一種多用空調熱泵熱水器系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種多用空調熱泵熱水器系統，屬于空調及熱水器領域，該系統包括：壓縮機、油分離器、室外換熱器、室外風扇、螺旋盤管換熱器、承壓保溫水箱、回熱器、節流裝置、室內換熱器、氣液分離器、第一至第十三通、第一至第十三控制閥門、單向閥經管道連接而成。該系統主要通過自動控制閥門來改變制冷劑的流向，使之既可以實現夏季制取生活熱水同時室內制冷，冬季制取生活熱水同時室內制熱，又可以實現室內制冷、制熱和制取熱水分別單獨工作。該系統滿足了人們日常生活中空氣調節和生活熱水的需求，經濟實惠，而且節能環保，應用前景廣泛。
【專利說明】一種多用空調熱泵熱水器系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及空調式熱水器領域，特別是涉及一種能制冷、制熱水的多用空調熱泵熱水器系統。
【背景技術】
[0002]如今，隨著家庭生活水平的提高，人們越來越注重生活質量以及環保、經濟、舒適的生活方式。空調和熱水器已經走進了千家萬戶，它們給人們帶來舒適生活的同時也存在一些影響。夏季人們使用空調來制冷，消耗電能來轉移室內熱量，但是同時會釋放出大量的冷凝熱，這些熱量直接排到大氣中，造成了一定的浪費，而且進一步加劇了全球變暖。在制取熱水方面不管是用電熱水器還是燃氣熱水器都消耗電能，天然氣和煤氣這類高品位能源，利用效率低下，同時給家庭日常開銷帶來了一定的負擔，再有就是太陽能熱水器，雖然經濟，但其使用受到氣候的條件限制，所以目前空氣能熱水器成為主要發展方向。
[0003]但是同時使用空調和空氣能熱水器就會有兩個室外機，安裝麻煩，而且外墻不美觀。目前，空調和空氣能熱水器技術都較成熟了，但是自成一體，將兩者結合的產品卻很少，所熟知的有兩類，一類是多用途中央空調機，主要由壓縮機，四通閥，冷凝器，節流閥和蒸發器串聯組成，室外機的冷凝器換成水冷式，在制冷同時，利用冷凝熱將水加熱，輸送到房間內，優點就是很好的回收了空調的冷凝熱，缺點是熱泵系統不能獨立運行，而且更適合應用于大量需要熱水的場合，例如賓館、浴室等，家用不合適。另一類是空調熱水器，主要是將熱水器水箱串聯在原空調的壓縮機和冷凝器之間，缺點同樣也是熱泵熱水器系統無法獨立運行，還有就是當熱水溫度過高時，容易造成壓縮機排氣壓力過高，燒毀壓縮機。
[0004]目前專利號為200920053715.8，名稱為“回收式空調熱泵熱水器”的實用新型專利，主要是在上述第二類空調熱水器的基礎上在四通閥的低壓進氣管上室外熱交換熱的排氣管上并聯一個回路，回路上依次連接過冷器、膨脹閥和單向閥，在熱水器冷凝器進氣排氣管路上并聯一個旁通回路，回路上接電磁閥。該專利的方案雖解決了上述兩個主要缺點，但缺點一是空調系統無法單獨運行，必須要水箱內的水達到溫度后電磁閥打開才可以單獨運行空調系統；缺點二是四通閥走制冷劑液體，容易造成四通閥的損壞；缺點三是分別使用了熱力膨脹閥和毛細管來實現兩次的節流過程，使系統變得復雜；缺點四是易造成毛細管阻塞。
【發明內容】
[0005]基于上述現有技術所存在的問題，本發明提供一種既可以實現夏季制取生活熱水同時室內制冷，又可以實現室內制冷和制取熱水分別單獨工作的多用空調熱泵熱水器系統；冬季實現室內制熱同時制取生活熱水，又可以實現冬季室內制熱與制取生活熱水單獨工作的熱泵熱水器系統，解決現有回收式空調熱泵熱水器空調系統制冷與制熱水單獨運行受制于熱水溫度的問題以及冬季和夏季熱泵系統不能同時兼顧運行的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供一種多用空調熱泵熱水器系統，包括:
