CN108151351A - 一种集成水冷和风冷换热的多功能新型室外机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调室内机领域，具体涉及一种集成水冷和风冷换热的室内机。它包括压缩机、四通换向阀、风机盘管、第二膨胀阀和空调盘管，还包括螺旋套管换热器、调节水泵和水—水热交换器，所述螺旋套管换热器具有相互间进行热交换的内管管路和外管管路，内管管路流通的是制冷剂，外管管路流通的是水，风机盘管、内管管路、第二膨胀阀、空调盘管、四通换向阀、压缩机顺次连接形成循环回路，外管管路、调节水泵和水—水热交换器依次连接形成循环回路。让原本释放于空气中的热量部分得到回收，一定程度上节约风机能耗。同时在作为热泵室外机使用时可接入多种热源水路，成为水源、空气源复合热泵，热源利用种类增多，并且能平衡使用比例，起到降低能耗、节约空间的作用。

Description

一种集成水冷和风冷换热的多功能新型室外机

技术领域

本发明涉及空调室内机领域，具体涉及一种集成水冷和风冷换热的室内机。

背景技术

常规单元机的室外机结构差异很小，功能单一。就空间利用率而言，并不是很高。风冷的换热效率一般低于液冷（水冷），长时间工作风机能耗不容忽视。而在作为单元机空调系统的一部分使用时，只用来将室内转移出来的热量通过风机盘管放散出去。这部分热量散失到环境空气中，不仅影响环境的热平衡，同时也是一种浪费。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种集成水冷和风冷换热的室外机，它能回收释放于空气中的热量。

一种集成水冷和风冷换热的室外机，包括压缩机、四通换向阀、风机盘管、第二膨胀阀和空调盘管，还包括一个螺旋套管换热器和水—水热交换器，所述螺旋套管换热器具有相互间进行热交换的内管管路和外管管路，内管管路流通的是制冷剂，外管管路流通的是水，风机盘管、内管管路、第二膨胀阀、空调盘管、四通换向阀、压缩机顺次连接形成循环回路，外管管路与水—水热交换器形成循环回路。

本专利中室外机内部包括风冷支路和水冷支路，风冷支路采用常规室外机的风机盘管，水冷支路采用螺旋套管换热器。风冷支路是指在四通换向阀和空调盘管之间连接有常规室外机风机盘管的支路；水冷支路是指在指在四通换向阀和空调盘管之间连接有螺旋套管换热器的支路。在夏季，室内主机为制冷模式。室外机作为冷凝端，负责将室内空调盘管吸收的热量散放出去。风机盘管在将室内机送出的热量散放到室外空气的同时，串联的水冷支路吸取制冷剂的富裕热量，加热螺旋套管换热器外管管道中的水，然后水从室外机出水管流出，进入水—水热交换器，加热储水箱的生活热水，使其温度高于室温。室内转移出来的热量被串联的螺旋套管换热器吸收，使这部分热量不再散失到环境空气中，保证了环境的热平衡，避免了浪费。

进一步地，还包括第一膨胀阀、第一电磁阀、第二电磁阀、三通阀四，风机盘管依次通过第一电磁阀、第二膨胀阀与空调盘管连接，压缩机连接风机盘管的管路上设三通阀四，内管管路连接风机盘管的一端还连接至三通阀四。水冷支路不仅可以与风冷支路串联，还能通过三通阀四切换到水冷支路与风冷支路并联的模式。即从压缩机出口的管道经由三通阀四的作用分成了两条支路，一条支路依次连接风冷盘管、第一膨胀阀；另一条支路依次连接外管管道、第二膨胀阀，两条支路汇合后再连接空调盘管。同样地，风机盘管在将室内机送出的热量散放到室外空气的同时，并联的水冷支路吸取制冷剂的富裕热量，加热螺旋套管换热器外管管道中的水，然后水从室外机出水管流出，进入水—水热交换器，加热储水箱的生活热水，使其温度高于室温。

