CN114754516B - 一种空调热水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调热水系统，属于建筑能源领域。所述空调热水系统包括空调室内机、膨胀阀、空调室外机热交换器、压缩机、两位四通换向阀、第一换热器、第二换热器和水箱。空调室内机的第一接口、膨胀阀、空调室外机热交换器和两位四通换向阀的第一接口依次连通，两位四通换向阀的第二接口、压缩机和两位四通换向阀的第三接口依次连通，两位四通换向阀的第四接口和空调室内机的第二接口连通。第一换热器和第二换热器均用于将热量传递给水箱中的水。本发明提供的一种空调热水系统，可以实现全年工况下空调和热水制备的联动运行控制。

Description

一种空调热水系统
技术领域
本发明属于建筑能源领域，更具体地，涉及一种空调热水系统。
背景技术
能源已经成为本世纪最关键的社会经济问题，能源危机正以人们意想不到的速度走进我们的生活。传统能源的需求量与日俱增，可产量是有限的，因此消费成本也越来越高。
当前，建筑内的空调机组与热水机组多为独立运行。另外，当夏季空调制冷时，产生的废热被排放到外界，从而使得能量产生一定的浪费，导致人们日常消费成本也越来越高。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种空调热水系统，其目的在于将空调和热水制备一体化，实现部分构件的通用，并夏季空调室内机制冷时产生的废热来制备生活热水，很大程度上降低了建筑能耗，实现全年工况下空调和热水制备的联动运行控制。
本发明提供了一种空调热水系统，所述空调热水系统包括空调室内机、膨胀阀、空调室外机热交换器、压缩机、两位四通换向阀、第一换热器、第二换热器和水箱；
所述空调室内机的第一接口、所述膨胀阀、所述空调室外机热交换器和所述两位四通换向阀的第一接口依次连通，所述两位四通换向阀的第二接口、所述压缩机和所述两位四通换向阀的第三接口依次连通，所述两位四通换向阀的第四接口和所述空调室内机的第二接口连通，且所述空调室内机和所述膨胀阀之间设置有第一截止阀，所述膨胀阀和所述空调室外机热交换器之间设置有第二截止阀，所述空调室外机热交换器和所述两位四通换向阀的第一接口之间设置有第三截止阀，所述两位四通换向阀的第四接口和所述空调室内机之间设置有第四截止阀；
所述第一换热器和所述第二换热器均用于将热量传递给所述水箱中的水，所述两位四通换向阀的第一接口和所述第一换热器的第一接口之间通过第五截止阀连通，所述膨胀阀和所述第一换热器的第二接口之间通过第六截止阀连通，所述两位四通换向阀的第四接口和所述第二换热器的第一接口之间通过第七截止阀连通，所述膨胀阀和所述第二换热器的第二接口之间通过第八截止阀连通。
可选地，所述空调热水系统还包括第三换热器，所述第三换热器和所述第一换热器相对布置，以进行热交换，所述第三换热器的第一接口和所述第三换热器的第二接口均与所述水箱连通，且所述第三换热器的第一接口和所述水箱之间设置有第九截止阀。
可选地，所述空调热水系统还包括第四换热器，所述第四换热器和所述第二换热器相对布置，以进行热交换，所述第四换热器的第一接口和所述第四换热器的第二接口均与所述水箱连通，且所述第四换热器的第一接口和所述水箱之间设置有第十截止阀。
可选地，所述第三换热器和所述第一换热器、所述第四换热器和所述第二换热器均为套管冷凝器。
可选地，所述水箱上插装有补水管，所述补水管的一端与所述水箱连通，所述补水管的另一端用于与自来水管连通。
可选地，所述水箱上插装有负荷回水管，所述负荷回水管的两端分别与所述水箱连通，且所述负荷回水管上设置有多个负荷接头。
可选地，所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀、所述第四截止阀、所述第五截止阀、所述第六截止阀、所述第七截止阀和所述第八截止阀均为电磁阀。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
