CN108050698A - 空调热泵热水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空调热泵热水系统，其包括空调外机、热水器主机、热水器水罐和控制器，热水器水罐中设置有工质盘管，工质盘管的两端分别连接工质入口接头和工质出口接头，热水器主机包括热水器工质输出管和热水器工质回流管，热水器工质输出管与工质入口接头连接，热水器工质回流管与工质出口接头连接，空调外机包括空调工质输出管和空调工质回流管，空调工质输出管与工质入口接头连接，空调工质回流管与工质出口接头连接，空调工质输出管和空调工质回流管之间还连接有工质直通管。本发明的空调热泵热水系统，通过将空调外机的高温工质输入到热水器水罐的工质盘管中，对热水器水罐中的水进行加热，充分利用了空调外机的余热，节能效果较好。

Description

空调热泵热水系统
技术领域
本发明涉及热水设备技术领域，特别涉及一种空调热泵热水系统。
背景技术
随着人们生活水平的日益提高，空调和热泵热水器也进入到越来越多的家庭，它们都是根据逆卡诺循环原理，利用工质(冷媒)不断完成热力循环，实现热量转换，达到制冷和提供热水的目的。现有技术中，空调和热泵热水器通常都是独立使用，空调制冷时散发的余热没有得到充分利用，不够节能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的是提供一种节能效果好的空调热泵热水系统。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种空调热泵热水系统，其包括空调外机、热水器主机、热水器水罐和控制器，所述热水器水罐中设置有工质盘管，所述工质盘管的两端分别连接工质入口接头和工质出口接头，所述热水器主机包括热水器工质输出管和热水器工质回流管，所述热水器工质输出管与所述工质入口接头连接，所述热水器工质回流管与所述工质出口接头连接，所述热水器工质输出管和/或热水器工质回流管上设置有热水器工质控制阀，所述空调外机包括空调工质输出管和空调工质回流管，所述空调工质输出管与所述工质入口接头连接，所述空调工质回流管与所述工质出口接头连接，所述空调工质输出管和/或空调工质回流管上设置有空调工质控制阀，所述空调工质输出管和空调工质回流管之间还连接有工质直通管，所述工质直通管上设置有直通控制阀，所述空调外机、热水器主机、热水器工质控制阀、空调工质控制阀和直通控制阀均与所述控制器连接，所述空调工质控制阀打开时，所述热水器工质控制阀和直通控制阀关闭。
作为上述实施例的进一步改进，所述热水器水罐中设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器连接，所述空调外机处于制冷状态且所述温度传感器检测的温度值小于第一预设温度值时，所述控制器控制所述空调工质控制阀打开且所述热水器工质控制阀和直通控制阀关闭。
作为上述实施例的进一步改进，当所述空调外机处于制冷状态且所述温度传感器检测的温度值大于或等于第二预设温度值时，所述控制器控制所述空调工质控制阀关闭且所述直通控制阀打开，所述第二预设温度值大于或等于第一预设温度值。
作为上述实施例的进一步改进，所述热水器水罐包括外壳以及设置于所述外壳中的内胆，所述外壳与内胆之间填充有保温层，所述工质盘管设置于所述内胆中，所述内胆的胆壁上开设有开口，所述工质盘管的两个端部穿过所述开口，伸出于所述内胆外，所述工质盘管与所述胆壁焊接连接并密封所述开口，所述工质入口接头和工质出口接头设置于所述内胆外部，并穿过所述保温层和外壳，露出于所述外壳外，所述工质入口接头和工质出口接头分别与所述工质盘管的两个端部连接。
作为上述实施例的进一步改进，所述外壳与内胆之间还设置有固定架，所述固定架与所述内胆的胆壁焊接连接，所述工质入口接头和工质出口接头与所述固定架焊接连接。
作为上述实施例的进一步改进，所述固定架包括罩体，所述罩体罩在所述工质盘管的端部外，所述罩体上开设有固定孔，所述工质入口接头和工质出口接头穿过所述固定孔与所述工质盘管的端部连接，所述工质入口接头和工质出口接头沿所述固定孔的边缘与所述罩体焊接连接。
