專利名稱：高效熱泵制冷制熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)器和熱水器，特別是熱泵型空調(diào)器和熱水器。
背景技術(shù)：
熱泵空調(diào)器是按照逆卡諾循環(huán)原理工作的。工質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)壓縮→冷凝→節(jié)流→膨脹→再壓縮的循環(huán)過程，與外界交換熱量。工質(zhì)壓縮時升溫；高溫高壓工質(zhì)與外界交換熱量為放熱過程，即制熱過程；放熱后工質(zhì)降溫，再經(jīng)節(jié)流后流出端工質(zhì)壓力驟降，體積瞬間膨脹，溫度急劇下降，與外界交換熱量為吸熱過程，即制冷過程；吸熱后工質(zhì)升溫，再經(jīng)壓縮后進一步升溫成高溫高壓工質(zhì)；如此循環(huán)運行，完成制冷或制熱。工質(zhì)循環(huán)過程中，一側(cè)制冷，另一側(cè)制熱，人們根據(jù)需要分別利用。熱泵空調(diào)器具有室內(nèi)機和室外機。雙制式空調(diào)器的室內(nèi)機可以制冷，也可以制熱。制冷時讓工質(zhì)壓縮升溫后先通過室外機放熱，再經(jīng)節(jié)流降壓膨脹降溫后通過室內(nèi)機吸熱；制熱時則讓工質(zhì)壓縮后先通過室內(nèi)機放熱，再經(jīng)節(jié)流降壓膨脹后通過室外機吸熱。壓縮后工質(zhì)不同的流向是經(jīng)換向閥實現(xiàn)的。
熱泵空調(diào)器室內(nèi)機制冷時，工質(zhì)通過室外機放熱。問題在于，釋放的熱量能利用嗎？影響空調(diào)器工作效率的放熱能充分嗎？前一問題目前很少有人考慮，后一問題則受設(shè)備制約所決定，不能說放熱一定充分。再就是，室內(nèi)機制熱時，熱量如何分配，傳熱流向如何控制，如何實現(xiàn)多用途，這對于只是熱泵空調(diào)器來說，廠商和用戶都不會去考慮。
熱泵熱水器的工作原理與熱泵空調(diào)器相同，工質(zhì)壓縮后放熱在熱水器水箱內(nèi)完成。與目前的電熱水器、燃氣熱水器相比，熱泵熱水器具有節(jié)能、環(huán)保、安全的優(yōu)點。熱泵熱水器中的壓縮機、風(fēng)機是讓工質(zhì)循環(huán)以及升溫、降溫與散熱所需，其耗電量很有限，熱水器產(chǎn)熱根本上是通過集積環(huán)境中的熱量實現(xiàn)的，故熱泵熱水器耗電量很省，據(jù)測算，它僅是電熱水器耗電量的1/4左右。
采用一套系統(tǒng)，利用盡可能少的器件，將熱泵空調(diào)器和熱泵熱水器聯(lián)系結(jié)合在一起，做到一機兩用，節(jié)省成本造價與能耗，又方便使用，是最好不過的，只是目前尚無這種產(chǎn)品面世，也未見此類報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決目前熱泵空調(diào)器和熱泵熱水器不能有機結(jié)合，造成兩套設(shè)備獨立、分別設(shè)計、制造與安裝所致材料與器件耗量大、造價高、運行能耗相對高、安裝維護相對麻煩、空間占取較大的問題，為此提供本發(fā)明的一種高效熱泵制冷制熱裝置，本裝置能解決所述這些問題。