[0007]壓縮機(I)，其排氣口與油分離器(2)的入口連接，所述油分離器(2)的出口通過管道與第一三通接頭(13)的a 口連接，所述壓縮機(I)的吸氣口與回熱器(7)的d 口連接;
[0008]螺旋盤管換熱器(5)，設置在承壓保溫水箱￠)內，該螺旋盤管換熱器(5)的入口通過第二控制閥(24)與所述第一三通接頭(13)的c 口連接，該螺旋盤管換熱器(5)的出口通過單向閥(36)與第三三通接頭(15)的b 口連接；
[0009]室外換熱器(3)，其入口與第六三通接頭(18)的b 口連接，該室外換熱器(3)的出口與第五三通接頭(17)的c 口連接；
[0010]室內換熱器(10)，其入口通過第十二控制閥(34)與第十三通接頭(22)的a 口連接，該室內換熱器(10)的出口通過第十控制閥(32)與第九三通接頭(21)的b 口連接；
[0011]所述回熱器(7)的a 口與所述第三三通接頭(15)的a 口連接，所述回熱器(7)的b 口順次與節流裝置(9)、第八三通接頭(20)的c 口連接，所述回熱器(7)的c 口與第七三通接頭(19)的c 口連接；
[0012]所述第一三通接頭(13)的b 口與第二三通接頭(14)的b 口通過設有第一控制閥
(23)的管道連接；
[0013]所述第二三通接頭(14)的c 口與所述第十三通接頭(22)的b 口通過設有第十三控制閥(35)的管道連接；
[0014]所述第十三通接頭(22)的c 口與所述第七三通接頭(19)的b 口通過設有第十一控制閥(33)的管道連接；
[0015]所述第七三通接頭(19)的a 口與所述第六三通接頭(18)的a 口通過設有第七控制閥(29)的管道連接；
[0016]所述第六三通接頭(18)的c 口與所述第二三通接頭(14)的a 口通過設有第三控制閥(25)的管道連接；
[0017]所述第二三通接頭(15)的c 口與所述第四三通接頭(16)的c 口通過設有第五控制閥(27)的管道連接；
[0018]所述第四三通接頭(16)的a 口與所述第五三通接頭(17)的b 口通過設有第四控制閥(26)的管道連接；
[0019]所述第四三通接頭(16)的b 口與所述第九三通接頭(21)的a 口通過設有第九控制閥(31)的管道連接；
[0020]所述第九三通接頭(21)的c 口與所述第八三通接頭(20)的b 口通過設有第十控制閥(30)的管道連接；
[0021]所述第八三通接頭(20)的a 口與所述第五三通接頭(17)的a 口通過設有第六控制閥(28)的管道連接。
[0022]本發明的有益效果為:通過管道、若干控制閥和若干三通將壓縮機、室內換熱器、室外換熱器、螺旋盤管換熱器、節流裝置和回流器有機連接，形成一套方便控制，既可以實現夏季制取生活熱水同時室內制冷，冬季制取生活熱水同時室內制熱，又可以實現室內制冷，制熱和制取熱水分別單獨工作的空調熱泵熱水器系統，可方便的通過控制閥與三通連接的管道配合改變制冷劑的流向，滿足了人們日常生活中制冷和熱水需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它附圖。
[0024]圖1為本發明實施例提供的多用空調熱泵熱水器系統示意圖；
[0025]圖2為本發明實施例提供的多用空調熱泵熱水器系統單獨制取熱水的狀態示意圖；
[0026]圖3為本發明實施例提供的多用空調熱泵熱水器系統室內制冷同時制取熱水的狀態不意圖；
