專利名稱：采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組的制作方法
技術領域：
本發明涉及蒸氣壓縮式制冷空調領域尤其涉及一種利用空氣能進行制冷、制熱和 提供生活熱水的蒸氣壓縮式熱泵機組。
背景技術：
空氣源熱泵采用蒸氣壓縮式制冷循環利用室外大氣中的低品位能源為空調系統 提供冷熱源的熱力設備，已經在住宅和商業建筑中得到了廣泛的應用。熱泵裝置可以制取 冷、熱水作為介質通過空調末端，或者直接向房間輸送冷、熱風，向房間提供所需要的冷、熱 量，從而保證房間的熱舒適性。在夏季供冷運行時，在向房間供冷的同時，要將大量的冷凝 熱排放到室外大氣環境中去，造成可能的能量損失，也造成環境的熱污染。由于生活水平的提高，對生活熱水的需求也越來越多，一般家庭或商業建筑內還 需設置熱水鍋爐、燃氣熱水器或電熱水器，增加建筑設備造價和運行費用。熱泵熱水器也是 利用蒸氣壓縮式制冷循環從室外大氣中提取低品位熱能制取生活熱水，目前也逐漸得到推 廣。住宅或商業建筑內同時裝有熱泵裝置和熱水裝置，增加了設備費用、占用空間和 運行費用。尤其是熱泵空調和熱泵熱水器具有相同的工作原理，具有很強的重復性。為實 現熱泵系統既能滿足制冷、制熱的需要，又能提供生活熱水，從而提高設備的利用率，從20 世紀70年代末開始，就有文獻開展相關的研究工作。但是由于此類熱泵系統結構和控制復 雜、運行可靠性降低，運行的實際效果并不理想。尤其是采用毛細管或者熱力膨脹閥進行節 流的系統中，系統可調節性差，部分負荷效率低，不適應全年運行的需要。
發明內容
發明目的本發明的目的是針對現有技術的不足提供一種采用電子膨脹閥控制的 多功能空氣源熱水與熱泵機組，實現冷凝廢熱的回收和室外空氣中低品位能源的利用，提 高部分負荷效率，實現可全年可靠運行制冷、制熱并提供生活熱水，降低熱泵機組的成本， 提高熱泵機組的使用率和運行效率。技術方案為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為—種采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組，通過制冷劑管路順序連 接的壓縮機、四通閥、室外換熱器、第一節電子膨脹閥、空調換熱器、第二電子膨脹閥、熱水 換熱器、第一閥門，在第二電子膨脹閥、熱水換熱器和第一閥門這一管段兩端并聯有第二閥 門，室外換熱器的一側設置有風機，熱水換熱器和空調換熱器的一側分別設置有熱水水泵 和空調水泵。可以實現單獨制冷、單獨制熱、單獨制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活 熱水等五種運行模式。所述第一閥門和所述第二閥門可以為手動閥門或電動閥門，根據用戶的實際使用 需要有選擇的安裝閥門類型，使產品性能更加人性話。其中，所述第一閥門和所述第二閥門可用一個三通閥門代替。
所述三通閥門可以為手動閥門、電動閥門或電動調節閥門其中，所述壓縮機可以為定容量壓縮機或變容量壓縮機。其中，所述采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組為整體式機組或者為 由室內機與室外機構成的分體式機組。其中，所述空調水泵和所述熱水水泵是定速泵、變速泵或可變排量泵。其中，所述風機是定轉速風機或變轉速風機。其中，所述熱水換熱器和所述的空調換熱器可以為板式換熱器、套管式換熱器、殼 管式換熱器等。其中，所述室外換熱器可以為肋片管式換熱器或平行流換熱器。有益效果本發明的上述技術方案具有如下優點與常規的空氣源熱泵和空氣源熱泵熱水器 相比，本發明可全年高效利用空氣源熱泵進行制冷、制熱并提供生活熱水，通過電子膨脹閥 的控制提高了空氣源熱泵系統的運行效率和可靠性，尤其是部分負荷時的性能，具有舒適、 節能環保、結構簡單、成本低、通用性強和可靠性高等優點。
圖1為本發明的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組的第一實施例 的結構示意圖；圖2為本發明的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組的第二實施例 的結構示意圖。其中，1 室外機；2 風機；3 壓縮機；4 四通閥；5 室外換熱器；6 第一電子膨脹 閥；7 第一閥門；8 第二電子膨脹閥；9 熱水換熱器；10 熱水水泵；11 室內機；12 第二 閥門；13 空調換熱器；14 空調水泵；15 三通閥門
具體實施例方式面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例 用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。實施例一如圖1所示，本發明的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組的第一實 施例的結構示意圖，通過制冷劑管路順序連接的壓縮機3、四通閥4、室外換熱器5、第一電 子膨脹閥6、空調換熱器13、第二電子膨脹閥8、熱水換熱器9、第一閥門7，在第二電子膨脹 閥8、熱水換熱器9和第一閥門7這一管段兩端并聯有第二閥門12，室外換熱器的一側設置 有風機2，熱水換熱器9和空調換熱器13的一側分別設置有熱水水泵10和空調水泵14。可 以實現單獨制冷、單獨制熱、單獨制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活熱水等五種運 行模式。本實施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組在單獨制冷模式運 行時，四通閥4按制冷方式運行，即a 口與c 口連通，b 口與d 口連通，第一閥門7關閉，第二 閥門12打開，第二電子膨脹閥8全關，第一電子膨脹閥6控制系統運行，熱水水泵10關閉， 空調水泵14開啟、風機2開啟。