專利名稱：單元式空調地暖機的制作方法
技術領域：
單元式空調地暖機技術領域]本實用新型涉及空調和地板采暖及其電氣控制方法的領域，尤其是涉及一種風機盤管(室內機組)部分設置地暖裝置并組成一體，可以綜合實現(xiàn)風機盤管和地板多種制冷、制熱功能的單元式空調地暖機及其電氣控制方法。
背景技術：
]蒸汽壓縮式空調機具有夏季制冷、冬季采暖的調節(jié)空氣溫濕度功能，正常工作情況下，從壓縮機端輸入一個單位的電能，可以從室內換熱器端得到1-4倍的冷量，同時還可以從室外換熱器端得到2-5倍的熱量，如果我們采用這樣的方式來獲得熱量，其制熱效率是直接電加熱方式的2-5倍。按照能量守恒定律:外界輸入空調機的電能+空調機的制冷量(室內換熱器吸收的熱量)=空調室外換熱器的散熱量，據(jù)此，制造出高效率的熱泵式空調機。傳統(tǒng)熱泵式空調機的風機盤管采暖，一般采用冷媒由氣體變成液體的冷凝放熱，再通過室內風機把熱量直接排放于室內空氣，但根據(jù)空氣熱脹冷縮原理，溫度較高的熱空氣向上升，溫度較低的冷空氣往下沉。所以傳統(tǒng)的風機盤管采暖時室內空間熱量分布不均勻，即熱量相對集中在頭部及其以上較高區(qū)域，讓人感覺頭上熱了，但腳下還是冰冷的，感覺很不舒適。此外，使用風機盤管采暖，如果要達到22 25°C室內環(huán)境溫度，制冷系統(tǒng)內冷媒的冷凝溫度一般要超過54°C，冷凝壓力大，機組開停頻繁，機器啟動電流非常大(可達到甚至超過正常5倍)，導致機器節(jié)能性較差。而地板采暖是在地板下埋設采暖管，若要達到22 25°C的室內環(huán)境溫度，制冷系統(tǒng)內冷媒的冷凝溫度可降至約45°C，水介質(或者熱容量較大的其他液態(tài)介質)在水氟換熱器內與冷媒換熱后達到38°C 40°C，再流入埋設于地板下的采熱管與地板進行換熱。因地板采暖所需冷凝溫度比傳統(tǒng)風機盤管采暖的冷凝溫度低，其能效更高。同時，地板采暖系利用地板的熱量輻射和熱氣上升的原理，實現(xiàn)房間供暖。而且房間是先從地板開始暖和，讓人感覺是“暖從腳底生”，而且地板、墻體等房間的蓄熱量大，地板采暖非常穩(wěn)定，不易波動，所以舒適度非常高。但是傳統(tǒng)的地板采暖，一般采用中央空調方式供熱，其造價昂貴，成本較高，很多人承受不起。此外，傳統(tǒng)地板采暖的水介質(或者熱容量較大的其他液態(tài)介質)一般由室外主機經冷媒冷凝換熱，升溫成熱水再輸入室內埋設于地板下的采暖管，其室外主機與室內機組之間的水路連接系統(tǒng)工程量大，安裝復雜。而且，采熱管埋設在地板下，萬一發(fā)生故障時檢測和維修工作量大，耗時長，維修期間不容易找到理想的備用采暖方案。而且，傳統(tǒng)的地板采暖雖然具有前述“暖從腳底生”的高舒適度，但不能快速啟動供暖，冬天新開機甚至要一兩天后才能達到舒適的采暖要求，特別在用戶剛回家采暖需求較大時，也不能快速增大供暖量。所以，地板采暖一般保持24小時常開機狀態(tài)，即使白天家里無人狀態(tài)時也不完全關閉機組(依然運行在較低溫度標準)。而且，如果房間外墻、窗戶玻璃等保溫較差或者門窗密封性差的話，則地板采暖即使在家里無人狀態(tài)時也可能存在一定程度的熱量遺失浪費。[0009]實用新型內容]本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種單元式空調地暖機，其結構簡單，制造成本低，安裝方便，運行穩(wěn)定，地板采暖舒適程度高，節(jié)能環(huán)保，且可以綜合實現(xiàn)風機盤管和地板綜合制冷、制熱，制冷時可以增添地板涼爽感，制熱時可快速啟動供暖，快速增大供暖量，可提供滿足腳底及全身舒適性的大熱量高舒適度環(huán)境，在地板采暖故障期間還可以提供正常的備用供熱方案，綜合解決一個房間(或者其他單元區(qū)域)的空調和米暖需求。