CN114763946A - 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机组和热水机组。空调机组包括空调室内机、第一膨胀阀、第一换热器、第二换热器、两位四通换向阀和第一压缩机。热水机组包括第三换热器、第二膨胀阀、第四换热器、第二压缩机、水箱和太阳能集热器,第三换热器、第二膨胀阀、第四换热器和第二压缩机依次连通且形成闭环。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,同时在夏季工况时将空调制冷时的废热用于制备生活热水。在冬季和过渡季工况利用太阳能辅助加热制备生活热水,具有较好的节能效果和经济效益。
Description
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,同时在夏季工况时将空调制冷时的废热用于制备生活热水;而在冬季和过渡季工况利用太阳能辅助加热制备生活热水,具有较好的节能效果和经济效益,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机组和热水机组;
所述空调机组包括空调室内机、第一膨胀阀、第一换热器、第二换热器、两位四通换向阀和第一压缩机,所述空调室内机的第一接口、所述第一膨胀阀、所述第一换热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、所述第一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空调室内机的第二接口连通,所述第二换热器设置在所述第一膨胀阀和所述所述两位四通换向阀的第一接口之间,且所述第一膨胀阀和所述第一换热器之间设置有第一截止阀,所述第一膨胀阀和所述第二换热器之间设置有第二截止阀,所述两位四通换向阀的第一接口和所述第一换热器之间设置有第三截止阀,所述两位四通换向阀的第一接口和所述第二换热器之间设置有第四截止阀;
所述热水机组包括第三换热器、第二膨胀阀、第四换热器、第二压缩机、水箱和太阳能集热器,所述第三换热器、所述第二膨胀阀、所述第四换热器和所述第二压缩机依次连通且形成闭环,且所述第三换热器和所述第二压缩机之间设置有第五截止阀,所述第二换热器、所述第四换热器和所述太阳能集热器均用于将热量传递给所述水箱中的水。
可选地,所述热水机组还包括进水管,所述进水管和所述水箱连通,且所述进水管、所述太阳能集热器和所述水箱依次连通,所述进水管和所述太阳能集热器之间设置有第六截止阀。
可选地,所述热水机组还包括第五换热器和温感调节阀,所述第五换热器和所述第二换热器相对布置,以进行热交换,所述进水管、所述第五换热器、所述温感调节阀和所述水箱依次连通,且所述进水管和所述第五换热器之间设置有第七截止阀。
可选地,所述热水机组还包括第六换热器,所述第六换热器和所述第四换热器相对布置,以进行热交换,所述进水管、所述第六换热器和所述水箱依次连通,且所述进水管和所述第六换热器之间设置有第八截止阀。
可选地,所述第六换热器和所述水箱之间设置有第一循环泵。
可选地,所述热水机组还包括第二循环泵和热水消耗末端,所述水箱、第二循环泵和热水消耗末端依次连通,且形成闭环。
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、第一膨胀阀、第一换热器和第一压缩机之间形成第一制冷剂回路。第二方面,空调室内机、第一膨胀阀、第二换热器和第一压缩机之间形成第二制冷剂回路。第三方面,第三换热器、第二膨胀阀、第四换热器、第二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、第一膨胀阀、第一换热器、第一压缩机、第三换热器、第二膨胀阀、第四换热器、第二压缩机和太阳能集热器,打开第一截止阀、第三截止阀和第五截止阀,关闭第二截止阀和第四截止阀,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,通过第一制冷剂回路进行空调制热(空调室内机制热),并通过第三制冷剂回路中第四换热器和太阳能集热器产生的热量可以一同对水箱的水进行加热来制备生活热水。
