CN201377933Y - 热泵热水空调机组 - Google Patents

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余凯
韩仁智
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Abstract

本实用新型的目的在于提供一种热泵热水空调机组及其工作方法,性能更优化,可回收利用空调机组产生的废热,也能够利用高能效的热泵原理制热水,节能环保,并有利于多模式多功能控制的实现。包括有控制系统、空调室外机、空调室内机、热水器、以及多条冷媒管道;冷媒在所述冷媒管道内循环流动;热水器包括有水箱、热水发生器、以及连接所述水箱和热水发生器的水管;空调室外机包括有四通阀A和四通阀B,四通阀A的端口一通过冷媒管道一与压缩机的高压出口端连接,四通阀B的端口一通过冷媒管道二与压缩机的高压出口端连接;热水发生器设置在压缩机的高压出口端和四通阀B之间,所述冷媒管道二还包括有换热管道段,所述换热管道段位于所述热水发生器内部。

Description

热泵热水空调机组
技术领域
本实用新型属于空调技术的应用领域,具体涉及一种能将热量回收、具有制热水功能的热泵热水空调机组。
背景技术
社会发展之快,技术革新日新月异,人们对能源环保意识不断增强。随着经济发展和人们生活水平的提高,空调机组由于具有方便于智能化管理、制冷/热量大且方便于为不同区域灵活配置制冷/热量等特点,有着越来越好的市场前景,逐渐走进越来越多的家庭和办公场所。而当前,大部分的空调器只是具有夏天制冷、冬天制热以调节室内空气温度的单一功能,特别是夏天,空调器在制冷过程中所产生的大量的热量都被毫无利用地排放到室外大气中,造成了室外空气的热污染和能源的极大浪费。该空调器只在冬季和夏季使用,利用率也不高;与此同时,有空调的家庭和办公场所还需要另外购买热水器以解决生活中日常用热水的问题,增加了开支,而且电热水器、燃气热水器耗能很大、安全性也较差。目前也涌现了许多带有制热水功能的空调器,但仅限于在空调制冷的时候,利用空调器产生的废热来加热热水,没有实现制热同时制热水,它主要依靠电加热将水加热,在制冷且制热水时候不能将换热器17作为蒸发器使用而满足小制冷量需求;当空调器制热的时候,尽管热泵制热具有高能效的特点,现有技术还没有理想的技术方案实现同时制热水的功能。所以,需要进一步开发出能在空调器制冷和制热运行的时候都能提供热水的热泵热水空调机组。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种热泵热水空调机组,性能更优化,可回收利用空调机组产生的废热,也能够利用高能效的热泵原理制热水,节能环保,并有利于多模式多功能控制的实现。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的:
热泵热水空调机组,包括有控制系统、空调室外机、空调室内机、热水器、以及连接于所述空调室外机、空调室内机、热水器之间的多条冷媒管道;冷媒在所述冷媒管道内循环流动;所述热水器包括有水箱、热水发生器、以及连接所述水箱和热水发生器的水管;所述空调室外机包括有一台或一台以上的压缩机、换热器、节流装置、以及冷媒管道控制装置,所述压缩机、换热器、节流装置、以及冷媒管道控制装置均通过冷媒管道连接;所述冷媒管道控制装置包括有四通阀A和四通阀B,其中,所述四通阀A的端口一通过冷媒管道一与压缩机的高压出口端连接,所述四通阀B的端口一通过冷媒管道二与压缩机的高压出口端连接;所述热水发生器设置在压缩机的高压出口端和四通阀B之间,所述冷媒管道二还包括有换热管道段,所述换热管道段位于所述热水发生器内部。
所述空调室外机包括有一台或一台以上的压缩机,其中至少有一台为变频或变容压缩机。
所述空调室内机包括有一套以上的室内机组,所述室内机组采用并联的方式,通过冷媒管道与空调室外机连接。
综上,本实用新型的有益效果是:
