CN2906428Y - 分体式家用空调热水耦合系统 - Google Patents
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Abstract
一种分体式家用空调热水耦合系统，包括室内机、室外机及热水单元。该室内机主要包括室内换热器；该室外机主要包括室外换热器及压缩机；该热水单元包括带进出水阀的承压水箱及排水阀。该承压水箱内部设置有换热盘管，该换热盘管两端连接有第一截止阀和第二截止阀。热水毛细管与第二电磁阀并联，其并联接点一端与室外换热器的进口相连，另一端与第二截止阀相连，第三电磁阀一端连接在室外换热器与主毛细管之间的管路上，另一端与压缩机的吸气管相接。第一截止阀与压缩机的排气管相接。此种结构的空调热水耦合系统在不改变空调器原有结构和工作原理，通过控制电磁阀，能实现制冷、制热、独立热水、热水冷气等多种运行模式。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空调器系统，特别涉及一种带热回收功能，能够同时实现空调和热水器双重功能的分体式家用空调热水耦合系统。
背景技术
目前，家用空调具有夏天制冷、冬天制热以调节室内气温的功能。夏天，空调器在制冷过程中通过压缩机做功，将室内的热量及压缩机耗能产生的热量毫无利用的排放到室外大气中。另外，一些家庭还需购置热水设备以解决生活用热水问题，这样就增加了家庭中的生活开支，同时，该空调冷凝热却没有得到有效的利用，从而降低了该空调设备的利用率，并且该热量排放到大气中后极容易产生热污染问题。
如把家用空调的热泵系统和热水设备的热泵系统合二为一，只使用一套热泵系统的主要部件，就可以使初投资费用有很大的降低，且增加了空调的多功能性。更为可取的是，在空调制冷工况下，可以与热水设备协调运行，利用空调的冷凝热制取热水，一方面提高空调的制冷效率，另一方面可制取大量的免费热水，还可以减少空调对周围环境的热污染。在春、秋季节，利用原本闲置的空调热泵系统制取热水，提高了设备的全年利用率。
中国专利申请第03259220.5号公开了一种名为“空调热水器”的技术，该空调热水器在压缩机出口和冷凝器之间串联一换热水箱，除实现制冷、制热功能外，还能同时提供热水，从而实现了一机多用的功能，进而节省了家庭开支。但是该空调热水器只是加入了换热水箱，其他部件与原空调系统一致，在运行空调模式时，能够很好的匹配主辅毛细管，而一旦水箱换热器与冷凝器同时承担冷凝负荷时，原有的主辅毛细管很难保证热水与空调性能。该方案在夏季是可以实现制冷附送热水，但在春秋与冬季，由于环境温度低，冷凝负荷仍有一部分由空调换热器承担，导致冷凝压力低，水温上升缓慢。因此，该空调热水器简单的增加换热水箱，而没有考虑工况的变化以及不同季节对热水的需求程度，是很难满足用户需求的。
实用新型内容
本实用新型提供了一种分体式家用空调热水耦合系统，该系统能实现制冷、制热、独立热水、热水冷气等多种运行模式。
一种分体式家用空调热水耦合系统，包括室内机、室外机及热水单元。该室内机主要包括室内换热器；该室外机主要包括室外换热器及压缩机；该热水单元包括带进出水阀的承压水箱及排水阀。该承压水箱内部设置有换热盘管，该换热盘管两端连接有第一截止阀和第二截止阀。热水毛细管与第二电磁阀并联，其并联接点一端与室外换热器的进口相连，另一端与第二截止阀相连，第三电磁阀一端连接在室外换热器与主毛细管之间的管路上，另一端与压缩机的吸气管相接，第一截止阀与压缩机的排气管相接。
本实用新型分体式家用空调热水耦合系统是在不改变原有空调系统结构和工作原理的基础上，增加第一电磁阀、第三电磁阀和热水毛细管等部件。在空调模式下，该系统循环同普通空调系统相同；采用热水冷气模式时，温度低于设定值时，室外换热器风机不转，冷凝热大部分用于热水，当水温达到设定值后，开启外风机，冷凝热由室外换热器承担，系统运行稳定，且能够保证较高的性能；当运行独立热水模式时，高温高压制冷剂在水箱换热盘管中冷凝放热后，通过控制电磁阀开关，制冷剂在室外换热器中蒸发，然后直接回到压缩机完成该循环。由于系统采用了独立的热水循环，因此多种运行模式均能协调稳定的运行。
由上可以看出，该分体式家用空调热水耦合系统不仅解决了生活用热水问题，而且增加了该空调设备的利用率，并且该室内的热量及压缩机耗能产生的热量得到了充分利用，进而防止了空气热污染。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型冷暖空调热水器结构示意图。
图2是本实用新型单冷空调热水器结构示意图。
