專利名稱：家庭熱泵熱水器和中央空調(diào)聯(lián)用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空調(diào)設(shè)備，特別是涉及一種家庭熱泵熱水器和中央空調(diào)聯(lián)用 裝置。
背景技術(shù)：
家用熱水器和空調(diào)器是城鎮(zhèn)家庭的兩大高耗能電器，目前，我國(guó)大部分城鎮(zhèn)家庭都擁有這兩種家用電器，并且其購(gòu)置費(fèi)和日常電費(fèi)在家庭開(kāi)銷中占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。當(dāng)前， 在中國(guó)政府大力號(hào)召節(jié)能減排的形勢(shì)下，熱泵熱水器正以其高效節(jié)能的優(yōu)勢(shì)迅猛擴(kuò)充其在家用熱水器的市場(chǎng)份額。為了更加節(jié)能，可利用熱泵系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)原理相似進(jìn)行熱水器和空調(diào)器一體機(jī)的設(shè)計(jì)和制造。中國(guó)專利就公開(kāi)了一種空調(diào)器制熱水附加裝置(專利號(hào) 02M8731.X)，它由交換箱和儲(chǔ)熱水箱兩部分構(gòu)成，交換箱內(nèi)包括熱交換器、電磁閥、毛細(xì)管、水磁化器和溫度傳感器等構(gòu)成。廈門源惠科技有限公司和格力空調(diào)都有類似的熱水空調(diào)一體機(jī)產(chǎn)品面市，但這些產(chǎn)品的共有缺點(diǎn)是一臺(tái)熱水器只帶動(dòng)一臺(tái)室內(nèi)機(jī)，不能滿足一個(gè)家庭“1臺(tái)熱水器+多臺(tái)空調(diào)機(jī)”的現(xiàn)狀需求。如果采用一拖多的冷媒系統(tǒng)，冷媒接管太長(zhǎng)，配冷不均及冷媒易泄漏等問(wèn)題經(jīng)常發(fā)生而不被消費(fèi)者接受。另外，由于只帶動(dòng)一臺(tái)內(nèi)機(jī)，制冷制熱同時(shí)進(jìn)行的時(shí)段不長(zhǎng)，一體機(jī)大部分時(shí)間還是處于單獨(dú)制熱的狀態(tài)，在不需要空調(diào)時(shí)，其性能系數(shù)不會(huì)高于一般熱泵熱水器。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種制冷制熱效率高的家庭熱泵熱水器和中央空調(diào)聯(lián)用裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是本實(shí)用新型是一種家庭熱泵熱水器和中央空調(diào)聯(lián)用裝置，它由熱泵熱水器和中央空調(diào)系統(tǒng)組成；所述的熱泵熱水器包括可變速壓縮機(jī)、熱水器、雙功能換熱器、冷水箱、甲電磁閥、毛細(xì)管、乙電磁閥、膨脹閥、冷水泵和若干風(fēng)機(jī)盤管；所述的可變速壓縮機(jī)、熱水器、并聯(lián)在一起的甲電磁閥和毛細(xì)管、雙功能換熱器、乙電磁閥、膨脹閥、冷水箱依次連接；所述的中央空調(diào)系統(tǒng)包括冷水泵、若干風(fēng)機(jī)盤管和冷水箱，冷水泵、若干風(fēng)機(jī)盤管通過(guò)水管與冷水箱依次連接。所述的熱泵熱水器還包括干燥過(guò)濾器，該干燥過(guò)濾器設(shè)置在熱水器與并聯(lián)在一起的甲電磁閥和毛細(xì)管之間的管路上。所述的膨脹閥為熱力膨脹閥或電子膨脹閥。所述的熱水器主要由殼體、塔形銅質(zhì)螺旋盤管、溫度控制器、水位控制器、補(bǔ)水電磁閥和排污閥組成；所述的殼體主要由保溫頂蓋、外殼、不銹鋼內(nèi)膽、聚氨酯隔熱材料構(gòu)成， 所述的外殼為開(kāi)式桶狀容器，保溫頂蓋扣接在外殼的敞開(kāi)端形成一個(gè)密閉的空間，外殼為彩色鋼板，在外殼與不銹鋼內(nèi)膽之間填充聚氨酯隔熱材料，在殼體上設(shè)有溫度控制器、水位控制器、熱水龍頭、冷媒進(jìn)口、冷媒出口，溫度控制器控制雙功能換熱器上的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和壓縮機(jī)開(kāi)關(guān)；所述的塔形銅質(zhì)螺旋盤管安裝在殼體內(nèi)，所述的補(bǔ)水電磁閥安裝在殼體的補(bǔ)水管道上，排污閥安裝在殼體的的底部排污口上。