[0027]圖4為本發明實施例提供的多用空調熱泵熱水器系統單獨室內制冷的狀態示意圖；
[0028]圖5為本發明實施例提供的多用空調熱泵熱水器系統單獨室內制熱的狀態示意圖；
[0029]圖6為本發明實施例提供的多用空調熱泵熱水器系統在室內制熱同時制取熱水的狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明的保護范圍。
[0031]下面結合附圖和具體實施例對本發明的系統作進一步說明。
[0032]圖1所示為本發明實施例提供一種多用空調熱泵熱水器系統，可以單獨制冷或制取熱水，也可以同時制冷和制取熱水，該系統包括:壓縮機1、油分離器2、室外換熱器3、螺旋盤管換熱器5、承壓保溫水箱6、回熱器7、節流裝置9、室內換熱器10、第一至第十三通接頭13?22、第一至第十三控制閥23?35、單向閥36，各設備經管道連接，各控制閥設置在連接的管道上；
[0033]其中，壓縮機(I)，其排氣口通過管道與第一三通接頭13的a 口 13a連接，壓縮機I的吸氣口經氣液分離器10與回熱器7的d 口 7d連接；
[0034]螺旋盤管換熱器5，設置在承壓保溫水箱6內，該螺旋盤管換熱器5的入口通過第二控制閥24與第一三通接頭13的c 口 13c連接，該螺旋盤管換熱器5的出口通過單向閥36與第三三通接頭15的b 口 15b連接；
[0035]室外換熱器3，其入口與第六三通接頭18的b 口 18b連接，該室外換熱器3的出口與第五三通接頭17的c 口 17c連接；
[0036]室內換熱器10，其入口通過第十二控制閥34與第十三通接頭22的a 口 22a連接，該室內換熱器10的出口通過第十控制閥32與第九三通接頭21的b 口 21b連接；
[0037]回熱器7的a 口 7a與第三三通接頭15的a 口 15a連接，回熱器7的b 口 7b順次與節流裝置9、第八三通接頭20的c 口 20c連接，回熱器7的c 口 7c與第七三通接頭19的c 口 19c連接；
[0038]第一三通接頭13的b 口 13b與第二三通接頭14的b 口 14b通過設有第一控制閥23的管道連接；
[0039]第二三通接頭14的c 口 14c與第十三通接頭22的b 口 22b通過設有第十三控制閥35的管道連接；
[0040]第十三通接頭22的c 口 22c與第七三通接頭19的b 口 19b通過設有第i^一控制閥33的管道連接；
[0041]第七三通接頭19的a 口 19a與第六三通接頭18的a 口 18a通過設有第七控制閥29的管道連接；
[0042]第六三通接頭18的c 口 18c與第二三通接頭14的a 口 14a通過設有第三控制閥25的管道連接；
[0043]第二三通接頭15的c 口 15c與第四三通接頭16的c 口 16c通過設有第五控制閥27的管道連接；
[0044]第四三通接頭16的a 口 16a與第五三通接頭17的b 口 17b通過設有第四控制閥26的管道連接；
[0045]第四三通接頭16的b 口 16b與第九三通接頭21的a 口 21a通過設有第九控制閥31的管道連接；
[0046]第九三通接頭21的c 口 21c與第八三通接頭20的b 口 20b通過設有第十控制閥30的管道連接；
[0047]第八三通接頭20的a 口 20a與第五三通接頭17的a 口 17a通過設有第六控制閥28的管道連接。
[0048]上述系統中，節流裝置為毛細管、電磁膨脹閥或電子膨脹閥等，一般節流裝置優選采用毛細管。該系統還包括:干燥過濾器8，連接在回熱器7的b 口 7b與節流裝置9之間，通過干燥過濾器8可以防止節流裝置9采用毛細管時堵塞。
