CN1888637A

CN1888637A - 具有热水器的热泵型空调机组

Info

Publication number: CN1888637A
Application number: CNA2006100289271A
Authority: CN
Inventors: 王金旺
Original assignee: SHANGHAI XINHAOSHEN AIR CONDITIONER EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI XINHAOSHEN AIR CONDITIONER EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2007-01-03

Abstract

本发明是关于热交换设备。一种具有热水器的热泵型空调机组，包含具有压缩机、二位四通换向阀、节流阀、冷凝器、空调换热器、水泵和水循环系统的冷水机组。其特征在于：设置有热水器、换热器、二位三通电磁阀和保温水箱；该热水换热器进口与压缩机出口相连，其出口通过该二位三通电磁阀的常开接口与二位四通换向阀进口相连，该二位三通电磁阀的常闭接口连接在二位四通换向阀至空调空调换热器的管路件；该热水换热器分别与自来水管和保温水箱连接。主要解决空调机组在室内“制热”的工况下同时可开启热水换热器提供热水的技术问题，其次是解决结构简单、操作控制方便和热水有足够水温的技术问题。

Description

具有热水器的热泵型空调机组

技术领域：

本发明是关于热交换设备，尤其是关于具有热水器的热泵型空调机组。

背景技术：

空调设备近二、三十年来不仅在工业设施和许多公共场所如大型商场、剧院、车站、码头、仓库、办公楼宇等建筑物内获得广泛地应用，而且也普遍地深入居民各家各户之中。因此，空调设备以用户来区分有家用型和企业型之分别，前者都是小功率用于小范围内空气调节，后者一般是大功率适宜大范围空间的空气调节用。而且随着技术的进步，空调已经从最初的单纯制冷发展到热天时制冷、冷天时制热的双向调节空气的设备。但目前绝大部分空调设备仅仅是起到调节空气冷热的功能，工质在冷凝时将压缩获得的热量排至大气，一方面给城市制造了大量热岛，另一方面严重浪费能量。

为此，又在家用空调的基础上增加水箱换热器，及与之配套的毛细管和过滤器，通过在系统循环回路中增加两只二位三通换向电磁阀，实现“制冷”、“冷热联供”、“取暖”、和“热水”四项功能的节能空调热水器。其典型代表是由黄上立于2005年1月8日申请的ZL200520002821.5号《一种节能的空调热水器》，其它如ZL02238136.8的《家用空调、热水复合机》、ZL03266196.7号的《一种冷热联供热水器》。但它们都存在结构复杂、制造成本高的缺陷，而且控制不便，如家用空调中实现制冷或制热所使用的四通换向电磁阀其主阀的滑阀需要由先导阀引入高压气推动，在ZL200520002821.5号发明专利中当一个二位三通换向电磁阀将压缩机与水箱换热器连通时(即处于“冷热联供”或“取暖”时)，该四通换向电磁阀a口无高压输入，先导阀无法引入高压气推动主阀的滑阀移动，也就无法实现正常的换向，需要先使二位三通换向阀将四通换向电磁阀接通使其a口得到高压气，进行换向动作，然后恢复二位三通换向阀使压缩机与热水器的连通状态。而且它们最大的不足之处在于不能在室内“制热”的工况下开启热水换热器提供热水。此外，这些可提供热水的空调，其结构只适用于小功率的家用空调，由于其功率有限，致使热水的水温较低，尤其在寒冷季节不能很好的满足用户需求。

发明内容：

本发明的目的在于提一种具有热水器的热泵型空调机组，主要解决空调机组在室内“制热”的工况下同时可开启热水换热器提供热水的技术问题，其次是解决结构简单、操作控制方便和热水有足够水温的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种具有热水器的热泵型空调机组，包含具有压缩机、二位四通换向阀、节流阀、冷凝器、空调换热器、水泵和水循环系统的冷水机组，其特征在于：设置有热水换热器、二位三通电磁阀和保温水箱；该热水换热器进口与压缩机出口相连，其出口通过该二位三通电磁阀的常开接口与二位四通换向阀进口相连，该二位三通电磁阀的常闭接口连接在二位四通换向阀至空调换热器的管路中；该热水换热器分别与自来水管和保温水箱连接。

