CN105757827A - 空调器热回收系统、空调器、空调器热回收和除霜方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调器技术领域，提供一种空调器热回收系统、空调器、空调器热回收方法和除霜方法。其中空调器热回收系统包括换热水管道、水泵、蓄热水箱和控制器；换热水管道设置在室外换热器中，并和水泵、蓄热水箱连接形成第一水循环通路；通过换热水管道和冷媒通道之间的换热，可对室外换热器的热量进行回收，从而有效节约能源。此外，通过第一水循环通路中的换热水管道与室外换热器进行热交换，可以提高室外换热器的制冷效果。其中，第一水循环通路通过第一开关阀连接进水口；蓄热水箱上设置有用于测水温的温度传感器和用于测量水位的水位传感器；控制器接根据接收到的温度和水位的数据以及监控到的运行状态控制水泵的启停和第一开关阀的通断。

Description

空调器热回收系统、空调器、空调器热回收和除霜方法

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，尤其涉及一种空调器热回收系统、空调器、空调器热回收方法和除霜方法。

背景技术

目前空调器领域的各种空调器设备都是将房间住宅内的热量以冷凝热的形式通过冷凝器排入大气。空调器制冷时，冷凝器也即室外换热器的热量没有得到有效利用，大部分热量散失，白白浪费，这部分热量是相当可观的，因此很有必要对冷凝器的该部分的热量进行回收。现在冷凝器热的回收利用主要在大型中央空调器机组上，对房间空调器冷凝热的利用几乎没有做过相关研究和系统的设计。并且，由于冷凝器只有冷媒和空气换热，因此其冷凝器的换热效果也并不好。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题就是提供一种在空调器制冷时可以回收冷凝器产生的冷凝热，并且可以改善室外换热器的换热效果的空调器热回收系统。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空调器热回收系统，包括换热水管道、水泵、蓄热水箱和控制器；所述换热水管道设置在室外换热器中，并和所述水泵、蓄热水箱连接形成第一水循环通路；所述第一水循环通路通过第一开关阀连接进水口；所述蓄热水箱上设置有用于测水温的温度传感器和用于测量水位的水位传感器；所述控制器接收所述温度传感器和水位传感器的数据并监控空调器的运行状态，且根据接收到的所述数据和监控到的运行状态控制所述水泵的启停和第一开关阀的通断。

优选地，所述蓄热水箱的出水口与生活热水箱的进水口连接。

优选地，所述生活热水箱的出水口接入所述第一水循环通路，且与所述换热水管道、水泵和蓄热水箱形成第二水循环通路。

优选地，在所述换热水管道的出水口和所述蓄热水箱的进水口之间设置有第二开关阀；在所述生活热水箱的出水口和所述换热水管道的进水口之间设置有第三开关阀；所述第二开关阀、第三开关阀均与所述控制器连接并通过所述控制器控制通断。

优选地，所述第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀均为电磁阀。

优选地，所述换热水管道和所述室外换热器中的冷媒通道并行设置在所述室外换热器的翅片中。

优选地，所述换热水管道设置在所述冷媒通道内部。

本发明还提供一种空调器，包括上述空调器热回收系统。

本发明还提供根据上述空调器热回收系统进行热回收的方法，包括以下步骤：

S1、开启空调器进行制冷，控制器监测到空调器进入制冷状态，并控制所述水泵向所述换热水管道中泵入水；

S2、温度传感器和水位传感器分别测量所述蓄热水箱的温度和水位，并将测得的温度和水位的数据发送给所述控制器；

S3、所述控制器根据接收到的水位的数据判断水位是否达到设定值：当水位数据达到设定值时，所述第一开关阀断开，并判断接收到的温度数据是否达到设定温度；如果温度数据达到了设定值则停止水泵，否则启动水泵；

当所述水位数据没有达到设定值时，进入S4；

S4、控制器启动所述水泵，并判断温度数据是否达到设定温度；如果温度数据达到了设定值则接通所述第一开关阀，否则断开所述第一开关阀。

本发明还提供根据上述空调器热回收系统进行除霜的方法，包括以下步骤：

S1、开启空调器进行制热，当控制器监测到空调器进入化霜状态时，控制器控制所述水泵、第二开关阀和第三开关阀接通以及所述第一开关阀断开，使得所述生活热水箱中的热水流向所述换热水管道，直到室外换热器完成化霜；

S2、控制器监测到室外换热器完成化霜后，控制所述第三开关阀断开，从而使得所述室外换热器内换热水管道中的水流入所述蓄热水箱中，直到所述换热水管道中的水全部流入所述蓄热水箱中；