所述的冷水箱由殼體、銅質(zhì)螺旋盤管、溫度控制器、水位控制器、補(bǔ)水電磁閥組成； 所述的殼體主要由保溫頂蓋、外殼、不銹鋼內(nèi)膽、聚氨酯隔熱材料構(gòu)成，所述的外殼為開(kāi)式桶狀容器，保溫頂蓋扣接在外殼的敞開(kāi)端形成一個(gè)密閉的空間，外殼為彩色鋼板，在外殼與不銹鋼內(nèi)膽之間填充聚氨酯隔熱材料，在殼體上設(shè)有溫度控制器、水位控制器、冷水出口、 回水口、冷媒進(jìn)口、冷媒出口，溫度控制器控制壓縮機(jī)開(kāi)關(guān)；所述的銅質(zhì)螺旋盤管安裝在殼體內(nèi)，所述的補(bǔ)水電磁閥安裝在殼體的補(bǔ)水管道上。所述的雙功能換熱器由銅管、翅片、可變速風(fēng)機(jī)、箱體組成；所述的銅管、翅片和可變速風(fēng)機(jī)安裝在箱體內(nèi)。采用上述方案后，由于本實(shí)用新型由熱泵熱水器和中央空調(diào)系統(tǒng)組成，采用熱水冷水一體機(jī)加風(fēng)機(jī)盤管，即在制取整套房子空調(diào)用冷水的同時(shí)用沉浸式冷凝器制取家用熱水，再把冷水箱和若干個(gè)風(fēng)機(jī)盤管結(jié)合組成中央空調(diào)系統(tǒng)，使多臺(tái)空調(diào)機(jī)的熱負(fù)荷集中于一個(gè)熱水器，很好地滿足了一個(gè)家庭“1臺(tái)熱水器+多臺(tái)空調(diào)機(jī)”的現(xiàn)狀需求。熱水空調(diào)一體機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是制熱制冷同時(shí)工作時(shí)可使裝置運(yùn)行的性能系數(shù)大幅提高，由于該實(shí)用新型把多處空調(diào)負(fù)荷集中在一起，延長(zhǎng)了機(jī)器同時(shí)制熱制冷的工作時(shí)間，其全年動(dòng)態(tài)能效比肯定優(yōu)于一般的熱水空調(diào)一體機(jī)。所以該裝置的應(yīng)用可使家庭在熱水器和空調(diào)器這兩項(xiàng)電器的購(gòu)置費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)得以大幅下降。其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都十分可觀。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)流程原理圖；圖2是熱水器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是壓縮機(jī)和雙功能換熱器的組裝示意圖；圖4是冷水箱結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型是一種家庭熱泵熱水器和中央空調(diào)聯(lián)用裝置，它由熱泵熱水器1和中央空調(diào)系統(tǒng)2組成。所述的熱泵熱水器1包括可變速壓縮機(jī)11、熱水器12、干燥過(guò)濾器13、雙功能換熱器14、冷水箱15、甲電磁閥16、毛細(xì)管17、乙電磁閥18、膨脹閥19、冷水泵20和若干風(fēng)機(jī)盤管30。所述的可變速壓縮機(jī)11、熱水器12、并聯(lián)在一起的甲電磁閥16和毛細(xì)管17、雙功能換熱器14、乙電磁閥18、膨脹閥19、冷水箱15依次連接。所述的中央空調(diào)系統(tǒng)2包括冷水泵20、若干風(fēng)機(jī)盤管30和冷水箱15。冷水泵20、 若干風(fēng)機(jī)盤管30通過(guò)水管與冷水箱15依次連接。所述的膨脹閥19為熱力膨脹閥或電子膨脹閥。所述的風(fēng)機(jī)盤管30及其搭配的變速開(kāi)關(guān)和溫度控制器安裝于各個(gè)需要空調(diào)的房間或廳堂。如圖2參考圖1所示，所述的熱水器12主要由殼體121、塔形銅質(zhì)螺旋盤管122、溫度控制器123、水位控制器124、補(bǔ)水電磁閥125和排污閥1 組成。