為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是設(shè)有空調(diào)器室內(nèi)機和所述空調(diào)器室外機；室外機內(nèi)設(shè)有風(fēng)機、壓縮機、四通換向閥和毛細管組件；其特征是設(shè)有包括水箱的熱水器組件、三通換向閥一和三通換向閥二，所述水箱內(nèi)設(shè)有加熱盤管；加熱盤管一端經(jīng)管線與三通換向閥一一端口連接，三通換向閥一另兩端口分別經(jīng)管線與壓縮機排氣口以及四通換向閥一入口連接；加熱盤管另一端經(jīng)管線與三通換向閥二一端口連接，三通換向閥二另兩端口分別經(jīng)管線與室外機以及室內(nèi)機連接。
所述加熱盤管一端與三通換向閥一一端口連接的管線上設(shè)有截止閥四，所述三通換向閥二與室外機連接的管線上設(shè)有單向閥和截止閥五，三通換向閥二與室內(nèi)機連接管線上設(shè)有單向閥。
所述三通換向閥一、截止閥四和截止閥五安裝于室外機；所述三通換向閥二安裝于所述熱水器水箱上。
所述加熱盤管一端與截止閥四連接管線上設(shè)有截止閥一位于熱水器水箱，三通換向閥二與截止閥五連接管線上設(shè)有截止閥二位于熱水器水箱，三通換向閥二與室內(nèi)機連接管線上設(shè)有截止閥三位于熱水器水箱。
所述熱水器水箱上設(shè)有電源指示燈和加熱指示燈。
本發(fā)明由于設(shè)有包括室內(nèi)機、室外機、四通換向閥和壓縮機的熱泵空調(diào)器以及包括水箱和加熱盤管的熱水器組件，加熱盤管兩端分別經(jīng)管線連有三通換向閥一和三通換向閥二，三通換向閥一另兩端分別經(jīng)管線與壓縮機排氣口經(jīng)及四通換向一入口連接，三通換向閥二另兩端分別經(jīng)管線與室外機及室內(nèi)機連接，故本發(fā)明無論空調(diào)器室內(nèi)機制冷還是制熱時，經(jīng)壓縮機泵出后的高溫高壓工質(zhì)都可以經(jīng)所述兩個三通換向閥的切換而通過水箱內(nèi)的加熱盤管，將水加熱；空調(diào)室內(nèi)機制冷時，高溫高壓工質(zhì)通過水箱盤管后再通過室外機，不僅使原本無用的熱量得到利用，而且工質(zhì)散熱更充分，從而提高了制冷效率；空調(diào)室內(nèi)機制熱時，高溫高壓工質(zhì)通過水箱盤管后通再過室內(nèi)機，可以同時將水箱內(nèi)的水和室內(nèi)機所處環(huán)境加熱，當通過調(diào)節(jié)室內(nèi)機熱風(fēng)輸出時，可以調(diào)節(jié)所述兩處加熱的熱量分配，如室內(nèi)機熱風(fēng)輸出調(diào)小，則水箱加熱的熱量增加，反之則減少?？梢姡景l(fā)明是將熱泵空調(diào)器和熱泵熱水器兩者有機結(jié)合組合在一起，不僅使用方便，而且節(jié)省了許多器件和材料，降低了制造成本和使用成本，安裝與維護也相對簡便，系統(tǒng)占空間少，運行成本也降低。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本發(fā)明包括管線連接的外形示意圖；圖3是本發(fā)明中空調(diào)器室外機結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明中熱水器組件示意圖；圖5是本發(fā)明中的一種控制接線原理圖；圖6是本發(fā)明中的又一控制接線原理圖；圖7是本發(fā)明中的一遙控器外形圖。
