專利名稱：一種一年四季都可產生熱水的空調器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種一年四季都可產生熱水的空調器。它包括普通冷暖空調器的所有部件和一個內含水熱交換器的保溫水箱。它既可作為普通冷暖空調器使用，又可作為熱水器使用。
背景技術：
空調器在制冷時向周圍大氣排放熱量，造成了周圍環境的熱污染。長期以來，人們都希望利用空調制冷時產生的廢熱來加熱水，目前已有很多人潛心這方面的研究開發，在我國僅這方面的專利文獻就達一百多篇。然而遺憾的是，在這眾多的專利中，還沒有一項被空調器生產廠家或熱水器生產廠家認可接受。造成這種現象主要有以下幾個方面的原因1.多數的專利技術僅考慮到夏季空調制冷時可以產生熱水，而沒有考慮讓這些設備一年四季都可產生熱水。這樣的技術變成產品投放到市場后，大多數時間都處于閑置狀態。
2.有些專利技術雖然考慮了春、秋、冬季節也讓這些設備產生熱水，但采用的不是卡諾循環原理，而是在其水箱中增加了電加熱設備。這樣的產品雖然能在夏季制冷，且一年四季都有熱水產生，但節能不多(僅在夏天節能)，生產成本和銷售價格比一般空調器加熱水器的要高。
3.在一些專利技術中，在春、秋、冬三個季節使熱水器空調產生熱水的方式是引進了燃氣或燃煤等方法。此類產品的結構和原理都過于復雜，生產成本也較高，安裝不方便。
本實用新型的目的就是公開一種能在一年四季產生熱水，易于在現有空調器的基礎上改造，且造價低廉、制冷制熱水效率高、穩定可靠的帶熱水器的冷暖空調器。
發明內容
本實用新型的特征是在普通冷暖空調器室外機內加入一個內含水熱交換器的保溫水箱，并且水熱交換器的入口與壓縮機出口相連，水熱交換器的出口和電磁四通閥的入口相連。在結構上，保溫水箱、空調壓縮機、室外散熱器都安裝在同一個底板上；為此底板一般制成一邊大一邊小的兩個矩形組合；保溫水箱放在大頭的一邊，散熱器和風扇安裝在小頭的一邊，壓縮機安裝在保溫水箱與散熱器之間的空隙中(如圖2所示)。
圖1是本實用新型的基本原理圖。
圖2是并聯螺旋管式水熱交換器的布置及接管圖圖3是并聯螺旋管式水熱交換器的實例結構圖圖4是水熱交換器的連接管穿過水箱壁的實例結構圖圖5是電器控制示意圖
以下結合附圖進一步解釋本實用新型的工作原理如
圖1所示，壓縮機1出氣口與水熱交換器2的進氣口相連，水熱交換器2的出氣口與電磁四通閥3的A口相連，電磁四通閥的B口與壓縮機1的進氣口相連，其C口與室內散熱器4的一端相連，D口與室外散熱器5的一端相連；室外機散熱器5的另一端通過過濾器7進入帶毛細管的單向閥6與室內散熱器4的另一端相連。當系統以普通空調器工作時，若電磁四通閥指向為A-D，B-C時，則為空調制冷狀態，水熱交換器的引入使室外散熱更徹底，不僅使系統的制冷效果得到改善，還可得到所需的熱水。當電磁四通閥指向為A-C，B-D時，系統為制熱工況，水熱交換器的引入，使室內初期制熱效果降低，當水箱內的水溫達到一定值后，制熱效果恢復正常。當系統以熱水器工作時，夏天使電磁四通閥的指向為A-D、B-C，并使室外風機停止工作，室內風機正常工作，以使系統從室內吸熱；冬天室內不需制冷，四通閥位于A-C、B-D，室內風機關閉，室外風機正常工作，以便系統從室外吸熱。
