CN212081645U - 一种空气能热水器+空调一体机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气能热水器+空调一体机系统，该一体机系统由电热水器和冷热空调两个电器整合成一套循环系统，它包括热水器、冷凝器、控制器、空调室内机、空调室外机。本发明的有益效果是，该一体机系统空调工作时产生的热量首先转移到热水器中生产热水，热水器工作时利用热泵效应生产热水达到能源的最大化利用。

Description

一种空气能热水器+空调一体机系统

技术领域

本实用新型涉及空调及热水器领域，更具体的说是涉及一种空气能热水器+空调一体机系统。

背景技术

随着经济社会的发展和进步，空调和热水器已成为每个家庭的必需品。但空调和电热水器存在用电量大且只能单独工作无法解决能源互补的问题，例如空调在制冷时产生的热量需要消耗电能排出室外，电热水器制热时能耗比较大的缺陷。虽然空气能热水器比传统热水器更节能更环保，但是存在着价格高昂且能源无法互补的问题。

因此，如何将现已安装在家庭、宾馆和办公场所中的电热水器和空调加以改进使之更节能更环保是本实用新型的最终目的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种空气能热水器+空调一体机系统，该一体机系统由电热水器和冷热空调两个家用电器整合而成，该一体机系统当空调工作时同时给热水器提供热能，热水器工作时利用热泵效应生产热水，达到消耗一份电能产生多倍电能的效果。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

在原有电热水器的进水口和热水出口之间并联一个由微型水泵和冷凝器循环水吸热导管及连接管路组成的循环水通道。冷凝器的制冷剂放热导管串联在空调压缩机的排气口和四通阀进气口之间，冷凝器的作用是将热水器和空调整合成一个热量转换系统。具体包括：

热水器，所述热水器内设置有控制器；

空调室内机，所述空调室内机内设置有空调换热器；

空调室外机，所述空调室外机内设置有室外机换热器；

冷凝器，所述冷凝器设置有放热导管和吸热导管；

压缩机，微型循环泵，热水器热水出口，热水器进水口，四通阀，电磁阀，第一毛细管，第二毛细管，气液分离器；

所述四通阀包括四通阀第一端口，四通阀第二端口，四通阀第三端口和四通阀第四端口；

所述电磁阀包括电磁阀第一端口，电磁阀第二端口，电磁阀第三端口；

所述热水器保温内胆上的热水出口与所述循环泵的进水口连通，所述循环泵出水口与所述冷凝器中吸热导管的一端连通，所述冷凝器中吸热导管的另一端与所述热水器保温内胆上的进水口连接成一个循环系统；

所述四通阀第一端口与所述冷凝器中制冷剂放热导管的一端连通，所述制冷剂放热导管的另一端与所述压缩机的排气口连通；

所述四通阀第二端口与所述电磁阀第一端口连通，所述电磁阀第二端口与所述空调换热器的一端连通，所述空调换热器的另一端与所述第二毛细管的一端连通；所述电磁阀第三端口与所述第一毛细管的一端连通；

所述四通阀第三端口与所述气液分离器进气口连通，所述气液分离器的出口与所述压缩机的吸气口连通；

所述四通阀第四端口与所述室外机换热器的一端连通，所述室外机换热器的另一端分别与所述第一毛细管的另一端，第二毛细管的另一端连通。

优选的，所述冷凝器采用套管换热器。

优选的，所述循环泵采用12V直流微型循环泵。

优选的，所述第一温度传感器采用负温度系数热敏电阻。

优选的，所述电磁阀采用两位三通电磁阀。

本实用新型的有益效果是，空调工作的同时为热水器提供热量以达到消耗一份电能，产生n倍电能的效果，与现有市场中单独工作的空调和电热水器相比，更为有效的利用了能源，使热量在一个系统内转移，如空调制冷时放出的热量会先转移到热水器中，热水器需要生产热水时会利用热泵效应，达到能源使用效果的最大化。

更进一步的，所述热水器还设置有第一温度传感器；所述第一温度传感器感温点设置在所述热水器保温内胆内；其作用是控制器通过传感器反馈的信息，从而控制循环泵、压缩机、室外机风扇、四通阀、电磁阀的工作。

