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
(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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