在夏季工况下,启动空调室内机、第一膨胀阀、第二换热器、第一压缩机第三换热器、第二膨胀阀、第四换热器和第二压缩机,打开第二截止阀、第四截止阀和第五截止阀,关闭第一截止阀和第三截止阀,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,通过第二制冷剂回路进行空调制冷(空调室内机制冷),并在此时第二换热器同样会将热量传递给水箱内的水,即通过第二制冷剂回路同时实现空调制冷和生活热水制备。另外,通过第三制冷剂回路的第四换热器同样可以对水箱进行加热来制备生活热水。
在过渡季工况下,启动第三换热器、第二膨胀阀、第四换热器、第二压缩机和太阳能集热器,打开第五截止阀,关闭第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀。此时,不进行空调制热或者制冷,而仅通过第三制冷剂回路中第四换热器和太阳能集热器产生的热量可以一同对水箱的水进行加热来制备生活热水。
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,同时在夏季工况时将空调制冷时的废热用于制备生活热水;而在冬季和过渡季工况利用太阳能辅助加热制备生活热水(多热源制备生活热水),具有较好的节能效果和经济效益,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、空调机组;10、空调室内机;11、第一膨胀阀;12、第一换热器;13、第二换热器;14、两位四通换向阀;15、第一压缩机;16、第一截止阀;17、第二截止阀;18、第三截止阀;19、第四截止阀;2、热水机组;20、第三换热器;21、第二膨胀阀;22、第四换热器;23、第二压缩机;24、水箱;25、太阳能集热器;26、第五截止阀;27、进水管;28、第六截止阀;29、第五换热器;30、温感调节阀;31、第七截止阀;32、第六换热器;33、第八截止阀;34、第一循环泵;35、第二循环泵;36、热水消耗末端。
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机组1和热水机组2。
空调机组1包括空调室内机10、第一膨胀阀11、第一换热器12、第二换热器13、两位四通换向阀14和第一压缩机15,空调室内机10的第一接口a、第一膨胀阀11、第一换热器12和两位四通换向阀14的第一接口a依次连通,两位四通换向阀14的第二接口b、第一压缩机15和两位四通换向阀14的第三接口c依次连通,两位四通换向阀14的第四接口d和空调室内机10的第二接口b连通,第二换热器13设置在第一膨胀阀11和两位四通换向阀14的第一接口a之间,且第一膨胀阀11和第一换热器12之间设置有第一截止阀16,第一膨胀阀11和第二换热器13之间设置有第二截止阀17,两位四通换向阀14的第一接口a和第一换热器12之间设置有第三截止阀18,两位四通换向阀14的第一接口a和第二换热器13之间设置有第四截止阀19。
热水机组2包括第三换热器20、第二膨胀阀21、第四换热器22、第二压缩机23、水箱24和太阳能集热器25,第三换热器20、第二膨胀阀21、第四换热器22和第二压缩机23依次连通且形成闭环,且第三换热器20和第二压缩机23之间设置有第五截止阀26,第二换热器13、第四换热器22和太阳能集热器25均用于将热量传递给水箱24中的水。
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10、第一膨胀阀11、第一换热器12和第一压缩机15之间形成第一制冷剂回路。第二方面,空调室内机10、第一膨胀阀11、第二换热器13和第一压缩机15之间形成第二制冷剂回路。第三方面,第三换热器20、第二膨胀阀21、第四换热器22、第二压缩机23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10、第一膨胀阀11、第一换热器12、第一压缩机15、第三换热器20、第二膨胀阀21、第四换热器22、第二压缩机23和太阳能集热器25,打开第一截止阀16、第三截止阀18和第五截止阀26,关闭第二截止阀17和第四截止阀19,并将两位四通换向阀14的阀芯置于第一工位(即两位四通换向阀14的第一接口a和两位四通换向阀14的第三接口c连通,两位四通换向阀14的第二接口b和两位四通换向阀14的第四接口d连通)。此时,通过第一制冷剂回路进行空调制热(空调室内机10制热),并通过第三制冷剂回路中第四换热器22和太阳能集热器25产生的热量可以一同对水箱24的水进行加热来制备生活热水。