进一步地，三通阀四连接内管管路的管路上设置三通阀五，三通阀四连接风机盘管的管路上设置三通阀三，风机盘管连接内管管路的管路上设置第一止回阀；三通阀三通过第二止回阀连接内管管路；所述风机盘管、三通阀三、内管管路、三通阀五、三通阀四、四通换向阀、压缩机依次连接形成循环回路；还包括氟—水热交换器、第三电磁阀、第四电磁阀，氟—水热交换器分别第三电磁阀、第四电磁阀连接至空调盘管和第一膨胀阀。在冬季，室内主机为制热模式。在制冷剂放热端，设置常规的空气能热水器的氟—水热交换器，则可为储热水箱中制造生活热水。

进一步地，还包括水源热交换器，外管管路与水—水热交换器形成循环回路上设置三通阀一与三通阀二，外管管路与三通阀二、水源热交换器、三通阀一形成循环回路。室外机作为蒸发端，负责吸取外界环境的热量并将其转移到室内。此时切换螺旋套管换热器的外管管路进水为水源热泵的循环水，并通过四通换向阀切换制冷剂流向。同样地，调配风冷支路流量和水冷支路的制冷剂流量。循环水携带水源热源的热量，通过循环泵流遍螺旋套管换热器的外管。内管管道中的制冷剂吸取循环水的热量，蒸发成为气态。同时风机盘管中的制冷剂吸收空气中的热量，也部分气化。气相制冷剂被涡旋压缩机压缩，输送至室内，在室内的空调盘管冷凝放热。在吸热的过程中，接入其他的热源载体水路，通过螺旋套管换热器汲取其中的热量，一方面减少从空气中的取热量，制冷剂在风冷盘管中的蒸发量减少，减少了盘管结霜量，以及化霜的做功量。另一方面，热源利用范围得到扩展，总的能效比得到提高。

进一步地，所述螺旋套管换热器设置在底粗顶细的整流罩中，所述整流罩下方设置支撑框架，所述支撑框架内设置压缩机。本专利在对盘管通风换热流场影响不大的情况下，增加一些热回收部件，提高设备的空间利用率，降低能源消耗。在实际运行中，风机下面的气流从四周聚向中间，并向上排送。将螺旋套管换热器置于整流罩中，其内部流体的换热不受空气对流的影响。同时整流罩的外形使得穿过换热翅片向中心拢聚的气流状态大多数保持原来的流向，气流组织不产生大的紊乱，对风冷盘管的换热亦不产生影响。螺旋套管的下方为四腿的支撑框架结构，除了架高作用外，也为整流罩提供安装座。打开背板后，架高的螺旋套管不仅容易进行安装维护操作，还有利于下方空间的走管。支撑框架内设置压缩机，一并容纳各类管道，有效地利用室外机设备的内部空间。设备总体结构紧凑，占用空间小。

进一步地，螺旋套管换热器的外壁缠绕保温胶条。采用特殊设计的保温性整流罩包裹螺旋套管换热器，使其避开周围气流对套管内换热的影响。

本专利的有益效果在于本专利为集成水冷与风冷的复合回路型空调机室外机。风冷支路采用常规室外机的风机盘管，水冷支路采用螺旋套管换热器。在夏季作为散热设备，与室内的空调盘管和小型生活热水制取设备配套使用，风机盘管在将室内机送出的热量散放到室外空气的同时，并接或串接的水冷支路吸取制冷剂的富余热量，加热螺旋套管换热器外管的循环水。循环水在水泵的驱动下，流入室内设备将热量回传给生活用水，使其温度高于室温，满足一些生活需求。在冬季作为空气源热泵的室外机，与一些热源水管路，例如余热水、太阳能热水、地热水等配套使用。循环水路经过切换，与热源水换热，汲取的热量在螺旋套管换热器中转移给制冷剂，促使其蒸发。水冷支路串接风冷支路，随后制冷剂又经风冷盘管蒸发吸热。两部分热量合起来通过制冷剂传递至室内，为房间供热或者制取生活热水。由此实现一机多用，温度适应性和热源适用性好于常规的空调室外机。内部中间设置四腿框架结构支撑起螺旋套管换热器，并采用特殊设计的保温性整流罩包裹螺旋套管换热器，使其避开周围气流对套管内换热的影响。支撑框架外围下方的管路布置，有效地利用室外机设备的内部空间。设备总体结构紧凑，占用空间小。

