CN107024030A - 水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机 - Google Patents

Abstract

本发明公开水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机，其特征是：制冷剂循环回路增添一个由两路换热器盘管同置于储热水箱内的储热换热一体水箱，两路换热器盘管又分别与两个单向阀构成两路单向换热器；制冷剂回路连接方式：压缩机→四通阀进气口到左接口→分两路：其一，接第一换热器盘管进口，串联第一单向阀进口，其二，接第二单向阀出口；第一单向阀出口和第二单向阀进口的并联接口→室内风换热器→节流器→室外风换热器→分两路：其一，第三单向阀的出口→第二换热器盘管；其二，第四单向阀的进口，其出口与第二换热器盘管进口并联→四通阀的右接口→气液分离器→压缩机；储热水箱设有进水、出水接头；通过控制室内、外风机的开、停，在热泵循环时可制热气或制热水，在制冷循环时可制冷气或制冷气机兼制热水。结构简单，回路制冷剂稳定，节能效果好。

Description

水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机

技术领域

本发明涉及空调/热泵供暖热水系统技术领域。

背景技术

随着人们生活水平的提高，在满足室内供暖、空调和提供热水需求同时，也要求尽可能节能和低碳环保，多功能热泵热水机组是最适合的设备，也是当前最热门的研究课题，也有许多的专利，包括本申请人也申请和被授权了许多多功能热水热泵的专利，但是由于制冷剂是多回路系统，厂家在生产过程还是遇到困难。而目前的冷暖水风机，制冷剂循环于空气换热器和水冷换热器之间，通过一个四通阀切换制冷剂循环方向，可以实现制作供暖热水和空调冷水的两个功能，但是无法实现在夏天制冷空调时制洗浴热水的功能，不能利用制冷时排放到空环境气中的废热制热水。

发明内容

为了克服现有多功能供暖空调热水热泵制冷剂回路复杂的缺点，保留现有冷水空调机结构简单和制冷剂在单一回路循环的优点，弥补其不能组织制冷空调同时制洗浴热水的不足，更好地发挥热泵的节能作用，本发明提出一种水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机，通过改进冷水空调机的制冷剂循环系统，能够执行冬季热泵循环制供暖热水，夏季制空调冷气的同时制洗浴热水，单独制空调冷气，一年四季单独制洗浴热水的四种运行模态，从而实现供暖、空调和制洗浴热水的三用目的。本发明制冷剂回路简单，技术易于实现，节能效果好。

本发明的水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机的技术方案

本发明的水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机，包括压缩机，四通阀，室内、室外风换热器，节流器，气液分离器，室内、室外风换热器配置的室内、 室外风机，水换热器和储热水箱,制冷剂回路的四个单向阀：第一、二、三、四单向阀；所述的四通阀有四个接口，四通阀的进气口单独置于四通阀体的一侧，四通阀体的另一侧布置有三个接口：左接口、中接口和右接口；四通阀处在制冷剂做热泵循环时，四通阀体的进气口与左接口连通，中接口与右接口连通，四通阀处在制冷剂做制冷循环时，四通阀体的进气口与右接口连通，中接口与左接口连通；在节流器两端靠近室内、室外风换热器左端接口的制冷剂管路上布置有第一、二温度传感器，在压缩机排气、进气管路上布置有压力传感器；

其特征在于：所述的水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机，其所述的水换热器和储热水箱是合为一体的由两路换热器盘管同置于储热水箱内的储热换热一体水箱；所述的节流器是双向节流器或毛细管节流器；其制冷剂回路的结构和连接方式是：压缩机的排气口与四通阀的进气口连接，四通阀的左接口与储热换热一体水箱的第一路换热器盘管的进口连接，第一路换热器盘管的出口与第一单向阀的进口连接，第一单向阀的出口与第二单向阀的进口的并联接口与室内风换热器的右端气体进出接口连接，室内风换热器的左端液体进出接口与节流器的第一端口连接，节流器的第二端口与室外风换热器的左端液体进出接口连接；四通阀的右接口与储热换热一体水箱的第二路换热器盘管的进口和第四单向阀的出口的并联接口连接；第二路换热器盘管的出口与第三单向阀的进口连接，第三单向阀的出口与第四单向阀的进口的并联接口与室外风换热器的右端气体进出接口连接；四通阀的中接口与气液分离器的进口连接；气液分离器的出口与压缩机的进口连接；所连成的回路插接有制冷剂进液阀，回路充注有制冷剂；