更进一步的，所述热水器内还保留了原有电热水器的温控器、传感器和电加热管；其作用是当需要空调和热水器分别独立工作时热水器利用原有电加热装置生产热水。

更进一步的，所述空调室内机还设置有空调风扇；所述空调风扇设置在所述空调换热器的一侧；其作用是将室内空气快速的与空调换热器交换热量。

更进一步的，所述空调室外机还设置有室外机风扇；所述室外机风扇设置在所述室外机换热器的一侧；其作用是将室外空气快速的与室外机换热器交换热量。

更进一步的，所述控制器设置有触发电路，该电路的作用是当空调工作时热水器内水温只要低于设定的温度上限即可启动循环泵，使热水器水温上升到温度上限，该设置是为了充分利用空调工作时放出的热量，同时减少循环泵、压缩机、室外机风扇、四通阀的启动和停上的频率。

更进一步的，所述控制器还设置有隔离电路，该电路的作用是当空调工作时控制器不再对空调压缩机、室外机风扇、四通阀控制，当空调停止工作后控制器恢复对压缩机、室外机风扇、四通阀的控制，该设置是为了保证当空气能热水器和空调同时工作时，其控制电路互不干扰，并都能正常工作。

更进一步的，所述控制器还设置有温度上限调节电位器和温度下限调节电位器，其作用是可以精准的设定温差范围。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为空气能热水器+空调一体机系统的平面示意图

图2附图为一体机系统内各换热单元的连接示意图

图3附图为一体机系统空调制冷时单机工作的制冷剂循环流程图

图4附图为一体机系统空调制热时单机工作的制冷剂循环流程图

图5附图为一体机系统空气能热水器单机工作时制冷剂和循环水的流程图

图6附图为一体机系统空气能热水器生产热水空调制冷时循环水和制冷剂的流程图

图7附图为一体机系统空气能热水器生产热水空调制热时循环水和制冷剂的流程图

图8附图为控制器的电气原理图

其中：1-热水器、2-空调室内机、3-空调室外机、4-冷凝器、5-压缩机、6-冷凝器放热导管、7-冷凝器吸热导管、8-循环泵、9-热水器热水出口、10-热水器进水口、11-控制器、12-第一温度传感器、13-温控器、14-电加热管、15-第二温度传感器、16-四通阀、17-室外机换热器、18-室外机风扇、19-第一毛细管、20-空调换热器、21-空调风扇、22-电磁阀、23-第二毛细管、24-气液分离器、25-触发电路、26-隔离电路、27-温度上限调节电位器、28-温度下限调节电位器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种将电热水器和空调整合为空气能热水器+空调一体机系统的技术方案。该技术方案是在原有电热水器的进水口和热水出口之间，并联一个由微型循环水泵和冷凝器吸热导管组成的循环水通道。冷凝器的制冷剂放热导管串联在空调压缩机的排气口和四通阀进气口之间。冷凝器将空调和热水器整合成一个热量转换系统。具体包括；

热水器1，热水器1设置有控制器11；空调室内机2，空调室内机2内设置有空调换热器20；空调室外机3，空调室外机3内设置有室外机换热器17；冷凝器4内设置有制冷剂放热导管6和循环水吸热导管7；压缩机5、循环泵8、热水器热水出口9、热水器进水口10、四通阀16、第一毛细管19、电磁阀22、第二毛细管23、气液分离器24。

四通阀16包括四通阀第一端口16D，四通阀第二端口16E，四通阀第三端口16S和四通阀第四端口16U；

电磁阀22包括电磁阀第一端口22P，电磁阀第二端口22A，电磁阀第三端口22B；

热水器1的热水出口9与循环泵8的进水口连通，循环泵8的出水口与冷凝器4中的吸热导管7的一端连通，冷凝器4中的吸热导管7的另一端与热水器1上的热水器进水口10连接成一个循环系统；

四通阀第一端口16D与冷凝器4中的放热导管6的一端连通，冷凝器4中的放热导管6的另一端与压缩机5的排气口连通；

四通阀第二端口16E与电磁阀第一端口22P连通，电磁阀第二端口22A与空调换热器20的一端连通，空调换热器20的另一端与第二毛细管23的一端连通，电磁阀第三端口22B与第一毛细管19的一端连通；

