CN202267159U - 一种空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种空调装置，包括通过管路连接的压缩机、四通阀和换热装置，换热装置包括制取热水热交换器，室内热交换器和生活用水热交换器；还包括生活用水收集装置，利用生活用水作为冷热源，生活用水收集装置包括管路连接的生活用水源和生活用水储存箱，所述生活用水收集装置收集的生活用水与冷媒在生活用水热交换器中进行热交换；所述空调装置可以实现制取热水、供热、制冷、供热制取热水和制冷制取热水，而且实现了生活用水的再利用，节省了水资源，充分利用了生活用水中的热量，具有明显节能效果。

Description

一种空调装置

技术领域

 本实用新型属于暖通空调技术领域，具体的说是一种将生活用水作为冷热源的空调装置。

背景技术

我国大部分地区处于季风气候区，其特征为四季分明，冬天需要供暖，夏季需要供冷，这种气候特征适合热泵的使用。

目前市场上实现制冷、热水和供热的多功能一体机主要是空气源热泵。但是空气源热泵依赖于气候条件，对夏季，空气源热泵制冷和热水供应没有问题，但是当冬季气温低于0摄氏度时，空气源热泵容易结霜，能效很低，而冬季对热水和供热的需求很大，这时空气源热泵运行达不到要求，因此很多空气源热泵里装了两个电加热器，大量浪费电能。

有人提出采用水源热泵来克服空气源热泵易结霜的缺点，这种方法在水源充足的地区是可行的，其性能比空气源热泵好，水源热泵可利用的水体温度冬季为12～22℃，水体温度比环境气温要高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比相对于空气源热泵也提高。而夏季水体温度为18～35℃，水体温度比环境温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。但是，这个要求的水体温度主要是地下水资源，地下水资源非常缺乏，为保证地下水源热泵系统长期正常运行，采用回灌补充地下水源，这样回灌水质对地下水的水质影响很大，容易导致地下水污染。

另外在家庭生活中，生活废水，如淋浴废水，直接排放，一方面造成能量浪费，另一方面对环境造成污染。

在公开的现有技术中，将生活用水作为低温热源的供暖系统，虽然现有技术中合理的利用了生活用水，但是只能够做到供暖、提供热水、供暖提供热水，无法做到制冷、供暖、提供热水、供暖提供热水、制冷提供热水的功能，当需要制冷时还需要提供另一套设备来实现，成本增加，占地面积增多。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中存在的缺陷，提供一种利用生活用水作为冷热源的具有制冷、供暖、制取热水、供暖制取热水、制冷制取热水的空调装置。利用生活用水的余热或冷量来给冷媒进行热交换，取消了原有空调中的室外热交换器，改善空调运行工况，提高空调装置的运行效率，既能满足冬季供热和热水需求，也能满足夏季供冷和热水需求。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种空调装置，包括通过管路连接的压缩机、四通阀和换热装置，所述换热装置包括制取热水热交换器、室内热交换器和生活用水热交换器；所述空调装置还包括生活用水收集装置，所述生活用水收集装置包括管路连接的生活用水源和生活用水储存箱，所述生活用水收集装置收集的生活用水与冷媒在生活用水热交换器中进行热交换；所述空调装置还包括空调控制系统，所述空调控制系统包括制取热水模式、供热模式、制冷模式、供热制取热水模式和制冷制取热水模式。

优选的，所述生活用水源包括与生活供水管道连接的浴缸、洗脸盆、洗菜池中的至少一项，所述生活用水源的出口处设置有单向阀。

优选的，所述生活用水源和所述生活用水储存箱之间的管路中设置有油水分离器，所述油水分离器的油出口与储存器连接，所述油水分离器的水出口与活生活用水储存箱的进水口连接。

