CN107702372B - 一种可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，包括：空调室外机、空调室内机、氟循环水箱和冷媒——水换热器，其中，氟循环水箱和冷媒——水换热器均与空调室内机并联，氟循环水箱为外盘管氟循环水箱，冷媒——水换热器带有进水管和出水管。本发明的有益之处在于：(1)把氟循环水箱当成一个室内机来处理，用氟循环来制取生活热水，实现了制冷、制热、制生活热水多种功能；(2)把冷媒——水换热器当成一个室内机来处理，风系统和水系统共存，满足了不同用户的需求；(3)不需要额外安装室外机，安装和使用都很方便；(4)实现了对室外机的充分利用，减少了安装空间。

Description

一种可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器
技术领域
本发明涉及一种空气源热泵热水器，具体涉及一种可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，属于热水器技术领域。
背景技术
目前，应用在生活热水领域的空气源热泵热水器只能提供制热水一种功能，用在北方“煤改电”领域的空气源热泵热水器只能提供制热或者制冷+制热两个功能。部分热水器为了实现制冷、制热、制热水三个功能，采用部分或者全热回收模式，从而制取生活热水，这种方式需要增加水泵，水管需要连接到室外机上，对于家庭用户来说，安装和使用都很不方便。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种安装和使用都很方便的可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，包括：空调室外机、空调室内机，二者通过1#连接主管和2#连接主管连接，其特征在于，还包括：氟循环水箱和冷媒——水换热器，二者均与空调室内机并联，其中，
前述氟循环水箱为外盘管氟循环水箱，其通过水箱入口冷媒管和连接支管分别与2#连接主管、1#连接主管连接，与1#连接主管连接的连接支管上安装有节流阀；
前述冷媒——水换热器带有进水管和出水管，冷媒——水换热器通过两根连接支管分别与1#连接主管、2#连接主管连接，与1#连接主管连接的连接支管上安装有节流阀。
前述的可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，其特征在于，前述空调室外机包括：压缩机、1#四通阀、室外侧换热器、节流阀和四个电磁阀，其中，
前述1#四通阀的d口与压缩机连通，e口与2#连接主管连通，s口通过回气管与压缩机连通，c口与一根连接管连接，该根连接管分成了两条支路，其中一条支路上依次安装有1#电磁阀、室外侧换热器和节流阀，该条支路与1#连接主管连通，1#电磁阀与室外侧换热器之间接有一根带4#电磁阀的连接管，该根连接管与2#连接主管连通；另外一条支路上依次安装有3#电磁阀和2#电磁阀，水箱入口冷媒管与这两个电磁阀之间的连接管连通，该条支路与2#连接主管连通。
前述的可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，其特征在于，前述1#电磁阀、2#电磁阀、3#电磁阀和4#电磁阀均为具有通断功能的电磁阀。
前述的可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，其特征在于，前述空调室外机包括：压缩机、1#四通阀、2#四通阀、3#四通阀、室外侧换热器和节流阀，其中，
前述1#四通阀的d口与压缩机连通，e口与2#连接主管连通，s口通过回气管与压缩机连通，c口与2#四通阀的c口、3#四通阀的e口连接；
前述2#四通阀的d口通过水箱入口冷媒管与氟循环水箱连接，e口与2#连接主管连通，s口封闭，c口与1#四通阀的c口连接；
前述3#四通阀的e口与1#四通阀的c口连接，e口与2#连接主管连通，s口封闭，d口与一连接管连接，该根连接管上依次安装有室外侧换热器和节流阀，该根连接管与1#连接主管连通。
前述的可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，其特征在于，前述压缩机为直流变频压缩机。
前述的可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，其特征在于，前述节流阀为可以调节流量的电子膨胀阀。
前述的可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，其特征在于，前述冷媒——水换热器采用的是套管式换热器、壳管式换热器或板式换热器。
