CN115875762A - 一种空气能热水空调组件及其控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种空气能热水空调组件及其控制***。该空气能热水空调组件，包括四通阀，四通阀第一端口连接有压缩机，四通阀第二端口上分别连接有储水箱、室外机换热器，储水箱上连接有第一气液分离器，第一气液分离器与所述室外机换热器相连接，且第一气液分离器上还连接有室内机换热器，室外机换热器和/或室内机换热器经四通阀与第二气液分离器相连通，第二气液分离器与压缩机的进气口相连通，实现将空调和空气能热水器各自的功能集成为一体，降低了产品开发成本，减少了用户家庭开支；同时利用空调和空气能热水器的能量互补，有效降低***能量损失，提高了***能效，降低了建筑能耗，使建筑更好满足绿色节能的要求。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别地涉及一种空气能热水空调组件及其控制***。
背景技术
随着社会发展，越来越多的家用电器进入人们的日常生活，但是过多的家用电器给国家带来用电紧缺，因此节能环保的重要性日益显著，怎样将能量回收利用一直是技术人员研究的热点。
如现有的空气能热水器和空调的功能是区分开的，用户除安装空调之外，一般还会额外购置一套空气能热水器，导致用户增加了家庭开支，并且占用了更多的空间，同时还会产生更多的电费。
由于空调和空气能热水器运行原理相同，在家庭中使用两者经常会同时启动运行；且两者产生的能量在某些条件下是可以互补的，但这部分能量并没有被有效利用，导致建筑能耗大幅增加。因此，如何将空调和空气能热水器有效集成为一体成为目前急需解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种空气能热水空调组件及其控制***，可以将空调和空气能热水器的功能集成为一体，降低产品开发成本，减少用户家庭开支，减少占用空间及电费支出。
本发明所述的一种空气能热水空调组件，包括四通阀，所述四通阀第一端口连接有压缩机，所述四通阀第二端口上分别连接有储水箱、室外机换热器，所述储水箱上连接有第一气液分离器，所述第一气液分离器与所述室外机换热器相连接，且所述第一气液分离器上还连接有室内机换热器，所述室外机换热器和/或所述室内机换热器经所述四通阀与第二气液分离器相连通，所述第二气液分离器与所述压缩机的进气口相连通。
作为本发明的进一步优化，所述压缩机的高压排气口与所述四通阀第一端口间设置有油分离器。
作为本发明的进一步优化，所述四通阀第二端口与所述储水箱间依次设置有第一流量调节阀、第一截止阀；所述储水箱出气口与所述第一气液分离器间依次设置有第二截止阀、第一电子膨胀阀。
作为本发明的进一步优化，所述第一流量调节阀2与所述室内机换热器间依次设置有第二流量调节阀、第三截止阀。
作为本发明的进一步优化，所述四通阀第四端口与所述第三截止阀间设置有第四电磁阀。
作为本发明的进一步优化，所述四通阀第二端口与所述室外机换热器间设置有第一电磁阀。
作为本发明的进一步优化，所述四通阀第四端口与所述室外机换热器间设置有第二电磁阀。
作为本发明的进一步优化，所述室内机换热器包括呈并联设置的第一换热器、第二换热器，所述第一换热器与所述室外机换热器间设置有第二电子膨胀阀，所述第二换热器与所述室外机换热器间设置有第三电子膨胀阀。
作为本发明的进一步优化，所述第一气液分离器与所述室外机换热器上依次设置有第三电磁阀、第四电子膨胀阀。
作为本发明的进一步优化，所述第三电磁阀与所述压缩机间依次设置有过冷电子膨胀阀、第一喷焓电子膨胀阀。
作为本发明的进一步优化，所述第三电磁阀与所述室内机换热器间设置有第四截止阀，所述第四截止阀分别与所述第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀相连通。
作为本发明的进一步优化，所述室外机换热器与所述室内机换热器间设置有过冷器。
作为本发明的进一步优化，所述第一气液分离器与所述压缩机间设置有第二喷焓电子膨胀阀。
一种空气能热水空调组件控制***，包括控制器和上述的空气能热水空调组件，所述控制器与所述空气能热水空调组件电连接，用于控制所述空气能热水空调组件的工作模式。