四通阀第三端口16S与气液分离器24的进气口，气液分离器24的出气口与压缩机5的进气口连通；

四通阀第四端口16U与室外机换热器17的一端连通，室外机换热器17的另一端分别与第一毛细管19的另一端、第二毛细管23的另一端连通；

热水器1还设置有第一温度传感器12；第一温度传感器12的感应端设置在热水器保温内胆中。

热水器1内还保留了原有电热水器的温控器13、电加热管14、第二温度传感器15；温控器13设置在热水器1的保温内胆外侧；第二温度传感器15的感应点设置在热水器1的保温内胆中；电加热管14设置在热水器1的保温内胆中。

空调室内机2还设置有空调风扇21；空调风扇21设置在空调换热器20的一侧。

空调室外机3还设置有室外机风扇18；室外机风扇18设置在室外机换热器17的一侧。

控制器11还设置有触发电路25和隔离电路26，并且设置有温度上限调节电位器27和温度下限调节电位器28；

本实用新型的实施例中冷凝器采用套管换热器，循环泵采用直流12V微型循环泵，第一温度传感器采用负温度系数热敏电阻，电磁阀采用两位三通电磁阀。

本实用新型的第一个实施例为电热水器和空调单独工作的模式。

请参阅附图八，本系统需电热水器和空调单独工作时只需将控制器电源开关SA转换到02位置，原电热水器的温控器13通电开始工作，控制器11因断电而不再参与对空调压缩机5、室外机风扇18、四通阀16的控制，因此电热水器和空调分别单独工作，其工作原理与普通电热水器和空调机一样，此处不再赘述。

本实用新型的第二个实施例为空气能热水器单独工作的模式。当本系统需空气能热水器单独工作时，只需将空调设置为关机或待机状态，此时空调的控制电路休眠。

请参阅图八，图中空调外机板输出端Y电压为零，使控制器11中隔离电路26的接触器KM的常开触点KM1断开，空调外机电路与压缩机5、室外机风扇18、四通阀16电气隔离。选择开关SA设置在01位置，温控器13停止工作，控制器11在初始状态下通电开始工作，此时热水器1中水温如果低于设定的温度下限阈值，第一温度传感器12的阻值则升高到设定的开机阈值，NE555的3脚输出高电平，继电器J1的常开触点J1-2闭合，循环泵8运行，继电器J1的常开触点J1-1闭合，继电器J2的常开触点J2-1闭合，接触器KM常闭触点KM2闭合，压缩机5和室外机风扇18开启，四通阀16置位DE气路、SU气路导通，电磁阀22置位PB气路导通，系统内制冷剂和循环水的循环流程如图五所示。

请参阅图五，图中循环泵8开启，热水器1中的低温水经热水器出水口9吸入到循环泵8中，其被加压后进入冷凝器4的吸热导管7中吸热后经热水器进水口10回到热水器1中进行再循环，使热水器内的水温逐步升高。压缩机5运行中排出的高温高压过热蒸汽，进入冷凝器4中的放热导管6放热液化，放出的热量被吸热导管7中流过的循环水带入热水器中，放热液化后的制冷剂进入四通阀16的D口，再由E口导入电磁阀的第一端口22P，并由电磁阀第三端口22B导出后，经第一毛细管19节流降压后进入室外机换热器17中吸热气化，室外机换热器17周围放热变冷的空气被室外机风扇18带走，吸热气化后的制冷剂蒸汽经四通阀16的U口，再由S口导出后经气液分离器24回到压缩机5中重新被压缩成高温高压蒸汽进行再循环。

制冷剂在上述循环过程中不断将室外热量转移到热水器1中，使热水器1中水温不断上升，第一温度传感器12的阻值随着水温的上升而下降，当第一温度传感器12的阻值下降到设定的停机阈值后，NE555的3脚输出低电平，继电器J1的常开触点J1-2断开，循环泵8停止运行，继电器J2的常开触点J2-1断开，压缩机5、室外机风扇18停止，四通阀16、电磁阀22复位，本次工作结束。

本系统在上述模式下将热水器水温加热到设定的停机阈值后停止运行，经过若干时间后热水器中水温因热量自然流失或使用而下降，第一温度传感器12的阻值随水温下降而升高，当阻值达到设定的开机阈值后。NE555的3脚输出高电平，继电器J1的常开触点J1-2闭合，循环泵8重新运行，继电器J1的常开触点J1-1闭合，继电器J2常开触点J

