CN107024026A - 三功能四模态供暖空调热水热泵 - Google Patents

Abstract

本发明介绍一种三功能四模态供暖空调热水热泵，其特征在于：制冷剂回路含有三个换热器：水换热器，风换热器和热水换热器，并增添两个单向阀；制冷剂回路制冷循环回路是压缩机、四通阀、热水换热器、第一单向阀、风换热器、节流器、水换热器、四通阀、气液分离器、压缩机；第二单向阀作为热泵循环时热水换热器旁路，其进口与第一单向阀出口连通，出口与热水换热器前端口连通；水换热器水侧两端口各配置两个支路，分别留与供暖空调循环水回路和洗浴热水循环回路连接，热水换热器水侧端口留与洗浴热水循环回路连接，各水路上安装有阀门；本发明的热泵只做制冷或热泵循环，配合水路阀门开、闭，就可执行制热供暖，制洗浴热水，制空调冷水，制空调冷水同时制洗浴热水四种模态；结构简单，运行可靠，节能佳。

Description

三功能四模态供暖空调热水热泵

技术领域

本发明涉及空调/热泵供暖热水***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，已经有许多的专利，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，但是由于制冷剂多回路***，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，结构简单，制冷剂在单一回路循环，运行稳定，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发明专利的制冷剂回路复杂，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，本发明提出一种三功能四模态供暖空调热水热泵，通过改进冷暖水风机组，能够执行冬季热泵循环制供暖热水，夏季制空调冷水的同时制洗浴热水，单独制空调冷水，一年四季单独制洗浴热水的四种运行模态，从而实现供暖空调制热水三功能目的。本发明结构简单，不增加制冷剂循环回路，易于实现，运行可靠，节能效果好。

本发明的三功能四模态供暖空调热水热泵的技术方案

本发明的三功能四模态供暖空调热水热泵，包括压缩机，四通阀，水换热器，风换热器，节流器，气液分离器，风换热器配置的主机风机，温度和压力探测器，以及电气控制***；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；在在节流器两端靠近风换热器和水换热器左端接口的制冷剂管路上布置有第一、二温度传感器和压力传感器；其特征在于：

所述的三功能四模态供暖空调热水热泵的制冷剂回路中有三个换热器，水换热器，风换热器和热水换热器，并且在所增加有热水换热器的制冷剂通路进、出口，增添有由两个单向阀构成约束热水换热器制冷剂定向流动的定向流管路；所述的热水换热器是板式换热器或套管式换热器，换热器的一侧通制冷剂，另一侧通水；所述的节流器是双向节流器或毛细管节流器；所述的三功能四模态供暖空调热水热泵的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，四通阀的左接口与水换热器的制冷剂通路的右接口连接，水换热器的制冷剂通路的左接口与节流器的第一端口连接，节流器的第二端口与风换热器的制冷剂通路的左端接口连接；四通阀的右接口与热水换热器的制冷剂通路的右接口连接，还与第二单向阀的出口连接；热水换热器的制冷剂通路的左端接口与第一单向阀的进口连接；第一单向阀的出口与风换热器的制冷剂通路的右端接口和第二单向阀的进口并联连接；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；所连成的回路充注制冷剂；

所述的水换热器水侧的左、右端接口连接的管接头都有两个支路，第一、二支路，各支路都安装了电磁阀；左、右端接口连接的管接头第一支路的两个接口，分别留与供暖空调循环水回路的总回水管、总出水管连接，在供暖空调循环水回路的总出水管上安装有主循环水泵；水换热器水侧的左、右端接口连接的管接头第二支路，与热水换热器水侧两端接口安装有电磁阀的连接管的并联，其并联接口留与洗浴热水循环回路的的总回水管、总出水管连接；所述的热水换热器竖立安装，或热水换热器的水侧接口朝下安装，在热水换热器水侧的低接口连接管路最低处接一根放水管，放水管上安装有放水电磁阀或手动放水阀门；在洗浴热水循环回路的总出水管上安装有洗浴热水循环泵。