圖3為本實用新型水熱交換器2的實例結構圖。本實用新型的特征是采用并聯螺旋管式水熱交換器。采用4根等長度的小銅管13分別盤成不同直徑的同心圓螺旋形銅管，螺旋直徑小的螺旋形銅管放在內層，直徑大的放在外層，依次排列。在螺旋形銅管的上端各組小銅管通過一通四接頭并聯后與進汽管17相連，在其下端各小銅管通過一通四接頭并聯后與出汽管18相連。最外層與次外層的螺旋管之間，最內層與次內層的螺旋管之間分別用帶有凹槽的限位支板14、15將螺旋管分割成上、下分布較密，中間分布較稀的布局，再將開有長孔的上下固定板19、20分別安放在螺旋組件的上下兩端，使限位支板的兩頭分別插入固定板上相對應的長孔中，將限位支板兩頭伸出部分沿薄弱處折彎，使之不能從長孔中退出形成穩定結構。螺旋管在水箱中分布的高度大約為水箱的2/3，安放在水箱的下部。進氣管從螺旋管的下面沿螺旋管組中間穿到其上方。進氣管和出氣管分別從水箱的下部穿過水箱壁，分別與壓縮機和電磁四通閥相連。并聯螺旋管式水熱交換器的優點是焊接點少，加工制造比較簡單，且其受水中污垢的影響小，制造成本低，熱效率高，對空調器的性能影響小。
本實用新型的特征之一是當水熱交換器的進、出氣管穿過水箱壁時，本實用新型采用了圖4所示的聯接方式。它由兩部分組成，一部分是在水箱壁9的開孔處焊接一個一頭有螺紋，中間有一通孔的接頭21。通孔的尺寸應能使銅管22通過；螺紋的端部有導角，以確保螺母安裝后的密封性；接頭的材料與水箱的材料相同，以方便焊接。另一部分是在通過水箱壁的銅管22上焊接一帶有喇叭形擴口的銅套23，銅套外套有一與接頭21螺紋相配的螺母24。螺母24的作用是壓緊銅套23，使之與接頭21緊密聯接，以保證接頭處的水密性。
本實用新型的特征之一是保溫水箱與室外散熱器、壓縮機、風扇等組合起來，成為分體式空調的室外機(如圖2所示)。
本實用新型的另一特征是冷水從保溫水箱的底部進入，熱水從保溫水箱的頂部流出，并且進水管在水箱內被彎成直角，使進水的速度與水平面平行(如圖2所示)。
本實用新型實現的功能及控制原理如下工況I當系統為熱水器工況且室內制冷制冷劑經壓縮機1壓縮后，壓強與溫度升高，這些高溫高壓的制冷劑經水換熱器2后，將熱量傳給水箱中的水，冷卻后的制冷劑，經電磁四通閥3流過室外機組散熱器5(此時室外風機不工作)后，再經單向閥毛細管6節流后，通過室內機散熱器4吸熱(室內制冷)后回壓縮機1。此時，為了提高產生熱水的效率，必須關閉室外機組5的風機電源。
工況II當系統以熱水器工作且室內不制冷制冷劑經壓縮機1壓縮后，壓強與溫度升高，這些高溫高壓的制冷劑經水換熱器2后，將熱量傳給水，初步冷卻后的制冷劑，經電磁四通閥3流過室內機組散熱器4(此時室內風機不工作)后，再經單向閥毛細管節流后，過室外機散熱器5吸熱(室外風機工作)后回壓縮機1。此時，必須關閉室內機組風機。
工況III當系統以普通空調器制冷時制冷劑經水換熱器2將熱量傳給水后，經電磁四通閥3，流過室外機組散熱器5(此時室外風機工作)，再經單向閥毛細管6節流后，過室內機散熱器4吸熱(室內制冷)后回壓縮機。當水箱內水溫較低時，水熱交換器的存在提高了空調器的制冷工作效率，水溫升高后，系統與普通空調制冷的工作狀況相同。