所述的殼體121主要由保溫頂蓋1211、外殼1212、不銹鋼內(nèi)膽、聚氨酯隔熱材料構(gòu)成；所述的外殼1212為開(kāi)式桶狀容器，保溫頂蓋1211扣接在外殼1212的敞開(kāi)端形成一個(gè)密閉的空間，外殼1212為彩色鋼板，在外殼1212與不銹鋼內(nèi)膽之間填充聚氨酯隔熱材料，在殼體121上設(shè)有溫度控制器123、水位控制器124、熱水龍頭127、冷媒進(jìn)口 128、冷媒出口 129，溫度控制器123控制雙功能換熱器14上的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和壓縮機(jī)開(kāi)關(guān)；所述的塔形銅質(zhì)螺旋盤管122安裝在殼體121 內(nèi)，所述的補(bǔ)水電磁閥125安裝在殼體121的補(bǔ)水管道上，排污閥1 安裝在殼體底部的排污口上。在本實(shí)施例中，熱水器12實(shí)為制冷系統(tǒng)的冷凝器，主要作用是用自來(lái)水冷卻經(jīng)過(guò)壓縮后的制冷劑氣體，使制冷劑從氣體變?yōu)橐后w，同時(shí)使水溫升高制取熱水。由于換熱過(guò)程中水流的自然趨勢(shì)是冷水往下熱水往上，熱水器12下部的換熱量大于上部換熱量，螺旋盤管采用上部小下部大的塔形結(jié)構(gòu)有利于換熱過(guò)程中的負(fù)荷匹配和強(qiáng)化傳熱。如圖4參考圖1所示，所述的冷水箱15由殼體151、銅質(zhì)螺旋盤管152、溫度控制器153、水位控制器154、補(bǔ)水電磁閥155組成。所述的殼體151主要由保溫頂蓋1511、外殼 1512、不銹鋼內(nèi)膽、聚氨酯隔熱材料構(gòu)成，所述的外殼1512為開(kāi)式桶狀容器，保溫頂蓋1511 扣接在外殼1512的敞開(kāi)端形成一個(gè)密閉的空間，外殼1511為彩色鋼板，在外殼1511與不銹鋼內(nèi)膽之間填充聚氨酯隔熱材料。在殼體151上設(shè)有溫度控制器153、水位控制器154、 冷水出口 156、回水口 157、冷媒進(jìn)口 158、冷媒出口 159，溫度控制器153控制壓縮機(jī)開(kāi)關(guān)； 所述的銅質(zhì)螺旋盤管152安裝在殼體151內(nèi)，所述的補(bǔ)水電磁閥155安裝在殼體151的補(bǔ)水管道上。在本實(shí)施例中，冷水箱15實(shí)為制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器，主要作用是用來(lái)制取空調(diào)用的冷水。當(dāng)空調(diào)負(fù)荷量很小的情況下，通過(guò)冷水箱上的溫度控制器153來(lái)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)出口水溫高于7°C時(shí)，壓縮機(jī)全速運(yùn)行；出口水溫低于6°C時(shí)，壓縮機(jī)開(kāi)始減速運(yùn)行，出口水溫越低，轉(zhuǎn)速越慢，當(dāng)溫度低于某個(gè)設(shè)定值(2°C左右)，為防止水凍結(jié)成冰應(yīng)切斷壓縮機(jī)電源。如圖3所示，所述的可變速壓縮機(jī)11和雙功能換熱器14組裝在一個(gè)箱體內(nèi)，作為 “外機(jī)”安裝于靠近熱水器12的室外。所述的雙功能換熱器14由銅管141、翅片142、可變速風(fēng)機(jī)143、箱體144組成。所述的銅管141、翅片142和可變速風(fēng)機(jī)143均安裝在箱體144 內(nèi)。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中不需要制熱水時(shí)，所述的雙功能換熱器14是冷凝器的替身，此時(shí)，可變速風(fēng)機(jī)143處于全速運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中不需要空調(diào)時(shí)，所述的雙功能換熱器14是蒸發(fā)器的替身，此時(shí)，可變速風(fēng)機(jī)143也處于全速運(yùn)行狀態(tài)；系統(tǒng)同時(shí)制冷制熱時(shí)，所述的雙功能換熱器14是冷凝器的延伸設(shè)備，此時(shí)可變速風(fēng)機(jī)143的轉(zhuǎn)速隨熱水器12中熱水溫度的升高而加快。