CN201242273Y - 空调热泵热水器及其控制器 - Google Patents

Abstract

一种空调热泵热水器及其控制器，空调热泵热水器包括有由压缩机CM、制冷电磁阀K₁、制暖电磁阀K₂、四通电磁阀S、室外冷凝器、室内蒸发器、贮水箱和节流装置组成并可形成制冷及热回收回路、制暖回路、制热水回路，控制器有制冷及热回收回路控制电路、制暖回路控制电路和制热水回路控制电路。本实用新型可利用制冷剂的能量传递性质，让制冷剂在压缩机的作用下循环工作，不断在蒸发器中被蒸发而吸集空气中的热能，同时又不断在冷凝器中释放热量，从而最大限度地减少热传递电耗，从而达到高效节能的目的。本实用新型功能强而齐全，具有推广应用价值。

Description

空调热泵热水器及其控制器

技术领域

本实用新型涉及一种空调热泵热水器及其控制器。

背景技术

分体式空调机因其外形美观、式样多、占地小、噪声低、使用灵活、安装检修方便等优点而深受人们的喜爱，也是目前家庭使用最普遍的一种空调机。这种空调机主要由室外机组、室内机组以及连接管线等组件组成，室外机组内安装有噪声比较大的风扇、压缩机以及冷凝器等，室内机组内安装有蒸发器、毛细管、控制电器和风机等。室外机组中的冷凝器采用空气源作为冷却剂，整机能效比比较低，一般在2.7左右。

水源热泵空调60年代起源于美国加里福尼亚洲。其能效比高，安装调节简便，使用灵活，目前主要应用于大、中、小的中央空调系统中。

水源热泵式中央空调的冷却系统是共用的，常常因末端设备的使用率不足时而造成分摊损耗了冷却系统的电功率。使用率越低，能耗就越大。水源热泵空调中央空调(当不考虑局部使用时)其整体能效比EER一般在4左右。但当局部使用时，能效比就降低了。比喻有一个冷却系统电功率15KW，供冷量100冷吨的水源热泵中央空调机组，当他的末端的运行率是50％时，那么他的EER由4将下降到3.4。有7.5KW的冷却功率被‘共享’分摊损耗了。对整个系统来说，末端的运行率越少损耗就越大，这暴露了其存在的缺点。

发明内容

本实用新型的是提供一种高效能、低功耗的空调热泵热水器。

本实用新型的另一目的是提供该空调热泵热水器的控制器。

实用新型提供的空调热泵热水器，它包括有制冷及热回收回路、制暖回路、制热水回路，其中制冷及热回收回路中压缩机的制冷剂出口经制冷电磁阀、进入贮水箱，从贮水箱出来经四通电磁阀进入室外冷凝器，从室外冷凝器出来经节流装置进入室内蒸发器，从室内蒸发器出来经四通电磁阀返回压缩机；制暖回路中压缩机的制冷剂出口经制暖电磁阀、四通电磁阀进入室内蒸发器，从室内蒸发器出来经节流装置进入室外冷凝器，从室外冷凝器出来经四通电磁阀返回压缩机；制热水回路中压缩机的制冷剂出口经制冷电磁阀进入贮水箱，从贮水箱出来经四通电磁阀进入室内蒸发器，从室内蒸发器出来经节流装置进入室外冷凝器，从室外冷凝器出来经四通电磁阀返回压缩机。

它还有除霜回路，压缩机的制冷剂出口经制暖电磁阀，四通电磁阀进入室外冷凝器，从室外冷凝器出来经节流装置进入室内蒸发器，从室内蒸发器出来返回压缩机。

所述的贮水箱安装有水温温度探头和低水压检测开关。

压缩机回流口处安装有低气压动作保护开关。

冷凝器上安装有除霜温度检测探头。

空调热泵热水器的控制器，该控制器的中央微处理器有制冷信号输入端，中央微处理器的制冷信号输出端经串口转并口转换器接驱动芯片，驱动芯片分别通过压缩机继电器和制冷电磁阀继电器接压缩机和制冷电磁阀形成制冷及热回收回路控制电路；