所述的三功能四模态供暖空调热水热泵，其特征在于：所述的制冷剂回路，只通过一个四通阀的切换获得的制冷剂两种循环方式：热泵循环和制冷循环，并配合供暖空调循环水回路电磁阀开、闭和和主循环水泵开动、停止，以及洗浴热水循环回路的电磁阀开、闭和洗浴热水循环泵的开动、停止，就可组织四模态运行：单独制热水供暖；单独制洗浴热水；单独制空调冷水；制空调冷水的同时制洗浴热水；

所述的制冷剂回路做热泵循环时的制冷剂流程是：压缩机→四通阀的进气口到左接口→水换热器→节流器→风换热器→第二单向阀→四通阀的右接口到中接口→气液分离器→压缩机；其控制方式是：压缩机开启，主机风机开启，四通阀处在制热水供暖模态；制冷剂通过风换热器时吸热，通过水换热器时放热；

所述的制冷剂回路做制冷循环时的制冷剂流程是：压缩机→四通阀的进气口到右接口→热水换热器→第一单向阀→风换热器→节流器→水换热器→四通阀的左接口到中接口→气液分离器→压缩机；其控制方式是：压缩机开启，四通阀处在制空调冷水模态，主机风机开启；制冷剂通过水换热器时吸热，通过风换热器或热水换热器时放热；

所述的单独制热水供暖和所述的单独制洗浴热水两个模态，制冷剂都做热泵循环，热水换热器连接管上电磁阀关闭，放水管上的放水电磁阀或手动放水阀门开启，热水换热器无水；在单独制热水供暖模态时，水换热器所连接的供暖空调循环水回路工作，水换热器左、右端口管接头的第一支路的电磁阀开启，主循环水泵开动，供暖空调循环水回路热水循环，向客户的水-风散热器和热水暖气片提供热水；在单独制洗浴热水模态时，水换热器左、右端口管接头的第二支路的电磁阀开启，第一支路的电磁阀关闭；

所述的单独制空调冷水和制空调冷水的同时制洗浴热水两个模态，制冷剂都做制冷循环，热水换热器连接管上电磁阀开启，放水管上的放水电磁阀或手动放水阀门关闭，热水换热器有水，水换热器所连接的供暖空调循环水回路工作，水换热器左、右端口管接头的第一支路的电磁阀开启，主循环水泵开动，供暖空调循环水回路热水循环，向客户的水-风散热器提供空调冷水；在单独制空调冷水模态，在单独制空调冷水模态，主风机开动，洗浴热水循环泵停止；在制空调冷水的同时制洗浴热水模态时，洗浴热水循环泵开动，主风机停止。

所述的三功能四模态供暖空调热水机组的除霜方式是：制冷剂做制冷循环，压缩机开启，主机风机停止；除霜时制冷剂由水换热器通过供暖空调水循环回路或洗浴热水循环***运行获取热量除霜。

本发明的创新点主要有：

1、所述的三功能四模态供暖空调热水热泵，制冷剂循环主机***除包含一般供暖空调冷水机组所具有的压缩机、四通阀、水换热器、风换热器、节流器、气液分离器外，增添有热水换热器，所增添的热水换热器是安置在风换热器与四通阀连接管路之间，并且对热水换热器设置了由第一、二单向阀组成的定向流动旁路，约束制冷剂流流向，即只允许压缩机排气流进热水换热器，不允许制冷剂流体通过热水换热器流向气液分离器；这是实现制空调冷水的同时制洗浴热水模态关键创新点。

