CN201138100Y - 集地暖、制取热水于一体的中央空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集地暖、制取热水于一体的中央空调，包括由压缩机、换向阀、表冷器、热交换器、电子膨胀阀构成的A机循环系统、B机循环系统。设有电磁阀的若干路风机盘管、若干路地暖盘管通过循环水泵与热交换器的水管连通。A机循环系统通过热水电磁阀与热水热交换器的A制冷剂管构成回路，B机循环系统通过热水电磁阀与热水热交换器的B制冷剂管构成回路。热水热交换器的壳体内设有筒口朝下的集气筒，A、B制冷剂管环绕在集气筒外。本实用新型集地暖、空调、制取热水于一体，能源利用率高，提高换热效率。通过两级压缩，确保匹配容易，使用地区范围广。而且热水热交换器的内胆在水温升高时不易破裂，确保使用寿命。

Description

集地暖、制取热水于一体的中央空调

技术领域

本实用新型涉及一种中央空调，尤其涉及一种集地暖、制取热水于一体的中央空调。

背景技术

中国专利文献200420018945.8公开了一种“复叠式热泵户式中央空调”，冷热交换器为能储热冷凝蒸发器内置换热管，冷热交换器一端通过四通换向阀的c与b与二级变频压缩机介质输入端连接，二级变频压缩机输出端与四通换向阀a和d连接，此管路连接板式换热器，板式换热器与冷凝蒸发器的换热管连接管路上安装热力膨胀阀，板式换热器通过循环水泵与室内的风机盘管相连。这种结构的中央空调虽然实现了既能在夏季空调制冷，又能在冬季取暖和提供生活用热水，但是由于它的制冷剂循环回路只有一个，为了实现二级压缩，造成结构及制造工艺复杂，成本较高，而且不易匹配，适合使用的地区受到限制。

发明内容

本实用新型主要解决传统的中央空调采用一个制冷剂循环回路，造成结构复杂，不易匹配，适合使用的地区受到限制的技术问题；提供一种通过热水热交换器连接双制冷剂循环回路，确保匹配容易，使用地区范围广，无需存储水箱，能提供即时生活热水的集地暖、制取热水于一体的中央空调。

本实用新型同时解决已有的热水热交换器水温升高时内胆易开裂的技术问题；提供一种热水热交换器的内胆不易开裂，确保热水热交换器的使用寿命的集地暖、制取热水于一体的中央空调。

本实用新型又解决通过传统的中央空调制取热水的系统无法在寒冷地区低温环境下提供生活热水的技术问题；提供一种在寒冷地区低温环境下通过中央空调系统的预热提供生活热水的集地暖、制取热水于一体的中央空调。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括由压缩机、换向阀、表冷器、热交换器、电子膨胀阀构成的制冷剂循环系统，设有电磁阀的若干路风机盘管通过循环水泵与热交换器的水管连通，主控制器与压缩机、换向阀、电子膨胀阀、房间温控手操器电连接，所述的循环水泵还与若干路地暖盘管系统连通；所述的制冷剂循环系统包括A机循环系统、B机循环系统，A机循环系统通过热水电磁阀与热水热交换器的A制冷剂管构成回路，B机循环系统通过热水电磁阀与热水热交换器的B制冷剂管构成回路，热水电磁阀与所述的主控制器电连接；所述的热水热交换器包括壳体、A制冷剂管、B制冷剂管、冷水进管、热水出管，所述的壳体内设有集气筒，集气筒的筒口朝下，所述的A制冷剂管、B制冷剂管环绕在所述的集气筒外。制冷状态下，热水热交换器中的A、B制冷剂管分别与A机、B机循环系统中的热交换器构成回路，热交换器吸收的热量由A、B制冷剂管释放到热水热交换器中，加热水温；制热状态下及主机待机状态下，热水热交换器中的A、B制冷剂管分别与A机、B机循环系统中的表冷器构成回路，表冷器吸收的热量由A、B制冷剂管释放到热水热交换器中，加热水温。上述的加热过程，均为边进冷水边出热水的即时加热方式，用水量不受热水热交换器容积的限制，通过热水热交换器连接A、B制冷剂循环回路，确保匹配容易，使用地区范围广。当热水热交换器内的水温升高时，水的体积膨胀，压力增大，热水压入集气筒内，集气筒内的气体被压缩，热水热交换器中膨胀的水的体积通过集气筒中的气体压缩消除了，从而确保热水热交换器的壳体不会因水温升高而开裂，保证使用寿命。