作为上述实施例的进一步改进，所述固定架包括相对于所述罩体外翻的支撑脚，所述支撑脚与所述内胆的外壁焊接连接。
作为上述实施例的进一步改进，所述工质盘管的外径与所述工质入口接头和工质出口接头的最大外径之比为0.3-0.85:1。
本发明实施例的空调热泵热水系统，通过将空调外机的高温工质输入到热水器水罐的工质盘管中，对热水器水罐中的水进行加热，充分利用了空调外机的余热，节能效果较好。
附图说明
通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。
图1是本发明实施例提供的空调热泵热水系统的结构示意图。
图2为图1中热水器水罐的结构示意图。
图3为图2的局部放大示意图。
图4为工质入口接头及工质出口接头与固定架的焊接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
请参考图1至图4，本发明实施例提供一种空调热泵热水系统，其包括空调外机1、热水器主机2、热水器水罐3和控制器。空调外机1中设置有压缩机、冷凝器、四通阀等元件，可以与空调内机相配合，对室内进行制冷。空调外机1的结构已是本领域的公知常识，此处不再赘述。热水器主机2中也具有压缩机、蒸发器、膨胀阀、储液罐等元件，用于向工质盘管31提供高温工质。热水器主机2可以与热水器水罐3为一体结构，也可以为分体结构。热水器主机2的结构也已是本领域的公知常识，此处不再赘述。工质可以是氟利昂等冷媒。热水器水罐3中设置有工质盘管31，工质盘管31可以为螺旋状的铜管。工质盘管31内通入从空调外机1或热水器主机2供给的高温工质，然后与热水器水罐3内的冷水进行热交换，将冷水加热为热水。工质盘管31的两端分别连接工质入口接头32和工质出口接头33。
热水器主机2包括热水器工质输出管22和热水器工质回流管21，热水器工质输出管22与工质入口接头32连接，热水器工质回流管21与工质出口接头33连接，热水器工质输出管22和/或热水器工质回流管21上设置有热水器工质控制阀23。热水器工质输出管22可以与热水器主机2中的压缩机的输出端连接，热水器工质回流管21可以与热水器主机2中的储液罐的输入端连接。热水器工质控制阀23用于控制热水器工质输出管22和/或热水器工质回流管21的打开与关闭。热水器主机2通过热水器工质输出管22将高温工质输送到工质盘管31中，换热后再通过热水器工质回流管21循环回到热水器主机2中，如此往复循环。
空调外机1包括空调工质输出管12和空调工质回流管11，空调工质输出管12与工质入口接头32连接，空调工质回流管11与工质出口接头33连接，空调工质输出管12和/或空调工质回流管11上设置有空调工质控制阀14。空调工质输出管12和空调工质回流管11之间还连接有工质直通管13，工质直通管13上设置有直通控制阀15。具体来说，工质直通管13连接在空调工质控制阀14远离热水器水罐3的一侧。空调工质输出管12和空调工质回流管11可以连接在空调外机1的冷凝器的输入端，从空调内机输出的高温工质，先经过空调工质输出管12、工质盘管31和空调工质回流管11后，在进入到空调外机1的冷凝器中。空调工质控制阀14用于控制空调工质输出管12和/或空调工质回流管11的打开与关闭，直通控制阀15用于控制工质直通管13的打开与关闭。当空调工质控制阀14关闭而直通控制阀15打开时，高温工质依次经空调工质输出管12、工质直通管13和空调工质回流管11回流至空调外机1中，而不会流经工质盘管31。
空调外机1、热水器主机2、热水器工质控制阀23、空调工质控制阀14和直通控制阀15均与控制器连接。控制器可以是PLC控制器、单片机等。空调工质控制阀14打开时，热水器工质控制阀23和直通控制阀15关闭。也即当控制器控制空调外机1内的工质流入工质盘管31时，热水器主机2不向工质盘管31供应工质，而直通控制阀15也关闭，防止工质未经工质盘管31就直接通过工质直通管13回流。