作为本发明的进一步优化，所述工作模式包括制热水-室内机制冷模式、热水达到设定温度-室内机制冷模式、制热水-室内机制热模式、热水达到设定温度-室内机制热模式、室内机制冷模式、室内机制热模式、制冷水-室内机制冷模式、制冷水-室内机制热模式、制冷水模式、制热水模式中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明设计一种全新的空气能热水空调组件，将空调和空气能热水器的功能集成为一体，从而降低产品开发成本，减少用户家庭开支，减少占用空间及电费支出。
2、本发明的空气能热水空调组件，通过利用空调和空气能热水器的能量互补，从而有效降低***能量损失，提高***能效，降低建筑能耗，使建筑更好满足绿色节能的要求。
3、本发明的空气能热水空调组件集成后，还可以制取冷水，功能多样，更好的满足用户使用需求。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明所述空气能热水空调组件的结构示意图。
以上各图中，1、第一喷焓电子膨胀阀；2、第一流量调节阀；3、第一电磁阀；4、四通阀；5、第二电磁阀；6、室外机换热器；7、室外机风机；8、第四电子膨胀阀；9、第三电磁阀；10、过冷器；11、过冷电子膨胀阀；12、第四截止阀；13、第一室内机；14、第二电子膨胀阀；15、第一换热器；16、第三电子膨胀阀；17、第二室内机；18、第二换热器；19、第三截止阀；20、第一电子膨胀阀；21、第二气液分离器；22、第一气液分离器；23、第四电磁阀；24、第二流量调节阀；25、油分离器；26、压缩机；27、第二喷焓电子膨胀阀；28、第二截止阀；29、第一截止阀；30、储水箱。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提供了一种空气能热水空调组件，包括四通阀4，所述四通阀4第一端口A连接有压缩机26，所述四通阀4第二端口B上分别连接有储水箱30、室外机换热器6，所述储水箱30上连接有第一气液分离器22，所述第一气液分离器22与所述室外机换热器6相连接，且所述第一气液分离器22上连接有室内机换热器，所述室外机换热器6和所述室内机换热器经所述四通阀4与第二气液分离器21相连通，所述第二气液分离器21与所述压缩机26的进气口相连通，实现将空调和空气能热水器各自的功能集成为一体，增加了多种功能，降低了产品开发成本，减少了用户家庭开支；同时利用空调和空气能热水器的能量互补，有效降低***能量损失，提高了***能效，降低了建筑能耗，使建筑更好满足绿色节能的要求。
本实施例中的所述压缩机26的高压排气口与所述四通阀4第一端口A间设置有油分离器25。
本实施例中的所述四通阀4第二端口B与所述储水箱30间依次设置有第一流量调节阀2、第一截止阀29；所述储水箱30出气口与所述第一气液分离器22间依次设置有第二截止阀28、第一电子膨胀阀20。由此，可实现对储水箱的加热或降温。
本实施例中的所述第一流量调节阀2与所述室内机换热器间依次设置有第二流量调节阀24、第三截止阀19。由此，可实现室内机的制热或制冷模式。
本实施例中的所述四通阀4第四端口D与所述第三截止阀19间设置有第四电磁阀23。由此，可实现室内机的制冷或制热模式。
本实施例中的所述四通阀4第二端口B与所述室外机换热器6间设置有第一电磁阀3。由此，可实现室内机制冷或制热模式。
本实施例中的所述四通阀4第四端口D与所述室外机换热器6间设置有第二电磁阀5。由此，可实现热水器的制热和室内机的制冷模式。
本实施例中的所述室内机换热器包括呈并联设置的第一换热器15、第二换热器18，所述第一换热器15与所述室外机换热器6间设置有第二电子膨胀阀14，所述第二换热器18与所述室外机换热器6间设置有第三电子膨胀阀16，同时第一换热器15位于第一室内机13内，第二换热器18位于第二室内机17内。由此，可平衡分担空气能热水空调组件的负载，提高空气能热水空调组件的能效比，使得冷媒能够平稳地吸收热量或放出热量，对室内进行制冷或制热。
本实施例中的所述室外机换热器6与所述室内机换热器间设置有过冷器10，且室外机换热器6上设置有室外机风机7。
本实施例中的所述第一气液分离器22与所述室外机换热器6上依次设置有第三电磁阀9、第四电子膨胀阀8。由此，可实现室内机的制热或制冷模式。