作为优选，所述的A、B制冷剂管对称地自上而下环绕所述的集气筒，且环绕在集气筒外的A制冷剂管与B制冷剂管以“人”字形交叉排列。A、B制冷剂管中的制冷剂，一个以顺时针方向流动，另一个以逆时针方向流动，将壳体内水流的方向多次改变，大大增加了水循环的湍流，增加换热效率，使能源得到充分利用。

作为优选，所述的环绕在集气筒外的A制冷剂管、B制冷剂管与水平方向的夹角为4°～8°。

作为优选，所述的热水热交换器的热水出管通过生活用水循环泵与储水箱连通，所述的储水箱上部设有生活用水出水管，储水箱中设有与主控制器电连接的温度传感器。目前市场上的压缩机的压缩比(高压压力/低压压力)不能大于9的安全比例。寒冷地区的环境温度低于-7度后，如果要求水温加热到40～45度，压缩比将达到极限，造成压缩机本身安全运行系数降低，效率也低。另一方面，市场上能够适用220V交流电源的压缩机最大功率是3P的，两台压缩机在两极运行时产生的热量不能即时地直接地将寒冷地区的自来水直接加热到40～45度，所以必须增加储水箱。这种工作状态下，A机循环系统将空气中汲取的热能释放到A机的换热器中，通过循环水泵，利用室内空调的风机盘管水系统作为中间交换，B机循环系统从B机的换热器中汲取热能并通过热水热交换器中的B制冷剂管散热升高温水，完成两级压缩，热水热交换器中的热水释放到储水箱中，预热储水箱中的水。

作为优选，所述的地暖盘管系统包括设有地暖电磁阀的地暖盘管，地暖盘管通过所述的循环水泵与所述的热交换器的水管连通，地暖电磁阀与地暖水阀控制器电连接，地暖水阀控制器与主控制器电连接。通过循环水泵，将A、B机循环系统中的热交换器释放的热能流向地暖盘管，实现地暖制热。

作为优选，所述的集气筒上方设有A、B制冷剂分液头，A、B制冷剂分液头分别与穿入所述的壳体的A、B制冷剂气管相连，A、B制冷剂分液头又分别与若干根A、B制冷剂管相连，所述的集气筒下方设有环状的分别连通A、B制冷剂管的A、B制冷剂集液管，穿入壳体的A、B制冷剂液管分别与所述的A、B制冷剂集液管连通。制冷剂从制冷剂气管流入，又分散成若干路流入制冷剂管，再在下端的集液管汇集，经制冷剂液管流出。进一步增加制冷剂与水的接触面，提高换热效率。制冷剂管可以采用内径较小的铜管，与大管径相比较，同等交换面积的体积缩小。

作为优选，所述的若干根A制冷剂管与所述的A制冷剂集液管的连接点均布于环状的A制冷剂集液管上，若干根B制冷剂管与所述的B制冷剂集液管的连接点均布于环状的B制冷剂集液管上。确保热水热交换器内水的换热均匀。

作为优选，所述的A、B制冷剂气管及A、B制冷剂液管从所述的壳体的底部穿入壳体内，且A、B制冷剂气管穿过所述的集气筒；所述的进水管从所述的壳体的底部穿入所述的集气筒内，进水管位于集气筒内的部分呈倒U型设置于集气筒下部；所述的出水管从所述的壳体的底部穿入且穿过所述的集气筒，出水管位于壳体内的管口设置于集气筒的顶部的上方。进水管的设置，确保集气筒的水封效果。同时根据上热下冷的原理，确保灌入热水热交换器的冷水温度不影响放出的热水温度。

作为优选，所述的热水出管上设有流量开关，所述的冷水进管上设有冷水电磁阀。

作为优选，所述的A机循环系统的压缩机、换向阀、电子膨胀阀与A控制器电连接，B机循环系统压缩机、换向阀、电子膨胀阀与B控制器电连接，A、B控制器又与主控制器电连接。

本实用新型的有益效果是：通过热水热交换器将A机循环系统与B机循环系统联结在一起，完成两级压缩，确保匹配容易，使用地区范围广。实现一般地区可直接将灌入热水热交换器的冷水加热至沐浴所需要的温度，由热水热交换器提供即时热水；寒冷地区通过热水热交换器预热制水存储到储水箱供应预热热水。并且实现了制冷的同时回收废热，制热除霜时不停机，不消耗室内热能。能源利用率高，提高换热效率。同时，通过在热水热交换器内设置集气筒，使水温升高时内胆所受压力不会升高，确保内胆不开裂，保证热水热交换器的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的一种系统连接示意图。