附图说明

图1是室外机组成原理图。

图2是散热模式下风冷支路串联水冷支路的运行原理图。

图3是散热模式下风冷支路并联水冷支路的运行原理图。

图4是吸热模式下风冷支路串联水冷支路的运行原理图。

图5是本专利室外机内部结构图。

图6是螺旋套管换热器结构图。

图7是散热模式下风冷支路串联水冷支路的三通阀切换示意图。

图8是散热模式下风冷支路并联水冷支路的三通阀切换示意图。

图9是吸热模式下风冷支路并联水冷支路的三通阀切换示意图。

图中包括风机1、风冷盘管2、压缩机3、四通换向阀4、三通阀一5、三通阀二6、三通阀三7、三通阀四8、三通阀五9、三通阀六10、第一膨胀阀11、第二膨胀阀12、第一电磁阀13、第二电磁阀14、第三电磁阀15、第四电磁阀16、螺旋套管换热器17、循环水泵18、第一止回阀19、第二止回阀20、第三止回阀21、水-水热交换器22、氟-水热交换器23、水源热交换器24、空调盘管25、风机盘管26、整流罩27、支撑框架28、风机电机29。

具体实施方式

以下结合附图对本专利进行进一步说明。

常规单元机的室外机结构差异很小，功能单一。就空间利用率而言，并不是很高。风冷的换热效率一般低于液冷（水冷），长时间工作风机能耗不容忽视。而在作为单元机空调系统的一部分使用时，只用来将室内转移出来的热量通过风机盘管放散出去。这部分热量散失到环境空气中，不仅影响环境的热平衡，同时也是一种浪费。室外机作为空气源热泵的一部分使用时，其低温适应性一直是技术难点。蒸发温度低，使得换热盘管上容易结霜，影响换热效果，增大压缩机制热负荷。因此在严寒地区冬季使用空气能热能经济性不佳。很多研究机构和公司都提出了双源热泵的概念，但是应用不多，且存在全套装置数量繁多，系统复杂的不足。因此需要一种集约化设计，将多种功能集成于一体，且可利用多种热源的节能系统部件。在对盘管通风换热流场影响不大的情况下，可增加一些热回收部件，提高设备的空间利用率，降低能源消耗。

如图1所示为室外机组成原理示意图，图1体现了三种工作模式下的运行原理图。

图2是散热模式下风冷支路串联水冷支路的运行原理图。图2包括压缩机3、四通换向阀4、风机1、风冷盘管2、第二膨胀阀12和空调盘管25，还包括一个螺旋套管换热器17、循环水泵18、水—水热交换器22。

如图6所示，螺旋套管换热器具有相互间进行热交换的内管管路和外管管路，内管管路流通的是制冷剂，外管管路流通的是水。图2中，风机1连接风冷盘管2构成的风机盘管26、内管管路、第二膨胀阀12、空调盘管25、四通换向阀4、压缩机3顺次连接形成循环回路，外管管路、循环水泵18、水—水热交换器22依次连接形成循环回路。

散热模式是指在夏季，室内主机为制冷模式，室外机作为冷凝端，负责将室内空调盘管25吸收的热量散放出去。风冷支路是指在四通换向阀4和空调盘管25之间连接有常规室外机风机盘管26的支路；水冷支路是指在指在四通换向阀4和空调盘管25之间连接有螺旋套管换热器17的支路。通过调配风冷支路流量和水冷支路的制冷剂流量，可以实现两路散热比例的划分。一方面，风机盘管26在将室内机送出的热量散放到室外空气的同时，串联的水冷支路吸取制冷剂的富裕热量；另一方面螺旋套管换热器17外管管路内的循环水通过循环水泵18的做功，流遍螺旋套管换热器17的外管，则外管管路内的循环水被水冷支路的制冷剂加热，成为45℃的热水。从室外机出水管流出，进入水—水热交换器22，加热储水箱的生活热水。