本实施例中的所述第三电磁阀9与所述压缩机26间依次设置有过冷电子膨胀阀11、第一喷焓电子膨胀阀1；且所述第三电磁阀9与所述室内机换热器间设置有第四截止阀12，所述第四截止阀12分别与所述第二电子膨胀阀14、第三电子膨胀阀16相连通。由此，可实现室内机的制热或制冷模式。
本实施例中的所述第一气液分离器22与所述压缩机26间设置有第二喷焓电子膨胀阀27。由此，实现节流后的冷媒给压缩机喷焓。
一种空气能热水空调组件控制***，包括控制器和上述的空气能热水空调组件，所述控制器与所述空气能热水空调组件电连接，用于控制所述空气能热水空调组件的工作模式，该工作模式包括制热水-室内机制冷模式、热水达到设定温度-室内机制冷模式、制热水-室内机制热模式、热水达到设定温度-室内机制热模式、室内机制冷模式、室内机制热模式、制冷水-室内机制冷模式、制冷水-室内机制热模式、制冷水模式、制热水模式等。具体操作如下：
模式1：制热水-室内机制冷模式
***启动后，冷媒经压缩机26压缩为高温高压气体，然后依次经过油分离器25、四通阀4、第一流量调节阀2、第一截止阀29、储水箱30、第二截止阀28、第一电子膨胀阀20，经第一电子膨胀阀20节流为中温中压液体，流入元器件第一气液分离器22、第三电磁阀9、过冷器10、第四截止阀12、第一室内机13、第二室内机17、第二电子膨胀阀14、第三电子膨胀阀16，经第二电子膨胀阀14和第三电子膨胀阀16节流为低温低压液体，在第一换热器15和第二换热器18中蒸发为低温低压气体，然后经过元器件第三截止阀19、第四电磁阀23、四通阀4、第二气液分离器21，回到压缩机26。在第一气液分离器22中，部分中温中压气态冷媒经过第二喷焓电子膨胀阀27，用于给压缩机26喷焓。
模式2：热水达到设定温度-室内机制冷模式
模式1中热水达到设定温度后，切换到模式2，此时第一流量调节阀2关小，打开第一电磁阀3，冷媒经室外机换热器6冷凝为中温中压液体，与经过第三电磁阀9的冷媒混合后流入室内侧，用于第一室内机13和第二室内机17制冷。其中，部分中温中压液态冷媒经过冷电子膨胀阀11节流，再经过过冷器10、第一喷焓电子膨胀阀1，与经过第二喷焓电子膨胀阀27的冷媒混合为一路，共同给压缩机26喷焓。
模式3：制热水-室内机制热模式
***启动后，冷媒经压缩机26压缩为高温高压气体，然后依次经过油分离器25、四通阀4、第一流量调节阀2，在第一流量调节阀2后分为两路：
一路经第一截止阀29、储水箱30、第二截止阀28、第一电子膨胀阀20，经第一电子膨胀阀20节流为中温中压液体，流入元器件第一气液分离器22、第三电磁阀9；
另一路经第二流量调节阀24、第三截止阀19、第一室内机13、第二室内机17、第一换热器15、第二换热器18，经第一换热器15和第二换热器18冷凝为中温中压液体，再经过第二电子膨胀阀14、第三电子膨胀阀16、第四截止阀12与经过第三电磁阀9的冷媒混合为一路。
混合后的冷媒经第四电子膨胀阀8节流为低温低压液体，再经室外机换热器6、第二电磁阀5、四通阀4、第二气液分离器21，回到压缩机26。
在第一气液分离器22中，部分中温中压气态冷媒经过第二喷焓电子膨胀阀27，用于给压缩机26喷焓。
模式4：热水达到设定温度-室内机制热模式
模式3中热水达到设定温度后，切换到模式4。***启动后，冷媒经压缩机26压缩为高温高压气体，然后依次经过油分离器25、四通阀4、第四电磁阀23，在第四电磁阀23后分为两路：
一路经第二流量调节阀24、第一截止阀29、储水箱30、第二截止阀28、第一电子膨胀阀20，经第一电子膨胀阀20节流为中温中压液体，流入元器件第一气液分离器22、第三电磁阀9，此时第二流量调节阀24关小；
另一路经第三截止阀19、第一室内机13、第二室内机17、第一换热器15、第二换热器18，经第一换热器15和第二换热器18冷凝为中温中压液体，再经过第二电子膨胀阀14、第三电子膨胀阀16、第四截止阀12与经过第三电磁阀9的冷媒混合为一路。
混合后的冷媒经第四电子膨胀阀8节流为低温低压液体，再经室外机换热器6、第二电磁阀5、四通阀4、第二气液分离器21，回到压缩机26。
其中，部分中温中压液态冷媒经过冷电子膨胀阀11节流，再经过过冷器10、第一喷焓电子膨胀阀1，与经过第二喷焓电子膨胀阀27的冷媒混合为一路，共同给压缩机26喷焓。
