本發(fā)明涉及空調(diào)/熱泵供暖熱水系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提高，在滿足室內(nèi)供暖、空調(diào)和提供熱水需求同時(shí)，也要求盡可能節(jié)能和低碳環(huán)保，多功能熱泵熱水機(jī)組是最適合的設(shè)備，也是當(dāng)前最熱門的研究課題，也有許多的專利，包括本申請(qǐng)人也申請(qǐng)和被授權(quán)了許多多功能熱水熱泵的專利，但是由于制冷劑是多回路系統(tǒng)，廠家在生產(chǎn)過程還是遇到困難。而目前的冷暖水風(fēng)機(jī)，制冷劑循環(huán)于空氣換熱器和水冷換熱器之間，通過一個(gè)四通閥切換制冷劑循環(huán)方向，可以實(shí)現(xiàn)制作供暖熱水和空調(diào)冷水的兩個(gè)功能，但是無法實(shí)現(xiàn)在夏天制冷空調(diào)時(shí)制洗浴熱水的功能，不能利用制冷時(shí)排放到空環(huán)境氣中的廢熱制熱水。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有多功能供暖空調(diào)熱水熱泵制冷劑回路復(fù)雜的缺點(diǎn)，保留現(xiàn)有冷水空調(diào)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和制冷劑在單一回路循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)其不能組織制冷空調(diào)同時(shí)制洗浴熱水的不足，更好地發(fā)揮熱泵的節(jié)能作用，本發(fā)明提出一種水自循環(huán)換熱式冷暖熱水三用機(jī)，通過改進(jìn)冷水空調(diào)機(jī)的制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，能夠執(zhí)行冬季制供暖熱氣，夏季制空調(diào)冷氣的同時(shí)制洗浴熱水，單獨(dú)制空調(diào)冷氣，一年四季單獨(dú)制洗浴熱水的四種運(yùn)行模態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)供暖、空調(diào)和制洗浴熱水的三用目的。本發(fā)明制冷劑回路簡(jiǎn)單，技術(shù)易于實(shí)現(xiàn)，節(jié)能效果好。

本發(fā)明的三換熱器同回路的冷暖熱水熱泵機(jī)組的技術(shù)方案

本發(fā)明的水自循環(huán)換熱式冷暖熱水三用機(jī)，包括壓縮機(jī)，四通閥，室內(nèi)、室外風(fēng)換熱器，節(jié)流器，氣液分離器，室內(nèi)、室外風(fēng)換熱器配置的室內(nèi)、室外風(fēng)機(jī)，儲(chǔ)熱水箱,兩個(gè)水換熱器：第一、第二水換熱器，以及制冷劑回路的四個(gè)單向閥：第一、二、三、四單向閥；所述的四通閥有四個(gè)接口，四通閥的進(jìn)氣口單獨(dú)置于四通閥體的一側(cè)，四通閥體的另一側(cè)布置有三個(gè)接口：左接口、中接口和右接口；四通閥處在制冷劑做熱泵循環(huán)時(shí)，四通閥體的進(jìn)氣口與左接口連通，中接口與右接口連通，四通閥處在制冷劑做制冷循環(huán)時(shí)，四通閥體的進(jìn)氣口與右接口連通，中接口與左接口連通；所述的節(jié)流器是雙向節(jié)流器或毛細(xì)管節(jié)流器；在節(jié)流器兩端靠近室內(nèi)、室外風(fēng)換熱器左端接口的制冷劑管路上布置有第一、二溫度傳感器，在壓縮機(jī)排氣、進(jìn)氣管路上布置有壓力傳感器；

其特征在于：所述的水自循環(huán)換熱式冷暖熱水三用機(jī)，其制冷劑回路的結(jié)構(gòu)和連接方式是：壓縮機(jī)的排氣口與四通閥的進(jìn)氣口連接，四通閥的左接口與第一水換熱器盤管的進(jìn)口連接，第一水換熱器盤管的出口與第一單向閥的進(jìn)口連接，第一單向閥的出口與第二單向閥的進(jìn)口的并聯(lián)接口與室內(nèi)風(fēng)換熱器的右端氣體進(jìn)出接口連接，室內(nèi)風(fēng)換熱器的左端液體進(jìn)出接口與節(jié)流器的第一端口連接，節(jié)流器的第二端口與室外風(fēng)換熱器的左端液體進(jìn)出接口連接；四通閥的右接口與第二水換熱器盤管的進(jìn)口和第四單向閥的出口的并聯(lián)接口連接；第二水換熱器盤管的出口與第三單向閥的進(jìn)口連接，第三單向閥的出口與第四單向閥的進(jìn)口的并聯(lián)接口與室外風(fēng)換熱器的右端氣體進(jìn)出接口連接；四通閥的中接口與氣液分離器的進(jìn)口連接；氣液分離器的出口與壓縮機(jī)的進(jìn)口連接；所連成的回路插接有制冷劑進(jìn)液閥，回路充注有制冷劑；在制冷劑回路中第一水換熱器盤管與第一、二單向閥，第二水換熱器盤管與第三、四單向閥構(gòu)成了只允許壓縮機(jī)的排氣通過，不允許流向壓縮機(jī)的低壓低溫制冷劑氣體通過的制冷劑單向流水換熱器組件；