2、本发明设计了三功能四模态供暖空调热水热泵的水换热器与供暖空调水循环回路和洗浴热水循环回路的接口和连接方式，以及热水换热器与洗浴热水循环回路的接口和连接方式；因此，本发明的三功能四模态供暖空调热水热泵，其制冷剂回路为单一制冷剂回路，仅仅通过一个四通阀的切换，配合***的供暖空调水循环回路和洗浴热水循环回路，就可以组织四模态运行：单独制热水供暖；单独制洗浴热水；单独制空调冷水；制空调冷水的同时制洗浴热水；这四种模态中制空调冷水兼制洗浴热水模态是最突出的创新；因为这模态节能效果最好，整机性能系数COP可提高到6-8；这***因为只是单一回路，所以制冷剂充注量优化容易，***运行稳定，结构简单。

3、本发明机组除霜通过水换热器连接的洗浴热水循环回路，从客户的储热水箱的热水中取热除霜，除霜彻底、节能、时间短、效果好。

综上所述，本发明的三功能四模态供暖空调热水热泵，先进性、创新性和实用性明显，应当被授予发明专利。

附图说明

图1是本发明的三功能四模态供暖空调热水热泵实施例1的基本结构示意图和原理说明图，制冷剂做热泵循环状态。

图2是本发明的实施例1制冷剂做制冷循环状态。

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

本发明的三功能四模态供暖空调热水热泵的基本结构由图1说明，所述的三功能四模态供暖空调热水热泵，包括压缩机1，四通阀2，热水换热器3，水换热器4，节流器5，风换热器6，气液分离器7，两个单向阀D1和D2,风换热器配置主机风机6a；所述的水换热器和热水换热器是板式换热器或套管式换热器，换热器的一侧通制冷剂，另一侧通水；所述的节流器5是双向节流器或毛细管节流器或电子膨胀阀；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空调循环时，四通阀体的进气口与右接口连通，中接口与左接口连通；在靠近风换热器和水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和在四通阀左、右接口连接管路上安装有第一、二压力传感器P1、P2。

所述的三功能四模态供暖空调热水热泵的制冷剂回路连接方式是：压缩机1的排气口与四通阀2的进气口连接，四通阀的左接口与水换热器的制冷剂通路的右接口连接，水换热器4的制冷剂通路的左接口与双向节流器或毛细管节流器5的第一端口连接，双向节流器或毛细管节流器的第二端口与风换热器的制冷剂通路的左端接口连接；四通阀的右接口与热水换热器3的制冷剂通路的右接口连接，还与第二单向阀D2的出口连接；热水换热器的制冷剂通路的左端接口与第一单向阀D1的进口连接；第一单向阀的出口与风换热器6的制冷剂通路的右端接口和第二单向阀D2的进口并联连接；四通阀的中接口与气液分离器7的进口连接；气液分离器的出口与压缩机进口连接；所连成的回路充注制冷剂R22或R134a。

所述的水换热器水侧的左、右端接口连接的管接头都有两个支路，第一、二支路，各支路都安装了电磁阀；右端口管接头的第一、二支路安装有电磁阀F3、F4，左端口管接头的第一、二支路安装有电磁阀F5、F6；水换热器水侧的左、右端口管接头的第一支路的两个接口，留与供暖空调循环水回路的总回水管、总出水管连接，供暖空调循环水回路安装有主循环水泵9；水换热器水侧的左、右端接口连接的管接头第二支路，与热水换热器3水侧两端接口安装有电磁阀F2、F1的连接管的并联，其并联接口留与洗浴热水循环回路的总回水管、总出水管连接；所述的热水换热器竖立安装，在热水换热器水侧的低接口连接管路最低处接一根放水管，放水管上安装有手动放水阀门F7；在洗浴热水循环回路的总出水管上安装有洗浴热水循环泵8。

实施例1的三功能四模态供暖空调热水热泵，制冷剂回路可组织热泵循环和制冷循环；

参见图1，所述三功能四模态供暖空调热水热泵的热泵循环的制冷剂流程是：压缩机1→四通阀2的进气口到左接口→水换热器4→节流器5→风换热器6→第二单向阀D2→四通阀2的右接口到中接口→气液分离器7→压缩机1。

