CN1323262C - 采暖/空调/热水机 - Google Patents

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Abstract

一种成本简化40%的采暖/空调/热水机：全面耦合采暖、空调、热水***设置，借用空调热泵及其循环泵和换热器以小温差、直接换热方式制备热水；电子膨胀阀变流量调节使-7℃时的制热衰减率由62%提高到75%；调低采暖、热水循环水温上限，实现-7℃以下环境的热泵制热；借用热水箱上水口及汇流三通阀实现上水与泵后定压，从而既节省减压阀、流量开关、膨胀罐，又使整个***的最高压力点不超过上水压力，提高***可靠性。

Description

采暖/空调/热水机
(一)技术领域
本发明涉及一种采暖/空调/热水机。
(二)背景技术
所公布的中国发明专利“二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水***”(专利申请号：02104844.4)，由“户”字形水***与复合热泵回路相连构成；通过太阳空气电热三能源互补，实现采暖空调热水三功能综合利用；载热/蓄热合二为一省略换热环节，融霜热/功损失小，加热热容损耗为0.5％，***平均供热系数提高18％；4种优化运行技术使其全年运行；优化设置蓄热温度及双级热泵压比，使其适应环境温度-30～+43℃；运行20年初投资+运行费比现有技术降低20～45％。然而该***在实际运行中存在下列问题：
1、需设7只电动阀的水环路及其控制较复杂；
2、对于无须严寒采暖的广大南方地区，二级热泵所需蓄热水箱将多余。
(三)发明内容
本发明的目的是要综合二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水***的优点，改进其不足之处，提供一种技术上更简捷的采暖/空调/热水机。
本发明采用的技术方案，即采暖/空调/热水机如附图1所示，其中：1-压缩机；2-高压开关；3-四通换向阀；4-空气蒸发/冷凝器；5-止回阀；6-干燥过滤器；7-电子膨胀阀；8-蒸发/冷凝器；9-消音器；10-气液分离器；11-低压开关；12-三通阀组；13-循环泵；14-逆止阀；15-风机盘管；16-热水箱；17-排水阀；18-电热器；19-排气阀；20-过滤器；21-高压储液器；22-功能三通。
按照附图1所示的采暖/空调/热水机：其由压缩机1、高压开关2、四通换向阀3、空气蒸发/冷凝器4、止回阀5、干燥过滤器6、电子膨胀阀7、止回阀5、蒸发/冷凝器8冷媒侧、消音器9、四通换向阀3、气液分离器10、低压开关11、压缩机1，组成气-水热泵回路；
蒸发/冷凝器8载冷剂侧出口通过出口管道连接排气阀19、功能三通22，而进口管道连接三通阀组12、循环泵13、逆止阀14、蒸发/冷凝器8载冷剂侧进口，形成风机盘管15/热水箱16供冷/热支路；
功能三通22通过管道连接风机盘管15、过滤器20、三通阀组12，形成风机盘管15支路；
功能三通22通过管道连接热水箱16、过滤器20、三通阀组12，形成热水箱16支路；
热水箱的上水管通过过滤器20、逆止阀14、排水阀17，形成补水、定压支路。
止回阀5和干燥过滤器6之间接入高压储液器21。
三通阀组12是1只三通阀，或由2只二通阀及1只三通相连接组成。
在风机盘管15的盘管与出风口之间设置用于辅助加热空气的电热器18。
蒸发/冷凝器8是壳管式换热器、板式换热器、板翅式换热器、套管式换热器、盘管式换热器的冷媒-载冷剂换热器。
载冷剂是水、乙二醇溶液、盐水、三氯乙稀溶液、防冻液。
本发明的工作原理结合附图1说明如下：
1、气-水热泵采暖循环：压缩机1启动，以驱动冷媒流经高压开关2、四通换向阀3、消音器9、蒸发/冷凝器8冷媒侧、止回阀5、干燥过滤器6、电子膨胀阀7、止回阀5、空气蒸发/冷凝器4、四通换向阀3、气液分离器10、低压开关11、压缩机1，构成气-水热泵循环；以把空气蒸发/冷凝器4中采集的低位空气热能泵至蒸发/冷凝器8内。循环泵13预先启动，以驱动载冷剂流经逆止阀14、蒸发/冷凝器8载冷剂侧、排气阀(19)、三通、风机盘管15、过滤器20、三通阀组12、循环泵13，构成采暖循环，以把蒸发/冷凝器8内的高位冷凝放热输送给风机盘管15***。
2、制冷-空调循环：压缩机1启动，以驱动冷媒流经高压开关2、四通换向阀3、空气蒸发/冷凝器4、止回阀5、干燥过滤器6、电子膨胀阀7、止回阀5、蒸发/冷凝器8冷媒侧、消音器9、四通换向阀3、气液分离器10、低压开关11、压缩机1，构成制冷循环，以把蒸发/冷凝器8中提取的低位室内空气热能泵至空气蒸发/冷凝器4中，向环境空气释放。循环泵13预先启动，以驱动载冷剂流经逆止阀14、蒸发/冷凝器8载冷剂侧、排气阀(19)、三通、风机盘管15、过滤器20、三通阀组12、循环泵13，构成空调循环，以把蒸发/冷凝器8内的蒸发冷量输送给风机盘管15***。
