CN2608887Y - 带热水器的冷暖空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能在一年四季产生热水，易于在现有空调器的基础上改造，且造价低廉、制冷、制热水效率高的带热水器的冷暖空调器。其结构特征是在普通冷暖空调器的压缩机出口和电磁四通阀之间串联入一水热交换器，水热交换器安装在室外机内且位于散热器的上方，其余部分与普通冷暖空调相同。其水热交换器有排笔式、同心管式两种，本实用新型公开其具体结构。本实用新型所实现的带热水器的冷暖空调器具有结构简单、制造容易、性能稳定可靠、工作效率高的特点。

Description

带热水器的冷暖空调器

所属技术领域

本实用新型涉及一种带热水器的冷暖空调器。它包括普通冷暖空调器的所有部件以及水热交换器和保温水箱，既可作为普通冷暖空调器使用，又可作为热水器使用。

背景技术

空调器在制冷时向周围大气排放热量，造成了周围环境的热污染。希望利用空调制冷时产生的废热来加热水是人们的共同愿望。长期以来，人们在这方面开展了大量的研究开发，仅这方面的专利文献就多达一百多份。但从前的多数专利所公开的***都过于复杂，从而导致其制造成本过高；多数专利技术与现有空调器的生产技术差别太大，不易于在现有空调器基础上改造，也导致其生产难度的增加；许多专利的原理虽然先进，但没有考虑加工工艺和产品的可靠性，也是此项技术难以推广的原因之一。由于种种困难，目前市场上还没有带热水器的冷暖空调出售。本实用新型的目的是公开一种能在一年四季产生热水，易于在现有空调器的基础上改造，且制作简单、制冷制热水效率高的带热水器的冷暖空调器。

发明内容

本实用新型的特征是在普通冷暖空调器的压缩机出口和电磁四通阀之间串联入一水热交换器，并且其水热交换器经保温处理后放置在普通分体式家用空调器室外机内散热器的上方(如图3所示)；水热交换器放置处有两个支撑点，一个在隔音板的上端，另一个在风扇电机支架的上部；其余部分与普通冷暖空调器相同。本实用新型的室外机主要包括压缩机、风冷散热器、轴流风机、电磁四通阀、过滤器、单向阀、毛细管、水热交换器和循环水泵等部件。循环水泵与压缩机相邻安装在室外机底板上(如图3所示)。

本实用新型的原理如图1所示，压缩机1出气口与水热交换器2的进气口相连；水热交换器2的出气口与电磁四通阀3的A口相连；电磁四通阀的B口与气液分离器10的进气口相连，其C口通过截止阀8与室内散热器4的一端相连，D口与室外散热器5的一端相连；室内散热器4的另一端通过截止阀8及过滤器7进入带毛细管的单向阀6与室外机散热器5的另一端相连；气液分离器10的出口与压缩机1的进气口相连；这样就形成了空调器的制冷、制热封闭循环***。当需要产生热水时，循环水泵13工作，将水箱9底部的冷水送入水热交换器2，产生的热水送入水箱9的顶部。使用热水时，打开混水调节阀11并调节它，所需温度的热水就会流出淋浴喷头12。

本实用新型中水热交换器2是带热水器的冷暖空调器热效率高低的关键，遗憾的是已公开的专利文献均未给出其具体结构。我们在这方面进行了较多的试验研究。本实用新型的特征是水热交换器2可以是排笔式、也可以是同心管式。下面结合附图公开这两种水热交换器的具体结构。