前述的可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，其特征在于，安装在连接支管上的节流阀均为可以调节流量的电子膨胀阀。
本发明的有益之处在于：
(1)本发明的空气源热泵热水器，把氟循环水箱当成一个室内机来处理，用氟循环来制取生活热水，实现了制冷、制热、制生活热水、制冷+制生活热水、制热+制生活热水五种功能，不需要额外安装室外机，安装和使用都很方便；同时，实现了对室外机的充分利用，减少了安装空间；
(2)本发明的空气源热泵热水器，在空调室内机中并联一个冷媒——水换热器，经冷媒——水换热器加热后的热水可以给地板辐射管和散热器等提供热水，从而实现供暖功能，风系统和水系统共存，满足了不同用户的需求；
(3)本发明的空气源热泵热水器，在制冷系统上设置电磁阀和四通阀，可以实现不同模式下的功能需求；把氟循环水箱、冷媒——水换热器分别当成空调室内机来处理，可以方便的进行控制，每个内机都可以根据需要进行开停。
附图说明
图1是本发明的空气源热泵热水器的第一个实施例的组成示意图；
图2是本发明的空气源热泵热水器的第二个实施例的组成示意图。
图中附图标记的含义：
101-压缩机，102-1#四通阀，103-连接支管，104-1#电磁阀，105-室外侧换热器，106-节流阀，107-回气管，108-3#四通阀；
120-连接支管，121-节流阀，122-空调室内机，123-连接支管；
130-连接支管，131-节流阀，132-空调室内机，133-连接支管；
140-连接支管，141-节流阀，142-冷媒——水换热器，143-连接支管，144-进水管，145-出水管；
150-连接支管，151-节流阀，152-氟循环水箱，153-连接支管，154-2#电磁阀，155-水箱入口冷媒管，156-3#电磁阀，157-连接支管，158-2#四通阀；
160-1#连接主管，161-2#连接主管，162-4#电磁阀，163-连接支管。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
实施例1
参照图1，本发明的可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器包括：空调室外机、空调室内机122、空调室内机132、氟循环水箱152和冷媒——水换热器142。其中，空调室内机122、空调室内机132均通过1#连接主管160和2#连接主管161与空调室外机连接，氟循环水箱152和冷媒——水换热器142均与空调室内机122、空调室内机132并联。
1、空调室外机
参照图1，空调室外机包括：压缩机101、1#四通阀102、室外侧换热器105、节流阀106和四个电磁阀(1#电磁阀104、2#电磁阀154、3#电磁阀156、4#电磁阀162)。
1#四通阀102的d口与压缩机101连通，e口与2#连接主管161连通，s口通过回气管107与压缩机(101)连通。
1#四通阀102的c口与一根连接管连接，该根连接管分成了两条支路：
其中一条支路上依次安装有1#电磁阀104、室外侧换热器105(与室外侧换热器105配套的风机优选直流变频风机，可以根据需要进行调节转速)和节流阀106，该条支路与1#连接主管160连通，1#电磁阀104与室外侧换热器105之间接有一根带4#电磁阀162的连接管，该根连接管与2#连接主管161连通；
另外一条支路上依次安装有3#电磁阀156和2#电磁阀154(这两个电磁阀是用来控制冷媒的流向的，以实现在不同工作模式下氟循环水箱152制取生活热水功能)，水箱入口冷媒管155与3#电磁阀156和2#电磁阀154之间的连接管连通，该条支路与2#连接主管161连通。
1#电磁阀104、2#电磁阀154、3#电磁阀156和4#电磁阀162均为具有通断功能的电磁阀。
压缩机101为直流变频压缩机，其输出能力可以进行调节。
节流阀106为可以调节流量的电子膨胀阀。
安装在连接支管120、连接支管130、连接支管140、连接支管150上的节流阀121、节流阀131、节流阀141、节流阀151均为可以调节流量的电子膨胀阀。
2、空调室内机
参照图1，空调室内机122通过连接支管123、连接支管120分别与2#连接主管161、1#连接主管160连接，连接支管120上安装有节流阀121。
空调室内机132与空调室内机122结构相同，并且与空调室内机122并联，空调室内机132通过连接支管133、连接支管130分别与2#连接主管161、1#连接主管160连接，连接支管130上安装有节流阀131。