2-1闭合，压缩机5、室外机风扇18开启，四通阀16、电磁阀22置位系统重新运转。从压缩机5排出的过热蒸汽重新进入冷凝器4中放热液化，放出的热量被循环水带入热水器中，因而热水器水温逐步升高，第一温度传感器12的阻值随水温上升而下降，当阻值达到设定的停机阈值后，NE555的3脚输出低电平，继电器J1的常开触点J1-2断开，循环泵8停止运行，继电器J2的常开触点J2-1断开，压缩机5、室外机风扇18停止运行，四通阀16、电磁阀22复位，系统停止运转。

本系统在上述图五模式下的工作过程中，控制器11根据第一温度传感器12反馈的温度信息通过继电器控制循环泵8、压缩机5、室外机风扇18、四通阀16、电磁阀22的工作状态，将热水器1中的水温保持在设定的温度阈值上限和下限之间。

本实用新型的第三个实施例为，空气能热水器与空调设在制冷模式下联动的工作原理作如下描述。

请参阅附图八，图中本系统在仞始状态下通电、室内温度高于设定温度需开机制冷、热水器水温低于设定阈值需加热。因而空调控制电路根据设定的温度阈值控制空调开始工作。空调风扇21开始运行，空调外机电路输出端Y、F端口通电，接触器KM的电磁线圈通电，接触器常开触点KM1闭合，压缩机5、室外机风扇18通电运行。控制器11的隔离电路26中，接触器常闭触点KM2断开，将控制器11与空调压缩机5、室外机风扇18、四通阀16电气隔离。控制器11的触发电路25中常开触点KM3闭合，因C4电压为零且不能突变，所以触发NE555的3脚输出高电平，继电器J1常开触点J1-2闭合，循环泵8通电运行。

此时制冷剂和循环水的循环流程如图六所示，压缩机5吸入低温低压的制冷剂蒸汽，压缩成高温高压蒸汽后，排入到冷凝器4内的放热导管6中冷凝放热，放出的热量被冷凝器吸热导管7中流过的循环水带入到热水器1中，放热后的制冷剂进入四通阀16的D口，再由U口导入室外机换热器17中继续放热液化，放出的热量被室外机风扇18吹过的空气带走，再次放热后的低温高压液体经第二毛细管23节流降压后，变为低压低温的液体，进入空调换热器20中相对宽阔的空间内迅速吸热气化，空调风扇21将空调换热器20周围放热变冷的空气吹入室内进行制冷循环，吸热气化后的制冷剂蒸汽经电磁阀22的第二端口A和第一端口P，进入四通阀16的E口，再由S口进入气液分离器24后被吸入压缩机5中，再次被压缩成高温高压的过热蒸汽继续循环。

制冷剂在系统内循环的过程中，通过不断的吸热放热将室内热量转移到热水器1内和室外。因而室内温度逐步下降，热水器中水温逐步升高，这时会出现两种状态，一、热水器1中水温先达到设定的温度上限阈值，二、室内温度先达到设定的温度阈值。

一、本系统在上述模式下工作的过程中，热水器内的水温逐步上升，第一温度传感器12的阻值随着水温的上升而下降，当第一温度传感器12的阻值下降到设定的停机阈值后，NE555的3脚输出低电平，继电器J1的常开触点J1-2断开，循环泵8停止运行，吸热导管7中的循环水停止，不再与制冷剂交换热量，热水器1中水温保持在设定的温度上限。此时制冷剂的循环模式如图三所示。

请参阅图三，图中循环泵8停止运行，此时空调继续运行，压缩机5排出的过热蒸汽进入冷凝器4中的放热导管6后因循环水停止循环，冷凝器温度饱和不再起冷凝作用，未被降温的高温高压蒸汽进入四通阀16的D口，再由U口导入室外机换热器17中放热液化，室外机风扇18吹过室外机换热器17将制冷剂放出的热量带走，室外机换热器17中放热液化的高压液体经第二毛细管23节流降压后变为低压低温的液体，进入空调换热器20中迅速吸热气化，空调风扇21将空调换热器20周围放热变冷的空气吹入室内进行循环，从而使室内温度逐步降低到设定的温度阈值，空调控制电路将压缩机5、空调风扇21、室外机风扇18停止运行，本系统工作结束。