(1)排笔式水热交换器

图2为本实用新型排笔式水热交换器2的实例结构图。此结构的特征在于排笔式水热交换器2由数根重叠放置的一定长度的大铜管20通过连接管16及连接弯头24串联而成(本图以六根大铜管为例)。连接管16焊接在大铜管的一端，连接弯头24焊接在大铜管的另一端，并且它总是焊接在大铜管端面的外侧；连接管16、连接弯头24及大铜管内均走水，水的流向从大铜管(6)流入→大铜管(5)→大铜管(4)→大铜管(3)→大铜管(2)→大铜管(1)。每根大铜管内均有三根同长度的小U型铜管19，三根小U型铜管的两头各通过一个一通三的接头18并联在一起形成一组，每组小U型铜管的两头各通过弯头15将每组串联起来。小U型铜管内走制冷剂，制冷剂的流动方向为：小U型铜管组(1)→小U型铜管组(2)→小U型铜管组(3)→小U型铜管组(4)→小U型铜管组(5)→小U型铜管组(6)。小U型铜管组(1)和(6)的制冷剂进、出口处分别焊一直管14，以便于组装。大铜管的两端分别有前堵片17和后堵片22(或21)封口。排笔式水热交换器的两头分别有一个有螺口的接头23，用以联接水管。

(2)同心管式水热交换器

图4为本实用新型同心管式水热交换器2的实例结构图，此结构的特征是：它由一大一小两根铜管28、25组成长圆形组件。小铜管从大铜管中穿过，两头伸出。大管28的两端分别有堵片26。堵片的中间有一与小铜管外径尺寸相同的内孔，堵片内孔与小铜管焊接，堵片外缘与大铜管焊接。在大铜管的两头靠近端部的地方焊接有水管接头27，用于联接进水管和出水管。小铜管内走制冷剂，大铜管内走水。制冷剂和水逆向流动。

以上两种水热交换器均具有结构简单、紧凑，易于制作、易于检验，传热效率较高等特点。

本实用新型的特征之一是水热交换器2的外面均加保温层。

本实用新型特征之一是水泵13的流动方向是将冷水从水箱9的底部抽出，经水热交换器后回到水箱9的顶部。

本实用新型特征之一是水箱上水口的水管在水箱的内部弯曲成“L”字型，使水流方向与水平面平行(如图5所示)。

本实用新型实现的功能及控制原理如下：

工况I：当***为热水器工况且室内制冷

制冷剂经压缩机1压缩后，压强与温度升高，这些高温高压的制冷剂经水热交换器2(水泵13电机工作)后，将热量传给水(在循环水泵13的作用下，水箱9底部的低温水被抽入水热交换器2与制冷剂进行热交换，经过几级热交换，水温逐步升高。高温水在压差的作用下被送到热水器水箱9的顶部)；冷却后的制冷剂，经电磁四通阀3流过室外机组散热器5(此时室外风机不工作)后，再经单向阀毛细管6节流后，流过室内机散热器4吸热(室内制冷)后回压缩机1。此时，为了提高产生热水的效率，必须关闭室外机组5的风机电源。

工况II：当***以热水器工作且室内不制冷

制冷剂经压缩机1压缩后，压强与温度升高，这些高温高压的制冷剂经水热交换器2(水泵13电机工作)后将热量传给水并被带入水箱中，初步冷却后的制冷剂，经电磁四通阀3流过室内机组散热器4(此时室内风机不工作)后，再经单向阀毛细管节流后，过室外机散热器5吸热(室外风机工作)后回压缩机1。此时，为了室内不制冷必须关闭室内风机电源。

工况III：当***以普通空调器制冷时

此时高温制冷剂虽然经水热交换器2，但因水泵停止工作，水热交换器内的水量有限，很快制冷剂的温度与水换热器的温度达到了平衡，制冷剂流经水热交换器后其热量流失很小。高温制冷剂经电磁四通阀3流过室外机组散热器5(此时室外风机工作)后，再经单向阀毛细管6节流后，过室内机散热器4吸热(室内制冷)后回压缩机。此时水泵停止工作，***与普通空调制冷的工作状况完全相同。

工况IV：当***以普通空调器制热时

同工况III，由于水泵停止工作，很快制冷剂的温度与水热交换器的温度达到了平衡。制冷剂经电磁四通阀3流过室内机组散热器4(室内制热)，再经单向阀毛细管6节流后，过室外机散热器5吸热(此时室外风机工作)后回压缩机。此时水泵停止工作，***与普通空调制热的工作状况完全相同。