图2是本实用新型中热水热交换器的一种轴向剖视结构示意图。

图3是本实用新型中热水热交换器内排列的制冷剂管的一种俯视结构示意图。

图4是本实用新型中热水热交换器内排列的制冷剂管的一种主视结构的局部示意图。

图5是本实用新型中热水热交换器内制冷剂集液管的一种俯视结构示意图。

图6是本实用新型应用在寒冷地区时热水热交换器与储水箱的一种连接关系示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例的集地暖、制取热水于一体的中央空调，包括电气控制系统、制冷剂循环系统、风机盘管水循环系统、地暖盘管水循环系统、生活用水循环系统。如图1所示，制冷剂循环系统包括A机循环系统100、B机循环系统200。A机循环系统包括压缩机1、换向阀2、3、表冷器5、热交换器4、电子膨胀阀6、7，再通过热水电磁阀8接热水热交换器20的A制冷剂管9，A制冷剂管9的另一头接换向阀3。B机循环系统包括压缩机1’、换向阀2’、3’、表冷器5’、热交换器4’、电子膨胀阀6’、7’，再通过热水电磁阀8’接热水热交换器20的B制冷剂管9’，B制冷剂管9’的另一头接换向阀3’。设有电磁阀12的风机盘管10、设有地暖电磁阀14的地暖盘管11和热交换器4、4’的水管通过循环水泵13连通，构成风机盘管水循环系统、地暖盘管水循环系统。

如图2、图3、图4、图5所示，热水热交换器20包括壳体、A制冷剂管9、B制冷剂管9’、冷水进管21、热水出管22，壳体由外壳201、保温层202、内胆203构成，保温层夹在外壳和内胆之间，壳体内有一集气筒23，集气筒23的筒口朝下。A、B制冷剂气管24、24’及A、B制冷剂液管27、27’从壳体的底部穿入壳体内，且A、B制冷剂气管24、24’穿过集气筒23，与位于集气筒23上方的A、B制冷剂分液头25、25’相连，A、B制冷剂分液头25、25’又分别与四根A制冷剂管9、四根B制冷剂管9’相连，A、B制冷剂管9、9’对称地自上而下环绕集气筒23，且A制冷剂管9与B制冷剂管9’以“人”字形交叉排列，A、B制冷剂管9、9’与水平方向的夹角为6°，A、B制冷剂管9、9’再分别与位于集气筒23下方的呈环状的A、B制冷剂集液管26、26’相连，四根A制冷剂管9与A制冷剂集液管26的连接点均布于环状的A制冷剂集液管26上，四根B制冷剂管9’与B制冷剂集液管26’的连接点均布于环状的B制冷剂集液管26’上，最后，A、B制冷剂集液管26、26’各与A、B制冷剂液管27、27’连通。冷水进管21从壳体的底部穿入集气筒23内，冷水进管21位于集气筒23内的部分呈倒U型设置于集气筒23下部；热水出管22从壳体的底部穿入且穿过集气筒23，热水出管22位于壳体内的管口设置于集气筒23的顶部的上方。热水出管22上设有流量开关33，冷水进管21上设有冷水电磁阀15。构成生活用水循环系统。

A机循环系统100的压缩机1、换向阀2、3、电子膨胀阀6、7、热水电磁阀8与A控制器35电连接，B机循环系统200的压缩机1’、换向阀2’、3’、电子膨胀阀6’、7’、热水电磁阀8’与B控制器36电连接，A、B控制器又与主控制器30电连接。主控制器30还与电磁阀12、地暖电磁阀14、冷水电磁阀15、房间温控手操器31、地暖水阀控制器32、循环水泵13电连接。构成电气控制系统。

工作过程：

制冷：房间温控手操器设定制冷工作状态，A机循环系统的压缩机、换向阀、表冷器、热交换器构成制冷回路，B机循环系统的压缩机、换向阀、表冷器、热交换器构成制冷回路，热交换器吸收的热量由表冷器排出，水管中的水温降低，循环水泵打开，通过风机盘管吹出冷气。