本实用新型的热泵热水空调机组,包括有控制系统、空调室外机、空调室内机、热水器,热水发生器设置在压缩机的高压出口端和四通阀B之间;将变频或变容量调节技术与热泵热水空调技术有机结合,实现多模式多功能,节能环保,技术效果描述如下,其一:在制冷同时制热水,为了节能而实现三种优化控制方式;其二:实现制热同时制热水,实现节能、高效控制而避免传统多联空调热水机频繁使用电加热;其三:能实现高效节能的五种重要模式;其四:在多种模式下,为了节能优化系统控制可以将换热器17选择作为蒸发器或者作为冷凝器使用;其五:换热器17在多种模式下可以分块控制调节,使其能分配更加合理完善;其六:变频或变容技术与热泵热水空调技术有机结合;其七:在变频或变容多联热泵热水机组中,可以实现完全热回收,节能环保。
附图说明
图1是本实用新型热泵热水空调机组的结构示意图及制冷模式循环示意图;
图2是本实用新型热泵热水空调机组的节流装置实施方式二结构示意图;
图3是本实用新型热泵热水空调机组的节流装置实施方式三结构示意图;
图4是本实用新型热泵热水空调机组的结构示意图及制热模式循环示意图;
图5是本实用新型热泵热水空调机组的结构示意图及制冷同时制热水模式一循环示意图;
图6是本实用新型热泵热水空调机组的结构示意图及制冷同时制热水模式二循环示意图;
图7是本实用新型热泵热水空调机组的结构示意图及制冷同时制热水模式三循环示意图;
图8是本实用新型热泵热水空调机组的结构示意图及制热水模式循环示意图;
图9是本实用新型热泵热水空调机组的结构示意图及制热同时制热水模式循环示意图。
附图标记说明:
空调室外机1、空调室内机3、热水器2、冷媒管道4、压缩机10、油分离器11、气分离器12、第二节流装置14、四通阀A15、四通阀B16、换热器17、节流装置18、储液罐19、热水发生器21、水箱22、减压阀23、排污阀24、出水阀25、水温感温包26、水管27、进水阀28、室内机组31、冷媒管道一41、冷媒管道二42、冷媒管道三43、冷媒管道四44、冷媒管道五45、冷媒管道六46、高压传感器131、低压传感器132、电子膨胀阀C141、电磁阀B142、单向阀B143、四通阀A端口一151、四通阀A端口二152、四通阀A端口三153、四通阀A端口四154、毛细管155、四通阀B端口一161、四通阀B端口二162、四通阀B端口三163、四通阀B端口四164、电子膨胀阀A182、电子膨胀阀B181、电磁阀A183、毛细管一184、单向阀185、单向阀186、换热管道段421。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型公开热泵热水空调机组,包括有控制系统、空调室外机1、空调室内机3、热水器2、以及连接于所述空调室外机1、空调室内机3、热水器2之间的多条冷媒管道4;冷媒在所述冷媒管道4内循环流动;所述热水器2包括有水箱22、热水发生器21、以及连接所述水箱22和热水发生器21的水管27;所述空调室外机1包括有一台或一台以上的压缩机10、换热器17、节流装置18、以及冷媒管道控制装置,所述压缩机10、换热器17、节流装置18、以及冷媒管道控制装置均通过冷媒管道4连接;所述冷媒管道控制装置包括有四通阀A15和四通阀B16,其特征在于:所述四通阀A的端口一151通过冷媒管道一41与压缩机10的高压出口端连接,所述四通阀B的端口一161通过冷媒管道二42与压缩机10的高压出口端连接;所述热水发生器21设置在压缩机10的高压出口端和四通阀B16之间,所述冷媒管道二42还包括有换热管道段421,所述换热管道段421位于所述热水发生器21内部。
所述四通阀A15包括有四通阀A端口一151、四通阀A端口二152、四通阀A端口三153、和四通阀A端口四154,所述四通阀A端口二152通过冷媒管道三43与所述空调室内机3的室内机组31连接;所述四通阀A端口三153、和四通阀A端口四154之间连接有毛细管155;所述四通阀B16包括有四通阀B端口一161、四通阀B端口二162、四通阀B端口三163、和四通阀B端口四164;所述四通阀B端口三163与四通阀A端口三153通过冷媒管道连接,四通阀B端口四164通过冷媒管道连接换热器17。