模式5：室内机制冷模式
***启动后，冷媒经压缩机26压缩为高温高压气体，然后依次经过油分离器25、四通阀4、第一电磁阀3、室外机换热器6，在室外机换热器6中冷凝为中温中压液体，然后经过第四电子膨胀阀8、第四截止阀12、第一室内机13、第二室内机17、第二电子膨胀阀14、第三电子膨胀阀16，经第二电子膨胀阀14和第三电子膨胀阀16节流为低温低压液体，在第一换热器15和第二换热器18中蒸发为低温低压气体，然后经过元器件第三截止阀19、第四电磁阀23、四通阀4、第二气液分离器21，回到压缩机26。
其中，部分中温中压液态冷媒经过冷电子膨胀阀11节流，再经过过冷器10、第一喷焓电子膨胀阀1，用于给压缩机26喷焓。
模式6：室内机制热模式
***启动后，冷媒经压缩机26压缩为高温高压气体，然后依次经过油分离器25、四通阀4、第四电磁阀23、第三截止阀19、第一室内机13、第二室内机17、第一换热器15、第二换热器18，经第一换热器15和第二换热器18冷凝为中温中压液体，再经过第二电子膨胀阀14、第三电子膨胀阀16、第四截止阀12、第四电子膨胀阀8，经第四电子膨胀阀8节流为低温低压液体，再经室外机换热器6、第一电磁阀3、四通阀4、第二气液分离器21，回到压缩机26。
其中，部分中温中压液态冷媒经过冷电子膨胀阀11节流，再经过过冷器10、第一喷焓电子膨胀阀1，用于给压缩机26喷焓。
模式7：制冷水-室内机制冷模式
***启动后，冷媒经压缩机26压缩为高温高压气体，然后依次经过油分离器25、四通阀4、第一电磁阀3、室外机换热器6，在室外机换热器6中冷凝为中温中压液体，然后经过第四电子膨胀阀8，在第四电子膨胀阀8后分为两路：
一路经第三电磁阀9、第一气液分离器22、第一电子膨胀阀20，经第一电子膨胀阀20节流为低温低压液体，经第二截止阀28流入储水箱30，在储水箱30中蒸发为低温低压气态冷媒，再经过第一截止阀29、第二流量调节阀24；
另一路经第四截止阀12、第一室内机13、第二室内机17、第二电子膨胀阀14、第三电子膨胀阀16，经第二电子膨胀阀14、第三电子膨胀阀16节流为低温低压液体，在第一换热器15、第二换热器18中蒸发为低温低压气体，然后经过元器件第三截止阀19，与经过第二流量调节阀24的冷媒混合为一路。
混合后的冷媒经第四电磁阀23、四通阀4、第二气液分离器21，回到压缩机26。
在第一气液分离器22中，部分中温中压气态冷媒经过第二喷焓电子膨胀阀27，与经过过冷电子膨胀阀11、过冷器10、第一喷焓电子膨胀阀1的冷媒混合为一路，共同给压缩机26喷焓。
模式8：制冷水-室内机制热模式
***启动后，冷媒经压缩机26压缩为高温高压气体，然后依次经过油分离器25、四通阀4、第四电磁阀23、第三截止阀19、第一室内机13、第二室内机17、第一换热器15、第二换热器18，经第一换热器15、第二换热器18冷凝为中温中压液体，再经过第二电子膨胀阀14、第三电子膨胀阀16、第四截止阀12、第三电磁阀9、第一气液分离器22、第一电子膨胀阀20，经第一电子膨胀阀20节流为低温低压液体，再经第二截止阀28流入储水箱30，在储水箱30中蒸发为低温低压气态冷媒，再经过第一截止阀29、第一流量调节阀2、四通阀4、第二气液分离器21，回到压缩机26；
在第一气液分离器22中，部分中温中压气态冷媒经过第二喷焓电子膨胀阀27，用于给压缩机26喷焓。
模式9：制冷水模式
***启动后，冷媒经压缩机26压缩为高温高压气体，然后依次经过油分离器25、四通阀4、第一电磁阀3、室外机换热器6，在室外机换热器6中冷凝为中温中压液体，然后经过第四电子膨胀阀8、第三电磁阀9、第一气液分离器22、第一电子膨胀阀20，经第一电子膨胀阀20节流为低温低压液体，经第二截止阀28流入储水箱30，在储水箱30中蒸发为低温低压气态冷媒，再经过第一截止阀29、第二流量调节阀24、第四电磁阀23、四通阀4、第二气液分离器21，回到压缩机26。
在第一气液分离器22中，部分中温中压气态冷媒经过第二喷焓电子膨胀阀27，与经过过冷电子膨胀阀11、过冷器10、第一喷焓电子膨胀阀1的冷媒混合为一路，共同给压缩机26喷焓。
模式10：制热水模式