本實(shí)用新型的工作程序如圖1所示，當(dāng)家庭中有空調(diào)要求的信號(hào)發(fā)出(至少有一臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)扇開(kāi)啟)， 通過(guò)聯(lián)動(dòng)使冷水泵20運(yùn)行，同時(shí)甲電磁閥16開(kāi)啟、乙電磁閥18關(guān)閉、可變速壓縮機(jī)11開(kāi)啟，系統(tǒng)進(jìn)入以空調(diào)為主的運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)中的制冷劑在冷水箱15的銅質(zhì)螺旋盤管152中蒸發(fā)吸熱，使箱里的水溫降低，冷水泵20把冷卻后的水送至風(fēng)機(jī)盤管30里用于冷卻房間空氣。冷水在循環(huán)過(guò)程中不斷把房間空氣的熱量帶回冷水箱15傳給制冷劑，制冷劑在系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)吸熱蒸發(fā)、壓縮升壓、冷凝放熱和節(jié)流降壓等過(guò)程的反復(fù)循環(huán)，不斷把這些熱量連同壓縮功一起轉(zhuǎn)移給熱水器12中的熱水，即聯(lián)用裝置在進(jìn)行空調(diào)的同時(shí)也使熱水器12內(nèi)的水溫不斷上升。制冷制熱同時(shí)進(jìn)行的情況下整個(gè)裝置的性能系數(shù)達(dá)到最高，是單純熱泵熱水器的性能系數(shù)與單純空調(diào)器的性能系數(shù)總和。雙功能換熱器14在制冷制熱同時(shí)進(jìn)行的情況下充當(dāng)冷凝器的部分角色，即經(jīng)過(guò)熱水器12冷卻的制冷劑在雙功能換熱器14中得到進(jìn)一步冷卻或過(guò)冷。雙功能換熱器14上采用變速風(fēng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速由熱水器12中的水溫控制，水溫低轉(zhuǎn)速慢，當(dāng)水溫到達(dá)設(shè)定值時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到最大值，此時(shí)，雙功能換熱器14承擔(dān)了冷凝器的絕大部分排熱負(fù)荷。通過(guò)雙功能換熱器14與熱水器12的聯(lián)合作用可使系統(tǒng)的冷凝溫度(或壓力)保持在系統(tǒng)的容忍值以下，不隨熱水溫度的上升而不斷攀升。當(dāng)所有風(fēng)機(jī)盤管30關(guān)閉，水泵停止運(yùn)行，同時(shí)甲電磁閥16關(guān)閉，乙電磁閥18導(dǎo)通；此時(shí)若熱水器12中的熱水溫度低于設(shè)定值，可變速壓縮機(jī)11處于開(kāi)啟狀態(tài)；此時(shí)雙功能換熱器14充當(dāng)蒸發(fā)器角色，其風(fēng)機(jī)處于全速運(yùn)行狀態(tài)，裝置按純空氣能熱水器運(yùn)行。制冷劑經(jīng)過(guò)毛細(xì)管節(jié)流進(jìn)入雙功能換熱器14中蒸發(fā)吸熱變成氣體，膨脹閥19因進(jìn)口處全為氣體，且進(jìn)、出口端沒(méi)有壓差而自然失效，即制冷劑氣體不經(jīng)過(guò)冷水箱15而直接通過(guò)乙電磁閥18進(jìn)入壓縮機(jī)吸入口，由壓縮機(jī)壓縮后送入熱水器12去加熱。當(dāng)系統(tǒng)無(wú)空調(diào)需求信號(hào)、且熱水溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)， 所有電動(dòng)設(shè)備停止運(yùn)行，系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種家庭熱泵熱水器和中央空調(diào)聯(lián)用裝置，其特征在于它由熱泵熱水器和中央空調(diào)系統(tǒng)組成；所述的熱泵熱水器包括可變速壓縮機(jī)、熱水器、雙功能換熱器、冷水箱、甲電磁閥、毛細(xì)管、乙電磁閥、膨脹閥、冷水泵和若干風(fēng)機(jī)盤管；所述的可變速壓縮機(jī)、熱水器、并聯(lián)在一起的甲電磁閥和毛細(xì)管、雙功能換熱器、乙電磁閥、膨脹閥、冷水箱依次連接；所述的中