[0049]進一步的，上述系統還包括:氣液分離器10，連接在壓縮機I的吸氣口與回熱器7的d 口 7d之間，避免液體進入壓縮機I影響壓縮機I的工作和壽命。
[0050]上述系統中，室外換熱器2、室內換熱器9與螺旋盤管換熱器4三者為并聯連接。每兩個換熱器之間都是用兩個三通并聯起來的，在每個運行模式下，兩個換熱器組成回路時，另一個都是并聯在其中一個換熱器上的。
[0051]上述系統中，各控制閥均可采用自動控制閥，方便進行自動控制。
[0052]上述系統中，室外換熱器3設有室外風扇4 ;室內換熱器10設有室內風扇11。
[0053]上述系統工作過程分為以下幾種情況(以包括有油分離器2和干燥過濾器10的系統為例進行說明):
[0054](I)當單獨制取熱水循環運行時(如圖2所示)，第二、第六和第七控制閥24、28、29打開，其它控制閥關閉，系統循環由壓縮機I經過油分離器2、第一三通接頭13和第二控制閥24進入到螺旋盤管換熱器5，然后經過單向閥36、第三三通接頭15、回熱器7、干燥過濾器8、節流裝置9 (可采用毛細管)、第八三通接頭20、第六控制閥28、第五三通接頭17進入到室外換熱器3，再經過第六三通接頭18、第七控制閥29、第七三通接頭19、回熱器7、氣液分離器12回到壓縮機1，此時室外換熱器2是蒸發器，吸收空氣中的熱量，螺旋盤管換熱器4做冷凝器，放出熱量加熱冷水，當承壓保溫水箱6內熱水溫度達到設定值時，自動控制控制閥17、19、23、24關閉，系統停止運行。該過程中，單獨制取生活熱水循環回路開始工作，制冷劑在承壓保溫水箱內的螺旋盤管換熱器內冷凝，放熱給水箱內的冷水，在室外換熱器內蒸發，吸收大氣的熱量，制冷劑路徑:壓縮機一油分離器一螺旋盤管換熱器一回熱器——干燥過濾器——節流裝置(可采用毛細管)——室外換熱器——回熱器——氣液分離器一壓縮機。
[0055](2)當制冷同時制取熱水循環運行時(如圖3所示)，第二、第八、第十、第十一、第十二控制閥24、30、32、33、34打開，其它控制閥關閉，系統循環由壓縮機I經過油分離器2、第一三通接頭13和第二控制閥24進入到螺旋盤管換熱器5，然后經過單向閥36、第三三通接頭15、回熱器7、干燥過濾器8、節流裝置9 (可采用毛細管)、第八三通接頭20、第八控制閥30、第九三通接頭21、第十控制閥32進入到室內換熱器10，再經過第十二控制閥34、第十三通接頭22、第十一控制閥33、回熱器7、氣液分離器12回到壓縮機1，此時室內換熱器10是蒸發器，吸收室內的熱量，實現制冷，螺旋盤管換熱器5做冷凝器，放出熱量加熱冷水。
[0056]當水箱內熱水溫度達到設定值時，第二控制閥24關閉，第一、第三、第四和第五控制閥23、25、26、27打開，此時系統變為空調單獨制冷循環運行(如圖4所示)，系統循環由壓縮機I經過油分離器2、第一三通接頭13、第一控制閥23、第二三通接頭14、第三控制閥25、第六三通接頭18，進入到室外換熱器3，然后經過第五三通接頭17、第四控制閥26、第四三通接頭16、第五控制閥27、第三三通接頭15、回熱器7、干燥過濾器8、節流裝置9、第八三通接頭20、第八控制閥30、第九三通接頭21、第十控制閥32進入到室內換熱器10，再經過第十二控制閥34、第十三通接頭22、第十一控制閥33、回熱器7、氣液分離器12回到壓縮機1，此時室外換熱器3為冷凝器，發熱給大氣，室內換熱器10為蒸發器，吸收室內熱量，達到制冷目的。該過程中，室內制冷同時制取熱水循環回路開始工作，制冷劑在承壓保溫水箱內的螺旋盤管換熱器內冷凝，放熱給水箱內的冷水，在室內換熱器蒸發，吸收室內的熱量，達到制冷同時制取熱水的目的，制冷劑路徑:壓縮機一油分離器一螺旋盤管換熱器——回熱器——干燥過濾器——節流裝置(可采用毛細管)——室內換熱器——回熱器一一氣液分離器一壓縮機。