二、本系统在上述图六所示的工作模式下，工作过程中如果室内温度先达到设定温度阈值时，空调控制电路断电，压缩机5、室外机风扇18、空调风扇21均停止运行。由于空调外机电路的压缩机控制端口Y断电，所以隔离电路26中接触器KM线圈断电。接触器常闭触点KM2闭合，控制器11通过继电器J2常开触点J2-1，接触器常闭触点KM2将压缩机5和室外机风扇18重新启动，四通阀16和电磁阀22置位，此时循环水和制冷剂的循环流程如图五所示。压缩机5排出的过热蒸汽进入冷凝器放热导管6，与冷凝器吸热导管7中的循环水继续热交换，使热水器水温逐步上升，在冷凝器放热导管6中放热液化后的制冷剂，经四通阀16的D、E气路，进入电磁阀第一端口P由电磁阀第三端口B口导出，再经第一毛细管19节流减压后，变成低压液体在室外机换热器17中迅速吸热气化，室外机换热器17周围放热变冷的空气被室外机风扇18带走，吸热后的低温低压蒸汽经四通阀16的U口导入，再由S口导出，经气液分离器24重新回到压缩机5中压缩成高温高压的过热蒸汽，进行再循环。

制冷剂在上述工作过程中将室外热量转移到热水器中，使热水器1中水温不断上升，第一温度传感器12的阻值随着水温的上升而下降，当第一温度传感器12的阻值下降到设定的停机阈值后，NE555的3脚输出低电平，继电器J1的常开触点J1-2断开，循环泵8停止运行，继电器J1的常开触点J1-1断开，继电器J2常开触点J2-1断开，压缩机5、室外机风扇18停止运行，四通阀16、电磁阀22复位，系统停止运行。

本系统在以上工作过程中将室温和热水器水温都达到设定的温度阈值后。经过一段时间后，室内温度随着空气对流而上升、热水器中水温也因热量自然流失或使用而下降，如果热水器中水温先下降到设定的温度下限时，第一温度传感器12的阻值随水温下降而升高到设定的开机阈值后，NE555的3脚输出高电平，继电器J1的常开触点11-2闭合，循环泵8重新运行，继电器J1的常开触点J1-1闭合，继电器J2常开触点J2-1闭合，压缩机5、室外机风扇18开启，四通阀16、电磁阀22置位，系统重新运转。此时系统的循环模式如图五所示，从压缩机5排出的过热蒸汽重新进入冷凝器4中放热液化，热水器中水温逐步升高，当第一温度传感器12的阻值随水温的升高而下降到设定的停机阈值后，NE555的3脚输出低电平，继电器J1的常开触点J1-2断开，循环泵8停止运行，继电器J1的常开触点J1-1断开，继电器J2的常开触点J2-1断开，压缩机5和室外机风扇18停止，四通阀16、电磁阀22复位，本次工作结束。

经过一段时间后，如果室内温度随着空气对流而先上升到空调开机阈值，空调室内机控制电路将空调风扇21通电运行，空调外机电路将压缩机5、室外机风扇18通电运行，四通阀16复位在制冷状态。这时只要热水器水温低于设定温度的上限，控制器11内的触发电路25的常开触点KM3闭合，电容C4的电压为零且不能突变，触发NE555的3脚输出高电平，继电器J1的常开触点J1-2闭合，循环泵8开启。

此时制冷剂和循环水的循环流程如图六所示，压缩机5吸入低温低压的制冷剂蒸汽，压缩成高温高压蒸汽后排入冷凝器4的放热导管6中冷凝放热，放出的热量被冷凝器吸热导管7中流过的循环水带入热水器1中，放热后的制冷剂进入四通阀16的D口，再由U口导入室外机换热器17中继续放热液化，放出的热量被室外机风扇18吹过的空气带走，再次放热后的低温高压液体经第二毛细管23节流降压后，变为低压低温的液体，进入空调换热器20中相对宽阔的空间内迅速的吸热气化，空调风扇21将空调换热器20周围放热变冷的空气吹入室内进行制冷循环，吸热气化后的制冷剂蒸汽经电磁阀22的第二端口A和电磁阀第一端P口，再经四通阀16的E口和S口进入气液分离器24后，被吸入压缩机5中再次被压缩成高温高压的过热蒸汽继续循环。