央空調(diào)系統(tǒng)包括冷水泵、若干風(fēng)機(jī)盤管和冷水箱，冷水泵、若干風(fēng)機(jī)盤管通過(guò)水管與冷水箱依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭熱泵熱水器和中央空調(diào)聯(lián)用裝置，其特征在于所述的熱泵熱水器還包括干燥過(guò)濾器，該干燥過(guò)濾器設(shè)置在熱水器與并聯(lián)在一起的甲電磁閥和毛細(xì)管之間的管路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭熱泵熱水器和中央空調(diào)聯(lián)用裝置，其特征在于所述的膨脹閥為熱力膨脹閥或電子膨脹閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭熱泵熱水器和中央空調(diào)聯(lián)用裝置，其特征在于所述的熱水器主要由殼體、塔形銅質(zhì)螺旋盤管、溫度控制器、水位控制器、補(bǔ)水電磁閥和排污閥組成；所述的殼體主要由保溫頂蓋、外殼、不銹鋼內(nèi)膽、聚氨酯隔熱材料構(gòu)成，所述的外殼為開(kāi)式桶狀容器，保溫頂蓋扣接在外殼的敞開(kāi)端形成一個(gè)密閉的空間，外殼為彩色鋼板，在外殼與不銹鋼內(nèi)膽之間填充聚氨酯隔熱材料，在殼體上設(shè)有溫度控制器、水位控制器、熱水龍頭、冷媒進(jìn)口、冷媒出口，溫度控制器控制雙功能換熱器上的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和壓縮機(jī)開(kāi)關(guān)；所述的塔形銅質(zhì)螺旋盤管安裝在殼體內(nèi)，所述的補(bǔ)水電磁閥安裝在殼體的補(bǔ)水管道上，排污閥安裝在殼體的底部排污口上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭熱泵熱水器和中央空調(diào)聯(lián)用裝置，其特征在于所述的冷水箱由殼體、銅質(zhì)螺旋盤管、溫度控制器、水位控制器、補(bǔ)水電磁閥組成；所述的殼體主要由保溫頂蓋、外殼、不銹鋼內(nèi)膽、聚氨酯隔熱材料構(gòu)成，所述的外殼為開(kāi)式桶狀容器，保溫頂蓋扣接在外殼的敞開(kāi)端形成一個(gè)密閉的空間，外殼為彩色鋼板，在外殼與不銹鋼內(nèi)膽之間填充聚氨酯隔熱材料，在殼體上設(shè)有溫度控制器、水位控制器、冷水出口、回水口、冷媒進(jìn)口、冷媒出口，溫度控制器控制壓縮機(jī)開(kāi)關(guān)；所述的銅質(zhì)螺旋盤管安裝在殼體內(nèi)，所述的補(bǔ)水電磁閥安裝在殼體的補(bǔ)水管道上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭熱泵熱水器和中央空調(diào)聯(lián)用裝置，其特征在于所述的雙功能換熱器由銅管、翅片、可變速風(fēng)機(jī)、箱體組成；所述的銅管、翅
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種家庭熱泵熱水器和中央空調(diào)聯(lián)用裝置，它由熱泵熱水器和中央空調(diào)系統(tǒng)組成；所述的熱泵熱水器包括可變速壓縮機(jī)、熱水器、雙功能換熱器、冷水箱、甲電磁閥、毛細(xì)管、乙電磁閥、膨脹閥、冷水泵和若干風(fēng)機(jī)盤管；所述的可變速壓縮機(jī)、熱水器、并聯(lián)在一起的甲電磁閥和毛細(xì)管、雙功能換熱器、乙電磁閥、膨脹閥、冷水箱依次連接；所述的中央空調(diào)系統(tǒng)包括冷水泵、若干風(fēng)機(jī)盤管和冷水箱，冷水泵、若干風(fēng)機(jī)盤管通過(guò)水管與冷水箱依次連接。由于該實(shí)用新型把多處空調(diào)負(fù)荷集中在一起，延長(zhǎng)了機(jī)器同時(shí)制熱制冷的工作時(shí)間，其全年動(dòng)態(tài)能效比肯定優(yōu)于一般的熱水空調(diào)一體機(jī)。
文檔編號(hào)F25B13/00GK202304060SQ201120362868
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者莊友明 申請(qǐng)人:集美大學(xué)