更优选的，所述油水分离器或油水分离器前的管路中设置有过滤网。

优选的，所述生活用水储存箱设置有水位控制装置，所述水位控制装置包括浮球阀，所述浮球阀与下水管道连接。

优选的，所述生活用水储存箱中排出的生活用水通过注水阀流入马桶。

优选的，所述制取热水热交换器为双流道换热器，如壳管式热交换器、板壳式热交换器、板式换热器，且所述的生活用水储存箱（16）外设置有保温隔热层。

优选的，与所述压缩机出口连接的管路分为两路，一路通过第三控制阀与制取热水热交换器的第一流道的进口连接，另一路通过第二控制阀与四通阀的第一阀口连接；所述四通阀的第二阀口、第三阀口、第四阀口分别与所述室内热交换器的一个接口、所述生活用水热交换器的一个接口、所述压缩机进口连接。

优选的，所述制取热水热交换器的第二流道的进口与第一水泵的出口连接，所述制取热水热交换器的第二流道的出口通过第一控制阀与热水箱的热水进口连接，热水箱的冷水出口与第一水泵进口连接。

可选的，所述室内热交换器和所述生活用水热交换器之间的管路中设置有双向的电子膨胀阀或热力膨胀阀。 

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的空调装置可以实现制冷、供暖、制取热水、制冷制取热水、供暖制取热水这五种功能；

2、实现了生活用水的再利用，生活用水一般还有一定的温度，利用生活用水不仅节省了水资源，而且充分利用了生活用水中的热量或冷量，并且取消了室外热交换器，且使用生活用水与冷媒进行热交换可以提高换热效率。

附图说明

图1是本实用新型的一种空调装置的具体实施方式管路连接示意图；

图2是图1所示的具体实施方式中的生活用水收集装置的示意图。

具体实施方式

本实用新型涉及一种利用生活用水作为冷热源的空调装置，包括通过管路连接的压缩机1、四通阀24、换热装置，另外还包括生活用水收集装置，可以实现制冷、供暖、制取热水、制冷制取热水和供暖制取热水。通过设置生活用水收集装置，制热的时候将生活用水热交换器14当做蒸发器使用即生活用水热交换器14中的冷媒吸收生活用水的热量，制冷的时候将生活用水热交换器14当做冷凝器使用即生活用水热交换器14中的冷媒放热给生活用水使冷媒冷却，本装置由于采用生活用水热交换器替代室外热交换器，使用生活用水来对冷媒进行冷却或加热，相对常规的风冷式热交换器而言冬季蒸发温度相对较高，夏季冷凝温度相对低，可提高能效比。而且本实用新型实现了生活用水的再利用，不仅节省了水资源，而且充分利用了生活用水中的热量。下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细描述。

图1是本实用新型的管路连接示意图。如图1所示，本实用新型是一种利用生活用水作为冷热源的空调装置，包括管路连接的压缩机1、四通阀24、节流装置、换热装置，另外还包括生活用水收集装置。

本实用新型的空调装置中包括管路连通的压缩机1、四通阀24、室内热交换器4、节流装置、生活用水热交换器14、第二控制阀30、第三控制阀31、第四控制阀32和第五控制阀34。

压缩机1的出口出来的冷媒分为两路，一路通过第三控制阀31与制取热水热交换器3的第二流道的入口连接，另一路通过第二控制阀30与四通阀的第一阀口25连接；制取热水热交换器3的第二流道的出口出来的冷媒分为两路，一路通过第五控制阀34与四通阀24的第一阀口25连接，另一路通过第四控制阀32与节流装置的一个接口连接。

室内热交换器4的一个接口与四通阀24的第二阀口26连接，另一个接口通过节流装置与生活用水热交换器14的生活用水热交换器14的另一个接口与四通阀24的第四阀口28连接，四通阀的第三阀口27与压缩机1的进口连接。

优选的，压缩机1的出口与油分离器2的进口连接，油分离器2的气体出口出来的冷媒分为两路，一路通过第三控制阀31与换热器3的第二流道的入口连接，另一路通过第二控制阀30与四通阀的第一阀口25连接。

优选的，在压缩机1进口和四通阀24的第四阀口28之间的管路中设置有干燥过滤器20。将干燥过滤器20设置在压缩机1的进口处，可以有效的保证进入压缩机1的冷媒中没有水分。