制冷剂在系统内循环的过程中通过不断的吸热放热将室内热量转移到热水器1内和室外。因而热水器中水温逐步升高，室内温度逐步下降，自到热水器水温再次达到停机阈值，室内温度再次下降到空调停机阈值后，本系统停止运行。

本系统在上述空气能热水器与空调在制冷模式下联动的工作过程中，空调控制电路根据室内温度的变化，控制压缩机5、空调风扇21、室外机风扇18的启动和停止，将室温控制在设定的范围内。控制器11根据热水器水温的变化和空调的工作状态，控制压缩机5、室外机风扇18、循环泵8的启动和停止，以及控制四通阀16、电磁阀22的置位与复位，将水温控制在设定温度的上下限之间。

本实用新型的第四个实施例为，空气能热水器与空调设在制热模式下联动的工作原理作如下描述。

请参阅附图八，图中本系统在初始状态下通电，室内温度低于设定温度需开机制热，热水器水温低于设定阈值需加热。空调控制电路根据设定的温度阈值控制空调开始工作。空调风扇21开始运行，空调外机电路输出端Y、F、S端口通电，控制器11的隔离电路26中接触器KM的电磁线圈通电，接触器常开触点KM1闭合，四通阀16置位，压缩机5和室外机风扇18开始工作。接触器常闭触点KM2断开，并将控制器11与压缩机5、室外机风扇18、四通阀16电气隔离。控制器11的触发电路25中常开触点KM3闭合，因C4电压为零且不能突变，所以触发NE555的3脚输出高电平，使继电器J1常开触点J1-2闭合，循环泵8通电运行，此时制冷剂和循环水的循环流程如图七所示。

请参阅图七，压缩机5吸入低压制冷剂蒸汽，并将其压缩成高温高压蒸汽后，排入冷凝器4内的放热导管6中冷凝放热，放出的热量被冷凝器吸热导管7中流过的循环水转移到热水器1中，放热导管6中放热后的高压液体，进入四通阀16的D口，再由E口进入电磁阀22第一端口P，并由第二端口A导入空调换热器20中继续放热液化，放出的热量被空调风扇21吹过的空气带入室内进行加热循环，再次放热后低温高压的液体经第二毛细管23节流降压后变为低压低温的液体，再进入室外机换热器17中相对宽阔的空间内迅速的吸热气化，室外机风扇18将室外机换热器17周围放热变冷的空气带走，吸热气化后的制冷剂蒸汽经四通阀16的U口和S口，再经气液分离器24后，被吸入压缩机5中再次被压缩成高温高压的过热蒸汽继续循环。

制冷剂在系统内循环的过程中通过不断的吸热放热，将室外热量转移到热水器1内和室内。因而室内温度逐步升高，热水器中水温逐步升高，这时会出现两种状态，一、热水器1中水温先上升到设定的温度上限，二、室内温度先达到设定的温度阈值。

一、本系统在上述图七模式下工作的过程中，热水器1内的水温逐步上升，第一温度传感器12的阻值随着水温的上升而下降，当第一温度传感器12的阻值下降到设定的停机阈值后，NE555的3脚输出低电平，继电器J1的常开触点J1-2断开，循环泵8停止运行，吸热导管7中的循环水停止循环，不再与制冷剂交换热量，因而热水器1中水温保持在设定的温度上限。此时制冷剂的循环模式如图四所示。

请参阅图四，图中循环泵停止运行，此时空调继续运行，压缩机5排出的高温高压蒸汽进入冷凝器4中的放热导管6后因循环水停止循环，冷凝器温度饱和不再起冷凝作用，未被降温的高温高压蒸汽进入四通阀16的D口，再由E口导入电磁阀22的第一端口P后，由第二端口A进入空调换热器20中放热液化，空调风扇21吹过空调换热器20，并将制冷剂放出的热量吹入室内进行加热循环，空调换热器20中放热液化的高压液体经第二毛细管23节流降压后变为低压低温的液体，进入室外机换热器17中迅速吸热气化，室外机风扇18将室外机换热器17周围放热变冷的空气带走，吸热后的低压蒸汽经四通阀16的U口导入，再由S口导出，经气液分离器24重新回到压缩机5中压缩成高温高压的过热蒸汽进行再循环。制冷剂在循环过程中将室外热量转移到室内，从而使室内温度逐步达到设定的温度阈值，空调控制电路将四通阀16置位，压缩机5、空调风扇21、室外机风扇18均停止运行，本次工作结束。