图3是散热模式下风冷支路并联水冷支路的运行原理图。图3包括压缩机3、四通换向阀4、风机1、风冷盘管2、第一膨胀阀11、第二膨胀阀12、空调盘管25，螺旋套管换热器17、循环水泵18、水—水热交换器22、三通阀四8。风机1连接风冷盘管2组成的风机盘管26通过第二膨胀阀12与空调盘管25连接，压缩机3连接风机盘管26的管路上设三通阀四8，内管管路连接风机盘管26的一端还连接至三通阀四8。图2是散热模式下风冷支路串联水冷支路的运行原理，图3则是散热模式下风冷支路并联水冷支路的运行原理图。水冷支路不仅可以与风冷支路串联，还能通过三通阀四8切换到水冷支路与风冷支路并联的模式，即从压缩机3出口的管道经由三通阀四8的作用分成了两条支路，一条支路依次连接风冷盘管、第一膨胀阀；另一条支路依次连接外管管道、第二膨胀阀，两条支路汇合后再连接空调盘管。同样地，风机盘管26在将室内机送出的热量散放到室外空气的同时，并联的水冷支路吸取制冷剂的富裕热量，加热螺旋套管换热器17外管管道中的水，然后水从室外机出水管流出，进入水—水热交换器22，加热储水箱的生活热水，使其温度高于室温。

图4是吸热模式下风冷支路串联水冷支路的运行原理图。图4包括风机1、风冷盘管2、压缩机3、四通换向阀4、第一膨胀阀11、空调盘管25，螺旋套管换热器17、循环水泵18、氟-水热交换器24、水源热交换器25。空调盘管25、氟-水热交换器24、风机盘管26、内管管路、四通换向阀4、压缩机3依次连接形成一个循环回路；外管管路与水源热交换器25形成循环回路。

吸热模式是指在冬季，室内主机为制热模式，室外机作为蒸发端，负责吸取外界环境的热量并将其转移到室内。由于室内主机为制热模式，在制冷剂放热端即在第一膨胀阀11与空调盘管25之间设置常规的空气能热水器的氟—水热交换器，则可为储热水箱中制造生活热水。室外机作为蒸发端，负责吸取外界环境的热量并将其转移到室内，此时切换螺旋套管换热器17的外管管路进水为水源热泵的循环水，也就是将外管管路与水源热交换器25形成循环回路，并通过四通换向阀4切换制冷剂流向。同样地，调配风冷支路流量和水冷支路的制冷剂流量。循环水携带水源热源的热量，通过循环泵流遍螺旋套管换热器17的外管。内管管道中的制冷剂吸取循环水的热量，蒸发成为气态。同时风机盘管26中的制冷剂吸收空气中的热量，也部分气化。气相制冷剂被压缩机3压缩，输送至室内，在室内的空调盘管冷凝放热。在吸热的过程中，接入其他的热源载体水路，通过螺旋套管换热器17汲取其中的热量，一方面减少从空气中的取热量，制冷剂在风冷盘管26中的蒸发量减少，减少了盘管结霜量，以及化霜的做功量。另一方面，热源利用范围得到扩展，总的能效比得到提高。

图1中虚线框内为本专利室外机所含的元件。注意图1至图4，图7至图9中气液分离器、液视镜、毛细管、逆止阀、 充入口、高压压力表、低压压力表、高压保护装置、低压保护装置等部件没有被反映出来，而在实际的室外机内部，这些部件都存在。

综上，四通换向阀4使系统在制冷模式和制热模式（室外机的散热模式和吸热模式）之间转换。水路切换依靠三通阀三7、三通阀四8、三通阀五9实现。如图1所示，当四通换向阀4将制冷剂流路切换到制热模式时候，三通阀A接入与水源换热后的循环水的来流，三通阀B接通返回水源热交换器25的回流。当四通换向阀4将制冷剂切换到制冷模式的时候，三通阀A接入水-水热交换器22的来流，三通阀B接通水-水热交换器22的回流。