制热：房间温控手操器设定制热工作状态，A机循环系统的压缩机、换向阀、热交换器、表冷器构成制热回路，B机循环系统的压缩机、换向阀、表冷器、热交换器构成制冷回路，表冷器吸收的热量由热交换器排出，水管中的水温升高，循环水泵打开，通过风机盘管吹出热风。

地暖：房间温控手操器设定地暖工作状态，并由主控制器向地暖水阀控制器传送开启地暖房间号，开启对应地暖电磁阀，开启循环水泵。A机循环系统的压缩机、换向阀、热交换器、表冷器构成制热回路，B机循环系统的压缩机、换向阀、表冷器、热交换器构成制冷回路，表冷器吸收的热量由热交换器排出，水管中的水温升高，通过循环水泵，热水流向地暖盘管，实现房间地面制热。

生活热水：1)A机待机时，压缩机、换向阀、热水热交换器的A制冷剂管、表冷器构成回路，表冷器吸收的热量由A制冷剂管排出；B机待机时，压缩机、换向阀、热水热交换器的B制冷剂管、表冷器构成回路，表冷器吸收的热量由B制冷剂管排出。使灌入热水热交换器的冷水受热升温，从热水出管排出供生活所用，获得即时热水，不受容器容积大小的限制。2)A机制冷时，压缩机、换向阀、热水热交换器的A制冷剂管、热交换器构成回路，热交换器吸收的热量由A制冷剂管排出，使水温升高。3)A机制热或地暖时，压缩机、换向阀、热水热交换器的A制冷剂管、表冷器构成回路，表冷器吸收的热量由A制冷剂管排出，使水温升高。

低温制热水：A机制热，压缩机、换向阀、表冷器、热水热交换器的A制冷剂管构成回路，表冷器吸收的热量由A制冷剂管排出；B机制冷，压缩机、换向阀、热交换器、热水热交换器的B制冷剂管构成回路，热交换器吸收的热量由B制冷剂管排出。二级压缩后，使灌入热水热交换器的冷水受热升温，从热水出管排出供生活所用，获得即时热水，不受容器容积大小的限制。

本实用新型在制取热水时，夏季只需使用单压缩机，冬季使用双压缩机，在环境温度高于-7度时，直接将灌入热水热交换器的7～8度的冷水加热至沐浴所需要的温度，由热水热交换器提供即时热水。

实施例2：本实施例的集地暖、制取热水于一体的中央空调，适合寒冷地区使用，为寒冷地区提供生活热水。准备一个存放预热水的储水箱。如图6所示，热水热交换器20的热水出管22经生活用水循环泵17、流量开关33与储水箱18连通，储水箱18上部连接有生活用水出水管19，储水箱18中安装有与主控制器30电连接的温度传感器T6。A机和B机同时待机，开启热水加温命令。当T6低于设定水温时，开启制热功能，开启生活用水循环泵17。主控制器关闭所有风机盘管，开启循环水泵。A机制热，压缩机、换向阀、表冷器、热交换器构成回路，表冷器吸收热量向热交换器加热；通过循环水泵，使B机的热交换器也变热，B机的压缩机、换向阀、热交换器、热水热交换器的B制冷剂管构成回路，热交换器吸收的热量由B制冷剂管排出。在寒冷地区-7度以下，通过两级压缩，在保证压缩机安全性能的前提下，充分利用热能，通过热水热交换器的预热将预热水释放到储水箱中，使储水箱中的水预热后再供生活所用。其余的同实施例1。

本实用新型利用热泵制取热水的方式，将两个普通压缩机单独构成制冷回路，通过热水热交换器非常简便地联结在一起，完成了寒冷地区的两级压缩制热的方式。而且实现了制冷的同时回收废热，制热除霜时不停机，不消耗室内热能。巧妙地集空调、地暖、制取生活热水于一体，既解决了低温地区制取生活热水较困难的问题，又解决了热水热交换器随水温升高内胆易开裂的问题。

Claims (10)

