技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種多系統(tǒng)冷熱交換器高效熱水集成一體機(jī)及其工作方法。

背景技術(shù)：
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目前的空氣能熱水器或空調(diào)熱水一體機(jī)，遇到寒冷天氣，均存在效率低下，甚至都無法啟動(dòng)運(yùn)行的問題，特別是空調(diào)熱水一體機(jī)更是如此，不但冬季制熱效率低，升溫慢且費(fèi)電，即使多用電，溫度也無法上升，夏天開空調(diào)，熱水高溫時(shí)，空調(diào)就無法持續(xù)制冷，并且在系統(tǒng)中，閥件過多，造成維修率非常高，因此長(zhǎng)期以來難以推廣應(yīng)用，更達(dá)不到節(jié)能減排的環(huán)保要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于提供一種多系統(tǒng)冷熱交換器高效熱水集成一體機(jī)，該多系統(tǒng)冷熱交換器高效熱水集成一體機(jī)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，而且有利于提高熱效率，同時(shí)可減少維修率。

本發(fā)明多系統(tǒng)冷熱交換器高效熱水集成一體機(jī)，其特征在于：依次包括壓縮機(jī)、發(fā)熱小管水箱、四通閥、冷熱交換大管、冷熱交換器和冷熱空調(diào)器，所述壓縮機(jī)的輸出口連接發(fā)熱小管水箱的輸入口，所述發(fā)熱小管水箱的輸出口連接四通閥的第一端，所述四通閥的第二端連接冷熱空調(diào)器的第一端，所述冷熱空調(diào)器的第二端連接冷熱交換器的第一端，所述四通閥的第三端連接冷熱交換器的第二端，所述四通閥的第四端連接冷熱交換大管的第一端，所述冷熱交換大管的第二端通過節(jié)流閥連接冷熱交換器的第三端，所述冷熱交換器的第四端連接壓縮機(jī)的回口，所述冷熱交換器的第一端與第三端之間及第二端與第四端之間連接迂回狀的導(dǎo)熱管，所述冷熱空調(diào)器為一盛裝有導(dǎo)熱液的容器，該容器內(nèi)布設(shè)有多根并排的導(dǎo)熱管，所述冷熱交換大管內(nèi)設(shè)有管中發(fā)熱內(nèi)管，所述管中發(fā)熱內(nèi)管伸出冷熱交換大管外，并通過泵送器連接蒸發(fā)吸熱管。

進(jìn)一步的，上述泵送器為助熱壓縮機(jī)，所述蒸發(fā)吸熱管與管中發(fā)熱內(nèi)管之間設(shè)有助熱節(jié)流閥。

進(jìn)一步的，上述的泵送器為循環(huán)泵。

進(jìn)一步的，上述蒸發(fā)吸熱管外套設(shè)有盛裝導(dǎo)熱液的導(dǎo)熱容器，所述導(dǎo)熱容器內(nèi)還設(shè)有輔助加熱源。

進(jìn)一步的，上述蒸發(fā)吸熱管與冷熱交換大管之間設(shè)有導(dǎo)熱翅片。

進(jìn)一步的，上述蒸發(fā)吸熱管內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)吸熱內(nèi)管，所述蒸發(fā)吸熱內(nèi)管伸出蒸發(fā)吸熱管外，并通過第二助熱壓縮機(jī)連接第二蒸發(fā)吸熱管，所述第二蒸發(fā)吸熱管設(shè)在盛裝有導(dǎo)熱液的第二容器內(nèi)，所述第二蒸發(fā)吸熱管與蒸發(fā)吸熱內(nèi)管之間設(shè)有第二節(jié)流閥，所述第二容器內(nèi)設(shè)有電加熱器。

進(jìn)一步的，上述發(fā)熱小管水箱中的管體為多根同心圓環(huán)形管，在同心圓環(huán)形管的相對(duì)方向通過兩直管連接壓縮機(jī)和四通閥。