其特征在于：该冷水机组为具有一个压缩机、一个二位四通换向阀、一个冷凝器的单制冷系统，或者为具有两个压缩机、两个二位四通换向阀和两个冷凝器的双制冷系统，或者为具有两个以上压缩机、二位四通换向阀和冷凝器的多制冷系统。

本发明具有下属的有益效果；

1、不仅可实现单独制冷、单独制热、单独使用热水器、在制冷的同时使用热水器，而且可以在制热的同时使用热水器，具有五项功能。

2、在原有的冷水机组上仅增加了热水换热器、保温水箱和二位三通电磁换向阀，因此结构简单，增加成本较少。

3、操作方便，使用热水换热器时，不存在二位四通换向阀缺高压不能换向的缺陷，所以可以在原空调机组的电控基础上轻易实现五种工况的控制，而且对成本不会造成影响。

4、可以利用全部的冷凝热量，夏天制冷时，可以同时完全免费使用热水。

5、与其他形式的单独热水器相比节能和节约开支，例如，与电加热式热水器相比，费用仅为前者的1/5，是现有燃气热水器费用的1/3，是带电加热的太阳能热水器费用的1/2。

6、热水器在使用上无安全隐患，不存在电加热器可能的触电危害，或者燃气热水器发生爆炸危害和泄漏中毒以及火灾等意外。

7、有利于缓解或消除空调系统对大气环境形成的热岛，而带来的负面影响。

8、可以方便于调节机组中制冷系统的数量，适应不同面积对制冷量、制热量和热水温度的需求。

9、只要一套设备就可以同时满足用户对空气调节和热水的需求，比分别添置空调机和热水器不仅费用低，而且减少设备占用的建筑空间及安装费用。

附图说明：

图1为现有空调用的冷水机组结构示意图。

图2为本发明一种具有双制冷系统的结构示意图。

具体实施方式：

请参阅图1所示的现有用于企业空调的大功率冷水机组，它包含具有压缩机1，二位四通换向阀4，冷凝器5的制冷系统A和具有空调换热器7，水泵9和循环水管10的水系统B，压缩机1的出口与二位四通换向阀4的主入口相接，二位四通换向阀4的一个出口经冷凝器5和串联的空调换热器7再通过二位四通换向阀4与压缩机1进口相连接，空调换热器7则串联在循环水管10中，制冷时，压缩机1将受压的高温气体经二位四通换向阀4流经冷凝器5，散热冷凝后，由空调换热器7进行蒸发吸收热量，对水系统B内的水制冷，通过水泵9和循环水管10将该冷量送至用户的各需冷处。反之，当二位四通换向阀4将压缩机1的出口与空调换热器7相连接，同时将冷凝器5与压缩机1进口相连接时，高温压缩气体先在空调换热器7对水系统循环水制热由水泵9经循环水管10将热量送至用户的各需热处，经换热后的压缩气体再经过冷凝器5，二位四通换向阀4流回压缩机1。此外，控制压缩气体的流动速度和其中的液体在冷凝器5和空调换热器7之间设置节流阀6，在二位四通阀4流回压缩机1的管路上设置有汽液分离器8。

请再参阅图2所示，本发明是在图1所示的冷水机组制冷系统A和水系统B的基础上增设有热水换热器2，二位三通电磁阀3和保温水箱11。其中热水换热器2可以是板式热交换器、套管式热交换器或者壳管式热交换器，现以套管式热交换器为例，其为内部设置有曲折盘绕的换热管的箱体，该箱体分别与自来水管和保温水箱11连通，而保温水箱11则用管道与热水龙头或淋浴器13相连，在保温水箱11的进水和出水管路上还可分别设置截止阀12，这样热水换热器2和保温水箱11组成了本发明的热水器C。该热水换热器2的换热管的一端作为压缩热气体的进口与压缩机1的出口连接，其另一端则通过二位三通电磁阀3的常开接口与制冷系统A的二位四通换向阀4的主入口连接。该二位三通电磁阀3的常闭接口则连接在制冷系统A中的空调换热器7至二位四通换向阀4的管路中，至于制冷系统A中其余压缩机1，汽液分离器8，二位四通换向阀4，冷凝器5，节流阀6之间的连接、水系统B中的空调换热器7，水泵9和循环水管10之间的连接关系以及制冷系统A与水系统B之间的连接关系均与前述现有的冷水机组中的相同。