工况V：室内制冷并收集废热产生热水

当水箱9内的水温低于设定温度时，水泵电机工作，制冷剂的温度首先通过水热交换器2传到水箱9中。当水温与压缩机1的出口温度达到设定值时，水泵电机不工作，热量主要通过室外散热器5传到周围的大气中。夏天空调器多以这一工况工作，水热交换器2的引入既提高了空调器的制冷效率，又得到了热水，一举两得。

工况VI：保温防冻

当水热交换器2内的水温低于设定值时，启动压缩机1、室外风机、水泵电机，使电磁四通阀置于A-C，D-B状态，直到水箱内水温升到设定值时，以上各电源开关关闭。

综合上述六种工况，本实用新型***内各控制点控制如下表：

                                  分工况控制表

工况	压缩机	水泵电机	电磁四通阀	室外风机	室内风机	备注
							I	开	开	A-D，C-B	关	开	热水+制冷
II	开	开	A-C，D-B	开	关	热水
							III	开	关	A-D，C-B	开	开	制冷
IV	开	关	A-C，D-B	开	开	制热
							V	开	开	A-D，C-B	开	开	制冷
VI	关/开	关/开	A-C，D-B	开	关	/

附图说明

图1是本实用新型的空调热水器基本原理图。

图2是本实用新型排笔式水热交换器的实例结构图

图3是本实用新型水热交换器的布置及接管图

图4是本实用新型同心管式水热交换器的实例结构图

图5是保温水箱结构图

图6是电器控制方框图

具体实施方式

本实用新型的实施实例采用一台一匹马力的旧冷暖空调器的相应配件，水箱的容量43升。排笔式水热交换器的大铜管外径为30毫米，每根长度为500毫米，其小铜管的外径为6毫米；同心管式水热交换器大铜管外径为16毫米，小铜管的外径为10毫米，总长度为6米。室外机的外形尺寸比改造前高100毫米。循环水泵的功率为25瓦。

实验表明水热交换器的引人改进了空调器的制冷效果。***以空调器工作时，其性能与普通空调器相同；以热水器工作时，其效率是普通电热热水器的3～4倍；夏天空调器制冷时可以不另外花电费而得到大量的热水，还能使空调的制冷效率提高。

Claims (8)

1.一种带热水器的冷暖空调器，其特征是在普通冷暖空调器的基础上增加了水热交换器、水泵及保温水箱。

2.根据权利要求1所述的带热水器的冷暖空调器，其特征是：水热交换器外有保温层并安装在空调室外机内散热器的上方。

3.根据权利要求1所述的带热水器的冷暖空调器，其特征是：水热交换器在空调制冷、制热循环***中位于压缩机出口和电磁四通阀的进口之间，其水热交换器可以是排笔式、同心管式。

4.根据权利要求1、3所述的带热水器的冷暖空调器，其特征是：排笔式水热交换器是由数根并排放置的一定长度的大铜管串联而成，每根大铜管内并联有三根同长度的小U型铜管，各组小U型铜管串联，U型铜管内走制冷剂，大铜管内走水，制冷剂和水逆向流动。

5.根据权利要求1、3所述的带热水器的冷暖空调器，其特征是：同心管式水热交换器由一大一小两根铜管弯制而成，小铜管在大铜管内，小铜管内走制冷剂，大铜管内走水，制冷剂和水逆向流动。

6.根据权利要求1所述的带热水器的冷暖空调器，其特征是保温水箱上下进出水管在水箱内弯屈成90度，与水平面平行。

7.根据权利要求1所述的带热水器的冷暖空调器，其特征是***以热水器工况工作且室内不制冷时，室内风机不工作，室外风机工作，电磁四通阀为室内制热的工况。

8.根据权利要求1所述的带热水器的冷暖空调器，其特征是***以热水器工况工作且室内制冷时，室内风机工作，室外风机不工作，电磁四通阀为室内制冷的工况。

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