S3、控制器监测到所述换热水管道中的水全部流入所述蓄热器中后，控制所述第二开关阀断开。

(三)有益效果

本发明的技术方案具有以下优点:本发明的空调器热回收系统，包括换热水管道、水泵、蓄热水箱和控制器；所述换热水管道设置在室外换热器中，并和所述水泵、蓄热水箱连接形成第一水循环通路；通过换热水管道和冷媒通道之间的换热，可以对室外换热器中冷媒的热量进行回收，从而有效节约能源。此外，通过第一水循环通路中的换热水管道与室外换热器进行热交换，可以提高室外换热器的制冷效果。其中，所述第一水循环通路通过第一开关阀连接进水口；所述蓄热水箱上设置有用于测水温的温度传感器和用于测量水位的水位传感器；所述控制器接收所述温度传感器和水位传感器的数据并监控空调器的运行状态，且根据接收到的所述数据和监控到的运行状态控制所述水泵的启停和第一开关阀的通断。

本发明的优选方案中，蓄热水箱和生活热水箱连接，从而将回收的热量直接用于加热生活用水当中，以提高该方案中空调器热回收系统的实用性，并符合节能减排的要求。

本发明的又一优选方案中，活热水箱的出水口接入所述第一水循环通路，且与所述换热水管道、水泵和蓄热水箱形成第二水循环通路。该第二循环水路可以在空调器低温制热时辅助化霜，使得空调器室外换热器快速并彻底的实现化霜，进而提高空调器的制暖性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例的空调器热回收系统的结构示意图；

图2是本实施例的空调器热回收系统的工作原理示意图；

图3是本实施例的室外换热器的正视示意图；

图4是本实施例的室外换热器的侧视示意图；

图5是本实施例的冷媒通道和换热水管道的结构关系示意图；

图6是本实施例的另一室外换热器的结构示意图；

图中：1、室外换热器；2、蓄热水箱；3、生活热水箱；4、用水出口；5、第一开关阀；6、第二开关阀；7、第三开关阀；8、水泵；9、冷媒通道；10、换热水管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例的空调器热回收系统，包括换热水管道10、水泵8、蓄热水箱2和控制器。其中，换热水管道10设置在室外换热器1中，从而可以和室外换热器1中的冷媒通道9进行热交换。换热水管道10和水泵8、蓄热水箱2连接形成第一水循环通路，并通过第一开关阀5连接进水口。当水进入到第一循环通路后，在水泵8的作用下，水进入到换热水管道10中。此时，由于空调器进行制冷，因此室外换热器1作为冷凝器，其中的冷媒温度升高，从而冷媒通道9的温度也升高。冷媒通道9和换热水管道10进行热交换之后，通过第一水循环通路对冷媒的热量进行回收，并将升温后的水存储到蓄热水箱2中。

其中，在蓄热水箱2上设置有用于测水温的温度传感器和用于测量水位的水位传感器。控制器接收所述温度传感器和水位传感器的数据并监控空调器的运行状态，且根据接收到的所述数据和监控到的运行状态控制所述水泵8的启停和第一开关阀5的通断。

具体地，根据该空调器热回收系统进行热回收的方法包括以下步骤：

S1、开启空调器进行制冷，控制器监测到空调器进入制冷状态，并控制所述水泵8向所述换热水管道10中泵入水，从而使得换热水管道10和室外换热器1开始进行换热；

S2、温度传感器和水位传感器分别测量所述蓄热水箱2的温度和水位，并将测得的温度和水位的数据发送给所述控制器；

S3、所述控制器根据接收到的水位的数据判断水位是否达到设定值：当水位数据达到设定值时，所述第一开关阀5断开，并判断接收到的温度数据是否达到设定温度；如果温度数据达到了设定值则停止水泵8，否则启动水泵8；

当所述水位数据没有达到设定值时，进入S4；

S4、控制器启动所述水泵8，并判断温度数据是否达到设定温度；如果温度数据达到了设定值则接通所述第一开关阀5，否则断开所述第一开关阀5。

其中，S1中，水泵8要向换热水管道10中泵入水的前提是第一水循环通路中有水。如果第一水循环通路中初始没有循环水，那么为了向换热水管道10中泵入水，那么显然控制器需要控制第一开关阀5开启；如果第一水循环通路中有足够的水和换热水管道10进行热交换的话，那么此时可以直接进入到S2中。

在有部分水经过换热水管道10进行换热并进入蓄热水箱2后，此时有必要采用S2中的步骤对蓄热水箱2中的温度和水位进行监测，从而可以进一步对蓄热水箱2中的温度和水位进行控制。

其中，S3中水位传感器测得水位数据达到设定值，此时蓄热水箱2中盛满水并且无法再向第一水循环通路中注入水，因此需要控制第一开关阀5断开。同样，当蓄热水箱2和其它容器连接时，水位传感器测得水位数据达到设定值说明此时蓄热水箱2以及与之连接的容器都已经盛满。例如，将蓄热水箱2和生活热水箱3连接时，水位传感器测得水位数据达到设定值时，则蓄热水箱2和生活热水箱3都处于满水状态。