空调室内机可以根据实际需要设置1个、2个或者多个，并根据实际需要单独开停空调室内机。
对于一些不便连接水管的场所，可以通过直接送风的空调室内机122、空调室内机132来实现制冷或者制热。
3、氟循环水箱
参照图1，氟循环水箱152为外盘管氟循环水箱，其通过水箱入口冷媒管155和连接支管150分别与2#连接主管161、1#连接主管160连接，其中，与2#连接主管161连接的连接支管153上安装有2#电磁阀154，与1#连接主管160连接的连接支管150上安装有节流阀151。
4、冷媒——水换热器
参照图1，冷媒——水换热器142带有进水管144和出水管145，冷媒——水换热器142通过连接支管140、连接支管143分别与1#连接主管160、2#连接主管161连接，其中，与1#连接主管160连接的连接支管140上安装有节流阀141。
由进水管144进入到冷媒——水换热器142中的水，经过冷媒——水换热器142的换热后，可以成为热水或者冷冻水。其中，热水可以供给地板辐射末端或者散热器末端，实现供暖功能；冷冻水可以供给风机盘管，对空气实现除湿降温功能，达到比直接送风更舒适的效果。
冷媒——水换热器142既可以采用套管式换热器，也可以采用壳管式换热器，(如果只需要制热功能)还可以采用板式换热器。
我们通过在空调室外机上设置电磁阀和四通阀，可以实现不同模式下的功能需求，四通阀、电磁阀、节流阀在各种工作模式下的状态见表1。
表1 各种工作模式下各个阀的工作状态
制热水 制冷 制冷+制热水 制热 制热+制热水
1#四通阀102 不通电 不通电 不通电 通电 通电
1#电磁阀104 关闭 打开 打开 打开 打开
3#电磁阀156 打开 关闭 打开 关闭 关闭
2#电磁阀154 关闭 关闭 关闭 关闭 打开
4#电磁阀162 打开 关闭 关闭 关闭 打开
节流阀121 关闭 打开 打开 打开 关闭
节流阀131 关闭 打开 打开 打开 打开
节流阀141 关闭 打开 打开 打开 打开
节流阀151 打开 关闭 打开 关闭 打开
(1)空气源热泵热水器工作在制取生活热水模式时：经压缩机101压缩后的高温高压制冷剂气体通过1#四通阀102的c口流经连接支管157、3#电磁阀156、水箱入口冷媒管155进入氟循环水箱152，把热量传递给氟循环水箱152内的水，降温冷凝后的制冷剂经节流阀151、连接支管150、节流阀106进入室外侧换热器105进行蒸发，蒸发后的气态制冷剂经2#连接主管161、4#电磁阀162、连接支管163、回气管107后回到压缩机101。
在该模式下，节流阀121、节流阀131、节流阀141处于关闭状态，2#电磁阀154、1#电磁阀104处于关闭状态。
(2)空气源热泵热水器工作在制冷模式时：压缩机101的排气经1#四通阀102、连接支管103、1#电磁阀104进入室外换热器105进行降温冷凝，冷凝后的液态制冷剂经节流阀106、节流阀121、节流阀131、节流阀141节流后分别进入空调室内机122、空调室内机132和冷媒——水换热器142进行蒸发，蒸发后的气态制冷剂经连接支管123、连接支管133、连接支管143汇总到2#连接主管161后经回气管107回到压缩机101。
在该模式下，节流阀151关闭，1#电磁阀104、3#电磁阀156、4#电磁阀162、2#电磁阀154关闭；从进水管144进入冷媒——水换热器142中的水经过冷媒——水换热器142换热后成为冷冻水，从出水管145送到需要冷冻水的末端。如果在某个实际应用中没有冷冻水的需求，那么可以通过关闭节流阀141来实现。
(3)空气源热泵热水器工作在制冷+制取生活热水模式时：3#电磁阀156打开，节流阀151打开，压缩机101的排气一部分经连接支管157、3#电磁阀156、水箱入口冷媒管155进入氟循环水箱152对氟循环水箱152内的水进行加热，降温冷凝后的制冷剂经节流阀151、连接支管150后与从室外侧换热器105来的制冷剂汇合，汇合后的制冷剂经节流阀121、节流阀131、节流阀141分别在空调室内机122、空调室内机132和冷媒——水换热器142内实现热交换；压缩机101排气的另外一部分经过连接支管103、1#电磁阀104后进入室外侧换热器105实现降温冷凝，并经节流阀106后与从氟循环水箱152降温冷凝的制冷剂汇合。
在该模式下，节流阀151打开，1#电磁阀104、3#156打开，4#电磁阀162、2#154关闭。
