專利名稱：一種帶水泵的節(jié)能循環(huán)型空調(diào)熱水開水多用機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種一種帶水泵的節(jié)能循環(huán)型空調(diào)熱水開水多用機，采用節(jié)能循環(huán)改進 制冷系統(tǒng)、采用板式或套管式或盤管式換熱器制取生活熱水、采用盤管式換熱器制取開水、 采用氟或水管路系統(tǒng)以適應(yīng)不同地域或氣候條件，屬于空氣源熱泵空調(diào)及供熱技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
空調(diào)、熱水器及制取開水裝置作為單獨功能設(shè)備種類繁多、技術(shù)多樣，但是每類產(chǎn)品單 獨工作時都會耗費大量一次或二次能源，且經(jīng)濟性差。則至今尚沒有出現(xiàn)任何一種節(jié)能可靠 的成熟產(chǎn)品可將三類日常家用器具的功能合而為一。
現(xiàn)有的家用空調(diào)器，其制冷時需要向室外白白排放大量熱能，且空調(diào)年平均累計使用時 間一般很有限，例如在北京地區(qū)只有大約200小時， 一年中絕大多數(shù)時間是在閑置，即使加 上過渡季節(jié)的供熱時間也沒有本質(zhì)差別。
目前廣泛應(yīng)用的熱水器中，電熱水器能耗大、運行費用過高，燃?xì)鉄崴靼踩珕栴}突出、 受氣源限制，太陽能熱水器受陽光、占用空間等因素影響過大。熱泵熱水器采用壓縮機制冷 系統(tǒng)從室外空氣中吸收熱量，并通過氟水換熱器將自來水加熱到所需溫度以作為生活熱水之 用，其耗電僅及電熱水器的l/4以下，全年綜合運行費用遠(yuǎn)低于電熱水器，也比燃?xì)鉄崴鳌?太陽能熱水器低得多，且節(jié)能環(huán)保、安全可靠、安裝使用及維修方便，適合全面推廣。
現(xiàn)有的空氣源熱泵熱水、開水兩用機中，大多數(shù)都將加熱水用的冷凝器放置在熱水罐內(nèi)， 一旦相關(guān)部分泄漏或出現(xiàn)其它故障，會導(dǎo)致制冷劑進入熱水罐內(nèi)或者制冷系統(tǒng)進水，且維修 困難。
現(xiàn)有熱泵熱水器基本上都不采用節(jié)能循環(huán)器，由于加熱生活熱水到設(shè)計溫度(一般取50 6(TC左右)需要冷凝溫度很高，導(dǎo)致排氣壓力很高，壓縮比過大，特別是在冬季條件下更為 嚴(yán)重，這一方面造成能效比EER (制熱量/輸入功率)大大降低而使耗電增大，經(jīng)濟性惡化， 另一方面壓縮機等部件的故障率增大，壽命降低。
現(xiàn)有熱泵熱水器所采用的把冷凝器置于水箱內(nèi)的悶燒式換熱其水側(cè)換熱能力低；而少數(shù) 采用將冷凝器置于水箱外者，常由于在水箱內(nèi)沒有實現(xiàn)良好的溫度分層而對系統(tǒng)運行及性能 指標(biāo)影響嚴(yán)重，有的為實現(xiàn)較好的溫度分層而使結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，且蓄水罐下部水體的溫度低， 容積利用率差。
一般制取開水常采用電熱式、燃?xì)獾?，前者直接大量耗費高品位電能，后者也耗費了高 品位一次能源，且一般家用燃?xì)庹值臒崮苻D(zhuǎn)化率只有20 30%左右，因此實際上也存在很高 的能源浪費。
目前市場上新出現(xiàn)的熱泵技術(shù)生產(chǎn)開水的產(chǎn)品，系采用極大提高排氣壓力以獲取超過100 'C的排氣溫度以置備開水，熱泵循環(huán)的壓縮比過大，導(dǎo)致能效比大為下降，且換熱器面積過 大，使得設(shè)備初投資、運行費都較為高昂，難以取得預(yù)期節(jié)能效果，因而實際上遠(yuǎn)不是可以 實際應(yīng)用的成熟產(chǎn)品。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的和任務(wù)是，針對上述存在的種種問題，創(chuàng)造性地引入節(jié)能制冷循環(huán)技 術(shù)，對整機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)做出諸多改進，實現(xiàn)高效節(jié)能穩(wěn)定可靠地供冷、供熱、生產(chǎn)生活熱水及 開水的目的，并使整機結(jié)構(gòu)緊湊、裝配方便、成本低。