本发明在制冷时，二位三通电磁阀3处于常开位置，压缩机1的高温压缩气体先通过热水换热器2进行热交换，对流入其中自来水加热后送入保温水箱11储存，为热水龙头或淋浴器13提供热水，然后压缩气体经二位四通换向阀4流经冷凝器5冷凝后，由节流阀6节流，再经空调换热器7蒸发吸热制冷，而水泵B将该空调换热器7所制的冷量输送至各需降温的场所，这样就实现了在制冷的同时热水器C工作，为用户提供免费热水。若仅需制冷而不需要热水器C工作，即单纯制冷时，只要关闭热水换热器2流向保温水箱11的管路上的截止阀12，使热水换热器2箱体内的水不流动，该热水换热器2本身迅速达到热平衡，它就不再参与热交换，与现有的冷水机组制冷毫无差别。

本发明在制热时，随二位四通换热器4的切换，该二位三通电磁阀3也同时切换关闭其通向二位四通换向阀4的常开接口，而开启通向空调换热器7的常闭接口，压缩机1的高温压缩气体在通过热水换热器2进行热交换，对流入的自来水加热后送入保温水箱11储存，为热水龙头或淋浴器13提供热水，然后在压缩气体进入空调换热器7制热，所制取的热量通过水系统B送至各需热场所取暖，制热后的压缩气体由节流阀6节流后进入冷凝器5蒸发汽化吸热，再到切换后的二位四通换向阀4，最后通过汽液分离器8回到压缩机1，这样就轻易地实现在制热的同时热水器工作提供热水。若仅需单纯的制热而不要求热水器C提供热水，与上述单纯制冷相同，只要关闭热水换热器2通向保温水箱11管路上的截止阀12即可。此时与现有冷水机组制热毫无差别。

本发明可在既不制冷又不制热的状态下单独使用热水器C工作，此时，水系统B的水泵9停止运转，空调换热器7不参与热交换，压缩机1的高温压缩气体在通过热水换热器2后由二位三通电磁阀3的常闭接口流向空调换热器7后，通过节流阀6节流降压再进入冷凝器5蒸发汽化吸热，又通过切换后的二位四通换热阀4，汽液分离器8，流向压缩机1。此时可以完全利用原来冷水机组的除霜功能对冷凝器5进行除霜操作。

本发明的的制冷系统A可以是单制冷系统，即制冷系统A中只有一个压缩机1，一个二位三通电磁阀2，一个二位四通换向阀4，一个冷凝器5，一个节流阀6和一个汽液分离器8。为满足不同空间和使用面积对空调制冷、热量需求的巨大差异，以及克服由此造成的热水温度不高的缺陷。本发明可以采用如图2所示的由两个并联的单制冷系统组成的双制冷系统，该双制冷系统中的每一个单制冷系统各自独立与空调换热器7中的一个(或一组互通的)换热管联接，且每一个单制冷系统仅与热水交换器2中的一个换热管连接。或者制冷系统A是由两个以上并联的单制冷系统组成的多制冷系统。

Claims

1、一种具有热水器的热泵型空调机组，包含具有压缩机、二位四通换向阀、节流阀、冷凝器、空调换热器、水泵和水循环系统的冷水机组，其特征在于：设置有热水换热器、二位三通电磁阀和保温水箱；该热水换热器进口与压缩机出口相连，其出口通过该二位三通电磁阀的常开接口与二位四通换向阀进口相连，该二位三通电磁阀的常闭接口连接在二位四通换向阀至空调换热器的管路中；该热水换热器分别与自来水管和保温水箱连接。

2、根据权利要求1所述的具有热水器的热泵型空调机组，其特征在于：该冷水机组为具有一个压缩机、一个二位四通换向阀、一个冷凝器的单制冷系统，或者为具有两个压缩机、两个二位四通换向阀和两个冷凝器的双制冷系统，或者为具有两个以上压缩机、二位四通换向阀和冷凝器的多制冷系统。