3、气-水热泵热水循环：压缩机1启动，以驱动冷媒流经高压开关2、四通换向阀3、消音器9、蒸发/冷凝器8冷媒侧、止回阀5、干燥过滤器6、电子膨胀阀7、止回阀5、空气蒸发/冷凝器4、四通换向阀3、气液分离器10、低压开关11、压缩机1，构成气-水热泵循环；以把空气蒸发/冷凝器4中采集的低位空气热能泵至蒸发/冷凝器8内。循环泵13预先启动，以驱动载冷剂流经逆止阀14、蒸发/冷凝器8载冷剂侧、排气阀(19)、三通、热水箱16、过滤器20、三通阀组12、循环泵13，构成热水循环，以把蒸发/冷凝器8内的高位冷凝放热输送给热水箱16。
4、制冷-融霜循环：压缩机1启动，以驱动冷媒流经高压开关2、四通换向阀3、空气蒸发/冷凝器4、止回阀5、干燥过滤器6、电子膨胀阀7、止回阀5、蒸发/冷凝器8冷媒侧、消音器9、四通换向阀3、气液分离器10、低压开关11、压缩机1，构成制冷-融霜循环，以把蒸发/冷凝器8中提取的热水热能泵至空气蒸发/冷凝器4中以融霜。循环泵13预先启动，以驱动载冷剂流经逆止阀14、蒸发/冷凝器8载冷剂侧、排气阀(19)、三通、热水箱16、过滤器20、三通阀组12、循环泵13，构成采热循环，以把热水箱16内的热量输送给蒸发/冷凝器8。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1、一石三鸟：其循环泵、换热器、电子膨胀阀、电动阀均依据用户指令三用于采暖循环、空调循环、热水循环，节省热水循环泵及热水换热器；
2、借桥过河：只增加1个电动阀，即可-年四季借用空调机热泵制备热水；
3、斧底添薪：由于采用电子膨胀阀变流量调节，比热力膨胀阀+毛细管自适应调节，在-7℃时的制热衰减率由62％提高到75％；
4、二级热泵：从控制程序上调低-7℃以下的采暖、热水循环上限水温，使其运行于-7℃至-15℃环境，实现热泵严寒制热，其余热量由风盘出口的电辅热提供；而此时风水分体机已必须停机，完全由电热炉及其专用循环泵带动风盘采暖；
5、小温差与直接换热：热泵制备热水时借用空调机的主循环泵和主换热器，从而确保在热水制热量增大50％的前提下，通过大幅提高循环流速维持小温差与直接换热，以获得更高热水制热系数；
6、直流热水：小温差与直接换热技术使得热水的供应有条件采取直流方式，从而把大容量的电热水器简化为小容量的热水箱；
7、上水与泵后定压：借用热水箱的上水口及***中空调与热水相切换的汇流三通阀，实现上水与泵后定压，从而既节省了空调机的减压阀、流量开关、膨胀罐，又使整个***的最高压力点不超过上水压力，提高***可靠性。
本发明全面耦合空调与热水***的设置，根除多余功能，七项技术特征使其在现有技术基础上全面提升，其空调采购成本比现有风水式空调简化23％，热水箱销售成本比电热水器简化88％，空调与热水***的销售成本共计简化40％，从而完成空调与热水***的成本革命，适应残酷市场竞争。
(四)附图说明
附图1为本发明的***流程图；
附图2为本发明中三通阀组12的示意图。
(五)具体实施方式
本发明提出的采暖/空调/热水机的实施例如附图1所示，现说明如下：按照附图1所示的采暖/空调/热水机：其由电功率4.0kW的全封闭涡旋式压缩机1通过直径20mm铜管顺次连接高压开关2、四通换向阀3、铜管套铝翅片式/换热面积40m2的空气蒸发/冷凝器4中R22的直径20mm进口，其直径10mm出口再通过铜管顺次连接止回阀5、干燥过滤器6、电子膨胀阀7、止回阀5、换热面积1.5m2的板式蒸发/冷凝器8的R22进口，其直径20mm出口再通过铜管顺次连接消音器9、四通换向阀3、气液分离器10、低压开关11、压缩机1，组成气-水热泵回路；板式蒸发/冷凝器8载冷剂侧出口通过直径25mm出口钢管连接排气阀19、功能三通22，而直径25mm进口钢管连接三通阀12、流量3m3/h、扬程14mH2O的循环泵13、逆止阀14、板式蒸发/冷凝器8载冷剂侧进口，形成风机盘管15/热水箱16供冷/热支路；功能三通22通过直径25mm钢管并联连接5台全热冷量3.7kW/供热量6.3kW的风机盘管15、过滤器20、三通阀12，形成风机盘管15支路；功能三通22通过直径25mm钢管连接1台厚1.2mm不锈钢板制成/直径300mm/长800mm的热水箱16、过滤器20、三通阀12，形成热水箱16支路；热水箱的直径15mm上水钢管通过过滤器20、逆止阀14、排水阀17，形成补水、定压支路。止回阀5和干燥过滤器6之间接入3升高压储液器21。在风机盘管15的盘管与出风口之间设置用于辅助加热空气的3.7kW电热器18。本发明实施例中的载冷剂是水。
本发明实施例在日平均环境气温7℃的气象条件下，循环供水温度45℃时，可实现采暖/热水制热功率13.9kW，热泵供热系数2.99，总输入电功率4.65kW，距离机组1m处运行噪音59dB，运行重量145kg；在日平均环境气温35℃的气象条件下，循环供水温度7℃时，可实现空调制冷功率12.0kW，热水供热功率15.5kW，冷/热联供系数6.21，总输入电功率4.43kW。