中標記為1室內(nèi)機，2截止閥七，3單向閥，4毛細管，5室外機，6截止閥六，7壓縮機，8單向閥，9四通換向閥，10截止閥五，11單向閥，12三通換向閥二，13三通換向閥一，14截止閥四，15熱水器組件，16截止閥一，17截止閥二，18截止閥三，19陽極保護裝置，20排污口，21出熱水管，22混水閥，23花灑，24單向安全閥，25泄壓孔，26冷水進口，27加熱盤管，28加熱指示燈，29電源指示燈，30調(diào)溫旋鈕，31室內(nèi)機接線端子，32室外機接線端子，33室外風(fēng)機，34室外盤管溫度傳感器，35應(yīng)急開關(guān)，36步進電機，37顯示板，38室內(nèi)溫度傳感器，39室內(nèi)盤管溫度傳感器，40電源線，41可調(diào)溫溫控器，42開關(guān)，43熱水器接線端子。
具體實施例方式
本發(fā)明具有室內(nèi)機1、室外機5、熱水器組件15和連接管線。如圖1、圖2和圖3所示，室外機5所置管線上設(shè)有截止閥七2、單向閥3、毛細管4、截止閥六6、壓縮機7、四通換向閥9、截止閥五10、三通換向閥一13和截止閥四14。如圖2、圖4所示，熱水器組件15設(shè)有水箱其內(nèi)設(shè)有加熱盤管27和陽極保護裝置19，水箱上連有排污口20、截止閥一16、三通換向閥二12及其兩輸出管段上所連的截止閥二17和截止閥三18；水箱具有冷水進口26其上連有具泄壓孔25的單向安全閥24，并連有出熱水管21其上連有混水閥22與冷水輸入管通連，混水閥輸出管末端連有花灑23，水箱上設(shè)有加熱指示燈28、電源指示燈29和調(diào)溫旋鈕30。
如圖2所示，室外機5上的截止閥四14經(jīng)管線與熱水器組件上的截止閥一16連接，截止閥一16另一端連于水箱內(nèi)的加熱盤管27一端，室外機上的截止閥五10經(jīng)管線與熱水器組件上的截止閥二17連接，室外機上的截止閥七2和截止閥六6分別經(jīng)管線與室內(nèi)機1連接，熱水器組件上的截止閥三18經(jīng)管線連于所述室外機與室內(nèi)機連接的管線上，截止閥二17、截止閥三18另一端經(jīng)管段與三通換向閥二12兩出口連接，并見圖1，三通換向閥二12入口則經(jīng)管線與水箱內(nèi)的加熱盤管另一端連接。
見圖1工作原理圖，圖中標有箭頭符號伴字母a、b、c、d表示工質(zhì)即制冷劑流向。
單機制冷即僅空調(diào)器制冷時，工質(zhì)從壓縮機7輸出，高溫高壓工質(zhì)在管線中經(jīng)a1、三通換向閥一13實線通道、a2、四通換向閥9右上實線通道、a3進入室外機5盤管，熱交換散熱后，高壓并相對低溫的工質(zhì)經(jīng)a4、毛細管4、單向閥3、截止閥七2、a5成為膨脹低溫工質(zhì)進入室內(nèi)機1熱交換吸熱制冷，再經(jīng)a6、截止閥六6、四通換向閥9左下實線通道、a7后進入壓縮機7，完成空調(diào)器制冷循環(huán)。
僅空調(diào)器制熱時，工質(zhì)從壓縮機7輸出，經(jīng)a1、三通換向閥一13實線通道、a2、四通換向閥9左上虛線通道、截止閥六6、b1進入室內(nèi)機1熱交換放熱，再經(jīng)b2、截止閥七2、b3、毛細管4、b4成為膨脹低溫工質(zhì)進入室外機5熱交換吸熱，再經(jīng)b5、四通換向閥9右下虛線通道、a7后進入壓縮機7，完成制熱循環(huán)。
空調(diào)器制冷并熱水器制熱時，工質(zhì)從壓縮機7輸出，高溫高壓工質(zhì)在管線中經(jīng)a1、三通換向閥一13虛線通道、c1、截止閥四14輸入熱水器組件15水箱盤管，與水熱交換放熱后經(jīng)c2、三通換向閥二12實線通道、c3、c4、單向閥11、截止閥五10進入室外機5盤管，再經(jīng)a4、毛細管4、單向閥3、截止閥七2、a5成為膨脹低溫工質(zhì)進入室內(nèi)機1熱交換吸熱制冷，再經(jīng)a6、截止閥六6、四通換向閥9左下實線通道、a7后進入壓縮機7，完成空調(diào)器制冷并熱水器制熱循環(huán)。此過程利用空調(diào)器制冷產(chǎn)生的熱量加熱水箱內(nèi)的水，且高溫高壓工質(zhì)經(jīng)水箱和室外機熱交換，放熱更充分，能一定程度提高制冷效率。