在上述基础上，继续采用温度传感器测量蓄热水箱2中的水度，从而通过控制水泵8的启停反过来调节蓄热水箱2中的水温。

如果蓄热水箱2中的水位没有达到设定值，那么蓄热水箱2中还可以注入水。那么此时可以通过控制第一开关阀5的通断调节第一水循环通路中的水温，进而保证空调器制冷时，通过换热水管道10流经室外换热器1的水温维持在较低的状态，以提高室外换热器1的换热效率，提高制冷效果。其中，当蓄热水箱2中的水温达到了设定值时，说明此时需要向第一水循环通路中通入冷水，以保证第一水循环通路中换热水管道10的换热效率，提高制冷效果。

当然，也可以既不注入水也不开启水泵8以使得蓄热水箱2中的水维持在设定温度，但是此时同样没有办法对冷媒的热量进行回收。

本实施例的空调器热回收系统，通过换热水管道10和冷媒通道9之间进行换热，可以对室外换热器1中冷媒的热量进行回收，从而有效节约能源。此外，通过第一水循环通路中的换热水管道10与室外换热器1进行热交换，可以提高室外换热器1的制冷效果。

需要强调的是，本实施例中通过换热水管道10对室外换热器1的热量进行直接回收，其热回收率高，符合节能环保的要求。并且，该空调器热回收系统，其容易实施且结构简单制造成本低。

进一步地，将蓄热水箱2的出水口与生活热水箱3的进水口连接。该种情况下，由于将回收的热量直接用于加热生活用水当中，因此提高该方案中空调器热回收系统的实用性，并符合节能减排的要求。其中，在蓄热水箱2和生活热水箱3上都可以设置用水出口4。

此外，冬季低温潮湿环境下，空调器制热会造成室外换热器1结霜，使室外换热器1换热能力衰减，用户会有空调器制热效果差的体验。传统的化霜方法是通过检测室外换热器1的温度控制四通阀的切换，使空调器制热转化为制冷，室外换热器1温度升高，使室外换热器1翅片上的霜化掉。此方法可能存在化霜不干净，化霜时间长的问题。

有鉴于此，在上述空调热回收系统结构的基础上，将本实施例的生活热水箱3的出水口接入所述第一水循环通路，且与所述换热水管道10、水泵8和蓄热水箱2形成第二水循环通路。该第二循环水路可以在空调器低温制热时辅助化霜。具体地，水泵8开启，第二循环水路中生活热水箱3中的高温热水流向室外换热器1。通过该方案可以提高室外换热器1的换热效率，使得其快速并彻底的实现化霜，进而提高空调器的制暖性能。

其中，可以在生活热水箱3中设置电加热管，从而通过电加热管的加热使得生活热水箱3中的水温符合化霜要求。

进一步地，当空调器处于一般制热运行时，室外换热器1的温度较低，此时为防止室外换热器1在其中换热水管道10中有水的情况下冻裂，需要将换热水管道10中的水抽干。

有鉴于此，在所述换热水管道10的出水口和所述蓄热水箱2的进水口之间设置有第二开关阀6；在所述生活热水箱3的出水口和所述换热水管道10的进水口之间设置有第三开关阀7；得到的空调器热回收系统的结构示意图请参见图1。

其中第二开关阀6、第三开关阀7均与所述控制器连接并通过所述控制器控制通断。当然需要注意的是，第二开关阀6和第三开关阀7是为了空调器化霜而设置的，当本实施例的空调器热回收系统仅仅要满足热回收功能时，没有必要设置该第二开关阀6和第三开关阀7。也因此，在进行冷媒的热回收时，第二开关阀6和第三开关阀7一般要保持接通状态，从而在第二开关阀6和第三开关阀7处形成通路。

本实施例中，优选但是不必须第一开关阀5、第二开关阀6和第三开关阀7均为电磁阀。

具体地，采用该空调器热回收系统进行除霜的方法包括以下步骤：

S1、开启空调器进行制热，当控制器监测到空调器进入化霜状态时，控制器控制所述水泵8、第二开关阀6和第三开关阀7接通以及所述第一开关阀5断开，使得所述生活热水箱3中的热水流向所述换热水管道10，直到室外换热器1完成化霜；

S2、控制器监测到室外换热器1完成化霜后，控制所述第三开关阀7断开，从而使得所述室外换热器1内换热水管道10中的水流入所述蓄热水箱2中，直到所述室外换热器1内换热水管道10中的水全部流入所述蓄热水箱2中；