中央微处理器有制暖信号输入端，中央微处理器的制暖信号输出端经串口转并口转换器接驱动芯片，驱动芯片分别通过压缩机继电器、制暖电磁阀继电器、四通电磁阀继电器和风机继电器接压缩机、制暖电磁阀、四通电磁阀和风机形成制暖回路控制电路；

热水控制面板的制热水信号端经通信口转换器接中央微处理器，中央微处理器的制热水信号输出端经串口转并口转换器接驱动芯片，驱动芯片分别通过压缩机继电器、制冷电磁阀继电器、四通电磁阀继电器和风机继电器接压缩机、制冷电磁阀、四通电磁阀和风机形成制热水回路控制电路。

它还有除霜回路控制电路，除霜回路控制电路的除霜温度检测探头的信号输出端接中央微处理器，经串口转并口转换器接驱动芯片，驱动芯片分别通过压缩机继电器、制暖电磁阀继电器接压缩机、制暖电磁阀。

本实用新型结构严紧、简洁、安装简便、使用维护费用低、能效比高、功耗低。其可利用制冷剂的能量传递性质，让制冷剂在压缩机的作用下循环工作，不断在蒸发器中被蒸发而吸集空气中的热能，同时又不断在冷凝器中释放热量，从而最大限度地减少热传递电耗，从而达到高效节能的目的。本实用新型具有制冷、制暖、热回收、除霜等功能，功能强而齐全，具有推广应用价值。

附图说明

图1是本实用新型的空调热泵热水器的结构原理图；

图2是本实用新型的控制器的电路图。

具体实施方式

参照图1，实用新型提供的空调热泵热水器，它包括有制冷及热回收回路、制暖回路、制热水回路，其中制冷及热回收回路中压缩机CM的制冷剂出口经制冷电磁阀K₁、进入贮水箱，从贮水箱出来经由阀口a进入四通电磁阀S，由四通电磁阀S的阀口d进入室外冷凝器，从室外冷凝器出来经节流装置进入室内蒸发器，从室内蒸发器出来经阀口b进入四通电磁阀S，从阀口c出来返回压缩机CM；制暖回路中压缩机的制冷剂出口经制暖电磁阀K₂，由阀口a进入四通电磁阀S，从阀口b出来进入室内蒸发器，从室内蒸发器出来经节流装置进入室外冷凝器，从室外冷凝器出来经阀口d进入四通电磁阀S，从阀口c出来返回压缩机CM；制热水回路中压缩机的制冷剂出口经制冷电磁阀K₁进入贮水箱，从贮水箱出来经阀口a进入四通电磁阀S，从阀口b出来进入室内蒸发器，从室内蒸发器出来经节流装置进入室外冷凝器，从室外冷凝器出来经阀口d进入四通电磁阀S，从阀口c出来返回压缩机CM。所述的贮水箱安装有水温温度探头T₁和低水压检测开关K₃，压缩机回流口处安装有低气压动作保护开关K₄。

它还有除霜回路，压缩机CM的制冷剂出口经制暖电磁阀K₂、由阀口a进入四通电磁阀S，从阀口d出来进入室外冷凝器，从室外冷凝器出来经节流装置进入室内蒸发器，从室内蒸发器出来返回压缩机CM。在该除霜回路中，冷凝器上安装有除霜温度检测探头T₂。

当制热水或制暖启动时，由检测探头T₂检测到结霜，室外冷凝器中的风机暂停工作，压缩机运转，将途经经制暖电磁阀K₂、四通电磁阀S的制冷剂湿度迅速提升，直冲室外冷凝器进行除霜，之后经节流装置进入室内蒸发器，再返回压缩机完成一次降霜工作循环。