在夏季工况下(见图3),启动空调室内机10、第一膨胀阀11、第二换热器13、第一压缩机15第三换热器20、第二膨胀阀21、第四换热器22和第二压缩机23,打开第二截止阀17、第四截止阀19和第五截止阀26,关闭第一截止阀16和第三截止阀18,并将两位四通换向阀14的阀芯置于第二工位(即两位四通换向阀14的第一接口a和两位四通换向阀14的第二接口b连通,两位四通换向阀14的第三接口c和两位四通换向阀14的第四接口d连通)。此时,通过第二制冷剂回路进行空调制冷(空调室内机10制冷),并在此时第二换热器13同样会将热量传递给水箱24内的水,即通过第二制冷剂回路同时实现空调制冷和生活热水制备。另外,通过第三制冷剂回路的第四换热器22同样可以对水箱24进行加热来制备生活热水。
在过渡季工况下(见图4),启动第三换热器20、第二膨胀阀21、第四换热器22、第二压缩机23和太阳能集热器25,打开第五截止阀26,关闭第一截止阀16、第二截止阀17、第三截止阀18和第四截止阀19。此时,不进行空调制热或者制冷,而仅通过第三制冷剂回路中第四换热器22和太阳能集热器25产生的热量可以一同对水箱24的水进行加热来制备生活热水。
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,同时在夏季工况时将空调制冷时的废热用于制备生活热水;而在冬季和过渡季工况利用太阳能辅助加热制备生活热水(多热源制备生活热水),具有较好的节能效果和经济效益,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。另外,第一换热器12和第三换热器20可以一起安装在空调室外机的壳体内,从而节省空间,避免重复施工。
示例性地,第一截止阀16、第二截止阀17、第三截止阀18、第四截止阀19、第五截止阀26均为电磁阀,从而实现第一截止阀16、第二截止阀17、第三截止阀18、第四截止阀19和第五截止阀26的自动化控制,避免人工操作。
再次参见图1,热水机组2还包括进水管27,进水管27和水箱24连通,且进水管27、太阳能集热器25和水箱24依次连通,进水管27和太阳能集热器25之间设置有第六截止阀28。
在上述实施方式中,进水管27对水箱24起到补充自来水的作用。另外,在打开第六截止阀28的基础上,太阳能集热器25对进水管27中的自来水进行加热并流入水箱24。
另外,热水机组2还包括第五换热器29和温感调节阀30,第五换热器29和第二换热器13相对布置,以进行热交换,进水管27、第五换热器29、温感调节阀30和水箱24依次连通,且进水管27和第五换热器29之间设置有第七截止阀31。
在上述实施方式中,在夏季工况下,打开第七截止阀31,第二换热器13在制冷的过程中产生的废热可以便捷传递给第五换热器29,从而对进水管27中的水进行加热,且当进水管27中的水温达到预设值后温感调节阀30可以打开,使得被加热的自来水温在满足预设值才能进入水箱24,避免自来水加热后未到达水温而直接进入到水箱24。
示例性地,温感调节阀30的预设值为35℃(即水温达到35℃后开启)。
在本实施例中,热水机组2还包括第六换热器32,第六换热器32和第四换热器22相对布置,以进行热交换,进水管27、第六换热器32和水箱24依次连通,且进水管27和第六换热器32之间设置有第八截止阀33。
在上述实施方式中,在冬季或者过度季工况下,打开第八截止阀33,第四换热器22产生的热量传动给第六换热器32中,从而对补水管中的水进行加热来制备生活热水。
示例性地,第六换热器32和温感调节阀30连通。
需要说明的是,在本发明的其他实施例中,第二换热器13和第四换热器22也可以直接设置在水箱24中。
在本实施例中,第二换热器13和第五换热器29、第四换热器22和第六换热器32分别整体上可以视为套管冷凝器。
示例性地,第六换热器32和水箱24之间设置有第一循环泵34,第一循环泵34可以根据水箱24中的水位将第六换热器32中的水补充至水箱24中。