制冷剂在风冷支路和水冷支路间的串、并切换和流量分配通过三通阀三7、三通阀四8、三通阀五9和第一止回阀19、第二止回阀20实现。其中三通阀四8具有流量分配功能。

三通阀六10和第三止回阀21可实现螺旋套管换热器17中制冷剂-循环水之间的顺流换热和逆流换热的转换，即决定制冷剂在内管中是底进上出还是上进底出，由此提供不同的换热效率选择。

第一膨胀阀11对应着空调盘管25制冷剂回流的风冷支路，第二膨胀阀12对应空调盘管25制冷剂回流的水冷回路。氟-水热交换器通过第三电磁阀15、第四电磁阀16串接入膨胀阀之后的制冷剂流路。

循环水泵18负责提供循环水在螺旋套管换热器17里面的水头。本专利采用的三通阀皆为电磁三通阀，水路和制冷剂流路的类型不同。

图7中制冷剂依次流过风冷支路和水冷支路组成的串接路线，最后经由第二膨胀阀12后在风机盘管25里蒸发制冷。水冷支路将所受热量通过储热水箱中的水-水热交换器22转移到生活用水中。

图8中制冷剂在三通阀四8中分成两路分别流进入风冷支路和水冷支路，分别在第一膨胀阀11、第二膨胀阀12中膨胀后汇流流入风机盘管25，开始制冷循环。与7一样，水冷支路将所受热量通过储热水箱中的水水热交换器转移到生活用水中。

图9中循环水泵18的进水转换为热源水的间接换热水。压缩机3外的制冷剂流向改变。制冷剂先通过水冷支路，在螺旋套管换热器17内吸热蒸发一部分，随后流入风机盘管25，继续蒸发，吸收周围空气的热量。吸热后的蒸发气体先流入氟-水热交换器23（也可以用螺旋套管换热器），加热储热水箱的生活用水，然后流入风机盘管25中，与空气换热制暖。

图5中的管路布置作为本专利系统管路设计的一种参考，其中来自室内设备的制冷剂回液接管口和循环水回路的进出管接口都设置在机背。四腿支撑框架为四通换向阀和管码等的安装提供固定依托。在对盘管通风换热流场影响不大的情况下，可提高设备的空间利用率，从而降低能源消耗。螺旋套管换热器18在室外机壳体内的中上位置，被保温海绵包裹。外边为特殊设计的整流罩27，底粗顶细。最粗处的直径为风机1叶片的回转半径。螺旋套管换热器18的下方为四腿的支撑框架28结构，除了架高作用外，也为整流罩27提供安装座。压缩机3优选为涡旋压缩机，在支撑框架28内，涡旋压缩机3顶部伸入套管中心小段距离。

螺旋套管换热器17设置在底粗顶细的整流罩27中，所述整流罩27下方设置支撑框架28。在实际运行中，风机1下面的气流从四周聚向中间，并向上排送。由于螺旋套管换热器17置于整流罩27中，其内部流体的换热不受空气对流的影响。同时整流罩27的外形使得穿过换热翅片向中心拢聚的气流状态大多数保持原来的流向，气流组织不产生大的紊乱，对风冷盘管26的换热亦不产生影响。螺旋套管换热器17的下方为四腿的支撑框架结构，除了架高作用外，也为整流罩提供安装座。打开背板后，架高的螺旋套管换热器17不仅容易进行安装维护操作，还有利于下方空间的走管。

本专利的结构形式在常规室外机的基础上进行改进，目的是提高设备的空间利用率，降低能源消耗。 。如图5所示，散热风机1下方为带整流罩27的螺旋套管换热器17。由四腿支撑框架28架置于压缩机3上方。支撑框28架固定在室外机底座上。压缩机3为常规空气能热泵产品采用的涡旋式压缩机。整流罩27顶部与风机电机29相接，为后者提供一定的支撑。在吸热模式可通过并接的水冷套回路，将风机电机29的散发的部分热量传入循环水路中，被热泵系统吸收。压缩机3、循环水泵18、四通换向阀4等的固定座皆为常规零件。