所述空调室外机1包括有第二节流装置14,所述四通阀B端口二162通过冷媒管道连接第二节流装置14,所述第二节流装置14包括电子膨胀阀C141、电磁阀B142、以及单向阀B143;所述电磁阀B142、以及单向阀B143串联后再与电子膨胀阀C141并联;所述单向阀B143的截止端、电子膨胀阀C141的远离四通阀B的一端,与冷媒管道五45连接;所述空调室外机包括有储液罐19,冷媒管道五45从储液罐19第二接口伸进所述储液罐19内腔中;所述储液罐19设置有第一接口、第二接口和第三接口。
所述空调室内机包括有一套以上的室内机组31,所述室内机组31采用并联的方式,通过冷媒管道三43与四通阀A15的端口二152连接、通过冷媒管道四44、从储液罐19的第一接口接入储液罐19内腔。
所述连接水箱22与热水发生器21的水管27包括有进水管和出水管,分别通过进水阀28、出水阀25与热水发生器21连通;所述热水发生器21的外壳体底部,还设置有减压阀23以及排污阀24;所述热水发生器21内,还设置有水温感温包26。
所述空调室外机包括有多台压缩机10,其中至少有一台为变频或变容压缩机,所述多台压缩机10采用并联的方式连接。
所述压缩机10的高压端连接有油分离器11,低压端连接有气分离器12;所述与压缩机10的高压端连接的冷媒管道旁,设置有高压传感器131,所述与压缩机10的低压端连接的冷媒管道旁,设置有低压传感器132。
所述压缩机低压吸气端连接了电磁阀、毛细管后从储液罐19第一接口伸入储液罐内腔。
所述压缩机低压吸入端与高压出口端还连接有毛细管和电磁阀。
所述换热器17可包括一组或一组以上的换热器部件,不同换热器部件之间采用并联的方式连接;所述换热器17的远离四通阀B的一端,连接节流装置18后从储液罐19第三接口接入储液罐19内腔。
所述节流装置实施方式一:
如图1所示,所述节流装置18包括有相互间采用并联的方式连接的电子膨胀阀A182、电子膨胀阀B181、以及电磁阀A183;所述节流装置18还包括有三个单向阀;所述连接电子膨胀阀A182、电子膨胀阀B181、以及电磁阀A183低压端的冷媒管道六46伸进所述储液罐19内腔中。
所述节流装置实施方式二:
如图2所示,所述节流装置18包括有电子膨胀阀B181、和电磁阀A183;所述电子膨胀阀B181、以及电磁阀A183之间设置有单向阀185、186。
所述节流装置实施方式三:
如图3所示,所述节流装置18包括有相互间采用并联的方式连接的毛细管一184、电子膨胀阀B181、以及电磁阀A183;所述节流装置18还包括有一个单向阀;所述连接毛细管一184、电子膨胀阀B181、以及电磁阀A183低压端的冷媒管道六46伸进所述储液罐19内腔中。
热泵热水空调机组的工作方法,其中,所述方法包括如下多种运行模式:
第一:制冷模式;
第二:制热模式;
第三:制冷运行同时制热水模式;
第四:制热水模式;
第五:制热运行同时制热水模式。
本实用新型基于变频或变容多联机和空调热水机之上,实现多模式高能效运行,适应于多种工况条件,具体多种运行模式如下:
第一:制冷模式;
如图1所示,制冷模式具体运行模式如下:四通阀A15断电,四通阀B16断电,电磁阀B142断电,电磁阀A183上电,电子膨胀阀C141关闭,高温高压气体过热水发生器但不进行冷凝,过四通阀B16到换热器17冷凝,然后经电磁阀A183、储液罐19,到室内有制冷需求的室内机组31的蒸发器蒸发,之后回压缩机10压缩为高压高温气态冷媒,构成一个循环。
第二:制热模式;
如图4所示,制热模式具体运行模式如下:四通阀A15上电,四通阀B16上电,电磁阀A183断电,电磁阀B142断电,电子膨胀阀C141关紧,高温高压冷媒走有需要制热的室内机组31,通过室内侧的电子膨胀阀调节流量后,过储液罐19,再到电子膨胀阀A182与电子膨胀阀B181节流,到换热器17蒸发,换热器17分块控制,根据需要调节使用换热器17的单块或两块全部使用,最后回压缩机压缩为高压高温气态冷媒。
第三:制冷运行同时制热水模式;
制冷同时制热水模式具体运行模式如下,有三种控制方式:
如图5所示,其一:四通阀A15断电,四通阀B16断电,电磁阀A183上电,电磁阀B142断电,电子膨胀阀C141关紧,高温高压气态冷媒过热水发生器21冷凝,再到换热器17再次冷凝,过电磁阀A183,到储液罐19,去有制冷需求的室内机组31的蒸发器蒸发,之后回压缩机压缩,构成一个循环。
如图6所示,其二,四通阀A15断电,四通阀B16上电,电磁阀B142上电,电磁阀A183断电,高温高压气体过热水发生器21冷凝,过电磁阀B142,到储液罐19,去有制冷需求室内机组31的蒸发器和室外换热器17蒸发,之后回压缩机压缩,构成一个循环。
注意此时根据需要调节使用外部单块换热器或两块全部使用,即在制冷同时制热水过程中,换热器17可以作为蒸发器使用,并且可以分块控制调节,使其能分配更加合理完善。
其三:如图7所示,制冷同时制热水模式具体运行模式如下:四通阀A15断电,四通阀B16上电,电磁阀B142上电,电磁阀A183断电,高温高压气体过热水发生器21冷凝,过电磁阀B142,到储液罐19,一路制冷剂去有制冷需求室内机组31的蒸发器蒸发,一路制冷剂经换热器17蒸发,之后两路制冷剂汇合后流回压缩机压缩,构成一个循环。
在制冷同时制热水,有上述三种方式控制调节,优化性能,达到最优配置,第三种为完全热回收模式,高效节能。
第四:制热水模式;
如图8所示,制热水模式具体运行模式如下:四通阀A15断电,四通阀B16上电,电磁阀B142上电,电磁阀A183断电,高温高压冷媒气体过热水发生器21冷凝,过四通阀B16后再过电磁阀B142,到储液罐19,到电子膨胀阀A182和电子膨胀阀B181节流,根据需求选择使用单块换热器17或两块换热器全部使用,之后回压缩机压缩,构成一个循环。
第五:制热运行同时制热水模式。
如图9所示,制热同时制热水模式具体运行模式如下:在有制热同时又有制热水需求时候,四通阀A15上电,四通阀B16上电,电磁阀B142断电,高温高压气态冷媒走热水发生器21和有需要制热的室内机组31同时冷凝,通过各自连接的电子膨胀阀节流后,汇集到储液罐19,经过电子膨胀阀A182和电子膨胀阀B181到换热器17蒸发,换热器17分块控制,根据需要调节使用换热器17的单块或两块全部使用,最后回压缩机压缩为高压高温气态冷媒。
上述所列具体实现方式为非限制性的,对本领域的技术人员来说,在不偏离本实用新型范围内,进行的各种改进和变化,均属于本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1、热泵热水空调机组,包括有控制系统、空调室外机(1)、空调室内机(3)、热水器(2)、以及连接于所述空调室外机(1)、空调室内机(3)、热水器(2)之间的多条冷媒管道(4);冷媒在所述冷媒管道(4)内循环流动;所述热水器(2)包括有水箱(22)、热水发生器(21)、以及连接所述水箱(22)和热水发生器(21)的水管(27);所述空调室外机(1)包括有一台或一台以上的压缩机(10)、换热器(17)、节流装置(18)、以及冷媒管道控制装置,所述压缩机(10)、换热器(17)、节流装置(18)、以及冷媒管道控制装置均通过冷媒管道(4)连接;所述冷媒管道控制装置包括有四通阀A(15)和四通阀B(16),其特征在于:所述四通阀A的端口一(151)通过冷媒管道一(41)与压缩机(10)的高压出口端连接,所述四通阀B的端口一(161)通过冷媒管道二(42)与压缩机(10)的高压出口端连接;所述热水发生器(21)设置在压缩机(10)的高压出口端和四通阀B(16)之间,所述冷媒管道二(42)还包括有换热管道段(421),所述换热管道段(421)位于所述热水发生器(21)内部。
2、根据权利要求1所述的热泵热水空调机组,其特征在于:所述四通阀A(15)包括有四通阀A端口一(151)、四通阀A端口二(152)、四通阀A端口三(153)、和四通阀A端口四(154),所述四通阀A端口二(152)通过冷媒管道三(43)与所述空调室内机(3)的室内机组(31)连接;所述四通阀A端口三(153)、和四通阀A端口四(154)之间连接有毛细管(155);所述四通阀B(16)包括有四通阀B端口一(161)、四通阀B端口二(162)、四通阀B端口三(163)、和四通阀B端口四(164);所述四通阀B端口三(163)与四通阀A端口三(153)通过冷媒管道连接,四通阀B端口四(164)通过冷媒管道连接换热器(17)。