工況IV當系統以普通空調器制熱時制冷劑經水換熱器2將熱量傳給水箱中的水，經電磁四通閥3流過室內機組散熱器4進一步散熱，再經單向閥毛細管6節流后，過室外機散熱器5吸熱(室外風機工作)后回壓縮機。當水箱內水溫較低時，對室內制熱有不利影響；水溫升高后，空調制熱性能恢復正常。
本實用新型系統內各控制點控制如下表分工況控制表
具體實施方式
本實用新型的實施實例采用一臺一匹馬力的舊冷暖空調器的相應配件改造而成，水箱的容量43升。水熱交換器的進出汽管采用φ10的銅管，小銅管的直徑為φ6，每根銅管的長度為7.5m。我們進行了多次系統實測，表明水熱交換器的引入改進了空調器的制冷效果，當系統以空調工況工作時，其性能與普通空調器相同；當以熱水器工況工作時，其效率是普通電熱熱水器的3～4倍。在夏天，當空調器制冷時，就可以不另外花電費得到大量的熱水，并且空調的制冷效率還得到了提高，室外熱環境得到了極大的改善。
權利要求1.一種一年四季都可產生熱水的空調器，其特征是在普通冷暖空調器的基礎上附加一個內含并聯螺旋管式水熱交換器的保溫水箱，且保溫水箱安裝在空調器的室外機內。
2.根據權利要求1中所述的一年四季都可產生熱水的空調器，其特征是空調器的室外機制成一邊大一邊小的兩個矩形組合；保溫水箱放在大頭的一邊，散熱器和風扇安裝在小頭的一邊，壓縮機安裝在保溫水箱與散熱器之間的空隙中。
3.根據權利要求1中所述的一年四季都可產生熱水的空調器，其特征是并聯螺旋管式水熱交換器在空調制冷、制熱循環系統中位于壓縮機出口和電磁四通閥的進氣口之間。
4.根據權利要求1中所述的一年四季都可產生熱水的空調器，其特征是并聯螺旋管式水熱交換器由等長度的4根小銅管分別盤成不同直徑的螺旋形銅管組成，直徑小的螺旋形銅管放在內層，直徑大的放在外層，依次排列，并聯起來，上部和下部分布較密，中間分布較稀。
5.根據權利要求1中所述的一年四季都可產生熱水的空調器，其特征是并聯螺旋管式水熱交換器的連接管穿過水箱壁的聯接方式由兩部分組成一部分是在水箱壁的開孔處焊接一個一端有螺紋中間有一通孔的接頭另一部分是在通過水箱壁的銅管上焊接一帶有喇叭形擴口的銅套，銅套外套有一與接頭相配的活螺母。
6.根據權利要求1中所述的一年四季都可產生熱水的空調器，其特征是系統以熱水器工況工作且室內不制冷時，室內風機不工作，室外風機工作，電磁四通閥為室內制熱的工況。
7.根據權利要求1中所述的一年四季都可產生熱水的空調器，其特征是系統以熱水器工況工作且室內制冷時，室內風機工作，室外風機不工作，電磁四通閥為室內制冷的工況。
專利摘要本實用新型公開了一種能在一年四季產生熱水，易于在現有空調器的基礎上改造，且造價低廉、制冷、制熱水效率高的具有熱水器功能的冷暖空調器。其結構特征是在普通冷暖空調器的壓縮機出口和電磁四通閥之間串聯入一并聯螺旋管式水熱交換器，水熱交換器放在保溫水箱內與室外散熱器、壓縮機等組合成一體，成為分體式空調的室外機。本實用新型所實現的具有熱水器功能的冷暖空調器，具有結構簡單、制造容易、性能穩定可靠、工作效率高的特點。
文檔編號F24F12/00GK2608888SQ0229524
公開日2004年3月31日 申請日期2002年12月25日 優先權日2002年12月25日
發明者曹亞非, 謝祖源, 謝惠平 申請人:曹亞非