对于本发明实施例提供的一种空调热水系统，第一方面，空调室内机、膨胀阀、空调室外机热交换器和压缩机之间形成第一制冷剂回路。第二方面，膨胀阀、空调室外机热交换器、压缩机和第二换热器之间形成第二制冷剂回路。第三方面，空调室内机、膨胀阀、第一换热器和压缩机形成第三制冷剂回路。
在冬季工况下，启动空调室内机、膨胀阀、空调室外机热交换器、压缩机和第二换热器，打开第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第七截止阀和第八截止阀，关闭第五截止阀和第六截止阀，并将两位四通换向阀的阀芯置于第一工位(即两位四通换向阀的第一接口和两位四通换向阀的第三接口连通，两位四通换向阀的第二接口和两位四通换向阀的第四接口连通)。此时，通过第一制冷剂进行空调制热(空调室内机制热)，并通过第二制冷剂回路制备生活热水。
在夏季工况下，启动空调室内机、膨胀阀、第一换热器和压缩机，打开第一截止阀、第四截止阀、第五截止阀和第六截止阀，关闭第二截止阀、第三截止阀、第七截止阀和第八截止阀，并将两位四通换向阀的阀芯置于第二工位(即两位四通换向阀的第一接口和两位四通换向阀的第二接口连通，两位四通换向阀的第三接口和两位四通换向阀的第四接口连通)。此时，通过第三制冷剂回路进行空调制冷(空调室内机制冷)，并在此时第一换热器同样会将热量传递给水箱内的水，即通过第三制冷剂回路同时实现空调制冷和生活热水制备，从而将空调制冷产生的废热重复利用。
在过渡季工况下，启动膨胀阀、空调室外机热交换器、压缩机和第二换热器，打开第二截止阀、第三截止阀、第七截止阀和第八截止阀，关闭第一截止阀、第四截止阀、第五截止阀和第六截止阀，并将两位四通换向阀的阀芯置于第一工位(即两位四通换向阀的第一接口和两位四通换向阀的第三接口连通，两位四通换向阀的第二接口和两位四通换向阀的第四接口连通)。此时，通过第二制冷剂回路制备生活热水，无需空调制冷或者制热。
也就是说，本发明提供的一种空调热水系统，将空调和热水制备一体化，实现部分构件的通用，并夏季空调室内机制冷时产生的废热来制备生活热水，很大程度上降低了建筑能耗，实现全年工况下空调和热水制备的联动运行控制。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种空调热水系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种空调热水系统的第一状态示意图；
图3是本发明实施例提供的一种空调热水系统的第二状态示意图；
图4是本发明实施例提供的一种空调热水系统的第三状态示意图。
图中各符号表示含义如下：
1、空调室内机；2、膨胀阀；3、空调室外机热交换器；4、压缩机；5、两位四通换向阀；6、第一换热器；7、第二换热器；8、水箱；11、第一截止阀；12、第二截止阀；13、第三截止阀；14、第四截止阀；15、第五截止阀；16、第六截止阀；17、第七截止阀；18、第八截止阀；19、第三换热器；20、第九截止阀；21、第四换热器；22、第十截止阀；23、补水管；24、负荷回水管；25、套管冷凝器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是本发明实施例提供的一种空调热水系统的结构示意图，如图1所示，空调热水系统包括空调室内机1、膨胀阀2、空调室外机热交换器3、压缩机4、两位四通换向阀5、第一换热器6、第二换热器7和水箱8。
空调室内机1的第一接口a、膨胀阀2、空调室外机热交换器3和两位四通换向阀5的第一接口a依次连通，两位四通换向阀5的第二接口b、压缩机4和两位四通换向阀5的第三接口c依次连通，两位四通换向阀5的第四接口d和空调室内机1的第二接口b连通，且空调室内机1和膨胀阀2之间设置有第一截止阀11，膨胀阀2和空调室外机热交换器3之间设置有第二截止阀12，空调室外机热交换器3和两位四通换向阀5的第一接口a之间设置有第三截止阀13，两位四通换向阀5的第四接口d和空调室内机1之间设置有第四截止阀14。
第一换热器6和第二换热器7均用于将热量传递给水箱8中的水，两位四通换向阀5的第一接口a和第一换热器6的第一接口a之间通过第五截止阀15连通，膨胀阀2和第一换热器6的第二接口b之间通过第六截止阀16连通，两位四通换向阀5的第四接口d和第二换热器7的第一接口a之间通过第七截止阀17连通，膨胀阀2和第二换热器7的第二接口b之间通过第八截止阀18连通。