参照图2，该控制器的微处理系统包括中央微处理器IC₁、通信口转换器IC₂、串口转并口转换器IC₃、驱动芯片IC₄，其中IC₁选用12C5404AD，通信口转换器IC₂选用MAX232、串口转并口转换器IC₃选用74HC595、驱动IC₄选用ULN203AG。

中央微处理器IC₁有制冷信号输入端，中央微处理器IC₁的制冷信号输出端经串口转并口转换器IC₃接驱动芯片IC₄，驱动芯片IC4分别通过压缩机继电器J_D和制冷电磁阀继电器X₁接压缩机CM和制冷电磁阀K₁形成制冷及热回收回路控制电路。

中央微处理器IC₁有制暖信号输入端，中央微处理器IC₁的制暖信号输出端经串口转并口转换器IC₃接驱动芯片IC₄，驱动芯片IC₄分别通过压缩机继电器J_D、制暖电磁阀继电器X₂、四通电磁阀继电器X₃和风机继电器X₄接压缩机CM、制暖电磁阀K₂、四通电磁阀S和风机FM形成制暖回路控制电路；

热水控制面板的制热水信号端经通信口转换器IC₂接中央微处理器IC₁，中央微处理器IC₁的制热水信号输出端经串口转并口转换器IC₃接驱动芯片IC₄，驱动芯片IC₄分别通过压缩机继电器J_D、制冷电磁阀继电器X₁、四通电磁阀继电器X₃和风机继电器X₄接压缩机CM、制冷电磁阀K₁、四通电磁阀S和风机FM形成制热水回路控制电路。

除霜温度检测探头T₂的信号输出端接中央微处理器IC₁，经串口转并口转换器IC₃接驱动芯片IC₄，驱动芯片IC₄分别通过压缩机继电器J_D、制暖电磁阀继电器X₂接压缩机CM、制暖电磁阀K₂形成除霜回路控制电路。

中央微处理器IC₁还与贮水箱安装的水温温度探头T₁和低水压检测开关K₃以及压缩机回流口处安装的低气压动作保护开关K₄电连接，各自通过中央微处理器IC₁与通信口转换器IC₂接热水控制面板。

本实用新型的工作原理：

一、制冷功能：

如图2所示：制冷信号Z₁传送给中央微处理器IC₁时，中央微处理器IC₁得到的信号以串口的形式传送输入到串口转并口转换器IC₃再以扩展平口形式输出。驱动芯片IC₄收到信号后，根据中央微处理器IC₁的指令分别驱动J_D、X_1-6--令K₁、FM、CM动作，完成制冷运行功能。

二、制热水功能：

当单独使用‘热泵制热水’功能时，中央微处理器IC₁通过通信口转换器IC₂接收到热水控制面板发来的制热水信号Z₃，会按上述的路径去驱动K₁、S、FM和CM零件动作，从而实现制热水运行。

三、制暖功能：

当单独使用暖气功能时，中央微处理器IC₁接收到制暖信号Z₂时，会按上述的路径去驱动K₂、S、FM和CM零件动作，从而实现制暖运行。

四、机器的兼容性：

1、当制冷和制热水同时使用时，机组将原来‘热泵制热水’运行方式自动切换到----制冷热回收运行方式。制冷信号Z₁进入中央微处理器IC₁，制热水信号Z₃通过通信口转换器IC₂进入中央微处理器IC₁。中央微处理器IC₁会识别两路信号；搁置‘制热水’信号，优先执行‘Z₁制冷’信号去完成动作。但当制冷停止后，中央微处理器IC₁会复归在前设置的‘热泵制热水’功能运行。

2、当制热水和暖气同时使用时，同样，机组会优先暖气功能，搁置制热水功能。但当暖气停止后，中央微处理器IC₁会复归在前设置的热泵制热水功能运行。

五、可靠性：

1、自动除霜、中央微处理器IC₁软件不但实现机器运行的合理性，还实现运行可靠性。当启用暖气或热泵制热水功能时，中央微处理器IC₁一旦受到室外机的T₂的低温结霜信号，他会立即停止所有的暖气或热泵制热水功能，按照上述的路径去驱动K₂和CM进行除霜运行。直到T₂发回没霜信息，中央微处理器IC₁会从新复归原设置好的‘暖气或热泵制热水’功能运行。