本發(fā)明多系統(tǒng)冷熱交換器高效熱水集成一體機(jī)的工作方法，其特征在于：其中多系統(tǒng)冷熱交換器高效熱水集成一體機(jī)依次包括壓縮機(jī)、發(fā)熱小管水箱、四通閥、冷熱交換大管、冷熱交換器和冷熱空調(diào)器，所述壓縮機(jī)的輸出口連接發(fā)熱小管水箱的輸入口，所述發(fā)熱小管水箱的輸出口連接四通閥的第一端，所述四通閥的第二端連接冷熱空調(diào)器的第一端，所述冷熱空調(diào)器的第二端連接冷熱交換器的第一端，所述四通閥的第三端連接冷熱交換器的第二端，所述四通閥的第四端連接冷熱交換大管的第一端，所述冷熱交換大管的第二端通過節(jié)流閥連接冷熱交換器的第三端，所述冷熱交換器的第四端連接壓縮機(jī)的回口，所述冷熱交換器的第一端與第三端之間及第二端與第四端之間連接迂回狀的導(dǎo)熱管，所述冷熱空調(diào)器為一盛裝有導(dǎo)熱液的容器，該容器內(nèi)布設(shè)有多根并排的導(dǎo)熱管，所述冷熱交換大管內(nèi)設(shè)有管中發(fā)熱內(nèi)管，所述管中發(fā)熱內(nèi)管伸出冷熱交換大管外，并通過泵送器連接蒸發(fā)吸熱管；工作時(shí)，冬天制熱過程，壓縮機(jī)依次輸出到發(fā)熱小管水箱、四通閥第一端，然后由四通閥第二端依次到冷熱空調(diào)器、冷熱交換器、節(jié)流閥、冷熱交換大管和四通閥第四端，然后由四通閥第三端通過冷熱交換器連接往壓縮機(jī)回口；夏天室內(nèi)制冷過程：壓縮機(jī)依次輸出到發(fā)熱小管水箱、四通閥第一端，然后由四通閥第四端依次到冷熱交換大管、節(jié)流閥、冷熱交換器、冷熱空調(diào)器和四通閥第二端，然后由四通閥第三端通過冷熱交換器連接往壓縮機(jī)回口。

本發(fā)明創(chuàng)造性的采用冷熱交換大管、管中發(fā)熱內(nèi)管和冷熱交換器，以及發(fā)熱小管水箱聯(lián)合使用，創(chuàng)造高效空調(diào)集成一體機(jī)，且突破了再寒冷天氣下，達(dá)到高效節(jié)能穩(wěn)定制暖和熱水，和夏天室內(nèi)開空調(diào)制冷時(shí)，又能回收排放空氣當(dāng)中的廢余熱把水加熱，水溫達(dá)到高溫也不影響制冷效果，同時(shí)又減少了熱島效應(yīng)。

本申請(qǐng)主要有三個(gè)創(chuàng)新：1、采用發(fā)熱小管水箱2，確保平時(shí)高效制熱水的前提下，起到夏天開空調(diào)時(shí)，水溫再高，制冷效率不變；2、采用冷熱交換器5的功能，起到平時(shí)提高制熱水效率，或制暖效率；3、采用管中管冷熱交換器（管中發(fā)熱內(nèi)管11）功能，起到在寒冷天氣里，提高制熱水效率或制暖效率。

在本申請(qǐng)中，除了發(fā)熱小管水箱與管中發(fā)熱內(nèi)管、冷熱交換器三功能聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)外，發(fā)熱小管水箱也可以與管中發(fā)熱內(nèi)管單獨(dú)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)工作，或與冷熱交換器單獨(dú)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)工作。