所述的水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机，其特征在于：所述的储热换热一体水箱，其两路换热器盘管是套装在一个套筒内或分别套装在两个套筒内再直立安装在储热水箱内；所述的储热水箱的底下部焊接有进水管接头，顶上部焊接有出热水管接头，底部焊接有放水管接头；进水管接头上安装有进水阀和进水单向阀，留与自来水管连接；出热水管接头安装有热水出水阀，留与用户的热水管连接；在放水管接头上安装有放水阀；套筒的高度低于热水出水口位置，套筒底与水箱底留有约5厘米的间隙；套筒和盘管用机械方式连接在水箱底板上，水箱底板再用螺栓、螺母和密封垫紧固在水箱的底座上；两路换热器盘管的进、出接口穿过底板留在水箱外，储热水箱及水循环回路灌满水；在储热水箱上部布置有温度传感器；

所述的水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机，其特征在于：其制冷剂循环系统，只通过一个四通阀的切换就能获得制冷剂两种循环方式和组织四种运行模态；制冷剂两种循环方式是：热泵循环和制冷循环；热泵循环的制冷剂流程是：压缩机→四通阀的进气口到左接口→第一路换热器盘管→第一单向阀→室内风换热器→节流器→室外风换热器→第四单向阀→四通阀的右接口到中接口→气液分离器→压缩机；制冷循环的制冷剂流程是：压缩机→四通阀的进气口到右接口→第二路换热器盘管→第三单向阀→室外风换热器→节流器→室内风换热器→第二单向阀→四通阀的左接口到中接口→气液分离器→压缩机；在热泵循环时，可执行两个运行模态：制热气和制热水模态，四通阀处在热泵循环状态；制热气模态时，压缩机、室内、室外风机开启；制热水模态时，压缩机开启、室内风机停止、室外风机开启；在制冷循环时，可执行两个运行模态：制冷气和制冷气兼制热水模态，以及除霜模态，四通阀处在制冷循环状态；制冷气模态时，压缩机、室内、室外风机开启；制冷气兼制热水模态时，压缩机、室内风机运转、室外风机停止；除霜模态时，压缩机开启、室内风机运转、室外风机停止。

本发明的创新点主要有：

1、所述的水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机，在一般冷暖空调机的制冷系统基础上增添了一个储热换热一体水箱，它由两路换热器盘管分别套装在套筒内再直立安装在储热水箱内，两路换热器盘管又分别与两个单向阀构成两路单向换热器，这种结构有特点是：每路换热器盘管只能允许压缩机排气的高温制冷剂通过，不允许回流到压缩机的低温制冷剂通过。

2、采用把两路换热器盘管分别安装在制冷剂回路的节流器两侧时，无论是热泵循环或制冷循环，储热换热一体水箱都能收集到制冷剂的热量，而不会被低温制冷剂带走热量。

3、本发明的储热换热一体水箱，省去了水循环泵和水路上许多阀门，制冷剂回路只有常用的四通阀切换，控制简单。

4、本发明的把两路换热器盘管是分别套装在套筒内再直立安装在储热水箱内的方式，套筒内的水量大大少于套筒外水箱内的水量，套筒内的水被通过换热器盘管热制冷剂的加热，快速升温，套筒内的水温比套筒外的高，所以套筒外的水密度大，套筒内的水密度小，套筒内外水的压力差使套筒外的冷水下沉，套筒内的热水上升，这种热密度差驱动的循环流无需循环水泵，却能使套筒内的换热器盘管表面水流速增大，比把盘管直接置于水箱内的换热方式传热能力要高很多。

5、本发明的冷暖热水三用机实现优先制热水原则，只要压缩机开动，无论何种循环，储热换热一体水箱都会开始加热水；因此在夏天首先执行制冷气兼制热水模态，随水箱的水温升高，水换热器的换热量减少，制冷剂的热量就主要通过室外风换热器散热给环境空气，保证空调能够继续；在春秋季无需要空调和供暖时，采用热泵循环制热水，室内风换热器停止，集中制热水；在冬季室内、室外风机运转，储热换热一体水箱收集过热制冷剂的热量，而大部分凝结热量通过室内风换热器传给室内空气。

6、此结构的热泵制冷剂在一个串联回路运行，制冷剂量便于优化，运行时制冷剂量不变，运行稳定。

7、本发明机组除霜利用储热水箱热水的热量，除霜热量充足，因此能够在短时间内除霜彻底，能够保证水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机冬季正常运行。

综上所述，本发明的水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机的先进性、创新性和实用性明显。

附图说明

图1是本发明的水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机实施例1的基本结构示意图和热泵循环流程说明图。