优选的，室内热交换器4与生活用水热交换器14之间的管路中设置的节流装置为膨胀阀15。更优选的，膨胀阀15为电子膨胀阀。电子膨胀阀与热力膨胀阀相比具有以下优点：1、电子膨胀阀用电驱动，反应和动作快，不存在静态过热度现象；2、电子膨胀阀的感温部件为热电偶或热电阻，在低温下同样能准确反应出过热度的变化，适用温度范围广；3、电子膨胀阀是控制程序控制的，可以改变一下控制程序，就可以设置电子膨胀阀的参数，避免了热力膨胀阀要到现场去调节的缺点；4、电子膨胀阀可以制冷、制热双向使用，而热力膨胀阀要实现制冷和制热需要两个阀。

本实用新型的空调装置还包括管路连通并形成回路的热水箱6、第一水泵5、第一控制阀8和制取热水热交换器3，第一水泵5的入口与热水箱6的冷水出口连接，第一水泵5的出口与制取热水热交换器3的第一流道的入口连接，制取热水热交换器3的第一流道的出口通过第一控制阀8与热水箱6的热水进口连接，热水箱6的加水口与自来水管连接补充所需的凉水。

优选的，制取热水热交换器3为双流道换热器，例如管壳式换热器、板式换热器、板壳式换热器，只要能够实现本实用新型的热交换器都可以包括在双流道换热器。

图2是本实用新型的生活用水收集装置示意图，如图2所示，生活用水收集装置包括管路连接的生活用水源、生活用水储存箱16，优选的，生活用水源包括浴缸17、洗脸盆18、洗菜池19中的至少一项，生活用水储存箱16的出水口与下水管道相连。优选的，生活用水储存箱16的出水口可以通过注水阀13与马桶12相连。生活用水储存箱16的出水口通过马桶12后再排入下水管道，这样使生活用水再次利用，提高了生活用水的使用率。优选的，生活用水源和生活用水储存箱16之间的管路中设置有油水分离器43，更优选的，油水分离器43或者油水分离器43前的管路上设置有过滤网40。

热水箱6的热水出口分别与浴缸17、洗脸盆18、洗菜池19的进口并联连接，浴缸17、洗脸盆18、洗菜池19的进口分别设置有第一截止阀9、第二截止阀10、第三截止阀11，浴缸17、洗脸盆18、洗菜池19的出口分别设置有第一单向阀37、第二单向阀38、第三单向阀39，通过单向阀流出的生活用水经过过滤网40过滤后流入油水分离器43，油水分离器43的油出口与储存器42连接，油水分离器43的水出口与第二水泵41连接，通过第二水泵41将生活用水抽到生活用水储存箱16中，生活用水储存箱16的出水口与马桶12的注水阀13连接。通过在生活用水收集装置中设置单向阀，可以保证废水不会倒流引起异味。

生活用水首先经过过滤网40过滤掉杂质，再经过油水分离器43分离掉生活用水中的油，油流到储存器42中储存，生活用水经进入生活用水储存箱16中。这样，不仅提高了第三换热器14的换热系数，而且可以有效的防止生活用水收集装置中管路的堵塞。

生活用水储存箱中设置有水位控制装置，在水箱的顶部设置有一浮球阀44，当水位超过浮球阀44高度时，自动排水到下水管道上。

优选的，生活用水储存箱16与生活用水热交换器14组合在一起，生活用水热交换器14为换热盘管，换热盘管安装在生活用水储存箱16中。 

此处，将生活用水储存箱16与换热盘管组合在一起组成生活用水热交换器14，生活用水储存箱16中的生活用水是生活用水热交换器14的一种介质，换热盘管中的冷媒是生活用水热交换器14的另一种介质，制热的时候，生活用水热交换器14当作蒸发器使用即生活用水热交换器14中的冷媒吸收生活用水储存箱16中生活用水的热量使冷媒变为气体，制冷的时候，生活用水热交换器14当作冷凝器使用即生活用水热交换器14中的冷媒放热给生活用水储存箱中的生活用水使冷媒冷凝为液体，提高了能效，同时，两者结合组装在一起，结构紧凑，节省空间。