所述的水自循環(huán)換熱式冷暖熱水三用機(jī)，其特征在于：所述制冷劑單向流水換熱器組件的兩個(gè)換熱器盤管是同置于一個(gè)灌筒內(nèi)的單筒雙管式水換熱器，或是兩個(gè)板式或筒管式換熱器水路并聯(lián)的并聯(lián)式水換熱器，統(tǒng)稱為制冷劑單向流水換熱器組件；制冷劑單向流水換熱器組件的進(jìn)、出水接口為大口徑接口，進(jìn)、出水管接頭上布置有第三、四溫度傳感器；

所述的水自循環(huán)換熱式冷暖熱水三用機(jī)，其特征在于：其系統(tǒng)由三部件：室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)和儲(chǔ)熱水箱組成；室外機(jī)安裝有壓縮機(jī)、四通閥、室外風(fēng)換熱器及室外風(fēng)機(jī)、節(jié)流器、氣液分離器和制冷劑單向流水換熱器組件；室內(nèi)機(jī)安裝有室內(nèi)風(fēng)換熱器及室內(nèi)風(fēng)機(jī)；室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)的制冷劑回路用可拆卸銅管連接；所述的儲(chǔ)熱水箱設(shè)有四個(gè)接口：循環(huán)冷水、循環(huán)熱水、自來水進(jìn)水和熱水出水接口，分設(shè)在儲(chǔ)熱水箱的底下部、頂上部、底下部和頂上部；在儲(chǔ)熱水箱的上部安裝有插入水箱內(nèi)的第五溫度傳感器；直立式的儲(chǔ)熱水箱安裝時(shí)，其底部的位置應(yīng)高于制冷劑單向流水換熱器組件的水換熱器底部的位置，儲(chǔ)熱水箱的頂部位置應(yīng)高于水換熱器的頂部，高越多越好；橫掛式的儲(chǔ)熱水箱，其安裝的位置應(yīng)高于水換熱器的頂部，高越多越好；循環(huán)冷水和循環(huán)熱水的接口都為大口徑接口，分別用大口徑的連接管與制冷劑單向流水換熱器組件的進(jìn)、出水接口連接；水換熱器、儲(chǔ)熱水箱及其連接管路都包有隔熱保溫材料；在循環(huán)冷水連接管的低位處插接有放水管，放水管上安裝有放水閥；

所述的水自循環(huán)換熱式冷暖熱水三用機(jī)，其特征在于：其制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，只通過一個(gè)四通閥的切換就能獲得制冷劑兩種循環(huán)方式和組織四種運(yùn)行模態(tài)；制冷劑兩種循環(huán)方式是：熱泵循環(huán)和制冷循環(huán)；熱泵循環(huán)的制冷劑流程是：壓縮機(jī)→四通閥的進(jìn)氣口到左接口→第一水換熱器盤管→第一單向閥→室內(nèi)風(fēng)換熱器→節(jié)流器→室外風(fēng)換熱器→第四單向閥→四通閥的右接口到中接口→氣液分離器→壓縮機(jī)；制冷循環(huán)的制冷劑流程是：壓縮機(jī)→四通閥的進(jìn)氣口到右接口→第二水換熱器盤管→第三單向閥→室外風(fēng)換熱器→節(jié)流器→室內(nèi)風(fēng)換熱器→第二單向閥→四通閥的左接口到中接口→氣液分離器→壓縮機(jī)；在熱泵循環(huán)可執(zhí)行兩個(gè)運(yùn)行模態(tài)：制熱氣和制熱水模態(tài)，四通閥處在熱泵循環(huán)狀態(tài)；制熱氣模態(tài)時(shí)，壓縮機(jī)、室內(nèi)、室外風(fēng)機(jī)開啟；制熱水模態(tài)時(shí)，壓縮機(jī)開啟、室內(nèi)風(fēng)機(jī)停止、室外風(fēng)機(jī)開啟；在制冷循環(huán)可執(zhí)行兩個(gè)運(yùn)行模態(tài)：制冷氣和制冷氣兼制熱水模態(tài)，以及除霜模態(tài)，四通閥處在制冷循環(huán)狀態(tài)；制冷氣模態(tài)時(shí)，壓縮機(jī)、室內(nèi)、室外風(fēng)機(jī)開啟；制冷氣兼制熱水模態(tài)時(shí)，壓縮機(jī)、室內(nèi)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，室外風(fēng)機(jī)停止；除霜模態(tài)時(shí)，壓縮機(jī)開啟、室內(nèi)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，室外風(fēng)機(jī)停止。