对于本发明实施例提供的一种空调热水系统，第一方面，空调室内机1、膨胀阀2、空调室外机热交换器3和压缩机4之间形成第一制冷剂回路。第二方面，膨胀阀2、空调室外机热交换器3、压缩机4和第二换热器7之间形成第二制冷剂回路。第三方面，空调室内机1、膨胀阀2、第一换热器6和压缩机4形成第三制冷剂回路。
在冬季工况下(见图2)，启动空调室内机1、膨胀阀2、空调室外机热交换器3、压缩机4和第二换热器7，打开第一截止阀11、第二截止阀12、第三截止阀13、第四截止阀14、第七截止阀17和第八截止阀18，关闭第五截止阀15和第六截止阀16，并将两位四通换向阀5的阀芯置于第一工位(即两位四通换向阀5的第一接口a和两位四通换向阀5的第三接口c连通，两位四通换向阀5的第二接口b和两位四通换向阀5的第四接口d连通)。此时，通过第一制冷剂进行空调制热(空调室内机1制热)，并通过第二制冷剂回路制备生活热水。
在夏季工况下(见图3)，启动空调室内机1、膨胀阀2、第一换热器6和压缩机4，打开第一截止阀11、第四截止阀14、第五截止阀15和第六截止阀16，关闭第二截止阀12、第三截止阀13、第七截止阀17和第八截止阀18，并将两位四通换向阀5的阀芯置于第二工位(即两位四通换向阀5的第一接口a和两位四通换向阀5的第二接口b连通，两位四通换向阀5的第三接口c和两位四通换向阀5的第四接口d连通)。此时，通过第三制冷剂回路进行空调制冷(空调室内机1制冷)，并在此时第一换热器6同样会将热量传递给水箱8内的水，即通过第三制冷剂回路同时实现空调制冷和生活热水制备，从而将空调制冷产生的废热重复利用。
在过渡季工况下(见图4)，启动膨胀阀2、空调室外机热交换器3、压缩机4和第二换热器7，打开第二截止阀12、第三截止阀13、第七截止阀17和第八截止阀18，关闭第一截止阀11、第四截止阀14、第五截止阀15和第六截止阀16，并将两位四通换向阀5的阀芯置于第一工位(即两位四通换向阀5的第一接口a和两位四通换向阀5的第三接口c连通，两位四通换向阀5的第二接口b和两位四通换向阀5的第四接口d连通)。此时，通过第二制冷剂回路制备生活热水，无需空调制冷或者制热。
也就是说，本发明提供的一种空调热水系统，将空调和热水制备一体化，实现部分构件的通用，并夏季空调室内机1制冷时产生的废热来制备生活热水，很大程度上降低了建筑能耗，实现全年工况下空调和热水制备的联动运行控制。
需要说明的是，第一制冷剂回路、第二制冷剂回路和第三制冷剂回路均通过制冷剂实现循环。
再次参见图1，空调热水系统还包括第三换热器19，第三换热器19和第一换热器6相对布置，以进行热交换，第三换热器19的第一接口a和第三换热器19的第二接口b均与水箱8连通，且第三换热器19的第一接口a和水箱8之间设置有第九截止阀20。
在上述实施方式中，通过第三换热器19和第一换热器6可以实现热能的传递(热量从第一换热器6传递至第三换热器19)，在第九截止阀20打开的基础上可以对水箱8中水进行循环加热。
同理，空调热水系统还包括第四换热器21，第四换热器21和第二换热器7相对布置，以进行热交换，第四换热器21的第一接口a和第四换热器21的第二接口b均与水箱8连通，且第四换热器21的第一接口a和水箱8之间设置有第十截止阀22。通过第四换热器21和第二换热器7同样可以实现热能的传递(热量从第二换热器7传递至第四换热器21)，在第十截止阀22打开的基础上可以对水箱8中水进行循环加热。
在本发明中，第三换热器19和第一换热器6、第四换热器21和第二换热器7均为套管冷凝器。即第三换热器19和第一换热器6可以整体上视为一个套管冷凝器25，第四换热器21和第二换热器7可以整体上视为另一个套管冷凝器25。
在本发明的其它实施例中，第一换热器6和第二换热器7可以直接设置在水箱8中，对水箱8中的水进行热量传递，此时无需再另外设置第三换热器19和第四换热器21。
在本实施例中，水箱8上插装有补水管23，补水管23的一端与水箱8连通，补水管23的另一端用于与自来水管连通。