附图中的元件标号如下：1.压缩机，2.卸荷阀，3.第一电磁阀，4.第一截止阀，5.进水阀门，6.出水阀门，7.承压水箱，8.换热盘管，9.第二截止阀，10.排水阀，11.四通阀，12.第一单向阀，13.第二电磁阀，14.热水毛细管，15.第三电磁阀，16.室外换热器，17.主毛细管，18.辅助毛细管，19.第二单向阀，20.第三截止阀，21.室内换热器，22.第四截止阀。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术特征、构造特征及其他特征，以下结合附图并对该具体实施方式进行详细说明。
请参阅图1，本实用新型分体式家用空调热水耦合系统的第一实施例为冷暖空调热水器结构图。该冷暖空调热水器包括室内机、室外机和热水单元。其中该室内机主要包括室内换热器21；该室外机主要包括室外换热器16和压缩机1；该热水单元包括带进出水阀5，6的承压水箱7、换热盘管8，以及排水阀10。该换热盘管8的两端连接有第一截止阀4及第二截止阀9。
该热水单元的进水阀5与自来水管(图中未示)接通，热水由出水阀6送出。该承压水箱7内部设置有换热盘管8。第一截止阀4、第二截止阀9和换热盘管8串联，其串联的两端并联有第一电磁阀3。该换热盘管8的进出水阀5，6、排水阀10和第一截止阀4与承压水箱7密封连接。热水毛细管14与第一单向阀12串联后再与第二电磁阀13并联，其并联接点一端与室外换热器16的进口相连，另一端通过该四通阀11C管和四通阀11D管与第二截止阀9相连。第二截止阀9和第一电磁阀3的连接处与四通阀11D管相连。辅助毛细管18与第二单向阀19并联，其并联接点一端通过第三截止阀20与室内换热器21相接，然后通过第四截止阀22与四通阀11E管相连，其并联接点另一端与主毛细管17相接。第三电磁阀15一端连接在室外换热器16与主毛细管17之间的管路上，另一端通过该四通阀11E管和11S管连接该压缩机1的吸气管，并且第一截止阀4与压缩机1的排气管相接。同时，为了保证系统的可靠性，在压缩机1的吸气管及排气管之间的管路上连接一卸荷阀2。
图1中所述结构可以实现五种工作模式：(1)空调制冷运行；(2)空调制热运行；(3)独立热水运行；(4)热水冷气运行；(5)热水热气运行。
(1)空调制冷运行。图1中，第一电磁阀3和第二电磁阀13打开，第三电磁阀15关闭，四通阀11D和11C管相通，11E和11S管相通。从压缩机1排出的高压气体通过第一电磁阀3、四通阀11后，由于第二电磁阀13打开，第一单向阀12和热水毛细管14均被短路，制冷剂通过第二电磁阀13进入室外换热器16，冷凝换热后，经主毛细管17节流后，通过第二单向阀19，进入室内换热器21，制冷剂吸收热量后蒸发为气体并经过四通阀11E管、11S管后回到压缩机中，从而完成了制冷循环的过程。
(2)空调制热循环。图1中，第一电磁阀3和第二电磁阀13打开，第三电磁阀15关闭，四通阀11D和11E管相通，11C和11S管相通。从压缩机1排出的高压气体通过第一电磁阀3、四通阀11进入室内换热器21，冷凝换热后，经辅助毛细管18和主毛细管17节流，进入室外换热器16，低温低压的两相制冷剂吸收外界热量后，变成气体经第二电磁阀13、四通阀11C管、11S管后回到压缩机中，从而完成了制热循环的过程。
(3)独立热水运行。图1中，第一电磁阀3和第二电磁阀13关闭，第三电磁阀15开启，室内换热器21、主毛细管17、辅助毛细管18和第二单向阀19均被短路，制冷剂在四通阀11和室外换热器16之间经过第三电磁阀15流通。四通阀11D与11C管相通，11E和11S管相通，从压缩机1排出的高温高压气体进入承压水箱7的换热盘管8中，冷凝换热后，使水温升高，过冷的液态制冷剂经四通阀11、第一单向阀12和热水毛细管14后，进入室外换热器16，蒸发换热后变成气体，经第三电磁阀15、四通阀11E管、11S管后回到压缩机中，完成一个循环。在独立热水运行时，室内机不运行。由于水温随冷凝温度的升高而逐渐上升，当排气压力升高到卸荷允许的压力值时，排气开始经过卸荷阀2旁通到吸气端，以保证系统可靠性。当水温达到设定值后，系统处于待机状态，而当水温低于设定值一定偏差后，系统会自动进入独立热水模式。
(4)热水冷气运行。图1中，第一电磁阀3和第三电磁阀15关闭，第二电磁阀13开启，四通阀11D与11C管相通，11E和11S管相通。从压缩机1排出的高温高压气体进入承压水箱7的换热盘管8，通过四通阀11、电磁阀13进入室外换热器16。在水温低于设定值时，外风机(图中未示)不转，冷凝热大部分由换热盘管8散入水中，使水温升高，过冷的液态制冷剂经主毛细管17、第二单向阀19进入室内换热器21，蒸发换热后变成气体，然后经四通阀11E管、11S管后回到压缩机1中，从而完成该循环。当水温达到设定值后，室内机控制电路打开第一电磁阀3，运行室外风机(图中未示)，进入制冷运行模式。