(4)空气源热泵热水器工作在制热模式时：压缩机101的排气经1#四通阀102后，从连接支管123、连接支管133、连接支管143分别进入空调室内机122、空调室内机132和冷媒——水换热器142，降温冷凝后的制冷剂经节流阀121、节流阀131、节流阀141，并分别经连接支管120、连接支管130、连接支管140汇总到1#连接主管160，经节流阀106后进入室外侧换热器105进行蒸发，蒸发后的制冷剂经1#电磁阀104、连接支管103后进入1#四通阀102，经回气管107回到压缩机101。
在该模式下，节流阀151关闭，1#电磁阀104打开，3#电磁阀156、4#162、2#154关闭；从进水管144进入冷媒——水换热器142的水经过冷媒——水换热器142换热后成为热水，从出水管145送到需要供暖的地板辐射末端或者散热器末端。
(5)空气源热泵热水器工作在制热+制取生活热水模式时：压缩机101的排气经1#四通阀102后，从连接支管123、连接支管133、连接支管143、连接支管153分别进入空调室内机122、空调室内机132、冷媒——水换热器142、氟循环水箱152，降温冷凝后的制冷剂经节流阀121、节流阀131、节流阀141、节流阀151，并分别经连接支管120、连接支管130、连接支管140、连接支管150汇总到1#连接主管160，经节流阀106后进入室外侧换热器105进行蒸发，蒸发后的制冷剂经1#电磁阀104、连接支管103后进入1#四通阀102，经回气管107回到压缩机101。
在该模式下，节流阀151打开，1#电磁阀104、2#电磁阀154打开，3#电磁阀156、4#电磁阀162关闭。
实施例2
与实施例1不同的是，实施例2用2个四通阀(2#四通阀158、3#四通阀108)代替4个电磁阀(1#电磁阀104、2#电磁阀154、3#电磁阀156、4#电磁阀162)。
参照图2，本发明的可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器包括：空调室外机、空调室内机122、空调室内机132、氟循环水箱152和冷媒——水换热器142。其中，空调室内机122、空调室内机132均通过1#连接主管160和2#连接主管161与空调室外机连接，氟循环水箱152和冷媒——水换热器142均与空调室内机122、空调室内机132并联。
1、空调室外机
参照图2，空调室外机包括：压缩机101、1#四通阀102、2#四通阀158、3#四通阀108、室外侧换热器105和节流阀106。
1#四通阀102的d口与压缩机101连通，e口与2#连接主管161连通，s口通过回气管107与压缩机101连通，c口与2#四通阀158的c口、3#四通阀108的e口连接。
2#四通阀158的d口通过水箱入口冷媒管155与氟循环水箱152连接，e口与2#连接主管161连通，s口封闭，c口与1#四通阀102的c口连接。
3#四通阀108的e口与1#四通阀102的c口连接，e口与2#连接主管161连通，s口封闭，d口与一连接管连接，该根连接管上依次安装有室外侧换热器105(与室外侧换热器105配套的风机优选直流变频风机，可以根据需要进行调节转速)和节流阀106，该根连接管与1#连接主管160连通。
压缩机101为直流变频压缩机。
节流阀106为可以调节流量的电子膨胀阀。
安装在连接支管120、连接支管130、连接支管140、连接支管150上的节流阀121、节流阀131、节流阀141、节流阀151均为可以调节流量的电子膨胀阀。
2、空调室内机
参照图1，空调室内机122通过连接支管123、连接支管120分别与2#连接主管161、1#连接主管160连接，连接支管120上安装有节流阀121。
空调室内机132与空调室内机122结构相同，并且与空调室内机122并联，空调室内机132通过连接支管133、连接支管130分别与2#连接主管161、1#连接主管160连接，连接支管130上安装有节流阀131。
3、氟循环水箱
参照图1，氟循环水箱152为外盘管氟循环水箱，其通过水箱入口冷媒管155和连接支管150分别与2#连接主管161、1#连接主管160连接，其中，与2#连接主管161连接的连接支管153上安装有2#电磁阀154，与1#连接主管160连接的连接支管150上安装有节流阀151。
4、冷媒——水换热器
参照图1，冷媒——水换热器142带有进水管144和出水管145，冷媒——水换热器142通过连接支管140、连接支管143分别与1#连接主管160、2#连接主管161连接，其中，与1#连接主管160连接的连接支管140上安装有节流阀141。
我们通过在空调室外机上设置3个电磁阀，可以实现不同模式下的功能需求，四通阀、节流阀在各种工作模式下的状态见表2。
表2 各种工作模式下各个阀的工作状态