***启动后，冷媒经压缩机26压缩为高温高压气体，然后依次经过油分离器25、四通阀4、第一流量调节阀2、第一截止阀29、储水箱30、第二截止阀28、第一电子膨胀阀20，经第一电子膨胀阀20节流为中温中压液体，流入元器件第一气液分离器22、第三电磁阀9、第四电子膨胀阀8，经第四电子膨胀阀8节流为低温低压液体，再经室外机换热器6、第二电磁阀5、四通阀4、第二气液分离器21，回到压缩机26。
在第一气液分离器22中，部分中温中压气态冷媒经过第二喷焓电子膨胀阀27，用于给压缩机26喷焓。
本发明因当单独使用空气能热水器制热水时，产生的冷量会流失到空气中，而在夏季及部分过渡季节，室内是需要制冷的，这两者刚好可以形成能量互补。因此将空气能热水器与空调集成为一体后，有效利用了这部分能量，使机组性能得以大幅提升，因此能够有效降低建筑能耗，更好的满足建筑绿色节能的要求。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (15)
1.一种空气能热水空调组件，其特征在于：包括四通阀，所述四通阀第一端口连接有压缩机，所述四通阀第二端口上分别连接有储水箱、室外机换热器，所述储水箱上连接有第一气液分离器，所述第一气液分离器与所述室外机换热器相连接，且所述第一气液分离器上还连接有室内机换热器，所述室外机换热器和/或所述室内机换热器经所述四通阀与第二气液分离器相连通，所述第二气液分离器与所述压缩机的进气口相连通。
2.根据权利要求1所述的空气能热水空调组件，其特征在于：所述压缩机的高压排气口与所述四通阀第一端口间设置有油分离器。
3.根据权利要求1所述的空气能热水空调组件，其特征在于：所述四通阀第二端口与所述储水箱间依次设置有第一流量调节阀、第一截止阀；所述储水箱出气口与所述第一气液分离器间依次设置有第二截止阀、第一电子膨胀阀。
4.根据权利要求3所述的空气能热水空调组件，其特征在于：所述第一流量调节阀2与所述室内机换热器间依次设置有第二流量调节阀、第三截止阀。
5.根据权利要求4所述的空气能热水空调组件，其特征在于：所述四通阀第四端口与所述第三截止阀间设置有第四电磁阀。
6.根据权利要求1所述的空气能热水空调组件，其特征在于：所述四通阀第二端口与所述室外机换热器间设置有第一电磁阀。
7.根据权利要求1所述的空气能热水空调组件，其特征在于：所述四通阀第四端口与所述室外机换热器间设置有第二电磁阀。
8.根据权利要求1所述的空气能热水空调组件，其特征在于：所述室内机换热器包括呈并联设置的第一换热器、第二换热器，所述第一换热器与所述室外机换热器间设置有第二电子膨胀阀，所述第二换热器与所述室外机换热器间设置有第三电子膨胀阀。
9.根据权利要求8所述的空气能热水空调组件，其特征在于：所述第一气液分离器与所述室外机换热器上依次设置有第三电磁阀、第四电子膨胀阀。
10.根据权利要求9所述的空气能热水空调组件，其特征在于：所述第三电磁阀与所述压缩机间依次设置有过冷电子膨胀阀、第一喷焓电子膨胀阀。
11.根据权利要求9所述的空气能热水空调组件，其特征在于：所述第三电磁阀与所述室内机换热器间设置有第四截止阀，所述第四截止阀分别与所述第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀相连通。
12.根据权利要求1所述的空气能热水空调组件，其特征在于：所述室外机换热器与所述室内机换热器间设置有过冷器。
13.根据权利要求1所述的空气能热水空调组件，其特征在于：所述第一气液分离器与所述压缩机间设置有第二喷焓电子膨胀阀。
14.一种空气能热水空调组件控制***，其特征在于：包括控制器和权利要求1-13任一所述的空气能热水空调组件，所述控制器与所述空气能热水空调组件电连接，用于控制所述空气能热水空调组件的工作模式。
15.根据权利要求14所述的空气能热水空调组件控制***，其特征在于：所述工作模式包括制热水-室内机制冷模式、热水达到设定温度-室内机制冷模式、制热水-室内机制热模式、热水达到设定温度-室内机制热模式、室内机制冷模式、室内机制热模式、制冷水-室内机制冷模式、制冷水-室内机制热模式、制冷水模式、制热水模式中的一种或多种。
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