(5)热水热气运行。图1中，第一电磁阀3和第三电磁阀15关闭，第二电磁阀13开启，四通阀11D与11E管相通，11C和11S管相通。从压缩机1排出的高温高压气体进入承压水箱7的换热盘管8，通过四通阀11进入室内换热器21，过冷的液态制冷剂经辅助毛细管18和主毛细管17进入室外换热器16，蒸发换热后变成气体。然后该气体经第二电磁阀13、四通阀11C管、11S管后回到压缩机1中，从而完成该循环。该模式理论上可行，具体实施时可增加辅助电加热器或采用独立热水模式加热热水再切换制热模式。
请参阅图2，本实用新型分体式家用空调热水耦合系统的第二实施例为单冷空调热水器结构图。该单冷空调热水器相对冷暖空调热水器缺少四通阀11、第一单向阀12、辅助毛细管18和第二单向阀19。热水毛细管14与第二电磁阀13的并联，其并联接点一端与室外换热器16的进口相连，另一端与第二截止阀9相连，相当于原四通阀11D与11C管连通，11E与11S管接通。第三电磁阀15一端连接在室外换热器16与主毛细管17之间的管路上，另一端与压缩机1的吸气管相接，第一截止阀4与压缩机1的排气管相接。
该单冷空调热水器可以实现三种工作模式：(1)空调制冷运行；(2)独立热水运行；(3)热水冷气运行。该三种模式的具体流动方向同冷暖空调热水器的工作模式相同，这里不再赘述。
由上可以看出，该分体式家用空调热水耦合系统不仅解决了生活用热水问题，而且增加了该空调设备的利用率，并且该室内的热量及压缩机耗能产生的热量得到了充分利用，进而防止了空气热污染。
按照上述具体实施方式，若把图1和图2中与承压水箱7的换热盘管8并联的第一电磁阀3去掉，排气管路仅串接承压水箱7的换热盘管8或者把第一电磁阀3、第二电磁阀13和第三电磁阀15改为电子式或机械式控制阀，均属于本实用新型的保护范围。需要指出的是，本领域的普通技术人员对本实用新型作出的任何不涉及到基本结构及连接方式的形状改变或部件替换也属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1、一种分体式家用空调热水耦合系统，包括室内机、室外机及热水单元，该室内机主要包括室内换热器；该室外机主要包括室外换热器及压缩机；该热水单元包括带进出水阀的承压水箱及排水阀，该承压水箱内部设置有换热盘管，该换热盘管的两端连接有第一截止阀和第二截止阀，其特征在于：热水毛细管与第二电磁阀并联，其并联接点一端与室外换热器的进口相连，另一端与第二截止阀相连，第三电磁阀一端连接在室外换热器与主毛细管之间的管路上，另一端与压缩机的吸气管相接，第一截止阀与压缩机的排气管相接。
2、根据权利要求1所述的分体式家用空调热水耦合系统，其特征在于：第一截止阀、第二截止阀和承压水箱内部的换热盘管串联，其串联的两端并联有第一电磁阀。
3、根据权利要求2所述的分体式家用空调热水耦合系统，其特征在于：该第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀为机械式控制阀。
4、根据权利要求1所述的分体式家用空调热水耦合系统，其特征在于：还包括一四通阀，所述的热水毛细管与第二电磁阀并联，该并联接点的一端通过该四通阀(11)C管和四通阀(11)D管与该第二截止阀相连，该第三电磁阀的一端通过该四通阀(11)E管和(11)S管连接该压缩机吸气管。
5、根据权利要求4所述的分体式家用空调热水耦合系统，其特征在于：第一截止阀、第二截止阀和承压水箱内部的换热盘管串联，其串联的两端并联有第一电磁阀。
6、根据权利要求5所述的分体式家用空调热水耦合系统，其特征在于：该第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀为机械式控制阀。
7、根据权利要求4或5所述的分体式家用空调热水耦合系统，其特征在于：所述压缩机吸气管与排气管之间的管路上设有一卸荷阀。
8、根据权利要求1所述的分体式家用空调热水耦合系统，其特征在于：所述压缩机吸气管与排气管之间的管路上设有一卸荷阀。
9、根据权利要求1所述的分体式家用空调热水耦合系统，其特征在于：第一截止阀、第二截止阀和承压水箱内部的换热盘管串联，其串联的两端并联有第一电磁阀，所述压缩机吸气管与排气管之间的管路上设有一卸荷阀。
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