3、根据权利要求2所述的热泵热水空调机组,其特征在于:所述空调室外机(1)包括有第二节流装置(14),所述四通阀B端口二(162)通过冷媒管道连接第二节流装置(14),所述第二节流装置(14)包括电子膨胀阀C(141)、电磁阀B(142)、以及单向阀B(143);所述电磁阀B(142)、以及单向阀B(143)串联后再与电子膨胀阀C(141)并联;所述单向阀B(143)的截止端、电子膨胀阀C(141)的远离四通阀B的一端,与冷媒管道五(45)连接;所述空调室外机包括有储液罐(19),冷媒管道五(45)从储液罐(19)第二接口伸进所述储液罐(19)内腔中;所述储液罐(19)设置有第一接口、第二接口和第三接口。
4、根据权利要求3所述的热泵热水空调机组,其特征在于:所述换热器(17)可包括一组或一组以上的换热器部件,不同换热器部件之间采用并联的方式连接;所述换热器(17)的远离四通阀B的一端,连接节流装置(18)后从储液罐(19)第三接口接入储液罐(19)内腔。
5、根据权利要求1或2或3或4所述的热泵热水空调机组,其特征在于:所述压缩机(10)的高压端连接有油分离器(11),低压端连接有气分离器(12);所述与压缩机(10)的高压端连接的冷媒管道旁,设置有高压传感器(131),所述与压缩机(10)的低压端连接的冷媒管道旁,设置有低压传感器(132)。
6、根据权利要求3所述的热泵热水空调机组,其特征在于:所述空调室内机包括有一套以上的室内机组(31),所述室内机组(31)采用并联的方式,通过冷媒管道三(43)与四通阀A(15)的端口二(152)连接、通过冷媒管道四(44)、从储液罐(19)的第一接口接入储液罐(19)内腔。
7、根据权利要求1或2或3或4所述的热泵热水空调机组,其特征在于:所述连接水箱(22)与热水发生器(21)的水管(27)包括有进水管和出水管,分别通过进水阀(28)、出水阀(25)与热水发生器(21)连通;所述热水发生器(21)的外壳体底部,还设置有减压阀(23)以及排污阀(24);所述热水发生器(21)内,还设置有水温感温包(26)。
8、根据权利要求1或2或3或4所述的热泵热水空调机组,其特征在于:所述空调室外机包括有多台压缩机(10),其中至少有一台为变频或变容压缩机,所述多台压缩机(10)采用并联的方式连接。
9、根据权利要求3所述的热泵热水空调机组,其特征在于:所述节流装置(18)包括有相互间采用并联的方式连接的电子膨胀阀A(182)、电子膨胀阀B(181)、以及电磁阀A(183);所述节流装置(18)还包括有三个单向阀;所述连接电子膨胀阀A(182)、电子膨胀阀B(181)、以及电磁阀A(183)低压端的冷媒管道六(46)伸进所述储液罐(19)内腔中。
10、根据权利要求3所述的热泵热水空调机组,其特征在于:所述节流装置(18)包括有电子膨胀阀B(181)、和电磁阀A(183);所述电子膨胀阀B(181)、以及电磁阀A(183)之间设置有单向阀(185)、(186)。
11、根据权利要求3所述的热泵热水空调机组,其特征在于:所述节流装置(18)包括有相互间采用并联的方式连接的毛细管一(184)、电子膨胀阀B(181)、以及电磁阀A(183);所述节流装置(18)还包括有一个单向阀;所述连接毛细管一(184)、电子膨胀阀B(181)、以及电磁阀A(183)低压端的冷媒管道六(46)伸进所述储液罐(19)内腔中。
12、根据权利要求5所述的热泵热水空调机组,其特征在于:所述压缩机低压吸气端连接了电磁阀、毛细管后从储液罐(19)第一接口伸入储液罐内腔。
13、根据权利要求5所述的热泵热水空调机组,其特征在于:所述压缩机低压吸入端与高压出口端还连接有毛细管和电磁阀。
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