1.一种集地暖、制取热水于一体的中央空调，包括由压缩机、换向阀、表冷器、热交换器、电子膨胀阀构成的制冷剂循环系统，设有电磁阀(12)的若干路风机盘管(10)通过循环水泵(13)与热交换器的水管连通，主控制器(30)与压缩机、换向阀、电子膨胀阀、电磁阀、房间温控手操器(31)电连接，其特征在于所述的循环水泵(13)还与若干路地暖盘管系统连通；所述的制冷剂循环系统包括A机循环系统(100)、B机循环系统(200)，A机循环系统(100)通过热水电磁阀(8)与热水热交换器(20)的A制冷剂管(9)构成回路，B机循环系统(200)通过热水电磁阀(8’)与热水热交换器(20)的B制冷剂管(9’)构成回路，热水电磁阀(8、8’)与所述的主控制器(30)电连接；所述的热水热交换器(20)包括壳体、A制冷剂管(9)、B制冷剂管(9’)、冷水进管(21)、热水出管(22)，所述的壳体内设有集气筒(23)，集气筒(23)的筒口朝下，所述的A制冷剂管(9)、B制冷剂管(9’)环绕在所述的集气筒(23)外。

2.根据权利要求1所述的集地暖、制取热水于一体的中央空调，其特征在于所述的A、B制冷剂管(9、9’)对称地自上而下环绕所述的集气筒(23)，且环绕在集气筒(23)外的A制冷剂管(9)与B制冷剂管(9’)以“人”字形交叉排列。

3.根据权利要求2所述的集地暖、制取热水于一体的中央空调，其特征在于所述的环绕在集气筒(23)外的A制冷剂管(9)、B制冷剂管(9’)与水平方向的夹角为4°～8°。

4.根据权利要求1或2所述的集地暖、制取热水于一体的中央空调，其特征在于所述的热水热交换器(20)的热水出管(22)通过生活用水循环泵(17)与储水箱(18)连通，所述的储水箱(18)上部连接有生活用水出水管(19)，储水箱(18)中设有与主控制器(30)电连接的温度传感器T6。

5.根据权利要求1所述的集地暖、制取热水于一体的中央空调，其特征在于所述的地暖盘管系统包括设有地暖电磁阀(14)的地暖盘管(11)，地暖盘管(11)通过所述的循环水泵(13)与所述的热交换器(4、4’)的水管连通，地暖电磁阀(14)与地暖水阀控制器(32)电连接，地暖水阀控制器(32)与主控制器(30)电连接。

6.根据权利要求1或2所述的集地暖、制取热水于一体的中央空调，其特征在于所述的集气筒(23)上方设有A、B制冷剂分液头(25、25’)，A、B制冷剂分液头(25、25’)分别与穿入所述的壳体的A、B制冷剂气管(24、24’)相连，A、B制冷剂分液头(25、25’)又分别与若干根A、B制冷剂管(9、9’)相连，所述的集气筒(23)下方设有环状的分别连通A、B制冷剂管(9、9’)的A、B制冷剂集液管(26、26’)，穿入壳体的A、B制冷剂液管(27、27’)分别与所述的A、B制冷剂集液管(26、26’)连通。

7.根据权利要求6所述的集地暖、制取热水于一体的中央空调，其特征在于所述的若干根A制冷剂管(9)与所述的A制冷剂集液管(26)的连接点均布于环状的A制冷剂集液管(26)上，若干根B制冷剂管(9’)与所述的B制冷剂集液管(26’)的连接点均布于环状的B制冷剂集液管(26’)上。

8.根据权利要求1或2所述的集地暖、制取热水于一体的中央空调，其特征在于所述的A、B制冷剂气管(24、24’)及A、B制冷剂液管(27、27’)从所述的壳体的底部穿入壳体内，且A、B制冷剂气管(24、24’)穿过所述的集气筒(23)；所述的冷水进管(21)从所述的壳体的底部穿入所述的集气筒(23)内，冷水进管(21)位于集气筒(23)内的部分呈倒U型设置于集气筒(23)下部；所述的热水出管(22)从所述的壳体的底部穿入且穿过所述的集气筒(23)，热水出管(22)位于壳体内的管口设置于集气筒(23)的顶部的上方。

9.根据权利要求1或2所述的集地暖、制取热水于一体的中央空调，其特征在于所述的热水出管(22)上设有流量开关(33)，所述的冷水进管(21)上设有冷水电磁阀(34)。

10.根据权利要求1或2所述的集地暖、制取热水于一体的中央空调，其特征在于所述的A机循环系统(100)的压缩机(1)、换向阀(2、3)、电子膨胀阀(6、7)与A控制器(35)电连接，B机循环系统(200)的压缩机(1’)、换向阀(2’、3’)、电子膨胀阀(6’、7’)与B控制器(36)电连接，A、B控制器又与主控制器(30)电连接。

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