2、缺水自动保护、此外，当K₃发来缺水的危险信号给中央微处理器IC₁收到后，他会立刻停止‘热泵制热水’功能保护设备。直到K₃来水正常功能才能复归。但对启用空调制冷或制暖没有影响。

Claims (7)

1、一种空调热泵热水器，其特征是它包括有制冷及热回收回路、制暖回路、制热水回路，其中制冷及热回收回路中压缩机CM的制冷剂出口经制冷电磁阀K₁、进入贮水箱，从贮水箱出来经四通电磁阀S进入室外冷凝器，从室外冷凝器出来经节流装置进入室内蒸发器，从室内蒸发器出来经四通电磁阀S返回压缩机CM；制暖回路中压缩机的制冷剂出口经制暖电磁阀K₂、四通电磁阀S进入室内蒸发器，从室内蒸发器出来经节流装置进入室外冷凝器，从室外冷凝器出来经四通电磁阀S返回压缩机CM；制热水回路中压缩机的制冷剂出口经制冷电磁阀K₁进入贮水箱，从贮水箱出来经四通电磁阀S进入室内蒸发器，从室内蒸发器出来经节流装置进入室外冷凝器，从室外冷凝器出来经四通电磁阀S返回压缩机CM。

2、根据权利要求1所述的空调热泵热水器，其特征是它还有除霜回路，压缩机的制冷剂出口经制暖电磁阀K₂、四通电磁阀S进入室外冷凝器，从室外冷凝器出来经节流装置进入室内蒸发器，从室内蒸发器出来返回压缩机CM。

3、根据权利要求1所述的空调热泵热水器，其特征是所述的贮水箱安装有水温温度探头T₁和低水压检测开关K₃。

4、根据权利要求1所述的空调热泵热水器，其特征是压缩机回流口处安装有低气压动作保护开关K₄。

5、根据权利要求2所述的空调热泵热水器，其特征是冷凝器上安装有除霜温度检测探头T₂。

6、权利要求1所述的空调热泵热水器的控制器，其特征是中央微处理器IC₁有制冷信号输入端，中央微处理器IC₁的制冷信号输出端经串口转并口转换器IC₃接驱动芯片IC₄，驱动芯片IC4分别通过压缩机继电器J_D和制冷电磁阀继电器X₁接压缩机CM和制冷电磁阀K₁形成制冷及热回收回路控制电路；

中央微处理器IC₁有制暖信号输入端，中央微处理器IC₁的制暖信号输出端经串口转并口转换器IC₃接驱动芯片IC₄，驱动芯片IC₄分别通过压缩机继电器J_D、制暖电磁阀继电器X₂、四通电磁阀继电器X₃和风机继电器X₄接压缩机CM、制暖电磁阀K₂、四通电磁阀S和风机FM形成制暖回路控制电路；

热水控制面板的制热水信号端经通信口转换器IC₂接中央微处理器IC₁，中央微处理器IC₁的制热水信号输出端经串口转并口转换器IC₃接驱动芯片IC₄，驱动芯片IC₄分别通过压缩机继电器J_D、制冷电磁阀继电器X₁、四通电磁阀继电器X₃和风机继电器X₄接压缩机CM、制冷电磁阀K₁、四通电磁阀S和风机FM形成制热水回路控制电路。

7、根据权利要求6所述的空调热泵热水器的控制器，其特征是它还有除霜回路控制电路，除霜回路控制电路的除霜温度检测探头T₂的信号输出端接中央微处理器IC₁，经串口转并口转换器IC₃接驱动芯片IC₄，驱动芯片IC₄分别通过压缩机继电器J_D、制暖电磁阀继电器X₂接压缩机CM、制暖电磁阀K₂。

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