图2是本发明的实施例1的制冷循环流程说明图。

图3是本发明的实施例1的储热换热一体水箱的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合实施例及其附图，进一步说明本发明，但本发明并不仅限于此。

实施例 1

如图1、2所示，本发明的水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机的基本结构，包括压缩机1，四通阀2，室内、室外风换热器4、6，节流器5，气液分离器7，室内、室外风换热器分别配置有室内、室外风机4a、6a，水换热器和储热水箱,制冷剂回路的四个单向阀：第一、二、三、四单向阀D1、D2、D3、D4；所述的四通阀2有四个接口，四通阀的进气口单独置于四通阀体的一侧，四通阀体的另一侧布置有三个接口：左接口、中接口和右接口；四通阀处在制冷剂做热泵循环时，四通阀体的进气口与左接口连通，中接口与右接口连通，四通阀处在制冷剂做制冷循环时，四通阀体的进气口与右接口连通，中接口与左接口连通；在节流器两端靠近室内、室外风换热器左端接口的制冷剂管路上布置有第一、二温度传感器T1、T2，在压缩机排气、进气管路上布置有压力传感器P1、P2；所述的水换热器和储热水箱是合为一体的由两路换热器盘管同置于储热水箱内构成的储热换热一体水箱3；节流器是双向节流器或毛细管节流器5；其制冷剂回路的结构和连接方式是：压缩机1的排气口与四通阀的进气口连接，四通阀的左接口与储热换热一体水箱的第一路换热器盘管3a的进口连接，第一路换热器盘管的出口与第一单向阀D1的进口连接，第一单向阀的出口与第二单向阀D2的进口的并联接口与室内风换热器4的右端气体进出接口连接，室内风换热器4的左端液体进出接口与节流器5的第一端口连接，节流器的第二端口与室外风换热器6的制冷剂通路的左端液体进出接口连接；四通阀2的右接口与储热换热一体水箱3的第二路换热器盘管3b的进口和第四单向阀D4的出口的并联接口连接；第二路换热器盘管3b的出口与第三单向阀D3的进口连接，第三单向阀出口与第四单向阀进口的并联接口与室外风换热器6的右端气体进出接口连接；四通阀的中接口与气液分离器的进口连接；气液分离器的出口与压缩机进口连接；所连成的回路插接有制冷剂进液阀，通过焊接在回路上的制冷剂充注接头，回路充注有制冷剂R22或R134a。

附图3为储热换热一体水箱的结构示意图；储热换热一体水箱的两路换热器盘管3a、3b是套装在一个套筒3c内,再直立安装在储热水箱内；储热水箱的底下部焊接有进水管接头，顶上部焊接有出热水管接头，底部焊接有放水管接头；进水管接头上安装有进水阀F1和进水单向阀DF，留与自来水管连接；出热水管接头安装有热水出水阀F2，留与用户的热水管连接；在放水管接头上安装有放水阀F3；套筒的高度低于热水出水口位置，套筒底与水箱底留有约5厘米的间隙；套筒和盘管用机械方式连接在水箱底板3d上，水箱底板再用螺栓、螺母和密封垫紧固在水箱的底座上；两路换热器盘管的进、出接口穿过底板留在水箱外，储热水箱及水循环回路灌满水；在储热水箱上部布置有温度传感器T3。

参看附图1、2，进一步说明本发明的水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机，只通过一个四通阀的切换就能获得制冷剂两种循环方式和组织四种运行模态的工作原理；制冷剂两种循环方式是：热泵循环和制冷循环。

热泵循环的制冷剂流程是，参看附图1：压缩机1→四通阀2的进气口到左接口→第一路换热器盘管3a→第一单向阀D1→室内风换热器4→节流器5→室外风换热器6→第四单向阀D4→四通阀2的右接口到中接口→气液分离器7→压缩机1；在热泵循环可执行两个运行模态：制热气和制热水模态，四通阀处在热泵循环状态；制热气模态时，压缩机、室内、室外风机4a、6a开启；制热水模态时，压缩机开启、室内风机4a停止、室外风机6a开启。

制冷循环的制冷剂流程是，参看附图2：压缩机1→四通阀2的进气口到右接口→第二路换热器盘管3b→第三单向阀D3→室外风换热器6→节流器5→室内风换热器6→第二单向阀D2→四通阀2的左接口到中接口→气液分离器7→压缩机1；在制冷循环可执行两个运行模态：制冷气和制冷气兼制热水模态，四通阀处在制冷循环状态；制冷气模态时，压缩机、室内、室外风机开启；制冷气兼制热水模态时，制冷气模态时压缩机、室内风机4a运转、室外风机6a停止。