本专利结合水冷和风冷两种换热方式，在传统的风机盘管26室外机的内部空间，巧妙布置螺旋套管式水冷换热器17和其他部件，形成复合型外部换热设备。整个装置具有多种功能，在排热的过程中制冷剂加热冷却水，制取比室温高一点的生活热水，满足特殊需要。在吸热的过程中，接入其他的热源载体水路，通过螺旋套管换热器17汲取其中的热量，一方面减少从空气中的取热量，制冷剂在风冷盘管中的蒸发量减少，减少了盘管结霜量，以及化霜的做功量。另一方面，热源利用范围得到扩展，总的能效比得到提高。

该室外机系统由翅片盘管、风机1、风机电机29、涡旋式压缩机3、螺旋套管换热器17、循环水泵18、制冷剂储液罐、循环水管、翅片盘管铜管分液头、螺旋套管换热器制冷剂集液头、循环水管接头、膨胀阀、压力表和一些结构件组成。

螺旋套管换热器17内管走制冷剂，外管走水。外壁被保温胶条缠绕。内管有三根，采用抗腐蚀能力强的钛合金螺纹管，外管采用伸缩性较好的PPR材质，经受热胀冷缩而不易开裂。循环水路可通过换向阀在储热水箱加热循环水和水源热泵循环水之间进行切换。通过水—水热交换器22间接加热储热水箱的生活用水，保障了用水的卫生安全。作为水源热泵循环水，也是采用间接取热的方式，阻止不同水源的水质对螺旋套管换热器17的不利影响。

在夏季，室内主机为制冷模式。室外机作为冷凝端，负责将室内空调盘管25吸收的热量散放出去。调配风冷支路流量和水冷支路的制冷剂流量，实现两路散热比例的划分。循环水通过循环水泵10的做功，流遍螺旋套管换热器17的外管，被水冷支路的制冷剂加热，成为45℃的热水。从室外机出水管流出，进入水—水热交换器22，加热储水箱的生活热水。

在冬季，室内主机为制热模式。室外机作为蒸发端，负责吸取外界环境的热量并将其转移到室内。此时切换螺旋套管换热器17的外管进水为水源热泵的循环水，并通过四通换向阀4切换制冷剂流向。同样地，调配风冷支路流量和水冷支路的制冷剂流量。循环水携带水源热源的热量，通过循环水泵18流遍螺旋套管换热器17的外管。内管中的制冷剂吸取循环水的热量，蒸发成为气态。同时风机盘管26中的制冷剂吸收空气中的热量，也部分气化。气相制冷剂被涡旋压缩机3压缩，输送至室内，在室内的空调盘管冷凝放热。由于是间接取热，水源热源的适应性好，可以是生活污水，可以是地热水，也可以是太阳能热水器中的水。

在实际运行中，风机1下面的气流从四周聚向中间，并向上排送。由于螺旋套管换热器17置于整流罩中，其内部流体的换热不受空气对流的影响。同时整流罩27的外形使得穿过换热翅片向中心拢聚的气流状态大多数保持原来的流向，气流组织不产生大的紊乱，对风冷盘管26的换热亦不产生影响。

打开背板后，架高的螺旋套管换热器17不仅容易进行安装维护操作，还有利于下方空间的走管。另外电机水冷套回路并接螺旋套管换热器17的进水口和出水口，可额外回收少部分热量。

散热模式室外机当做冷凝器使用。制冷剂的风冷支路与水冷支路可以在并联和串联之间切换。根据换热速率的高低，以及所需热水量的多少，在并联模式中通过三通阀调节计分配两条支路的流量。在串联模式制冷剂先被泵入螺旋套管换热器17中，与循环水换热，再通过风冷盘管26回路释放掉多余的热量。制冷剂冷凝放热成为液相。