本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)主要有：

1、所述的水自循環(huán)換熱式冷暖熱水三用機(jī)，在一般冷暖空調(diào)機(jī)的制冷系統(tǒng)基礎(chǔ)上增添了一個(gè)制冷劑單向流水換熱器組件，它由兩個(gè)換熱器盤管套裝在同一筒殼內(nèi)，兩個(gè)換熱器盤管又分別與兩個(gè)單向閥構(gòu)成兩個(gè)制冷劑單向流水換熱器，這種結(jié)構(gòu)有特點(diǎn)是：每路換熱器盤管只能允許壓縮機(jī)排氣的高溫制冷劑通過，不允許回流到壓縮機(jī)的低溫制冷劑通過；采用把兩路換熱器盤管分別安裝在制冷劑回路的節(jié)流器兩側(cè)時(shí)，無論是熱泵循環(huán)或制冷循環(huán)，水換熱器組件都能收集到制冷劑的熱量，而不會(huì)被低溫制冷劑帶走熱量。

2、本發(fā)明的水換熱器組件的進(jìn)、出水口與儲(chǔ)熱水箱采用大口徑管連接，由于儲(chǔ)熱水箱的位置高于水換熱器，當(dāng)水換熱器的水被通過的熱制冷劑加熱時(shí)，水換熱器的熱水密度低于儲(chǔ)熱水箱的水密度，水換熱器水側(cè)底部的水壓大于頂部的水壓，儲(chǔ)熱水箱的水就會(huì)從循環(huán)冷水的連接管流進(jìn)水換熱器，水換熱器頂部的熱水就會(huì)通過循環(huán)熱水連接管，流進(jìn)儲(chǔ)熱水箱，水循環(huán)無需水循環(huán)泵，依靠水換熱器加熱水時(shí)產(chǎn)生浮升力，自然對(duì)流循環(huán)，控制簡(jiǎn)單，水換熱器和儲(chǔ)熱水箱獨(dú)立制作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易批量生產(chǎn)。

3、本發(fā)明的冷暖熱水三用機(jī)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先制熱水原則，只要壓縮機(jī)開動(dòng)，無論何種循環(huán)，水換熱器組件都會(huì)開始加熱水；因此在夏天首先執(zhí)行制冷氣兼制熱水模態(tài)，隨水箱的水溫升高，水換熱器的換熱量減少，制冷劑的熱量就主要通過室外風(fēng)換熱器散熱給環(huán)境空氣，保證空調(diào)能夠繼續(xù)；在春秋季無需要空調(diào)和供暖時(shí)，采用熱泵循環(huán)制熱水，室內(nèi)風(fēng)換熱器停止，集中制熱水；在冬季室內(nèi)、室外風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，水換熱器組件收集過熱制冷劑的熱量，而大部分凝結(jié)熱量通過室內(nèi)風(fēng)換熱器傳給室內(nèi)空氣。

4、此結(jié)構(gòu)的熱泵制冷劑在一個(gè)串聯(lián)回路運(yùn)行，制冷劑量便于優(yōu)化，運(yùn)行時(shí)制冷劑量不變，運(yùn)行穩(wěn)定。

5、本發(fā)明機(jī)組除霜利用儲(chǔ)熱水箱熱水的熱量，除霜熱量充足，因此能夠在短時(shí)間內(nèi)除霜徹底，能夠保證水自循環(huán)換熱式冷暖熱水三用機(jī)冬季正常運(yùn)行。