另外,热水机组2还包括第二循环泵35和热水消耗末端36,水箱24、第二循环泵35和热水消耗末端36依次连通,且形成闭环,从而通过水箱24、第二循环泵35和热水消耗末端36形成热水消耗过程中的循环。
示例性地,热水消耗末端36可以为热水器和水龙头等。
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 (7)
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机组(1)和热水机组(2);
所述空调机组(1)包括空调室内机(10)、第一膨胀阀(11)、第一换热器(12)、第二换热器(13)、两位四通换向阀(14)和第一压缩机(15),所述空调室内机(10)的第一接口、所述第一膨胀阀(11)、所述第一换热器(12)和所述两位四通换向阀(14)的第一接口依次连通,所述两位四通换向阀(14)的第二接口、所述第一压缩机(15)和所述两位四通换向阀(14)的第三接口依次连通,所述两位四通换向阀(14)的第四接口和空调室内机(10)的第二接口连通,所述第二换热器(13)设置在所述第一膨胀阀(11)和所述所述两位四通换向阀(14)的第一接口之间,且所述第一膨胀阀(11)和所述第一换热器(12)之间设置有第一截止阀(16),所述第一膨胀阀(11)和所述第二换热器(13)之间设置有第二截止阀(17),所述两位四通换向阀(14)的第一接口和所述第一换热器(12)之间设置有第三截止阀(18),所述两位四通换向阀(14)的第一接口和所述第二换热器(13)之间设置有第四截止阀(19);
所述热水机组(2)包括第三换热器(20)、第二膨胀阀(21)、第四换热器(22)、第二压缩机(23)、水箱(24)和太阳能集热器(25),所述第三换热器(20)、所述第二膨胀阀(21)、所述第四换热器(22)和所述第二压缩机(23)依次连通且形成闭环,且所述第三换热器(20)和所述第二压缩机(23)之间设置有第五截止阀(26),所述第二换热器(13)、所述第四换热器(22)和所述太阳能集热器(25)均用于将热量传递给所述水箱(24)中的水。
2.根据权利要求1所述的一种空调热水系统,其特征在于,所述热水机组(2)还包括进水管(27),所述进水管(27)和所述水箱(24)连通,且所述进水管(27)、所述太阳能集热器(25)和所述水箱(24)依次连通,所述进水管(27)和所述太阳能集热器(25)之间设置有第六截止阀(28)。
3.根据权利要求2所述的一种空调热水系统,其特征在于,所述热水机组(2)还包括第五换热器(29)和温感调节阀(30),所述第五换热器(29)和所述第二换热器(13)相对布置,以进行热交换,所述进水管(27)、所述第五换热器(29)、所述温感调节阀(30)和所述水箱(24)依次连通,且所述进水管(27)和所述第五换热器(29)之间设置有第七截止阀(31)。
4.根据权利要求2所述的一种空调热水系统,其特征在于,所述热水机组(2)还包括第六换热器(32),所述第六换热器(32)和所述第四换热器(22)相对布置,以进行热交换,所述进水管(27)、所述第六换热器(32)和所述水箱(24)依次连通,且所述进水管(27)和所述第六换热器(32)之间设置有第八截止阀(33)。
5.根据权利要求4所述的一种空调热水系统,其特征在于,所述第六换热器(32)和所述水箱(24)之间设置有第一循环泵(34)。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种空调热水系统,其特征在于,所述热水机组(2)还包括第二循环泵(35)和热水消耗末端(36),所述水箱(24)、第二循环泵(35)和热水消耗末端(36)依次连通,且形成闭环。
7.根据权利要求1-5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(16)、所述第二截止阀(17)、所述第三截止阀(18)、所述第四截止阀(19)、所述第五截止阀(26)均为电磁阀。
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