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種單元式空調地暖機，它包括壓縮機、四通閥、室外換熱器、節(jié)流裝置、室內換熱器連接而形成的換熱工質循環(huán)回路，具體由室外主機部分和風機盤管(即室內機組的俗稱)部分組成，風機盤管部分包括電氣系統(tǒng)和室內換熱器，所述風機盤管部分還包括有地暖裝置，地暖裝置至少包括水氟換熱器和循環(huán)水泵。風機盤管的水氟換熱器與所述地暖裝置的室內換熱器通過連管以并聯(lián)方式連接起來，即室內換熱器與水氟換熱器的液體側接口(小口徑)并聯(lián)連接于室內機組的接頭A (小口徑)，室內換熱器與水氟換熱器的氣體側接口(大口徑)并聯(lián)連接于室內機組的接頭B (大口徑)。并且水氟換熱器和室內換熱器的并聯(lián)支路上各自串聯(lián)有第一控制閥門、第二控制閥門。本實用新型可以通過設置兩臺或者兩臺以上的室內機組(俗稱風機盤管)，實現(xiàn)多區(qū)域(房間)的中央空調效果。進一步，所述水氟換熱器和室內換熱器的并聯(lián)支路上還各自串聯(lián)有第一節(jié)流裝置、第二節(jié)流裝置。具體來說，在室內換熱器的并聯(lián)支路上，所述第一控制閥門、第一節(jié)流裝置可以串聯(lián)連接于室內換熱器的液體側接口 ；在水氟換熱器的并聯(lián)支路上，所述第二控制閥門、第二節(jié)流裝置可以串聯(lián)連接于水氟換熱器的液體側接口。一般地，所述控制閥門是電磁閥，并與相應的第一節(jié)流裝置和/或第二節(jié)流裝置串聯(lián)。所述節(jié)流裝置可以設置為熱力膨脹閥、電子膨脹閥或者毛細管，所述水氟換熱器可以設置為高效罐或者套管換熱器?；蛘撸龅谝豢刂崎y門和/或第二控制閥門是兼作節(jié)流裝置使用的電子膨脹閥。即控制閥門的形式設置為電子膨脹閥，并同時充當?shù)谝还?jié)流裝置和/或第二節(jié)流裝置使用。也就是說，此情形下，本實用新型只需要電子膨脹閥，并同時充當控制閥門功能，相應并聯(lián)支路不再需要另行設立節(jié)流裝置。本實用新型所述單元式空調地暖機，還包括埋設于地板下的采暖管，所述地暖裝置還設置有地暖出水口和地暖回水口，水氟換熱器和循環(huán)水泵經地暖出水口和地暖回水口與采暖管通過連管連接，通過地暖裝置產生熱水(或者熱容量較大的其他液態(tài)介質)，進行地板采暖。更進一步，在水介質循環(huán)系統(tǒng)中，風機盤管部分所述地暖裝置除了水氟換熱器和循環(huán)水泵外，還可以設置安全閥、排氣閥、補水口。本實用新型所述單元式空調地暖機，還可以包括可以配套水箱，所述地暖裝置還設置有地暖出水口和地暖回水口，水箱與地暖出水口和地暖回水口通過連管連接。通過地暖裝置提供生活熱水，例如沐浴。本實用新型所述單元式空調地暖機的電氣控制方法，制冷時，所述電氣系統(tǒng)控制室內機組部分的各個控制閥門，使第一控制閥門處于開啟狀態(tài)，第二控制閥門處于關閉狀態(tài)，實現(xiàn)風機盤管獨立制冷功能。還可以使第一控制閥門和第二控制閥門均處于開啟狀態(tài)，實現(xiàn)風機盤管和地板(即利用地暖裝置)混合制冷功能。 制熱時，所述電氣系統(tǒng)控制室內機組部分的各個控制閥門，使第一控制閥門處于開啟狀態(tài)，第二控制閥門處于關閉狀態(tài)，實現(xiàn)風機盤管獨立制熱功能。還可以使第一控制閥門處于關閉狀態(tài)，第二控制閥門處于開啟狀態(tài)，實現(xiàn)地板(即利用地暖裝置)獨立制熱功能。也可以使第一控制閥門和第二控制閥門均處于開啟狀態(tài)，實現(xiàn)地板(即利用地暖裝置)和風機盤管混合制熱功能。