本發(fā)明多系統(tǒng)冷熱交換器高效熱水集成一體機(jī)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，而且有利于提高熱效率，同時(shí)可減少維修率。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的構(gòu)造示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的構(gòu)造示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例三的構(gòu)造示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例四的構(gòu)造示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例五的構(gòu)造示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本發(fā)明多系統(tǒng)冷熱交換器高效熱水集成一體機(jī)依次包括壓縮機(jī)1、發(fā)熱小管水箱2、四通閥3、冷熱交換大管4、冷熱交換器5和冷熱空調(diào)器6，所述壓縮機(jī)1的輸出口連接發(fā)熱小管水箱2的輸入口，所述發(fā)熱小管水箱1的輸出口連接四通閥3的第一端301，所述四通閥的第二端302連接冷熱空調(diào)器6的第一端，所述冷熱空調(diào)器6的第二端連接冷熱交換器5的第一端501，所述四通閥的第三端303連接冷熱交換器5的第二端502，所述四通閥的第四端304連接冷熱交換大管4的第一端，所述冷熱交換大管的第二端通過節(jié)流閥7連接冷熱交換器5的第三端503，所述冷熱交換器的第四端504連接壓縮機(jī)的回口，所述冷熱交換器的第一端501與第三端503之間及第二端502與第四端504之間連接迂回狀的導(dǎo)熱管8，所述冷熱空調(diào)器為一盛裝有導(dǎo)熱液的容器9，該容器內(nèi)布設(shè)有多根并排的導(dǎo)熱管10，所述冷熱交換大管內(nèi)設(shè)有管中發(fā)熱內(nèi)管11，所述管中發(fā)熱內(nèi)管11伸出冷熱交換大管外，并通過泵送器12連接蒸發(fā)吸熱管13。

進(jìn)一步的，其中一種實(shí)施例（如圖1所示），上述泵送器為助熱壓縮機(jī)，所述蒸發(fā)吸熱管13與管中發(fā)熱內(nèi)管11之間設(shè)有助熱節(jié)流閥14。

進(jìn)一步的，其中一種實(shí)施例（如圖2所示），上述的泵送器為循環(huán)泵17，上述蒸發(fā)吸熱管13外套設(shè)有盛裝導(dǎo)熱液的導(dǎo)熱容器18，所述導(dǎo)熱容器內(nèi)還設(shè)有輔助加熱源19，該輔助加熱源可以為電加熱器。當(dāng)然該實(shí)施例的循環(huán)泵17可以由助熱壓縮機(jī)20替換，并且增加助熱節(jié)流閥21（如圖3所示）。同時(shí)也可以是圖1、圖3兩實(shí)施例的疊加，如圖4所示，即具有助熱壓縮機(jī)20、助熱節(jié)流閥21、蒸發(fā)吸熱管13和內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)吸熱管13的導(dǎo)熱容器18。當(dāng)然，該導(dǎo)熱容器也可以是導(dǎo)熱翅片。

圖1和圖2的蒸發(fā)吸熱管13構(gòu)造是相同的，都是導(dǎo)熱的管體，可以是迂回狀等，只是圖1的蒸發(fā)吸熱管13放大畫。冷熱交換器5內(nèi)的導(dǎo)熱管8為相互獨(dú)立的兩根管，兩者可進(jìn)行熱傳遞，但不連通，其導(dǎo)熱可以通過翅片或液體導(dǎo)熱。

進(jìn)一步的，為了導(dǎo)熱效果好，上述蒸發(fā)吸熱管與冷熱交換大管之間設(shè)有導(dǎo)熱翅片15，在冷熱交換大管4旁側(cè)設(shè)有風(fēng)扇16。

另一種實(shí)施例（如圖5所示），上述蒸發(fā)吸熱管13內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)吸熱內(nèi)管22，所述蒸發(fā)吸熱內(nèi)管22伸出蒸發(fā)吸熱管13外，并通過第二助熱壓縮機(jī)23連接第二蒸發(fā)吸熱管24，所述第二蒸發(fā)吸熱管24設(shè)在盛裝有導(dǎo)熱液的第二容器25內(nèi)，所述第二蒸發(fā)吸熱管24與蒸發(fā)吸熱內(nèi)管22之間設(shè)有第二節(jié)流閥26，所述第二容器內(nèi)設(shè)有電加熱器27。第二容器內(nèi)的導(dǎo)熱液也可以是翅片進(jìn)行導(dǎo)熱。

上述蒸發(fā)吸熱管13、蒸發(fā)吸熱內(nèi)管22和第二蒸發(fā)吸熱管24構(gòu)造實(shí)際是相同的，都是導(dǎo)熱的管體，可以是迂回狀等，不同的只是管徑的大小的區(qū)別。

進(jìn)一步的，上述發(fā)熱小管水箱中的管體為多根同心圓環(huán)形管，在同心圓環(huán)形管的相對(duì)方向通過兩直管連接壓縮機(jī)1和四通閥3。

