路包括水箱换热器、第一换向阀和第一压缩机，所述水箱换热器通过所述第一换向阀能够与所述第一压缩机的吸气口相连接，所述第一压缩机的排气口通过所述第一换向阀能够与所述室外换热器相连接。
2.根据权利要求1所述的空调热水一体机，其特征在于，所述空调支路包括室内换热器、第二换向阀和第二压缩机，所述空调支路与所述热水支路并联。
3.根据权利要求1或2所述的空调热水一体机，其特征在于，在所述第一压缩机的吸气口和室外机之间设置有单向阀，仅允许冷媒从所述第一压缩机的排气口流向所述室外换热器。
4.根据权利要求2所述的空调热水一体机，其特征在于，所述水箱换热器、室内换热器和室外换热器的一端分别设置有第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀。
5.根据权利要求4所述的空调热水一体机，其特征在于，还设置有储液罐，所述第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀未与换热器连接的一端均连接至所述储液罐。
6.一种权利要求1-5中任一项所述的空调热水一体机的控制方法，其特征在于，所属空调热水一体机的运行模式包括快速化霜模式，在此模式时，控制所述第一换向阀的导通状态，使第一压缩机的排气口与室外换热器连通，所述第一压缩机的吸气口与水箱换热器连通。
7.根据权利要求6所述的空调热水一体机的控制方法，其特征在于，在单独制热水模式、同时制冷+制热水模式或同时制热+制热水模式时，所述第一换向阀使第一压缩机的排气口与水箱换热器连通，所述第一压缩机的吸气口与室外换热器连通。
8.根据权利要求6所述的空调热水一体机的控制方法，其特征在于，在单独制冷模式、普通化霜模式时所述第一压缩机不工作。
9.根据权利要求6所述的空调热水一体机的控制方法，其特征在于，通过控制所述第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀的开度调节储液罐内的液位。
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