[0057](3)當室內單獨制熱循環運行時(如圖5所示)，第一、第五、第六、第七、第九、第十、第十二、第十三控制閥23、27、28、29、31、32、34、35打開，其它控制閥關閉，系統循環由壓縮機I經過油分離器2、第一三通接頭13、第一控制閥23、第二三通接頭14、第十三控制閥35、第十三通接頭22、第十二控制閥34進入到室內換熱器10，然后經過第十控制閥32、第九三通接頭21、第九控制閥31、第四三通接頭16、第五控制閥27、第三三通接頭15、回熱器7、干燥過濾器8、節流裝置9、第八三通接頭20、第六控制閥28、第五三通接頭17進入到室外換熱器3，再經過第六三通接頭18、第七控制閥29、第七三通接頭19、回熱器7、氣液分離器12回到壓縮機1，此時室外換熱器3為蒸發器，吸收室外空氣的熱量，室內換熱器10做冷凝器，放熱給室內空氣，達到制熱目的。該過程中，室內單獨制熱循環回路開始工作，制冷劑在室內換熱器內冷凝，放熱給室內空氣，在室外換熱器蒸發，吸收大氣熱量，制冷劑路徑:壓縮機一油分離器一室內換熱器一回熱器一干燥過濾器一節流裝置(可采用毛細管)一室外換熱器一回熱器一氣液分離器一壓縮機。
[0058]如果此時還需要用熱水的話，只需要將控制閥24打開即可(如圖6所示)，系統循環由壓縮機I經過油分離器2、第一三通接頭13后分為兩路，一路從第一三通接頭13的C 口 13 C經過第二控制閥24進入到螺旋盤管換熱器5，然后經過單向閥36、第三三通接頭15 ;另一路從第一三通接頭13的b 口 13b經第一控制閥23、第二三通接頭14、第十三控制閥35、第十三通接頭22、第十二控制閥34進入到室內換熱器10，然后經過第十控制閥32、第九三通接頭21、第九控制閥31、第四三通接頭16、第五控制閥27、第三三通接頭15，兩路在第三三通接頭15處匯集后由第三三通接頭15的a 口 15a進入到回熱器7、再經過干燥過濾器8、節流裝置9、第八三通接頭20、第六控制閥28、第五三通接頭17進入到室外換熱器3，最后經過第六三通接頭18、第七控制閥29、第七三通接頭19、回熱器7、氣液分離器12回到壓縮機1，此時室外換熱器3是蒸發器，吸收室外空氣的熱量，室內換熱器10和螺旋盤管換熱器5是冷凝器，分別放熱給室內空氣和水箱內的冷水，實現制熱同時制取生活用熱水的目的。該過程中，室內制熱同時制取生活熱水循環回路開始工作，制冷劑分別在室內換熱器和螺旋盤管換熱器內冷凝，分別放熱給室內的空氣和承壓保溫水箱內的冷水，在室外換熱器蒸發，吸收大氣的熱量，制冷劑路徑:壓縮機一油分離器一室內換熱器及螺旋盤管換熱器——回熱器——干燥過濾器——節流裝置(可采用毛細管)——室外換熱器——回熱器一壓縮機。
[0059]本發明實施例的系統主要通過若干自動控制閥及三通接頭和管道連接的各設備來改變制冷劑的流向，使之既可以實現夏季制取生活熱水同時室內制冷，冬季制取生活熱水同時室內制熱，又可以實現室內制冷、制熱和制取熱水分別單獨工作。該系統滿足了人們日常生活中空氣調節和生活熱水的需求，經濟實惠，而且節能環保，應用前景廣泛。