在螺旋套管换热器17中，制冷剂与水直接交换热量，换热效率高于风冷。循环水泵10的流率可调节，用以控制热交换速率。循环水温高于环境温度，经过水—水热交换器22后，储热水箱中积蓄的生活热水也高于环境温度，满足卫生清洗、洗浴等的要求。

在吸热模式室外机成为蒸发器。制冷剂的风冷支路与水冷支路切换到串联模式，同时通过换向阀把循环水的回路切换到水源热泵模式，即螺旋套管换热器17的外管流通与水源水间接换热后的循环水。

在串联模式，制冷剂先通过螺旋套管换热器17的回路，再通过风机盘管22的回路。由于螺旋套管换热器17被保温海绵胶条缠绕包裹，里面的循环水在循环水泵10的驱动下以较高速度流动，而冬季水源水的温度一般在几度至十几度左右，加上水源水管道的保温措施，虽置于室外，但是螺旋套管换热器17的外管内的循环水不会结冻。在经过螺旋套管换热器17的螺纹内管时，制冷剂的温度开始升高，而后流入风机盘管时，会继续升高，直至蒸发温度。由于换热效率的差异，在螺旋套管换热器17内管中制冷剂温升幅度高于在风机盘管26里。串联式吸热过程，使得风机盘管16内换热量小于常规热泵，制冷剂蒸发温度高于常规空气源热泵。在低温环境下，因盘管及翅片上温度低于室外水汽凝点温度而产生挂霜的可能性会降低，避免了频繁化霜操作对正常热泵模式运行的影响。制冷剂同时汲取空气中的热量和热源水的热量，受热蒸发成为气相。在室内的空调盘管25中冷凝放热，起到为房间供暖的作用。若在制冷剂放热端，设置常规的空气能热水器的氟—水热交换器23，则可为储热水箱中制造生活热水。

一种集成风冷盘管和水冷管路的具有复合换热回路的空调机室外机，在常规单元空调机的基础上，增加水冷支路。采用螺旋套管换热,17，提供制冷剂和循环水交换热量的循环回路。在水流管路依靠一对三通阀（三通阀一5、三通阀二6）实现与循环水交换热量的水流选择。在制冷剂流路，通过三个三通阀（三通阀三7、三通阀四8、三通阀五9）和止回阀（第一止回阀19、第二止回阀20）的控制，实现水冷支路和风冷支路串联、并联关系的转换。制冷模式，室外机的水冷支路在风机盘管26散热的同时，制取比环境温度高一些的生活热水；制热模式，室外机成为同时汲取室外空气热能和水源热能的热泵机组部件。水冷支路的循环水切换到与热源水交换热量，而其中的制冷剂串接风机盘管26流路。在低温室外环境下，若采用的热源水的温度高于室外空气，制热模式中制冷剂蒸发温度高于常规空气源热泵，因盘管及翅片上温度低于室外水汽凝点温度而产生挂霜的可能性会降低，机组的低温适应性和总的能效比得到提高。

在盘管里面安装四腿框架28结构支撑起螺旋套管换热器17，提高了是室外机内部的空间利用率。特殊设计的薄壳整流罩27将螺旋套管换热器17与机内的空气流动隔开，使其内部的热交换不受空气换热影响，并有一定的保温功能，增强低温环境下的热泵模式的运行适应性。机内制冷剂管路和水路的布置有效利用框架外围下方的空间，而与室内设备或者热源水的接管都由机背引出，方便用户安装空调系统。

空调室外机的核心部件螺旋套管换热器17内管走制冷剂，外管走水。内管为抗腐蚀合金材料制成，外管采用伸缩性较好的PPR材质并被保温海绵包裹，适用温度范围宽，满足制冷剂夏季散热和冬季吸热的需求。外管循环水与储水箱里的生活用水或者热源水的换热过程水流不接触交混，保证了生活用水的卫生和外管的耐久使用。热源水可选择生活余热水、太阳能热水器热水和地热水等。