二、本系统在上述图七所示的工作模式下，工作过程中如果室内温度先达到设定温度阈值时，空调外机电路输出端S、F、Y断电，四通阀16复位，压缩机5、室外机风扇18、空调风扇21停止运行。由于空调外机电路的压缩机控制端Y断电，所以接触器常闭触点KM2闭合，控制器11通过继电器常开触点J2-1，接触器常闭触点KM2，将压缩机5和室外机风扇18重新启动，四通阀16和电磁阀22置位，此时，循环水和制冷剂的循环流程如图五所示。压缩机排出的过热蒸汽经冷凝器放热导管6与冷凝器吸热导管7中的循环水继续进行热交换，使热水器中水温逐步上升，在冷凝器放热导管6中放热液化后的制冷剂经四通阀16的D口导入，再由E口进入电磁阀22的第一端口P，并由第三端口B导出后，经第一毛细管19节流降压后，变成低压液体，在室外机换热器17中迅速吸热气化。室外机换热器17周围放热变冷的空气被室外机风扇18带走，吸热后的低压蒸汽经四通阀16的U口导入，再由S口导出，经气液分离器24重新回到压缩机5中压缩成高温高压的过热蒸汽进行再循环。

制冷剂在循环过程中将室外热量转移到热水器中，使热水器1中水温不断上升，第一温度传感器12的阻值随着水温的上升而下降，当第一温度传感器12的阻值下降到设定的停机阈值后，NE555的3脚输出低电平，继电器J1的常开触点J1-2断开，循环泵8停止运行，继电器J1的常开触点J1-1断开，继电器J2常开触点J2-1断开，压缩机5和室外机风扇18停止，四通阀16和电磁阀22复位，系统停止运行。

本系统在上述工作过程中将室温和热水器水温都达到设定的温度阈值后。经过一段时间，室内温度随着空气对流而下降、热水器中水温也因热量自然流失或使用而下降，这时会出现两种状态，一、热水器中水温先下降到设定的开机阈值，二、室内温度先下降到空调设定的开机阈值。

一、如果热水器中水温先下降到设定的温度下限时，图八中第一温度传感器12的阻值也随水温下降而升高到设定的开机阈值后，NE555的3脚输出高电平，继电器J1的常开触点J1-2闭合，循环泵8重新运行，继电器J1的常开触点J1-1闭合，继电器J2常开触点J2-1闭合，压缩机5、室外机风扇18开启，四通阀16和电磁阀22置位，系统重新运转。从压缩机5排出的过热蒸汽重新进入冷凝器4的放热导管6中放热液化，放出的热量被吸热导管7中的循环水带入到热水器1中，热水器中水温逐步升高，当第一温度传感器12的阻值随热水器水温上升而下降到设定的停机阈值后，NE555的3脚输出低电平，继电器J1的常开触点J1-2断开，循环泵8停止运行，继电器J1的常开触点J1-1断开，继电器J2的常开触点J2-1断开，压缩机5和室外机风扇18停止运行，四通阀16和电磁阀22复位，本次工作结束。

二、经过一段时间后，室内温度随着空气对流而下降，如果室内温度先降低到空调开机阈值。空调控制电路将压缩机5通电运行，四通阀16置位在制热状态，室外机风扇18运行，空调风扇21运行。当空调开始工作后，热水器中水温只要低于设定温度的上限时控制器11内的触发电路25中常开触点KM3闭合，因C4电压为零且不能突变，所以触发NE555的3脚输出高电平，使继电器J1的常开触点闭合，循环泵8开启。

此时制冷剂和循环水的循环流程如图七所示，压缩机5吸入低温低压的制冷剂蒸汽，压缩成高温高压蒸汽后，排入冷凝器4内的放热导管6中冷凝放热，放出的热量被冷凝器吸热导管7中流过的循环水吸收，并转移到热水器1中，放热后的高压液体进入四通阀16的D口，再由E口进入电磁阀22的第一端口P后，由第二端口A导入空调换热器20中继续放热液化，放出的热量被空调风扇21吹入室内进行制热循环，再次放热后的低温高压液体经第二毛细管23节流降压后，变为低压低温的液体，进入室外机换热器17中相对宽阔的空间内迅速的吸热气化，室外机风扇18将室外机换热器17周围放热变冷的空气带走，吸热气化后的制冷剂蒸汽经四通阀16的U口和S口后，再经气液分离器24，吸入到压缩机5中再次被压缩成高温高压的过热蒸汽继续循环。