在上述实施方式中，补水管23可以对水箱8中的水起到补水的作用。
另外，水箱8上插装有负荷回水管24，负荷回水管24的两端分别与水箱8连通，且负荷回水管24上设置有多个负荷接头(图未示)。一方面，负荷回水管24可以实现热水的循环，另外也可以通过负荷接头连通用热水的末端，从而提供为其他设备提供生活热水。
示例性地，第一截止阀11、第二截止阀12、第三截止阀13、第四截止阀14、第五截止阀15、第六截止阀16、第七截止阀17和第八截止阀18均为电磁阀，从而实现第一截止阀11、第二截止阀12、第三截止阀13、第四截止阀14、第五截止阀15、第六截止阀16、第七截止阀17和第八截止阀18的自动化控制，避免人工操作。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种空调热水系统，其特征在于，所述空调热水系统包括空调室内机(1)、膨胀阀(2)、空调室外机热交换器(3)、压缩机(4)、两位四通换向阀(5)、第一换热器(6)、第二换热器(7)和水箱(8)；
所述空调室内机(1)的第一接口、所述膨胀阀(2)、所述空调室外机热交换器(3)和所述两位四通换向阀(5)的第一接口依次连通，所述两位四通换向阀(5)的第二接口、所述压缩机(4)和所述两位四通换向阀(5)的第三接口依次连通，所述两位四通换向阀(5)的第四接口和所述空调室内机(1)的第二接口连通，且所述空调室内机(1)和所述膨胀阀(2)之间设置有第一截止阀(11)，所述膨胀阀(2)和所述空调室外机热交换器(3)之间设置有第二截止阀(12)，所述空调室外机热交换器(3)和所述两位四通换向阀(5)的第一接口之间设置有第三截止阀(13)，所述两位四通换向阀(5)的第四接口和所述空调室内机(1)之间设置有第四截止阀(14)；
所述第一换热器(6)和所述第二换热器(7)均用于将热量传递给所述水箱(8)中的水，所述两位四通换向阀(5)的第一接口和所述第一换热器(6)的第一接口之间通过第五截止阀(15)连通，所述膨胀阀(2)和所述第一换热器(6)的第二接口之间通过第六截止阀(16)连通，所述两位四通换向阀(5)的第四接口和所述第二换热器(7)的第一接口之间通过第七截止阀(17)连通，所述膨胀阀(2)和所述第二换热器(7)的第二接口之间通过第八截止阀(18)连通；
所述空调热水系统还包括第三换热器(19)，所述第三换热器(19)和所述第一换热器(6)相对布置，以进行热交换，所述第三换热器(19)的第一接口和所述第三换热器(19)的第二接口均与所述水箱(8)连通，且所述第三换热器(19)的第一接口和所述水箱(8)之间设置有第九截止阀(20)；
所述空调热水系统还包括第四换热器(21)，所述第四换热器(21)和所述第二换热器(7)相对布置，以进行热交换，所述第四换热器(21)的第一接口和所述第四换热器(21)的第二接口均与所述水箱(8)连通，且所述第四换热器(21)的第一接口和所述水箱(8)之间设置有第十截止阀(22)。
2.根据权利要求1所述的一种空调热水系统，其特征在于，所述第三换热器(19)和所述第一换热器(6)、所述第四换热器(21)和所述第二换热器(7)均为套管冷凝器。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的一种空调热水系统，其特征在于，所述水箱(8)上插装有补水管(23)，所述补水管(23)的一端与所述水箱(8)连通，所述补水管(23)的另一端用于与自来水管连通。
4.根据权利要求1-2任意一项所述的一种空调热水系统，其特征在于，所述水箱(8)上插装有负荷回水管(24)，所述负荷回水管(24)的两端分别与所述水箱(8)连通，且所述负荷回水管(24)上设置有多个负荷接头。
5.根据权利要求1-2任意一项所述的一种空调热水系统，其特征在于，所述第一截止阀(11)、所述第二截止阀(12)、所述第三截止阀(13)、所述第四截止阀(14)、所述第五截止阀(15)、所述第六截止阀(16)、所述第七截止阀(17)和所述第八截止阀(18)均为电磁阀。
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