在另一种实施方式中，生活用水储存箱16与生活用水热交换器14分开设置，生活用水箱16中的生活用水通过水泵进入生活用水热交换器14，在生活用水热交换器14中，生活用水和冷媒进行热交换，此处的生活用水热交换器14可以是很多换热器，例如管壳式热交换器，板式热交换器等，生活用水热交换器14包含任何可以实现该实施方式中的换热功能的换热器。

优选的，热水箱6和生活用水储存箱16的外包设有保温隔热层，可以有效的防止热水循环和生活用水的热量的过快散失。

本实用新型的空调装置还包括空调控制系统，本实用新型的空调控制系统包括制取热水模式、供热循环模式、制冷循环模式、供热制取热水模式和制冷制取热水模式共五种工作模式。本实用新型的将生活用水作为冷热源的空调装置的控制系统使用时按以下方式运行：

当选择供热制取热水模式时，启动压缩机，同时打开第一控制阀8并启动第一水泵5，压缩机5排出的高温高压的冷媒在油分离器2中分离出夹带的润滑油后进入生活用水热交换器3的第二流道与生活用水热交换器3的第一流道中流动的水进行热交换放出热量后进入四通阀24的第一阀口25，四通阀24的第二阀口26与室内热交换器4连接，室内热交换器4与房间中的空气热交换，为房间提供热源，冷媒经电子膨胀阀15节流降压后的低温低压冷媒进入生活用水热交换器14，吸收生活用水储存箱16中生活用水的热量蒸发成为低温低压的冷媒后进入四通阀24的第四阀口28，经四通阀的第三阀口27进入干燥过滤器20，经干燥过滤器20干燥后回到压缩机。此时第二控制阀30和第四控制阀32关闭。

当选择制冷和制取热水模式时，启动压缩机1的同时打开第一控制阀8并启动第一水泵5，压缩机1排出的高温高压冷媒在油分离器2中分离出夹带的润滑油后进入制取热水热交换器3的第二流道与制取热水热交换器3的第一流道中的水进行热交换放出热量后进入四通阀24的第一阀口25，四通阀24的第四阀口28与生活用水热交换器14连接，高温高压的冷媒与生活用水储存箱16中的生活用水热交换后，冷媒冷却后流过电子膨胀阀15进行节流降压，节流后的冷媒进入室内热交换器4吸收房间中空气的热量，冷媒吸热变为低压冷媒后进入四通阀24的第二阀口26，经四通阀24的第三阀口27进入干燥过滤器20，经过干燥过滤器20过滤后回到压缩机1。此时，第二控制阀30和第四控制阀32关闭。

当选择制取热水模式时，启动压缩机1，同时自动打开第一控制阀8并启动第一水泵5，压缩机1排出的高温高压的冷媒在油分离器2中分离出夹带的润滑油后进入制取热水热交换器3的第二流道与制取热水热交换器3的第一流道的水进行热交换放出热量后经过第四控制阀32进入电子膨胀阀15，经过电子膨胀阀15节流降压后的冷媒进入生活用水热交换器14，吸收生活用水储存箱16中生活用水的热量后成为低温低压冷媒经过四通阀24的第四阀口28和第三阀口27进入干燥过滤器20，经过干燥过滤器20干燥后的冷媒回到压缩机1。这时，第二控制阀30和第五控制阀34处于关闭状态。

当选择制冷模式时，启动压缩机1，同时打开第二控制阀30和电子膨胀阀15。压缩机1排出的高温高压冷媒在油分离器2中分离出夹带的润滑油后进入四通阀24的第一阀口25，四通阀24的第四阀口28和生活用水储存箱16中的生活用水热交换器14连接，冷媒在生活用水储存箱16中冷却放热后经电子膨胀阀15节流降压，节流后的冷媒进入室内热交换器4换热，吸收房间的热量，吸收热量后的冷媒通过第二阀口26进入四通阀24，再通过第三阀口27进入干燥过滤器20，经过干燥后回到压缩机1。此时，第三控制阀31、第四控制阀32、第五控制阀34、第一控制阀8和第一水泵5处于关闭状态。