参见图2，所述三功能四模态供暖空调热水热泵的制冷循环的制冷剂流程是：压缩机1→四通阀2的进气口到右接口→热水换热器3→第一单向阀D1→风换热器6→节流器5→水换热器4→四通阀2的左接口到中接口→气液分离器7→压缩机1。

实施例1的三功能四模态供暖空调热水热泵，可组织四模态运行：单独制热水供暖；单独制洗浴热水；单独制空调冷水；制空调冷水的同时制洗浴热水。

参见图1，单独制热水供暖和单独制洗浴热水时，制冷剂都做热泵循环，压缩机1开启，主机风机6a开启；所不同的是单独制热水供暖时，水换热器所连接的供暖空调循环水回路工作，水换热器4左、右端口管接头的第一支路的电磁阀F4、F6开启，主循环水泵9开动，供暖空调循环水回路热水循环，向客户的水-风散热器和热水暖气片提供热水；水换热器3左、右端口管接头的第二支路的电磁阀F3、F5关闭，热水换热器连接管上电磁阀F1、F2关闭，放水管上安装有放水电磁阀或手动放水阀门F7开启，热水换热器3无水；单独制洗浴热水时，水换热器4左、右端口管接头的第二支路的电磁阀F3、F5开启，水换热器左、右端口管接头的第一支路的电磁阀F4、F6开启；热水换热器连接管上电磁阀F1、F2仍然关闭，放水管上安装有放水电磁阀或手动放水阀门F7照样开启，热水换热器无水。

图2为三功能四模态供暖空调热水热泵的制空调冷水的同时制洗浴热水模态的制冷剂、空调冷水和洗浴热水循环流程示意图；单独制空调冷水和制空调冷水的同时制洗浴热水时，制冷剂都做制冷循环循环，水换热器4所连接的供暖空调循环水回路都工作，水换热器左、右端口管接头的第一支路的电磁阀F4、F6开启，主循环水泵开动，供暖空调循环水回路的空调冷水循环，向客户的水-风散热器提供空调冷水，制冷空调时，只能通过客户端的水-风散热器吹冷风，不能使用热水暖气片空调，因为暖气片没有凝结水收集和排放***；水换热器左、右端口管接头的第二支路的电磁阀F3、F5关闭；热水换热器所连接的洗浴热水回路的放水电磁阀或手动放水阀门F7关闭，热水换热器连接管上电磁阀F1、F2开启，洗浴热水回路灌满水；所不同的是，单独制空调冷水时，主机风机一直开启，热水换热器所连接的洗浴热水回路的洗浴热水循环泵停止；制空调冷水的同时制洗浴热水时，热水换热器所连接的洗浴热水回路的洗浴热水循环泵停止；主机风机停止。

Claims (3)

1.三功能四模态供暖空调热水热泵，包括压缩机，四通阀，水换热器，风换热器，节流器，气液分离器，风换热器配置的主机风机，温度和压力探测器，以及电气控制***；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；在节流器两端靠近风换热器和水换热器左端接口的制冷剂管路上，布置有第一、二温度传感器和压力传感器；