S3、控制器监测到所述内换热水管道10中的水全部流入所述蓄热器中后，控制所述第二开关阀6断开。

其中，S2中断开第三开关阀7就是为了防止生活热水箱3中的水进一步进入到室外换热器1内的换热水管道10中。而一旦室外换热器1中的水抽干，也即进入S3时，此时关闭第二开关阀6又可以防止蓄热水箱2中的水倒流。

具体地，本实施例的同时具有热回收功能和化霜功能的空调器热回收系统的工作过程请参见图2。

本实施例中，室外换热器1中换热水管道10设置的具体形式并不受限制。其中一种情况，室外换热器1的结构请参见图3和图4，其换热水管道10和所述室外换热器1中的冷媒通道9并行设置在所述室外换热器1的翅片中，从而换热水管道10和冷媒通道9通过翅片进行换热。其中“换热水管道10和所述室外换热器1中的冷媒通道9并行设置”并不要求换热水管道10和冷媒通道9平行或者是直接接触，只要两者延伸方向大致相同保证两者有足够的热交换空间即可，请进一步参见图5。

另一种情况，室外换热器1结构可以换成套管式，也即换热水管道10直接内嵌在冷媒通道9内，请参见图6。该种情况下，空调器制冷时高温冷媒和低温的水直接通过换热水管道10进行换热，从而其换热系统高。并且，由于冷媒和空气之间的换热没有受到换热水管道10的影响，因此其可以进一步保证换热效率。其中，优选换热水管道10为铜管。将该室外换热器1用于热回收或者化霜时其效果都较好，但和上一种情况相比其结构复杂不便于制造。

本实施例还提供一种空调器，包括上述提到的空调器热回收系统。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种空调器热回收系统，其特征在于，包括换热水管道、水泵、蓄热水箱和控制器；所述换热水管道设置在室外换热器中，并和所述水泵、蓄热水箱连接形成第一水循环通路；所述第一水循环通路通过第一开关阀连接进水口；所述蓄热水箱上设置有用于测水温的温度传感器和用于测量水位的水位传感器；所述控制器接收所述温度传感器和水位传感器的数据并监控空调器的运行状态，且根据接收到的所述数据和监控到的运行状态控制所述水泵的启停和第一开关阀的通断。

2.根据权利要求1所述的空调器热回收系统，其特征在于，所述蓄热水箱的出水口与生活热水箱的进水口连接。

3.根据权利要求2所述的空调器热回收系统，其特征在于，所述生活热水箱的出水口接入所述第一水循环通路，且与所述换热水管道、水泵和蓄热水箱形成第二水循环通路。

4.根据权利要求3所述的空调器热回收系统，其特征在于，在所述换热水管道的出水口和所述蓄热水箱的进水口之间设置有第二开关阀；在所述生活热水箱的出水口和所述换热水管道的进水口之间设置有第三开关阀；所述第二开关阀、第三开关阀均与所述控制器连接并通过所述控制器控制通断。

5.根据权利要求4所述的空调器热回收系统，其特征在于，所述第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀均为电磁阀。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的空调器热回收系统，其特征在于，所述换热水管道和所述室外换热器中的冷媒通道并行设置在所述室外换热器的翅片中。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的空调器热回收系统，其特征在于，所述换热水管道设置在所述冷媒通道内部。

8.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的空调器热回收系统。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的空调器热回收系统进行热回收的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、开启空调器进行制冷，控制器监测到空调器进入制冷状态，并控制所述水泵向所述换热水管道中泵入水；

S2、温度传感器和水位传感器分别测量所述蓄热水箱的温度和水位，并将测得的温度和水位的数据发送给所述控制器；

S3、所述控制器根据接收到的水位的数据判断水位是否达到设定值：当水位数据达到设定值时，所述第一开关阀断开，并判断接收到的温度数据是否达到设定温度；如果温度数据达到了设定值则停止水泵，否则启动水泵；

当所述水位数据没有达到设定值时，进入S4；

S4、控制器启动所述水泵，并判断温度数据是否达到设定温度；如果温度数据达到了设定值则接通所述第一开关阀，否则断开所述第一开关阀。

10.根据权利要求4或5所述的空调器热回收系统进行除霜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、开启空调器进行制热，当控制器监测到空调器进入化霜状态时，控制器控制所述水泵、第二开关阀和第三开关阀接通以及所述第一开关阀断开，使得所述生活热水箱中的热水流向所述换热水管道，直到室外换热器完成化霜；

S2、控制器监测到室外换热器完成化霜后，控制所述第三开关阀断开，从而使得所述室外换热器内换热水管道中的水流入所述蓄热水箱中，直到所述换热水管道中的水全部流入所述蓄热水箱中；

S3、控制器监测到所述换热水管道中的水全部流入所述蓄热器中后，控制所述第二开关阀断开。