本發(fā)明多系統(tǒng)冷熱交換器高效熱水集成一體機(jī)的工作方法，其中多系統(tǒng)冷熱交換器高效熱水集成一體機(jī)依次包括壓縮機(jī)、發(fā)熱小管水箱、四通閥、冷熱交換大管、冷熱交換器和冷熱空調(diào)器，所述壓縮機(jī)的輸出口連接發(fā)熱小管水箱的輸入口，所述發(fā)熱小管水箱的輸出口連接四通閥的第一端，所述四通閥的第二端連接冷熱空調(diào)器的第一端，所述冷熱空調(diào)器的第二端連接冷熱交換器的第一端，所述四通閥的第三端連接冷熱交換器的第二端，所述四通閥的第四端連接冷熱交換大管的第一端，所述冷熱交換大管的第二端通過節(jié)流閥連接冷熱交換器的第三端，所述冷熱交換器的第四端連接壓縮機(jī)的回口，所述冷熱交換器的第一端與第三端之間及第二端與第四端之間連接迂回狀的導(dǎo)熱管，所述冷熱空調(diào)器為一盛裝有導(dǎo)熱液的容器，該容器內(nèi)布設(shè)有多根并排的導(dǎo)熱管，所述冷熱交換大管內(nèi)設(shè)有管中發(fā)熱內(nèi)管，所述管中發(fā)熱內(nèi)管伸出冷熱交換大管外，并通過泵送器連接蒸發(fā)吸熱管；工作時(shí)，冬天制熱過程，壓縮機(jī)依次輸出到發(fā)熱小管水箱、四通閥第一端，然后由四通閥第二端依次到冷熱空調(diào)器、冷熱交換器、節(jié)流閥、冷熱交換大管和四通閥第四端，然后由四通閥第三端通過冷熱交換器連接往壓縮機(jī)回口；夏天室內(nèi)制冷過程：壓縮機(jī)依次輸出到發(fā)熱小管水箱、四通閥第一端，然后由四通閥第四端依次到冷熱交換大管、節(jié)流閥、冷熱交換器、冷熱空調(diào)器和四通閥第二端，然后由四通閥第三端通過冷熱交換器連接往壓縮機(jī)回口。

本發(fā)明創(chuàng)造性的采用冷熱交換大管、管中發(fā)熱內(nèi)管和冷熱交換器，以及發(fā)熱小管水箱聯(lián)合使用，創(chuàng)造高效空調(diào)集成一體機(jī)，且突破了在寒冷天氣下，達(dá)到高效節(jié)能穩(wěn)定制暖和熱水，和夏天室內(nèi)開空調(diào)制冷時(shí)，又能回收排放空氣當(dāng)中的廢余熱，把水加熱，水溫達(dá)到高溫也不影響制冷效果，同時(shí)又減少了熱島效應(yīng)。

本發(fā)明有來自三方面的熱源，第一空氣源，第二是管中發(fā)熱內(nèi)管的熱源，第三冷熱交換器余熱源，有這三方面的熱源，能確保寒冷天氣當(dāng)中系統(tǒng)穩(wěn)定、高效節(jié)能、升溫效率高。

本發(fā)明把空調(diào)、熱水、暖氣集成一體，大大提高了性價(jià)比，原來單一的機(jī)型變?yōu)橐惑w機(jī)，可降低工廠生產(chǎn)成本，運(yùn)輸成本和安裝成本，真正做到用戶買得起、用的起，為用戶節(jié)省大量電費(fèi)，同時(shí)又為國家節(jié)能減排和減少霧霾做貢獻(xiàn)。

本申請(qǐng)的圖1、2、3中，管中發(fā)熱內(nèi)管部分，均為單組管中管加熱，也可以采用兩組以上或多組加熱，單組為一組管中管和助熱壓縮機(jī)或泵組成，多組為兩組以上管中管，兩個(gè)助熱壓縮機(jī)或泵，兩組的管中管有翅片連接互導(dǎo)組合。

本申請(qǐng)冷熱空調(diào)器6是供室內(nèi)的冷暖空調(diào)連接使用，它可以通過走水傳遞到室內(nèi)風(fēng)口，也可以采用走氟方式傳遞到室內(nèi)風(fēng)口機(jī)上，該冷熱空調(diào)器6上具有連接口。