其特征在于：所述的三功能四模态供暖空调热水热泵的制冷剂回路中有三个换热器，水换热器，风换热器和热水换热器，并且在所增加有热水换热器的制冷剂通路进、出口，增添有由两个单向阀构成约束热水换热器制冷剂定向流动的定向流管路；所述的热水换热器是板式换热器或套管式换热器，换热器的一侧通制冷剂，另一侧通水；所述的节流器是双向节流器或毛细管节流器；所述的三功能四模态供暖空调热水热泵的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，四通阀的左接口与水换热器的制冷剂通路的右接口连接，水换热器的制冷剂通路的左接口与节流器的第一端口连接，节流器的第二端口与风换热器的制冷剂通路的左端接口连接；四通阀的右接口与热水换热器的制冷剂通路的右接口连接，还与第二单向阀的出口连接；热水换热器的制冷剂通路的左端接口与第一单向阀的进口连接；第一单向阀的出口与风换热器的制冷剂通路的右端接口和第二单向阀的进口并联连接；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；所连成的回路充注制冷剂；所述的水换热器水侧的左、右端接口连接的管接头都有两个支路，第一、二支路，各支路都安装了电磁阀；左、右端接口连接的管接头第一支路的两个接口，分别留与供暖空调循环水回路的总回水管、总出水管连接，在供暖空调循环水回路的总出水管上安装有主循环水泵；水换热器水侧的左、右端接口连接的管接头第二支路，与热水换热器水侧两端接口安装有电磁阀的连接管的并联，其并联接口留与洗浴热水循环回路的总回水管、总出水管连接；所述的热水换热器竖立安装，或热水换热器的水侧接口朝下安装，在热水换热器水侧的低接口连接管路最低处接一根放水管，放水管上安装有放水电磁阀或手动放水阀门；在洗浴热水循环回路的总出水管上安装有洗浴热水循环泵。

2.根据权利要求1所述的三功能四模态供暖空调热水热泵，其特征在于：所述的制冷剂回路，只通过一个四通阀的切换获得的制冷剂两种循环方式：热泵循环和制冷循环，并配合供暖空调循环水回路电磁阀开、闭和和主循环水泵开动、停止，以及洗浴热水循环回路的电磁阀开、闭和洗浴热水循环泵的开动、停止，就可组织四模态运行：单独制热水供暖；单独制洗浴热水；单独制空调冷水；制空调冷水的同时制洗浴热水；

所述的制冷剂回路做热泵循环时的制冷剂流程是：压缩机→四通阀的进气口到左接口→水换热器→节流器→风换热器→第二单向阀→四通阀的右接口到中接口→气液分离器→压缩机；其控制方式是：压缩机开启，主机风机开启，四通阀处在制热水供暖模态；制冷剂通过风换热器时吸热，通过水换热器时放热；

所述的制冷剂回路做制冷循环时的制冷剂流程是：压缩机→四通阀的进气口到右接口→热水换热器→第一单向阀→风换热器→节流器→水换热器→四通阀的左接口到中接口→气液分离器→压缩机；其控制方式是：压缩机开启，四通阀处在制空调冷水模态，主机风机开启；制冷剂通过水换热器时吸热，通过风换热器或热水换热器时放热；

所述的单独制热水供暖和所述的单独制洗浴热水两个模态，制冷剂都做热泵循环，热水换热器连接管上电磁阀关闭，放水管上的放水电磁阀或手动放水阀门开启，热水换热器无水；在单独制热水供暖模态时，水换热器所连接的供暖空调循环水回路工作，水换热器左、右端口管接头的第一支路的电磁阀开启，主循环水泵开动，供暖空调循环水回路热水循环，向客户的水-风散热器和热水暖气片提供热水；在单独制洗浴热水模态时，水换热器左、右端口管接头的第二支路的电磁阀开启，第一支路的电磁阀关闭；

所述的单独制空调冷水和制空调冷水的同时制洗浴热水两个模态，制冷剂都做制冷循环，热水换热器连接管上电磁阀开启，放水管上的放水电磁阀或手动放水阀门关闭，热水换热器有水，水换热器所连接的供暖空调循环水回路工作，水换热器左、右端口管接头的第一支路的电磁阀开启，主循环水泵开动，供暖空调循环水回路热水循环，向客户的水-风散热器提供空调冷水；在单独制空调冷水模态，在单独制空调冷水模态，主风机开动，洗浴热水循环泵停止；在制空调冷水的同时制洗浴热水模态时，洗浴热水循环泵开动，主风机停止。

3.根据权利要求1所述的三功能四模态供暖空调热水热泵，其特征在于：三功能四模态供暖空调热水热泵的除霜方式是：制冷剂做制冷循环，压缩机开启，主机风机停止；除霜时制冷剂由水换热器通过供暖空调水循环回路或洗浴热水循环***运行获取热量除霜。