從壓縮機3排氣口出來的高溫高壓氣態制冷劑經四通閥4的a 口至c 口，再流入室外換熱器5，在室外換熱器5中向空氣放熱冷凝為高溫高壓液體， 再經過第一節電子膨脹閥6節流變為低溫低壓氣液兩相流體，然后流入空調換熱器13從空 調循環水中吸收熱量實現制冷的目的并蒸發為低壓氣體，再經過第二閥門12回到四通閥4 的b 口至d 口，返回壓縮機3的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環，實現利用室外空氣中低 品位熱能向空調水制冷的目的。本實施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組在單獨制熱模式運 行時，四通閥4按制熱方式運行，即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門7關閉，第二 閥門12打開，第二電子膨脹閥8關閉，第一電子膨脹閥6控制系統運行，熱水水泵10關閉， 空調水泵14開啟、風機2開啟。從壓縮機3排氣口出來的高溫高壓氣態制冷劑經四通閥4 的a 口至b 口，再經過第二閥門12流向空調換熱器13，在其中加熱空調水后冷凝為高溫高 壓液體，再經過第一電子膨脹閥6節流變為低溫低壓氣液兩相流體，然后流入室外換熱器5 從室外空氣中吸收熱量蒸發為低壓氣體，再經過四通閥4的c 口至d 口，返回壓縮機3的吸 氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環，實現利用室外空氣中低品位熱能向空調水制熱的目的。本實施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組在單獨制生活熱水 模式運行時，四通閥4按制熱方式運行，即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門7打 開、第二閥門12關閉，第二電子膨脹閥8全開，第一電子膨脹閥6控制系統運行，熱水水泵 10開啟，空調水泵14關閉、風機2開啟。從壓縮機3排氣口出來的高溫高壓氣態制冷劑經 四通閥4的a 口至b 口，再經過第一閥門7流向熱水換熱器9，在其中加熱生活熱水后冷凝 為高溫高壓液體，經過第二電子膨脹閥8和空調換熱器13(由于空調水泵14關閉，在空調 換熱器13內幾乎不換熱)，再經過第一節電子膨脹閥6節流變為低溫低壓氣液兩相流體， 然后流入室外換熱器5從空氣中吸收熱量并蒸發為低壓氣體，再經過四通閥4返回壓縮機 3的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環，實現利用室外空氣中低品位熱能加熱生活熱水的目 的。在此模式下，也可以采用第一電子膨脹閥6全開，而第二電子膨脹閥8控制系統運行， 循環流程相同。本實施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組在制熱與生活熱水 模式運行時，四通閥4按制熱方式運行，即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門7打 開、第二閥門12關閉，第二電子膨脹閥8全開，第一電子膨脹閥6控制系統運行，熱水水泵 10和空調水泵14開啟、風機2開啟。從壓縮機3排氣口出來的高溫高壓氣態制冷劑經四通 閥4的a 口至b 口，再經過第一閥門7流向熱水換熱器9，在其中加熱生活熱水后部分冷凝 為高溫高壓液體，再經過第二電子膨脹閥8進入空調換熱器13，在其中加熱空調水并全部 冷凝為高溫高壓液體，再經過第一電子膨脹閥6節流變為低溫低壓氣液兩相流體，然后流 入室外換熱器5從空氣中吸收熱量并蒸發為低壓氣體，再經過四通閥4的c 口至d 口，返回 壓縮機3的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環，實現利用室外空氣中低品位熱能加熱空調 水和生活熱水的目的。本實施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組在制冷與生活熱水 模式運行時，四通閥4按制熱方式運行，即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門7打 開、第二閥門12關閉，第二電子膨脹閥8控制系統運行，第一電子膨脹閥6全開，熱水水泵 10和空調水泵14開啟、風機2關閉。從壓縮機3排氣口出來的高溫高壓氣態制冷劑經四 通閥4的a 口至b 口，再經過第一閥門7流向熱水換熱器9，在其中加熱生活熱水后冷凝為高溫高壓液體，再經過第二電子膨脹閥8節流后變為低溫低壓氣液兩相流體，然后進入空 調換熱器13，在其中冷卻空調水并蒸發為低壓氣體，再經過第一電子膨脹閥6和室外換熱 器5，由于風機2關閉，在室外換熱器5中幾乎不換熱，再經過四通閥4的c 口至d 口，返回 壓縮機3的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環，實現在制冷的同時回收冷凝廢熱加熱生活 熱水的目的。在此模式下，當制冷負荷較小時，可部分開啟風機2，室外換熱器5也作為蒸發 器，同時利用制冷的冷凝廢熱和室外低品位熱源實現加熱生活熱水的目的在本實施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組中，空調水泵14 和熱水水泵10可以是定速泵、變速泵或可變排量泵。在本實施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組中，風機2是定轉 速風機或變轉速風機。在本實施例的多功能空氣源熱水及空調熱泵機組中，熱水換熱器9和的空調換熱 器13可以為板式換熱器、套管式換熱器、殼管式換熱器等。在本實施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組中，室外換熱器5 可以為肋片管式換熱器或平行流換熱器。