本實用新型的有益之處是:( I)通過在風機盤管(室內機組)部分設置地暖裝置并組成一體，結構簡單，制造成本低；可以綜合實現(xiàn)傳統(tǒng)的風機盤管制冷和地板采暖的有機組合，運行穩(wěn)定，能效高，節(jié)能環(huán)保；其地板采暖利用地板的熱輻射原理進行采暖，按照冷熱空氣對流原理，可以實現(xiàn)“暖從腳底生”的高舒適程度。(2)本實用新型的地板采暖是直接從室內機組而非從室外主機獨立連接水介質(或者熱容量較大的其他液態(tài)介質)系統(tǒng)至該房間的采暖管，節(jié)省成本，安裝十分方便，運行十分可靠。(3)通過在風機盤管(室內機組)部分設置地暖裝置并組成一體，將室內換熱器與水氟換熱器并聯(lián)連接，由第一控制閥門和第一控制閥門不同的開啟/關閉控制組合，可以實現(xiàn)“風機盤管獨立制冷”、“風機盤管+地板混合制冷”兩種制冷功能，以及“地板獨立制熱”、“風機盤管獨立制熱”、“地板+風機盤管混合制熱”三種制熱功能，可以由用戶使用時自己根據(jù)不同的需求自由選擇，也可以由制造商在設計時根據(jù)不同采暖市場取舍設置，非常方便。(4)由于本實用新型綜合提供“風機盤管獨立制熱”功能以及“地板+風機盤管混合制熱”功能，可以實現(xiàn)快速啟動供暖，快速增大供暖量，可提供滿足腳底及全身舒適性的大熱量高舒適度環(huán)境。特別的，在地板采暖故障期間，“風機盤管獨立制熱”功能還可以提供正常的備用供熱。(5)特別地，本實用新型充分利用傳統(tǒng)地暖采暖的采暖管，創(chuàng)造性地將經過水氟換熱器冷卻的水介質(或者熱容量較大的其他液態(tài)介質)流入埋設于地板下的采暖管，實現(xiàn)“風機盤管+地板混合制冷”制冷功能，在傳統(tǒng)的風機盤管制冷基礎上，同時實現(xiàn)房間降溫和地板涼颼颼的舒適感覺，達到新穎而又更高品質的制冷舒適度。綜上所述，本實用新型可以相當完美地綜合解決一個房間(或者其他單元區(qū)域)的制冷和采暖需求，并兼具有“風機盤管獨立制冷”、“風機盤管+地板混合制冷”、“地板獨立制熱”、“風機盤管獨立制熱”、“地板+風機盤管混合制熱”及抽濕、通風等多種綜合功能。


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以下結合附圖就本實用新型所述的單元式空調地暖機的具體技術方案作進一步的說明。圖1為傳統(tǒng)風機盤管部分(室內機組)的內部結構圖。圖2為本實用新型風機盤管部分(室內機組)的內部結構圖。圖3為本實用新型的“風機盤管獨立制冷”功能、“地板獨立制熱”功能的冷媒流程圖。圖4為本實用新型的“風機盤管獨立制冷”功能、“地板+風機盤管混合制熱”功能的冷媒流程圖。圖5為本實用新型的“風機盤管+地板混合制冷”功能、“地板+風機盤管混合制熱”功能的冷媒流程圖。上述附圖3、附圖4、附圖5中冷媒流程示意:實箭頭:制冷時冷媒流向；虛箭頭:制熱時冷媒流向。圖中部件對應名稱如下:1、殼體；2、室內換熱器；3、室內風機；4、室內電機；5、接頭A ;6、接頭B ;7、補水口 ；8、地暖回水口 ；9、地暖出水口 ；10、排氣閥；11、第一控制閥門；12、水氟換熱器；13、安全閥；14、第一節(jié)流裝置；15、循環(huán)水泵；16、第二控制閥門；17、第二節(jié)流裝置；18、風機盤管(室內機組)；19、采暖管；20、連管；21、室外風機；22、室外電機；23、室外換熱器、24、四通閥；25、壓縮機；26、截止閥；27、室外主機。
具體實施方式