请参考图2，在优选实施例中，热水器水罐3中设置有温度传感器38，温度传感器38与控制器连接，用于检测热水器水罐3中的水温。当控制器检测到空调外机1处于制冷状态且温度传感器38检测的温度值小于第一预设温度值时，控制器控制空调工质控制阀14打开且热水器工质控制阀23和直通控制阀15关闭。具体来说，当空调外机1处于制冷状态时，从空调内机回流到空调外机1的工质温度较高，此时控制这些高温工质流入到热水器水罐3中的工质盘管31中，对热水器水罐3内的水进行加热，将空调的余热进行充分利用。此时热水器工质控制阀23关闭，热水器主机2中的压缩机、蒸发器等设备停止工作，不向工质盘管31供应高温工质。
在进一步的优选实施例中，当空调外机1处于制冷状态且温度传感器38检测的温度值大于或等于第二预设温度值时，控制器控制空调工质控制阀14关闭且直通控制阀15打开。具体来说，当空调外机1仍在制冷，但热水器水罐3内的水已达到较高温度时，此时也不再将空调外机1的高温工质流入工质盘管31中，而是通过工质直通管13直接回流，防止热水器水罐3内的水温过高而产生烫伤等危险情形。在此情形下，热水器主机2也同样地不向工质盘管31供应工质。第二预设温度值可以等于第一预设温度值，也可以大于第一预设温度值。
请参考图2和图3，在优选实施例中，热水器水罐3包括外壳34以及设置于外壳34中的内胆35，外壳34与内胆35之间填充有保温层30。外壳34大致呈圆筒形，可以由塑料制成，内胆35可以由304不锈钢材料制作而成，保温层30可以用聚氨酯材料发泡而成。热水器水罐3还具有与内胆35连通的冷水进口36和热水出口37。工质盘管31设置在内胆35中，用于将内胆35内的水进行加热。当然，内胆35中还可以设置用于辅助加热的电加热棒。
请参考图3，内胆35的胆壁上开设有开口，工质盘管31的两个端部穿过开口，伸出于内胆35外，工质盘管31与内胆35的胆壁焊接连接并密封开口，防止水从开口处漏出。工质入口接头32和工质出口接头33设置于内胆35外部，并穿过保温层30和外壳34，露出于外壳34外，用于与其它管路连接。工质入口接头32和工质出口接头33分别与工质盘管31的两个端部连接，使工质可以从工质入口接头32流入工质盘管31，并从工质出口接头33流出。具体来说，工质入口接头32和工质出口接头33可以与工质盘管31的两个端部螺纹连接。
由于工质入口接头32和工质出口接头33通常采用金属棒材制作而成，而工质盘管31采用金属管材(例如铜管)制成。由于工质盘管31是采用金属管材制成的，其杂质含量一般比棒材的杂质含量要低很多，焊接时产生的焊接缺陷较少，因此相较于现有技术中将工质接头直接与内胆胆壁焊接的技术方案，本实施例中将工质盘管31与内胆35的胆壁焊接连接，可以减少焊缝处的焊接缺陷，从而降低内胆35漏水的风险，延长了热水器水罐3的使用寿命。另一方面，由于工质盘管31的外径一般小于工质入口接头32和工质出口接头33的最大外径，因此将工质盘管31与内胆35的胆壁焊接，其焊缝长度小于将工质入口接头32和工质出口接头33与胆壁焊接的焊缝长度，由此减少了焊缝处的焊接缺陷，降低了漏水风险。在进一步的优选实施例中，工质盘管31的外径与工质入口接头32和工质出口接头33的最大外径之比为0.3-0.85:1。
请参考图3和图4，在进一步的优选实施例中，外壳34与内胆35之间还设置有固定架39，固定架39与内胆35的胆壁焊接连接，工质入口接头32和工质出口接头33与固定架39焊接连接。固定架39可由不锈钢材料制成。通过设置固定架39，可以提高工质入口接头32和工质出口接头33的牢固性，避免工质入口接头32和工质出口接头33受力时发生松动。需要说明的是，外壳34与内胆35之间可以设置一个固定架39，工质入口接头32和工质出口接头33均连接在该固定架39上，也可以设置两个独立的固定架39，工质入口接头32和工质出口接头33分别与一个固定架39连接。