空調(diào)器制熱并熱水器制熱時，工質(zhì)從壓縮機7輸出，經(jīng)a1、三通換向閥一13虛線通道、c1、截止閥四14輸入熱水器組件15水箱盤管，與水熱交換放熱后經(jīng)c2、三通換向閥二12虛線通道、d1、d2、單向閥8、截止閥六6、b1進入室內(nèi)機1熱交換放熱，再經(jīng)b2、截止閥七2、b3、毛細管4、b4成為膨脹低溫工質(zhì)進入室外機5熱交換吸熱，再經(jīng)b5、四通換向閥9右下虛線通道、a7后進入壓縮機7，完成空調(diào)器制熱并熱水器制熱循環(huán)。此過程可以調(diào)節(jié)空調(diào)器室內(nèi)機熱風(fēng)出口風(fēng)速，以分配熱量，如室內(nèi)機熱風(fēng)風(fēng)速小，則熱水器加熱量大，反之則小。由于可以有兩處加熱，能有效分配和利用熱量，且工質(zhì)熱交換更充分，能一定程度提高制熱效率。
圖5表示本發(fā)明控制接線原理?？照{(diào)器室外機5部分中的風(fēng)機33、壓縮機7、四通換向閥9和三通換向閥13經(jīng)導(dǎo)線連于室外機接線端子32，室內(nèi)機1上設(shè)外接電源線40，并設(shè)有應(yīng)急開關(guān)35、步進電機36、顯示板37、室內(nèi)溫度傳感器38和室內(nèi)盤管溫度傳感器39連接于室內(nèi)機接線端子31，室外機接線端子32與室內(nèi)機接端子31相應(yīng)連接，這些結(jié)構(gòu)除三通換向閥13外，與現(xiàn)有空調(diào)器的相同；熱水器組件15上設(shè)有三通換向閥二12、可調(diào)溫溫控器械41、開關(guān)42、加熱指示燈28和電源指示燈29連于熱水器接線端子43，熱水器接線端子43與室外機接線端子32和室內(nèi)機接線端子31連接。
本發(fā)明可以利用已有室內(nèi)機上的控制電路，加載控制熱水器開關(guān)42啟閉和三通換向閥二12換向，并可以利用已有遙控器加載控制。
結(jié)合圖6和圖7說明本發(fā)明使用操作其中圖7中的標記為①信號發(fā)送口，②顯示區(qū)，③運行/停止開關(guān)鍵，④溫度調(diào)節(jié)鍵，⑤運行模式選擇鍵，⑥風(fēng)速選擇鍵，⑦熱水器開關(guān)鍵，⑧睡眠控制鍵，⑨風(fēng)向設(shè)定鍵，⑩定時開/關(guān)機設(shè)定鍵，時間設(shè)定鍵，時鐘設(shè)定鍵，復(fù)位鍵。
要開啟本發(fā)明空調(diào)器部分時，先按③開機，再按⑤選擇運行模式——每按一次⑤，按“自動運轉(zhuǎn)”、“制冷”、“除濕”、“制熱”、“自動運轉(zhuǎn)”的順序變化。要改變制冷、制熱溫度時，每按④減鍵一次降溫一度，每按④升鍵一次升溫一度。要停止運行按③鍵。
要開啟本發(fā)明熱水器組件部分時，先按上述操作開啟空調(diào)器部分，使之處于制冷或制熱運行狀態(tài)，此時圖6、圖4中所示電源指示燈29亮，再按圖7中的⑦，加熱水箱內(nèi)的水，此時圖6、圖4中加熱指示燈28亮，水溫通過圖6中的可調(diào)溫控器41自動控制，達到設(shè)定水溫時，加熱指示燈28熄滅，熱水可供使用。要關(guān)閉熱水器組件部分時，按圖7中的⑦；若還要關(guān)閉空調(diào)器部分時，再按圖7中的③。