在本實施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組中，第一閥門7、第 二閥門12可以為手動閥門或電動閥門。在本實施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組中，可以做成整體 式結構或分體式結構。分體式結構是將壓縮機3、四通閥4、風機2、室外換熱器5、第一電子 膨脹閥6組裝成室外機1，而將熱水換熱器9、熱水水泵10、空調換熱器13、空調水泵14、第 一閥門7、第二閥門12、第二電子膨脹閥8組裝成室內機11，室外機1和室內機11通過制冷 劑管路連接，可方便安裝，且室外機可以和普通熱泵空調器共用。實施例二如圖2所示，為本發明的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組的第二 實施例的結構示意圖，該實施例是對第一實施例的改進變型，其中，第一實施例的采用電子 膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組中的第一閥門7和第二閥門12被三通閥門15代 替，通過閥門數量的減少，可以簡化系統的結構和控制。在單獨制冷和單獨制熱模式下，三通閥門15的ο 口和η 口連通，其他部件的運行 方式不變。而在單獨制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活熱水模式下，三通閥門15的 ο 口和m 口連通，其他運行方式不變。三通閥門15也可以為電動調節閥門，在制熱與生活熱 水模式下，ο 口與m 口和η 口同時連通，通過閥門的調節可以改變熱水制熱量和空調制熱量 的分配。在本實施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組中，三通閥15可 以為手動閥門、電動閥門或電動調節閥門。
權利要求
一種采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組，其特征在于通過制冷劑管路順序連接的壓縮機(3)、四通閥(4)、室外換熱器(5)、第一節電子膨脹閥(6)、空調換熱器(13)、第二電子膨脹閥(8)、熱水換熱器(9)、第一閥門(7)，在第二電子膨脹閥(8)、熱水換熱器(9)和第一閥門(7)這一管段兩端并聯有第二閥門(12)，室外換熱器的一側設置有風機(2)，熱水換熱器(9)和空調換熱器(13)的一側分別設置有熱水水泵(10)和空調水泵(14)。
2.根據權利要求1所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組，其特征在 于所述第一閥門(7)和所述第二閥門(12)為手動閥門或電動閥門。
3.根據權利要求1所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組，其特征在 于所述第一閥門(7)和所述第二閥門(8)用一個三通閥門代替。
4.根據權利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組，其特征在 于所述三通閥門為手動閥門、電動閥門或電動調節閥門。
5.根據權利要求1或權利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機 組，其特征在于所述壓縮機(3)為定容量壓縮機或變容量壓縮機。
6.根據權利要求1或權利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機 組，其特征在于所述機組為整體式機組或者為由室內機與室外機構成的分體式機組。
7.根據權利要求1或權利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機 組，其特征在于所述空調水泵(14)和所述熱水水泵(10)為定速泵、變速泵或可變排量泵。
8.根據權利要求1或權利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機 組，其特征在于所述風機(2)為定轉速風機或變轉速風機。
9.根據權利要求1或權利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機 組，其特征在于所述熱水換熱器(9)和所述空調換熱器(13)為板式換熱器、套管式換熱器 或者殼管式換熱器。
10.根據權利要求1或權利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵 機組，其特征在于所述室外換熱器(5)為肋片管式換熱器或平行流換熱器。
全文摘要
本發明公開了一種采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組。該采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機組包括通過制冷劑管路順序連接的壓縮機、四通閥、室外換熱器、第一節電子膨脹閥、空調換熱器、第二電子膨脹閥、熱水換熱器、第一閥門，在第二電子膨脹閥、熱水換熱器和第一閥門這一管段兩端并聯有第二閥門，室外換熱器的一側設置有風機，熱水換熱器和空調換熱器的一側分別設置有熱水水泵和空調水泵。本發明可以實現單獨制冷、單獨制熱、單獨制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活熱水五種運行模式，提高了調節性能、運行效率和可靠性，全年利用空氣中的低品位熱能滿足使用需求，提高了使用率和能源利用效率減少了對環境的污染。
文檔編號F25B13/00GK101986063SQ201010554388
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月23日 優先權日2010年11月23日
發明者戴興泉, 羊海龍, 邵雙全 申請人:揚州碧源空調設備有限公司