在进一步的优选实施例中，固定架39包括罩体391，罩体391罩在工质盘管31的端部外，罩体391上开设有固定孔393，固定孔393的形状与工质入口接头32和工质出口接头33的形状相适配，工质入口接头32和工质出口接头33从外向内穿过固定孔393与工质盘管31的端部连接，工质入口接头32和工质出口接头33沿固定孔393的边缘与罩体391焊接连接。工质盘管31的端部可以与固定架39不接触。
请参考图4，在进一步的优选实施例中，固定架39还包括相对于罩体391外翻的支撑脚392，支撑脚392与内胆35的外壁焊接连接。由于支撑脚392扩大了固定架39与内胆35的外壁的焊接面积，因此可以使固定架39更加稳固。
本发明实施例的空调热泵热水系统，通过将空调外机的高温工质输入到热水器水罐的工质盘管中，对热水器水罐中的水进行加热，充分利用了空调外机的余热，节能效果较好。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种空调热泵热水系统，其包括空调外机、热水器主机、热水器水罐和控制器，所述热水器水罐中设置有工质盘管，所述工质盘管的两端分别连接工质入口接头和工质出口接头，其特征在于，所述热水器主机包括热水器工质输出管和热水器工质回流管，所述热水器工质输出管与所述工质入口接头连接，所述热水器工质回流管与所述工质出口接头连接，所述热水器工质输出管和/或热水器工质回流管上设置有热水器工质控制阀，所述空调外机包括空调工质输出管和空调工质回流管，所述空调工质输出管与所述工质入口接头连接，所述空调工质回流管与所述工质出口接头连接，所述空调工质输出管和/或空调工质回流管上设置有空调工质控制阀，所述空调工质输出管和空调工质回流管之间还连接有工质直通管，所述工质直通管上设置有直通控制阀，所述空调外机、热水器主机、热水器工质控制阀、空调工质控制阀和直通控制阀均与所述控制器连接，所述空调工质控制阀打开时，所述热水器工质控制阀和直通控制阀关闭。
2.根据权利要求1所述的空调热泵热水系统，其特征在于，所述热水器水罐中设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器连接，所述空调外机处于制冷状态且所述温度传感器检测的温度值小于第一预设温度值时，所述控制器控制所述空调工质控制阀打开且所述热水器工质控制阀和直通控制阀关闭。
3.根据权利要求2所述的空调热泵热水系统，其特征在于，当所述空调外机处于制冷状态且所述温度传感器检测的温度值大于或等于第二预设温度值时，所述控制器控制所述空调工质控制阀关闭且所述直通控制阀打开，所述第二预设温度值大于或等于第一预设温度值。
4.根据权利要求1所述的空调热泵热水系统，其特征在于，所述热水器水罐包括外壳以及设置于所述外壳中的内胆，所述外壳与内胆之间填充有保温层，所述工质盘管设置于所述内胆中，所述内胆的胆壁上开设有开口，所述工质盘管的两个端部穿过所述开口，伸出于所述内胆外，所述工质盘管与所述胆壁焊接连接并密封所述开口，所述工质入口接头和工质出口接头设置于所述内胆外部，并穿过所述保温层和外壳，露出于所述外壳外，所述工质入口接头和工质出口接头分别与所述工质盘管的两个端部连接。
5.根据权利要求4所述的空调热泵热水系统，其特征在于，所述外壳与内胆之间还设置有固定架，所述固定架与所述内胆的胆壁焊接连接，所述工质入口接头和工质出口接头与所述固定架焊接连接。
6.根据权利要求5所述的空调热泵热水系统，其特征在于，所述固定架包括罩体，所述罩体罩在所述工质盘管的端部外，所述罩体上开设有固定孔，所述工质入口接头和工质出口接头穿过所述固定孔与所述工质盘管的端部连接，所述工质入口接头和工质出口接头沿所述固定孔的边缘与所述罩体焊接连接。
7.根据权利要求6所述的空调热泵热水系统，其特征在于，所述固定架包括相对于所述罩体外翻的支撑脚，所述支撑脚与所述内胆的外壁焊接连接。
8.如权利要求4所述的空调热泵热水系统，其特征在于，所述工质盘管的外径与所述工质入口接头和工质出口接头的最大外径之比为0.3-0.85:1。
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