圖5是包括手動開啟熱水器組件部分的接線原理圖。此情況，開啟/關(guān)閉熱水器組件部分是手動開啟/關(guān)閉開關(guān)42，遙控器則與圖7所示的有所區(qū)別。
權(quán)利要求
1.高效熱泵制冷制熱裝置，具有空調(diào)器室內(nèi)機(1)和所述空調(diào)器室外機(5)；室外機(5)內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(33)、壓縮機(7)、四通換向閥(9)和毛細管組件；其特征是設(shè)有包括水箱的熱水器組件(15)、三通換向閥一(13)和三通換向閥二(12)，所述水箱內(nèi)設(shè)有加熱盤管(27)；加熱盤管(27)一端經(jīng)管線與三通換向閥一(13)一端口連接，三通換向閥一(13)另兩端口分別經(jīng)管線與壓縮機(7)排氣口以及四通換向閥(9)一入口連接；加熱盤管(27)另一端經(jīng)管線與三通換向閥二(12)一端口連接，三通換向閥二(27)另兩端口分別經(jīng)管線與室外機(5)以及室內(nèi)機(1)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的高效熱泵制冷制熱裝置，其特征是所述加熱盤管(27)一端與三通換向閥一(13)一端口連接的管線上設(shè)有截止閥四(14)，所述三通換向閥二(12)與室外機(5)連接的管線上設(shè)有單向閥(11)和截止閥五(10)，三通換向閥二(12)與室內(nèi)機(1)連接管線上設(shè)有單向閥(8)。
3.如權(quán)利要求2所述的高效熱泵制冷制熱裝置，其特征是所述三通換向閥一(13)、截止閥四(14)和截止閥五(10)安裝于室外機(5)；所述三通換向閥二(12)安裝于所述熱水器水箱上。
4.如權(quán)利要求2或3所述的高效熱泵制冷制熱裝置，其特征是所述加熱盤管(27)一端與截止閥四(14)連接管線上設(shè)有截止閥一(16)位于熱水器水箱，三通換向閥二(12)與截止閥五(10)連接管線上設(shè)有截止閥二(17)位于熱水器水箱，三通換向閥二(12)與室內(nèi)機(1)連接管線上設(shè)有截止閥三(18)位于熱水器水箱。
5.如權(quán)利要求4所述的高效熱泵制冷制熱裝置，其特征是所述熱水器水箱上設(shè)有電源指示燈(29)和加熱指示燈(28)。
全文摘要
使用方便，節(jié)省原材料與器件，運行費用較省，安裝維護較方便，工作效率高的高效熱泵制冷制熱裝置，具有空調(diào)器室內(nèi)機(1)和所述空調(diào)器室外機(5)；室外機(5)內(nèi)設(shè)有風(fēng)機、壓縮機(7)、四通換向閥(9)和毛細管組件；設(shè)有包括水箱的熱水器組件(15)、三通換向閥一(13)和三通換向閥二(12)，所述水箱內(nèi)設(shè)有加熱盤管；加熱盤管一端經(jīng)管線與三通換向閥一(13)一端口連接，三通換向閥一(13)另兩端口分別經(jīng)管線與壓縮機(7)排氣口以及四通換向閥(9)一入口連接；加熱盤管另一端經(jīng)管線與三通換向閥二(12)一端口連接，三通換向閥二(27)另兩端口分別經(jīng)管線與室外機(5)以及室內(nèi)機(1)連接。本發(fā)明可同時作為空調(diào)和熱水器使用。
文檔編號F24F5/00GK1948863SQ20051006111
公開日2007年4月18日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者顏軍玲 申請人:顏軍玲