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以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。如圖2至圖5所示，一種單元式空調地暖機，包括壓縮機25、四通閥24、室外換熱器23、節(jié)流裝置、室內換熱器2連接而形成的換熱工質循環(huán)回路，具體由室外主機部分和風機盤管部分組成，風機盤管部分包括電氣系統(tǒng)和室內換熱器2，其特征是，所述風機盤管部分還包括有地暖裝置，地暖裝置至少包括水氟換熱器12和循環(huán)水泵15，水氟換熱器12與所述室內換熱器2通過連管20以并聯(lián)方式連接起來，并且水氟換熱器12和室內換熱器2的并聯(lián)支路上各自串聯(lián)有第一控制閥門11、第二控制閥門16。所述水氟換熱器12和室內換熱器2的并聯(lián)支路上還各自串聯(lián)有第一節(jié)流裝置14、第二節(jié)流裝置17。所述控制閥門16、17是電磁閥。所述節(jié)流裝置14、17為熱力膨脹閥、電子膨脹閥或者毛細管。所述控制閥門16、17是兼作節(jié)流裝置使用的電子膨脹閥。還包括埋設于地板下的采暖管19，所述地暖裝置還設置有地暖出水口 9和地暖回水口 8，水氟換熱器12和循環(huán)水泵15經地暖出水口 9和地暖回水口 8與采暖管19通過連管20連接。還包括有水箱，所述地暖裝置還設置有地暖出水口 9和地暖回水口 8，水箱與地暖出水口 9和地暖回水口 8通過連管20連接。一種單元式空調地暖機的電氣控制方法，其特征是，制冷時，所述電氣系統(tǒng)控制室內機組部分的各個控制閥門，使第一控制閥門11處于開啟狀態(tài)，第二控制閥門16處于關閉狀態(tài)，實現(xiàn)風機盤管18獨立制冷功能。一種單元式空調地暖機的電氣控制方法，其特征是，制熱時，所述電氣系統(tǒng)控制室內機組部分的各個控制閥門，使第一控制閥門11處于開啟狀態(tài)，第二控制閥門16處于關閉狀態(tài)，實現(xiàn)風機盤管18獨立制熱功能。一種單元式空調地暖機的電氣控制方法，其特征是，制熱時，所述電氣系統(tǒng)控制室內機組部分的各個控制閥門，使第一控制閥門11處于關閉狀態(tài)，第二控制閥門16處于開啟狀態(tài)，實現(xiàn)地板獨立制熱功能。[0050]單元式空調地暖機的電氣控制方法，其特征是，制冷時，所述電氣系統(tǒng)控制室內機組部分的各個控制閥門，使第一控制閥門11和第二控制閥門16均處于開啟狀態(tài)，實現(xiàn)風機盤管18和地板混合制冷功能。 單元式空調地暖機的電氣控制方法，其特征是，制熱時，所述電氣系統(tǒng)控制室內機組部分的各個控制閥門，使第一控制閥門11和第二控制閥門16均處于開啟狀態(tài)，實現(xiàn)地板和風機盤管18混合制熱功能(一)本實用新型各種制冷、制熱功能:它能實現(xiàn)“風機盤管獨立制冷”、“風機盤管+地板混合制冷”兩種制冷功能，以及“地板獨立制熱”、“風機盤管獨立制熱”、“地板+風機盤管混合制熱”三種制熱功能，可以由用戶使用時自己根據(jù)不同的需求自由選擇，也可以由制造商根據(jù)不同采暖市場在設計時取舍設置，非常方便。例如:在設計時可以只采用最基本的“風機盤管獨立制冷”和“地板獨立制熱”功能。(二)關于控制閥門的設置及各電控部件的開閉控制:1、本實用新型的單元式空調地暖機一般將控制閥門設置為電磁閥，下述情況，可以將控制閥門簡化設置為單向閥:(I)假若本實用新型在設計時只采用“風機盤管獨立制冷”功能(地板不制冷)，則第二控制閥門可以設置為單向閥(單向閥設置方向:在壓縮機壓縮冷媒經四通閥轉換形成制冷循環(huán)時，反向；即制熱循環(huán)時，順向)。(2)假若本實用新型在設計時只采用“地板獨立制熱”功能(風機盤管不制熱)，則第一控制閥門可以設置為單向閥(單向閥設置方向:在壓縮機25壓縮冷媒經四通閥轉換形成制熱循環(huán)時，反向 ；即制冷循環(huán)時，順向)。(3)例如前述設計時只采用最基本“風機盤管獨立制冷”和“地板獨立制熱”兩項功能的實施情況下，第一控制閥門11和第二控制閥門16可以對應設置為單向閥、單向閥，以便節(jié)省成本，簡化控制。