綜上所述，本發(fā)明的水自循環(huán)換熱式冷暖熱水三用機(jī)的先進(jìn)性、創(chuàng)新性和實(shí)用性明顯。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的水自循環(huán)換熱式冷暖熱水三用機(jī)實(shí)施例1的基本結(jié)構(gòu)示意圖和熱泵循環(huán)流程說明圖。

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的制冷循環(huán)流程說明圖。

圖3是本發(fā)明的實(shí)施例1的水換熱器組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖，進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅限于此。

實(shí)施例1

如圖1、2所示，本發(fā)明的水自循環(huán)換熱式冷暖熱水三用機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，包括壓縮機(jī)1，四通閥2，室內(nèi)、室外風(fēng)換熱器4、6，節(jié)流器5，氣液分離器7，室內(nèi)、室外風(fēng)換熱器分別配置有室內(nèi)、室外風(fēng)機(jī)4a、6a，兩個(gè)水換熱器：第一、第二水換熱器，制冷劑回路的四個(gè)單向閥：第一、二、三、四單向閥d1、d2、d3、d4和儲(chǔ)熱水箱8；所述的四通閥2有四個(gè)接口，四通閥的進(jìn)氣口單獨(dú)置于四通閥體的一側(cè)，四通閥體的另一側(cè)布置有三個(gè)接口：左接口、中接口和右接口；四通閥處在制冷劑做熱泵循環(huán)時(shí)，四通閥體的進(jìn)氣口與左接口連通，中接口與右接口連通，四通閥處在制冷劑做制冷循環(huán)時(shí)，四通閥體的進(jìn)氣口與右接口連通，中接口與左接口連通；節(jié)流器是雙向節(jié)流器或毛細(xì)管節(jié)流器5；在節(jié)流器兩端靠近室內(nèi)、室外風(fēng)換熱器左端接口的制冷劑管路上布置有第一、二溫度傳感器t1、t2，在壓縮機(jī)排氣、進(jìn)氣管路上布置有壓力傳感器p1、p2；所述的第一、二水換熱器的兩個(gè)換熱器盤管3a、3b同置于一個(gè)灌筒內(nèi)，是單筒雙管式水換熱器3；其制冷劑回路的結(jié)構(gòu)和連接方式是：壓縮機(jī)1的排氣口與四通閥的進(jìn)氣口連接，四通閥的左接口與第一水換熱器盤管3a的進(jìn)口連接，第一水換熱器盤管的出口與第一單向閥d1的進(jìn)口連接，第一單向閥的出口與第二單向閥d2的進(jìn)口的并聯(lián)接口與室內(nèi)風(fēng)換熱器4的右端氣體進(jìn)出接口連接，室內(nèi)風(fēng)換熱器4的左端液體進(jìn)出接口與節(jié)流器5的第一端口連接，節(jié)流器的第二端口與室外風(fēng)換熱器6的制冷劑通路的左端液體進(jìn)出接口連接；四通閥2的右接口與第二水換熱器盤管3b的進(jìn)口和第四單向閥d4的出口的并聯(lián)接口連接；第二水換熱器盤管3b的出口與第三單向閥d3的進(jìn)口連接，第三單向閥出口與第四單向閥進(jìn)口的并聯(lián)接口與室外風(fēng)換熱器6的右端氣體進(jìn)出接口連接；四通閥的中接口與氣液分離器的進(jìn)口連接；氣液分離器的出口與壓縮機(jī)進(jìn)口連接；所連成的回路插接有制冷劑進(jìn)液閥，通過制冷劑充注接頭gf，回路內(nèi)充注有制冷劑r22或r134a；在制冷劑回路中第一水換熱器盤管與第一、二單向閥，第二水換熱器盤管與第三、四單向閥構(gòu)成了只允許壓縮機(jī)的排氣通過，不允許流向壓縮機(jī)的低壓低溫制冷劑氣體通過的制冷劑單向流水換熱器組件。

附圖3為水換熱器組件的結(jié)構(gòu)示意圖；制冷劑單向流水換熱器組件的兩路換熱器盤管3a、3b是同置于一個(gè)灌筒內(nèi)的單筒雙管式水換熱器；制冷劑單向流水換熱器組件的進(jìn)、出水接口為大口徑接口，進(jìn)、出水接口的管接頭上分別安裝有第三、四溫度傳感器t3、t4。