当选择供热模式时，启动压缩机1，同时打开第二控制阀30和电子膨胀阀15。压缩机1排出的高温高压冷媒在油分离器2中分离出夹带的润滑油后进入四通阀24的第一阀口25，四通阀的第二阀口26作为出口与室内热交换器4连接，室内热交换器4与房间中的空气热交换，为房间提供热源，冷媒进入电子膨胀阀15节流降压，降压后的冷媒和生活用水储存箱16的生活用水热交换器14换热后变为低压低温的冷媒后，经四通阀24的第四阀口28进入四通阀24，经第三阀口27后进入干燥过滤器20，经干燥后回到压缩机1。此时，第三控制阀31、第四控制阀32、第五控制阀34、第一控制阀8和第一水泵5处于关闭状态。

以上空调装置中的零部件都以管路连接方式连接。

本实用新型中的生活用水收集装置中的生活用水源并不局限于浴缸、洗脸盆、洗菜池中的一种或者多种，只要是产生的生活用水可以利用于本系统，都包含在本实用新型的生活用水源中。

最后应该说明的是：以上实施例仅用于说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，因此，尽管本说明书参照上述的实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，本专利发明人仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种空调装置，包括通过管路连接的压缩机（1）、四通阀（24）和换热装置，所述换热装置包括制取热水热交换器（3）、室内热交换器（4）和生活用水热交换器（14）；所述空调装置还包括生活用水收集装置，所述生活用水收集装置包括管路连接的生活用水源和生活用水储存箱（16），所述生活用水收集装置收集的生活用水与冷媒在生活用水热交换器（14）中进行热交换；所述空调装置还包括空调控制系统，所述空调控制系统包括制取热水模式、供热模式、制冷模式、供热制取热水模式和制冷制取热水模式。

2.根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于，所述生活用水源包括与生活供水管道连接的浴缸（17）、洗脸盆（18）、洗菜池（19）中的至少一项，所述生活用水源的出口处设置有单向阀。

3.根据权利要求2所述的空调装置，其特征在于，所述生活用水源和所述生活用水储存箱（16）之间的管路中设置有油水分离器（43），所述油水分离器（43）的油出口与储存器（42）连接，所述油水分离器（43）的水出口与活生活用水储存箱（16）的进水口连接。

4.根据权利要求3所述的空调装置，其特征在于，所述油水分离器（43）或油水分离器（43）前的管路中设置有过滤网（40）。

5.根据权利要求1至4其中任一所述的空调装置，其特征在于，所述生活用水储存箱（16）设置有水位控制装置，所述水位控制装置包括浮球阀（44），所述浮球阀（44）与下水管道连接。

6.根据权利要求5所述的空调装置，其特征在于，所述生活用水储存箱（16）中排出的生活用水通过注水阀（13）流入马桶（12）。

7.根据权利要求5所述的空调装置，其特征在于，所述制取热水热交换器（3）为双流道换热器，且所述的生活用水储存箱（16）外设置有保温隔热层。

8.根据权利要求7所述的空调装置，其特征在于，与所述压缩机（1）出口连接的管路分为两路，一路通过第三控制阀（31）与制取热水热交换器（3）的第一流道的进口连接，另一路通过第二控制阀（30）与四通阀的第一阀口（25）连接；所述四通阀的第二阀口（26）、第三阀口（27）、第四阀口（28）分别与所述室内热交换器（4）的一个接口、所述生活用水热交换器（14）的一个接口、所述压缩机（1）进口连接。

9.根据权利要求8所述的空调装置，其特征在于，所述制取热水热交换器（3）的第二流道的进口与第一水泵（5）的出口连接，所述制取热水热交换器（3）的第二流道的出口通过第一控制阀（8）与热水箱（6）的热水进口连接，热水箱（6）的冷水出口与第一水泵（5）进口连接。

10.根据权利要求9所述的空调装置，其特征在于，所述室内热交换器（4）和所述生活用水热交换器（14）之间的管路中设置有双向电子膨胀阀或热力膨胀阀。

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