除霜模态也选择制冷循环，只是室内、外风机停止运转，压缩机运转。

Claims (3)

1.一种水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机，包括压缩机，四通阀，室内、室外风换热器，节流器，气液分离器，室内、室外风换热器配置的室内、 室外风机，水换热器和储热水箱,制冷剂回路的四个单向阀：第一、二、三、四单向阀；所述的四通阀有四个接口，四通阀的进气口单独置于四通阀体的一侧，四通阀体的另一侧布置有三个接口：左接口、中接口和右接口；四通阀处在制冷剂做热泵循环时，四通阀体的进气口与左接口连通，中接口与右接口连通，四通阀处在制冷剂做制冷循环时，四通阀体的进气口与右接口连通，中接口与左接口连通；在节流器两端靠近室内、室外风换热器左端接口的制冷剂管路上布置有第一、二温度传感器，在压缩机排气、进气管路上布置有压力传感器；

其特征在于：所述的水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机，其所述的水换热器和储热水箱是合为一体的由两路换热器盘管同置于储热水箱内的储热换热一体水箱；所述的节流器是双向节流器或毛细管节流器；其制冷剂回路的结构和连接方式是：压缩机的排气口与四通阀的进气口连接，四通阀的左接口与储热换热一体水箱的第一路换热器盘管的进口连接，第一路换热器盘管的出口与第一单向阀的进口连接，第一单向阀的出口与第二单向阀的进口的并联接口与室内风换热器的右端气体进出接口连接，室内风换热器的左端液体进出接口与节流器的第一端口连接，节流器的第二端口与室外风换热器的左端液体进出接口连接；四通阀的右接口与储热换热一体水箱的第二路换热器盘管的进口和第四单向阀的出口的并联接口连接；第二路换热器盘管的出口与第三单向阀的进口连接，第三单向阀的出口与第四单向阀的进口的并联接口与室外风换热器的右端气体进出接口连接；四通阀的中接口与气液分离器的进口连接；气液分离器的出口与压缩机的进口连接；所连成的回路插接有制冷剂进液阀，回路充注有制冷剂。

2.根据权利要求1所述的水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机，其特征在于：所述的储热换热一体水箱，其两路换热器盘管是套装在一个套筒内或分别套装在两个套筒内再直立安装在储热水箱内；所述的储热水箱的底下部焊接有进水管接头，顶上部焊接有出热水管接头，底部焊接有放水管接头；进水管接头上安装有进水阀和进水单向阀，留与自来水管连接；出热水管接头安装有热水出水阀，留与用户的热水管连接；在放水管接头上安装有放水阀；套筒的高度低于热水出水口位置，套筒底与水箱底留有约5厘米的间隙；套筒和盘管用机械方式连接在水箱底板上，水箱底板再用螺栓、螺母和密封垫紧固在水箱的底座上；两路换热器盘管的进、出接口穿过底板留在水箱外，储热水箱及水循环回路灌满水；在储热水箱上部布置有温度传感器。

3.所述的水换热器储热水箱合一式冷暖热水三用机，其特征在于：其制冷剂循环系统，只通过一个四通阀的切换就能获得制冷剂两种循环方式和组织四种运行模态；制冷剂两种循环方式是：热泵循环和制冷循环；热泵循环的制冷剂流程是：压缩机→四通阀的进气口到左接口→第一路换热器盘管→第一单向阀→室内风换热器→节流器→室外风换热器→第四单向阀→四通阀的右接口到中接口→气液分离器→压缩机；制冷循环的制冷剂流程是：压缩机→四通阀的进气口到右接口→第二路换热器盘管→第三单向阀→室外风换热器→节流器→室内风换热器→第二单向阀→四通阀的左接口到中接口→气液分离器→压缩机；在热泵循环时，可执行两个运行模态：制热气和制热水模态，四通阀处在热泵循环状态；制热气模态时，压缩机、室内、室外风机开启；制热水模态时，压缩机开启、室内风机停止、室外风机开启；在制冷循环时，可执行两个运行模态：制冷气和制冷气兼制热水模态，以及除霜模态，四通阀处在制冷循环状态；制冷气模态时，压缩机、室内、室外风机开启；制冷气兼制热水模态时，压缩机、室内风机运转、室外风机停止；除霜模态时，压缩机开启、室内风机运转、室外风机停止。