Claims (6)

1、一种采暖/空调/热水机，其由压缩机(1)；高压开关(2)；四通换向阀(3)；空气蒸发/冷凝器(4)；止回阀(5)；干燥过滤器(6)；电子膨胀阀(7)；蒸发/冷凝器(8)；消音器(9)；气液分离器(10)；低压开关(11)；三通阀组(12)；循环泵(13)；逆止阀(14)；风机盘管(15)；热水箱(16)；排水阀(17)；电热器(18)；排气阀(19)；过滤器(20)；高压储液器(21)；功能三通(22)组成，其特征在于：压缩机(1)、高压开关(2)、四通换向阀(3)、空气蒸发/冷凝器(4)、止回阀(5)、干燥过滤器(6)、电子膨胀阀(7)、止回阀(5)、蒸发/冷凝器(8)冷媒侧、消音器(9)、四通换向阀(3)、气液分离器(10)、低压开关(11)、压缩机(1)，组成气-水热泵回路；蒸发/冷凝器(8)载冷剂侧出口通过出口管道连接排气阀(19)、功能三通(22)，而进口管道连接三通阀组(12)、循环泵(13)、逆止阀(14)、蒸发/冷凝器(8)载冷剂侧进口，形成风机盘管(15)/热水箱(16)供冷/热支路；功能三通(22)通过管道连接风机盘管(15)、过滤器(20)、三通阀组(12)，形成风机盘管(15)支路；功能三通(22)通过管道连接热水箱(16)、过滤器(20)、三通阀组(12)，形成热水箱(16)支路；热水箱的上水管通过过滤器(20)、逆止阀(14)、排水阀(17)，形成补水、定压支路。
2、按照权利要求1所述的采暖/空调/热水机，其特征在于：止回阀(5)和干燥过滤器(6)之间接入高压储液器(21)。
3、按照权利要求1所述的采暖/空调/热水机，其特征在于：三通阀组(12)是1只三通阀，或由2只二通阀及1只三通相连接组成。
4、按照权利要求1所述的采暖/空调/热水机，其特征在于：在风机盘管(15)的盘管与出风口之间设置用于辅助加热空气的电热器(18)。
5、按照权利要求1所述的采暖/空调/热水机，其特征在于：蒸发/冷凝器(8)是壳管式换热器、板式换热器、板翅式换热器、套管式换热器、盘管式换热器的冷媒-载冷剂换热器。
6、按照权利要求1所述的采暖/空调/热水机，其特征在于：载冷剂是水、乙二醇溶液、盐水、三氯乙稀溶液、防冻液。
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