本专利为集成水冷与风冷的复合回路型空调机室外机。风冷支路采用常规室外机的风机盘管26，水冷支路采用螺旋套管换热器17。在夏季作为散热设备，与室内的空调盘管25和小型生活热水制取设备配套使用，风机盘管26在将室内机送出的热量散放到室外空气的同时，并接或串接的水冷支路吸取制冷剂的富余热量，加热螺旋套管换热器17外管的循环水。循环水在循环水泵18的驱动下，流入室内设备将热量回传给生活用水，使其温度高于室温，满足一些生活需求。

在冬季作为空气源热泵的室外机，与一些热源水管路，例如余热水、太阳能热水、地热水等配套使用。循环水路经过切换，与热源水换热，汲取的热量在螺旋套管换热器17中转移给制冷剂，促使其蒸发。水冷支路串接风冷支路，随后制冷剂又经风冷盘管蒸发吸热。两部分热量合起来通过制冷剂传递至室内，为房间供热或者制取生活热水。由此实现一机多用，温度适应性和热源适用性好于常规的空调室外机。内部中间设置四腿框架28结构支撑起螺旋套管换热器17，并采用特殊设计的保温性整流罩包裹螺旋套管换热器，使其避开周围气流对套管内换热的影响。支撑框架28外围下方的管路布置，有效地利用室外机设备的内部空间。设备总体结构紧凑，占用空间小。

本专利在常规单元机室外机的基础上，增加水冷组件，提供多种功能。让原本释放于空气中的热量部分得到回收，一定程度上节约风机能耗。同时在作为热泵室外机使用时可接入多种热源水路，成为水源、空气源复合热泵，热源利用种类增多，并且能平衡使用比例，起到降低能耗、节约空间的作用。

Claims (6)

1.一种集成水冷和风冷换热的室外机，包括压缩机、四通换向阀、风机盘管、第二膨胀阀和空调盘管，其特征在于，还包括螺旋套管换热器、调节水泵、水—水热交换器，所述螺旋套管换热器具有相互间进行热交换的内管管路和外管管路，内管管路流通的是制冷剂，外管管路流通的是水，风机盘管、内管管路、第二膨胀阀、空调盘管、四通换向阀、压缩机顺次连接形成循环回路，外管管路、调节水泵、水—水热交换器依次连接形成循环回路。

2.根据权利要求1所述的一种集成水冷和风冷换热的室外机，其特征在于，还包括第一膨胀阀、第一电磁阀、第二电磁阀、三通阀四，风机盘管依次通过第一电磁阀、第二膨胀阀与空调盘管连接，压缩机连接风机盘管的管路上设三通阀四，内管管路连接风机盘管的一端还连接至三通阀四。

3.根据权利要求2所述的一种集成水冷和风冷换热的室外机，其特征在于，三通阀四连接内管管路的管路上设置三通阀五，三通阀四连接风机盘管的管路上设置三通阀三，风机盘管连接内管管路的管路上设置第一止回阀；三通阀三通过第二止回阀连接内管管路；所述风机盘管、三通阀三、内管管路、三通阀五、三通阀四、四通换向阀、压缩机依次连接形成循环回路；还包括氟—水热交换器、第三电磁阀、第四电磁阀，氟—水热交换器分别通过第三电磁阀、第四电磁阀连接至空调盘管和第一膨胀阀。

4.根据权利要求3所述的一种集成水冷和风冷换热的室外机，其特征在于，还包括水源热交换器，外管管路与水—水热交换器形成循环回路上分开设置三通阀一与三通阀二，外管管路与三通阀二、水源热交换器、三通阀一形成循环回路。

5.根据权利要求4所述的一种集成水冷和风冷换热的室外机，其特征在于，所述螺旋套管换热器设置在底粗顶细的整流罩中，所述整流罩下方设置支撑框架，所述支撑框架内设置压缩机。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种集成水冷和风冷换热的室外机，其特征在于，所述螺旋套管换热器的外壁缠绕保温胶条。