若控制閥門設置為單向閥，為了避免空調機組運行致使該單向閥所在并聯(lián)支路的室內換熱器2或者水氟換熱器12在單向閥反向期間不適當?shù)刭A存過量冷媒，可以在單向閥兩端，并聯(lián)連接一條旁通毛細管。相應地，若控制閥門設置為電磁閥，為了避免空調機組運行致使該電磁閥所在并聯(lián)支路的室內換熱器2或者水氟換熱器12在電磁閥關閉期間不適當?shù)刭A存過量冷媒，也可以設計由電氣系統(tǒng)控制該電磁閥在關閉期間短暫性(極短時間)開啟。2、當本實用新型所使用節(jié)流裝置為電子膨脹閥并且設置于室內換熱器2或者水氟換熱器12并聯(lián)支路時，可以利用電子膨脹閥的零流量或者極小流量控制功能，將室內換熱器2或者水氟換熱器12并聯(lián)支路上的控制閥門和節(jié)流裝置合并設置為電子膨脹閥。即利用電子膨脹閥同時作為控制閥門和節(jié)流裝置綜合使用。3、本實用新型運行前述各種制冷、制熱功能(模式)時，壓縮機25、四通閥24、室外風機21、室內風機3、循環(huán)水泵15、控制閥門等部件的開啟、關閉情況，詳見下述《主要電控部件邏輯表》(.:開啟；〇:關閉):
權利要求1.一種單元式空調地暖機，包括壓縮機、四通閥、室外換熱器、節(jié)流裝置、室內換熱器連接而形成的換熱工質循環(huán)回路，具體由室外主機部分和風機盤管部分組成，風機盤管部分包括電氣系統(tǒng)和室內換熱器，其特征是，所述風機盤管部分還包括有地暖裝置，地暖裝置至少包括水氟換熱器和循環(huán)水泵，水氟換熱器與所述室內換熱器通過連管以并聯(lián)方式連接起來，并且水氟換熱器和室內換熱器的并聯(lián)支路上各自串聯(lián)有第一控制閥門、第二控制閥門。
2.根據(jù)權利要求1所述單元式空調地暖機，其特征是，所述水氟換熱器和室內換熱器的并聯(lián)支路上還各自串聯(lián)有第一節(jié)流裝置、第二節(jié)流裝置。
3.根據(jù)權利要求1所述單元式空調地暖機，其特征是，所述控制閥門是電磁閥。
4.根據(jù)權利要求1所述單元式空調地暖機，其特征是，所述節(jié)流裝置為熱力膨脹閥、電子膨脹閥或者毛細管。
5.根據(jù)權利要求1所述單元式空調地暖機，其特征是，所述控制閥門是兼作節(jié)流裝置使用的電子膨脹閥。
6.根據(jù)權利要求1至5任一項所述單元式空調地暖機，其特征是，還包括埋設于地板下的采暖管，所述地暖裝置還設置有地暖出水口和地暖回水口，水氟換熱器和循環(huán)水泵經地暖出水口和地暖回水口與采暖管通過連管連接。
7.根據(jù)權利要求1至5任一項所述單元式空調地暖機，其特征是，還包括有水箱，所述地暖裝置還設置有地暖出水口和地暖回水口，水箱與地暖出水口和地暖回水口通過連管連接。
專利摘要本實用新型公開一種單元式空調地暖機，旨在提供一種結構簡單，制造成本低，安裝方便，能效高，有備用供熱保障，可快速啟動/增大供暖量，采暖舒適度高，兼具涼颼地板冷感新穎又高品質制冷舒適度的空調地暖裝置。它由室外主機以及電氣系統(tǒng)和室內換熱器組成的風機盤管組成，風機盤管上設置有包含水氟換熱器的地暖裝置，水氟換熱器與室內換熱器以并聯(lián)方式連接，在水氟換熱器和室內換熱器的并聯(lián)支路上各自串聯(lián)有控制閥門，通過控制閥門不同開啟/關閉狀態(tài)，實現(xiàn)風機盤管制冷、風機盤管+地板混合制冷、地板制熱、風機盤管制熱、地板+風機盤管混合制熱等功能。適用于需要綜合解決制冷和采暖需求的場合，如辦公室，尤其家庭。
文檔編號F24D3/14GK203011004SQ201220735970
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權日2012年12月28日
發(fā)明者黃春海 申請人:黃春海, 李延, 趙曉軍