制冷剂在系统内循环的过程中通过不断的吸热放热将室外热量转移到热水器1内和室内。因而室内温度逐步上升，热水器中水温逐步升高，直到热水器水温再次达到停机阈值，室内温度再次上升到空调停机阈值后本系统停止运行。

本系统在上述模式工作中，空调控制电路根据室内温度的变化，控制压缩机5、空调风扇21、室外机风扇18的启动和停止，将室温控制在设定的范围，控制器11根据热水器水温的变化和空调的工作状态，控制压缩机5、室外机风扇18、循环泵8的启动和停止，以及四通阀16、电磁阀22的置位和复位，将热水器水温控制在设定温度的上下限之间。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例描述的比较简单，与描述实施例相关联不大的元器件未作描述，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种空气能热水器+空调一体机系统，其特征在于：包括

热水器(1)，所述热水器(1)内设置有控制器(11)；

空调室内机(2)，所述空调室内机(2)内设置有空调换热器(20)；

空调室外机(3)，所述空调室外机(3)内设置有室外机换热器(17)；

冷凝器(4)，所述冷凝器(4)内设置有放热导管(6)吸热导管(7)；

压缩机(5)，循环泵(8)，热水器热水出口(9)，热水器进水口(10)，四通阀(16)，第一毛细管(19)，电磁阀(22)，第二毛细管(23)，气液分离器(24)；

所述四通阀(16)包括四通阀第一端口(16D)，四通阀第二端口(16E)，四通阀第三端口(16S)和四通阀第四端口(16U)；

所述电磁阀(22)包括电磁阀第一端口(22P)，电磁阀第二端口(22A)和电磁阀第三端口(22B)；

所述热水器(1)的热水出口(9)与所述循环泵(8)的进水口连通，所述循环泵(8)的出水口与所述冷凝器(4)的吸热导管(7)的一端连通，所述冷凝器(4)的吸热导管(7)的另一端与所述热水器(1)的进水口(10)连通；

所述四通阀第一端口(16D)与所述冷凝器(4)的放热导管(6)的一端连通，所述冷凝器(4)的放热导管(6)的另一端与所述压缩机(5)的排气口连通；

所述四通阀第二端口(16E)与所述电磁阀第一端口(22P)连通，所述电磁阀第二端口(22A)与所述空调换热器(20)的一端连通，所述空调换热器(20)的另一端与所述第二毛细管(23)的一端连通，所述电磁阀第三端口(22B)与所述第一毛细管(19)的一端连通；

所述四通阀第三端口(16S)与所述气液分离器(24)的进气口连通，所述气液分离器(24)的出气口与所述压缩机(5)的吸气口连通；

所述四通阀第四端口(16U)与所述室外机换热器(17)的一端连通，所述室外机换热器(17)的另一端分别与所述第一毛细管(19)的另一端和所述第二毛细管(23)的另一端连通。

2.根据权利要求1所述的一种空气能热水器+空调一体机系统，其特征在于：所述热水器(1)还设置有第一温度传感器(12)，温控器(13)，加热管(14)和第二温度传感器(15)；所述第一温度传感器(12)的感应点设置在所述热水器(1)的保温内胆中；所述温控器(13)设置在所述热水器(1)的保温内胆的外侧；所述第二温度传感器(15)的感应点和加热管(14)设置在所述热水器(1)的保温内胆中的另一侧。

3.根据权利要求1所述的一种空气能热水器+空调一体机系统，其特征在于；所述空调室内机(2)还设置有空调风扇(21)；所述空调风扇(21)设置在所述空调换热器(20)的一侧。

4.根据权利要求1所述的空气能热水器+空调一体机系统，其特征在于：所述空调室外机(3)还设置有室外机风扇(18)；所述室外机风扇(18)设置在所述室外机换热器(17)的一侧。

5.根据权利要求1所述的一种空气能热水器+空调一体机系统，其特征在于：所述控制器(11)内设置有触发电路(25)和隔离电路(26)。

6.根据权利要求1所述的一种空气能热水器+空调一体机系统，其特征在于；所述电磁阀(22)为两位三通电磁阀。

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