實(shí)施例1的水自循環(huán)換熱式冷暖熱水三用機(jī)，其系統(tǒng)由三部件：室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)和儲(chǔ)熱水箱組成；參見圖1的破線框，室外機(jī)安裝有壓縮機(jī)1、四通閥2、室外風(fēng)換熱器6及室外風(fēng)機(jī)6a、節(jié)流器4、氣液分離器7和制冷劑單向流水換熱器組件的單筒雙管式水換熱器3和第一、二、三、四單向閥；室內(nèi)機(jī)安裝有室內(nèi)風(fēng)換熱器4及室內(nèi)風(fēng)機(jī)4a；室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)的制冷劑回路用可拆卸銅管連接；所述的儲(chǔ)熱水箱8設(shè)有四個(gè)接口：循環(huán)冷水、循環(huán)熱水、自來水進(jìn)水和熱水出水接口，分設(shè)在儲(chǔ)熱水箱的底下部、頂上部、底下部和頂上部，儲(chǔ)熱水箱的上部安裝有插入水箱內(nèi)的第五溫度傳感器t5；實(shí)施例1的儲(chǔ)熱水箱是直立式的儲(chǔ)熱水箱，直立安裝，其底部的位置高于制冷劑單向流水換熱器組件的水換熱器底部的位置，儲(chǔ)熱水箱的頂部位置高于水換熱器的頂部；循環(huán)冷水和循環(huán)熱水的接口都為大口徑接口，分別用大口徑的連接管l1、l2與制冷劑單向流水換熱器組件的進(jìn)、出水接口連接，連接管路上安裝有閥門f3、f4；制冷劑單向流水換熱器組件、儲(chǔ)熱水箱及其連接管路都包有隔熱保溫材料；儲(chǔ)熱水箱的自來水進(jìn)水接口連接的進(jìn)水管接頭上安裝有進(jìn)水閥f1和進(jìn)水單向閥df，留與自來水管連接；熱水出水接口連接的熱水管接頭安裝有熱水出水閥f2，留與用戶的熱水管連接；在循環(huán)冷水連接管l1的低位處插接有放水管，放水管上安裝有放水閥f3。

參看附圖1、2，進(jìn)一步說明本發(fā)明的水自循環(huán)換熱式冷暖熱水三用機(jī)，只通過一個(gè)四通閥的切換就能獲得制冷劑兩種循環(huán)方式和組織四種運(yùn)行模態(tài)的工作原理；制冷劑兩種循環(huán)方式是：熱泵循環(huán)和制冷循環(huán)。

熱泵循環(huán)的制冷劑流程是，參看附圖1：壓縮機(jī)1→四通閥2的進(jìn)氣口到左接口→第一水換熱器盤管3a→第一單向閥d1→室內(nèi)風(fēng)換熱器4→節(jié)流器5→室外風(fēng)換熱器6→第四單向閥d4→四通閥2的右接口到中接口→氣液分離器7→壓縮機(jī)1；在熱泵循環(huán)可執(zhí)行兩個(gè)運(yùn)行模態(tài)：制熱氣和制熱水模態(tài)，四通閥處在熱泵循環(huán)狀態(tài)；制熱氣模態(tài)時(shí)，壓縮機(jī)1、室內(nèi)、室外風(fēng)機(jī)4a、6a開啟；制熱水模態(tài)時(shí)壓縮機(jī)開啟、室內(nèi)風(fēng)機(jī)4a停止、室外風(fēng)機(jī)6a開啟。

制冷循環(huán)的制冷劑流程是，參看附圖2：壓縮機(jī)1→四通閥2的進(jìn)氣口到右接口→第二水換熱器盤管3b→第三單向閥d3→室外風(fēng)換熱器6→節(jié)流器5→室內(nèi)風(fēng)換熱器6→第二單向閥d2→四通閥2的左接口到中接口→氣液分離器7→壓縮機(jī)1；在制冷循環(huán)可執(zhí)行兩個(gè)運(yùn)行模態(tài)：制冷氣和制冷氣兼制熱水模態(tài)，四通閥處在制冷循環(huán)狀態(tài)；制冷氣模態(tài)時(shí)，壓縮機(jī)、室內(nèi)、室外風(fēng)機(jī)開啟；制冷氣兼制熱水模態(tài)時(shí)制冷氣模態(tài)時(shí)壓縮機(jī)、室內(nèi)風(fēng)機(jī)4a運(yùn)轉(zhuǎn)、室外風(fēng)機(jī)6a停止。

除霜模態(tài)也選擇制冷循環(huán)，室內(nèi)、外風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。