[0060]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種多用空調熱泵熱水器系統，其特征在于，包括: 壓縮機(I)，其排氣口通過管道與第一三通接頭(13)的a 口連接，所述壓縮機(I)的吸氣口經氣液分離器(10)與回熱器(7)的d 口連接； 螺旋盤管換熱器(5)，設置在承壓保溫水箱￠)內，該螺旋盤管換熱器(5)的入口通過第二控制閥(24)與所述第一三通接頭(13)的c 口連接，該螺旋盤管換熱器(5)的出口通過單向閥(36)與第三三通接頭(15)的b 口連接； 室外換熱器(3)，其入口與第六三通接頭(18)的b 口連接，該室外換熱器(3)的出口與第五三通接頭(17)的c 口連接； 室內換熱器(10)，其入口通過第十二控制閥(34)與第十三通接頭(22)的a 口連接，該室內換熱器(10)的出口通過第十控制閥(32)與第九三通接頭(21)的b 口連接； 所述回熱器⑵的a 口與所述第三三通接頭(15)的a 口連接，所述回熱器(7)的b 口順次與節流裝置(9)、第八三通接頭(20)的c 口連接，所述回熱器(7)的c 口與第七三通接頭(19)的c 口連接； 所述第一三通接頭(13)的b 口與第二三通接頭(14)的b 口通過設有第一控制閥(23)的管道連接； 所述第二三通接頭(14)的c 口與所述第十三通接頭(22)的b 口通過設有第十三控制閥(35)的管道連接； 所述第十三通接頭(22)的c 口與所述第七三通接頭(19)的b 口通過設有第十一控制閥(33)的管道連接； 所述第七三通接頭(19)的a 口與所述第六三通接頭(18)的a 口通過設有第七控制閥(29)的管道連接； 所述第六三通接頭(18)的c 口與所述第二三通接頭(14)的a 口通過設有第三控制閥(25)的管道連接； 所述第二三通接頭(15)的c 口與所述第四三通接頭(16)的c 口通過設有第五控制閥(27)的管道連接； 所述第四三通接頭(16)的a 口與所述第五三通接頭(17)的b 口通過設有第四控制閥(26)的管道連接； 所述第四三通接頭(16)的b 口與所述第九三通接頭(21)的a 口通過設有第九控制閥(31)的管道連接； 所述第九三通接頭(21)的c 口與所述第八三通接頭(20)的b 口通過設有第十控制閥(30)的管道連接； 所述第八三通接頭(20)的a 口與所述第五三通接頭(17)的a 口通過設有第六控制閥(28)的管道連接。
2.按權利要求1所述的一種多用空調熱泵熱水器系統，其特征在于，所述節流裝置為毛細管、電磁膨脹閥或電子膨脹閥。
3.按權利要求1或2所述的一種多用空調熱泵熱水器系統，其特征在于，還包括:油分離器(2)，連接在所述壓縮機(I)的排氣口與所述第一三通接頭(13)的a 口之間。
4.按權利要求1或2所述的一種多用空調熱泵熱水器系統，其特征在于，還包括:干燥過濾器(8)，連接在所述回熱器(7)的b 口與所述節流裝置(9)之間。
5.按權利要求1或2所述的一種多用空調熱泵熱水器系統，其特征在于，所述室外換熱器(2)、室內換熱器(9)與螺旋盤管換熱器(4)三者為并聯連接。
6.按權利要求1或2所述的一種多用空調熱泵熱水器系統，其特征在于，所述室外換熱器⑶設有室外風扇⑷；所述室內換熱器(10)設有室內風扇(11)。
7.按權利要求1或2所述的一種多用空調熱泵熱水器系統，其特征在于，所述各控制閥采用自動控制閥。
【文檔編號】F25B41/04GK104406247SQ201410432907
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】吳小華, 張璟, 吳立志, 許黎明, 韓波, 王旭 申請人:北京石油化工學院