本申請(qǐng)如果取消發(fā)熱小管水箱2，把冷熱空調(diào)器6改為水箱，它將是一個(gè)高效獨(dú)立的空氣源熱泵熱水器。

本申請(qǐng)創(chuàng)造了管中管雙源冷熱交換器，它可為各種的空氣源熱水器或各種空調(diào)熱水器一體機(jī)組合匹配使用，幫助整機(jī)系統(tǒng)提高能效比，可在寒冷天氣里穩(wěn)定高效運(yùn)轉(zhuǎn)工作。

在冬天季節(jié)里，導(dǎo)熱翅片15需要除霜時(shí)，可直接啟動(dòng)助熱壓縮機(jī)12工作，壓縮機(jī)1停機(jī)，即可幫助導(dǎo)熱翅片除霜，確保高效的除霜方式，免去了四通閥換向除霜，常出故障的問題，在本申請(qǐng)中，采用了可靠穩(wěn)定的除霜方法，可大大減少由于除霜故障帶來的維修問題。

在本申請(qǐng)中，除了采用創(chuàng)新冷熱交換大管4和管中發(fā)熱內(nèi)管11，提高冬季熱效率外，本申請(qǐng)中還有具有多根同心圓環(huán)形管的發(fā)熱小管水箱，和冷熱交換器5的配合，能完成冬天高效制熱、夏天高效制冷。

本申請(qǐng)的大管（冷熱交換大管4），管中的小管（管中發(fā)熱內(nèi)管11）為放熱小管，這個(gè)小管中的熱源可以來自走氟的蒸發(fā)吸熱管13，也可以來自循環(huán)泵把熱液循環(huán)到小管當(dāng)中放熱，為大管提高熱量，提高整機(jī)系統(tǒng)的熱效率，總之大管中的小管的熱源可來自多方面的熱液，冬天季節(jié)均可采用管中管放熱，夏天季節(jié)時(shí)可以停止管中管的放熱。

本申請(qǐng)的冷熱交換器5與助熱壓縮機(jī)12配合，起到為壓縮機(jī)增焓作用，冷熱交換大管4外部和導(dǎo)熱翅片15吸收空氣源，冷熱交換大管4內(nèi)部吸收管中發(fā)熱內(nèi)管11的熱能，有了冷熱交換器5、管中發(fā)熱內(nèi)管11和冷熱交換大管4配合使用的創(chuàng)新，徹底改變了空調(diào)熱水器一體機(jī)在寒冷天氣下不能制熱，在夏天不能制冷的新局面。

本申請(qǐng)的冷熱交換器5在冬天制熱時(shí)，可為系統(tǒng)提高制熱效率，夏天開空調(diào)時(shí)，又能為壓縮機(jī)降溫，同時(shí)又能回收冷凝廢熱，把水加熱，達(dá)到高效節(jié)能目的。

本申請(qǐng)的冷熱交換器具有三大功能，第一輔助加熱功能，第二冷凝放熱功能，第三蒸發(fā)回氣吸熱功能，本申請(qǐng)系統(tǒng)中，有冷熱交換器配合管中發(fā)熱內(nèi)管、冷熱交換大管工作，突破了空調(diào)熱水一體機(jī)在寒冷天氣下無法正常開機(jī)運(yùn)行的瓶頸。

本申請(qǐng)圖2-5中，在寒冷天氣時(shí)，可以啟動(dòng)電加熱器與管中發(fā)熱內(nèi)管配合，可幫助壓縮機(jī)提高回氣增焓功能，確保在寒冷天氣下壓縮機(jī)穩(wěn)定高效制熱。

本申請(qǐng)中，有助熱壓縮機(jī)配合壓縮機(jī)工作，為壓縮機(jī)起到輔助增焓功能，確保寒冷天氣下能夠高效制暖和制熱水。

本申請(qǐng)圖1至圖4均為單組的管中管，稱為單組管中管冷熱交換器，本申請(qǐng)圖5有兩組管中管，稱為多組管中管冷熱交換器（含兩組），天氣越是寒冷，可以考慮采用多組式管中管冷熱交換器，具體的選擇依據(jù)地區(qū)的需要來確定。