制热水 制冷 制冷+制热水 制热 制热+制热水
1#四通阀102 不通电 不通电 不通电 通电 通电
3#四通阀108 不通电 通电 通电 通电 通电
2#四通阀158 不通电 通电 不通电 不通电 通电
节流阀121 关闭 打开 打开 打开 关闭
节流阀131 关闭 打开 打开 打开 打开
节流阀141 关闭 打开 打开 打开 打开
节流阀151 打开 关闭 打开 关闭 打开
由此可见，我们通过把氟循环水箱152、冷媒——水换热器142分别当成空调室内机来处理，与其它的空调室内机并联，不仅容易实施，而且控制简单，可以方便的实现控制，每个内机可以根据需要进行开停。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，包括：空调室外机、空调室内机(122、132)，二者通过1#连接主管(160)和2#连接主管(161)连接，其特征在于，还包括：氟循环水箱(152)和冷媒——水换热器(142)，二者均与空调室内机(122、132)并联，其中，
所述氟循环水箱(152)为外盘管氟循环水箱，其通过水箱入口冷媒管(155)和连接支管(150)分别与2#连接主管(161)、1#连接主管(160)连接，与1#连接主管(160)连接的连接支管 (150)上安装有节流阀(151)；
所述冷媒——水换热器(142)带有进水管(144)和出水管(145)，冷媒——水换热器(142)通过两根连接支管(140、143)分别与1#连接主管(160)、2#连接主管(161)连接，与1#连 接主管(160)连接的连接支管(140)上安装有节流阀(141)；
所述空调室外机包括：压缩机(101)、1#四通阀(102)、室外侧换热器(105)、节流阀(106)和四个电磁阀，其中，
所述1#四通阀(102)的d口与压缩机(101)连通，e口与2#连接主管(161)连通，s口通过回 气管(107)与压缩机(101)连通，c口与一根连接管连接，该根连接管分成了两条支路，其中 一条支路上依次安装有1#电磁阀(104)、室外侧换热器(105)和节流阀(106)，该条支路与1# 连接主管(160)连通，1#电磁阀(104)与室外侧换热器(105)之间接有一根带4#电磁阀(162) 的连接管，该根连接管与2#连接主管(161)连通；另外一条支路上依次安装有3#电磁阀(156) 和2#电磁阀(154)，水箱入口冷媒管(155)与这两个电磁阀之间的连接管连通，该条支路与2# 连接主管(161)连通；
所述1#电磁阀(104)、2#电磁阀(154)、3#电磁阀(156)和4#电磁阀(162)均为具有通断功能的电磁阀；
或者，所述空调室外机包括：压缩机(101)、1#四通阀(102)、2#四通阀(158)、3#四通阀(108)、 室外侧换热器(105)和节流阀(106)，其中，
所述1#四通阀(102)的d口与压缩机(101)连通，e口与2#连接主管(161)连通，s口通过回 气管(107)与压缩机(101)连通，c口与2#四通阀(158)的c口、3#四通阀(108)的e口连接；
所述2#四通阀(158)的d口通过水箱入口冷媒管(155)与氟循环水箱(152)连接，e口与2# 连接主管(161)连通，s口封闭，c口与1#四通阀(102)的c口连接；
所述3#四通阀(108)的e口与1#四通阀(102)的c口连接，c口与2#连接主管(161)连通，s口封闭，d口与一连接管连接，该根连接管上依次安装有室外侧换热器(105)和节流阀(106)，该根连接管与1#连接主管(160)连通。
2.根据权利要求1所述的可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，其特征在于，所述压缩机(101)为直流变频压缩机。
3.根据权利要求1所述的可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，其特征在于，所述节流阀(106)为可以调节流量的电子膨胀阀。
4.根据权利要求1所述的可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，其特征在于，所述冷媒——水换热器(142)采用的是套管式换热器、壳管式换热器或板式换热器。
5.根据权利要求1所述的可实现制冷、制热、制热水功能的空气源热泵热水器，其特征在于，安装在连接支管(120、130、140、150)上的节流阀(121、131、141、151)均为可以调节流量的电子膨胀阀。
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