為此，本實用新型設(shè)計了一種帶水泵的節(jié)能循環(huán)型空調(diào)熱水開水多用機，整機由空調(diào)裝 置和熱水裝置兩部分組成。其中空調(diào)裝置由壓縮機(1)、室外翅片式換熱器(4)、節(jié)能循環(huán) 器(12)、室內(nèi)翅片式換熱器(15)及其它配件組成；熱水裝置由保溫?zé)崴?16)、板式或 套管式或盤管式氟水換熱器(2)、開水器(25)、循環(huán)水泵(24)及其它配件組成。氟水換熱 器(2)氟路進口端與開水器(25)出口相連，出口端與四通閥(3)相連；開水器(25)進口端與壓縮機(1)出口相連；室外換熱器(4)進口端與四通閥(3)相連，出口端與單向閥 組(6 + 7 + 8 + 9)相連；儲液器(10)進口端與單向閥組相連，出口端與干燥過濾器(11) 進口相連；節(jié)能循環(huán)器(12)液側(cè)進口端與干燥過濾器(11)出口相連，出開端經(jīng)視液鏡(13) 與膨脹閥(5)進口相連；室內(nèi)換熱器(15)進口端通過單向閥組與節(jié)流結(jié)構(gòu)(5)出口相連； 節(jié)能循環(huán)器(12)汽側(cè)進口端通過四通閥(3)與室內(nèi)換熱器(15)出口相連，出口端與汽液 分離器(14)進口端相連；汽液分離器(14)出口端與壓縮機(1)吸氣口相連。生活熱水儲
水罐內(nèi)不設(shè)氟水換熱器，避免了制冷劑泄漏所引起的一系列問題。板式或套管式或盤管式氟
水換熱器(2)水路進口端通過循環(huán)水泵(24)與熱水罐(16)下部出水口 (21)相連，出口 端與上部進水口 (20)相連；開水器(25)水路進口 (26)與熱水罐(16)上部生活熱水出 口 (19)相連，出口 (27)通過安全閥(28)送出開水。
節(jié)能循環(huán)器(12)采用外肋盤管式或者套管式或者板式氟氟換熱器。采用節(jié)能循環(huán)器可 在保持冷凝溫度為較低溫度水平(40 54.4°C)時，即排氣壓力處于較低水平時，有效提升 排氣溫度以保持乃至大大提高出水溫度水平(熱水出水溫度范圍35 10(TC)，同時系統(tǒng)能效 比保持在很高水平，這是一般風(fēng)冷熱泵及空氣源熱泵熱水、開水兩用機難以達到的，且排氣 壓力的降低可有效減少壓縮機等各部件出現(xiàn)故障的可能性，并延長整機壽命。
開水器(25)采用盤管式氟水換熱器，進水取自熱水罐上部較高溫度的水，以利降低開 水器換熱負(fù)荷，其出口水溫控制在95 99'C，并在出水管上設(shè)置安全閥(28)以防出現(xiàn)沸騰 汽化造成安全問題。
熱水罐(16)為密閉壓力容器，筒體由不銹鋼內(nèi)壁、彩鋼板外壁及聚氨酯發(fā)泡保溫層構(gòu) 成，下部接自來水進水管(22),上部接生活熱水出水管(19)，底部接泄水管(23)，且罐內(nèi) 極下部設(shè)置溫度傳感器，便于實現(xiàn)將溫度傳感器上部的水體全都加熱到所需溫度水平，大大 提高了罐內(nèi)容積的利用率，節(jié)省熱水罐空間。自來水進水與底部加熱水出水共用一個水管， 使結(jié)構(gòu)更加緊湊合理。
北方地區(qū)使用的機型其室內(nèi)機與室外機之間的連接管為制冷劑管，不存在冬季管道被凍 裂的危險，且其室外機風(fēng)冷換熱器的進風(fēng)口上可選裝輔助電加熱器以利于制冷機正常啟動。 南方地區(qū)則可選擇制冷劑或者水管路系統(tǒng)，其壓縮機、氟水換熱器等可靈活設(shè)置于室內(nèi)或室 外。
本實用新型大大提高了能效比，真正實現(xiàn)了空調(diào)、熱水及開水三類功能集于一體，可高 效節(jié)能穩(wěn)定可靠運行，產(chǎn)品壽命長，安裝、使用、維修方便，地域及氣候適應(yīng)性廣。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中各部件編號與名稱如下
壓縮機l、氟水換熱器2、四通閥3、室外換熱器4、膨脹閥5、單向閥組6 + 7 + 8 + 9、 儲液器IO、干燥過濾器ll、節(jié)能循環(huán)器12、視液鏡13、汽液分離器14、室內(nèi)換熱器15、保 溫?zé)崴?6、低壓表17、高壓表18、生活熱水出水管19、生活熱水進水管20、熱水罐下部 出水管21、自來水補水管22、泄水管23、循環(huán)水泵24、開水器25、開水器進水管26、開水 器出水管27、安全閥28、。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實施應(yīng)用例對本實用新型做進一步的說明。 附圖1為本實用新型的整機結(jié)構(gòu)示意圖。
整機由空調(diào)裝置和熱水裝置兩部分組成。其中空調(diào)裝置由壓縮機(1)、室外翅片式換熱 器(4)、節(jié)能循環(huán)器(12)、室內(nèi)翅片式換熱器(15)及其它配件組成；熱水裝置由保溫?zé)崴?罐(16)、板式或套管式或盤管式氟水換熱器(2)、開水器(25)、循環(huán)水泵(24)及其它配 件組成。氟水換熱器(2)氟路進口端與開水器(25)出口相連，出口端與四通閥(3)相連; 開水器(25)進口端與壓縮機(1)出口相連；室外換熱器(4)進口端與四通閥(3)相連，出口端與單向閥組(6 + 7 + 8 + 9)相連；儲液器(10)進口端與單向閥組相連，出口端與干 燥過濾器(11)進口相連；節(jié)能循環(huán)器(12)液側(cè)進口端與干燥過濾器(11)出口相連，出 開端經(jīng)視液鏡(13)與膨脹閥(5)進口相連；室內(nèi)換熱器(15)進口端通過單向閥組與節(jié)流 結(jié)構(gòu)(5)出口相連；節(jié)能循環(huán)器(12)汽側(cè)進口端通過四通閥(3)與室內(nèi)換熱器(15)出
口相連，出口端與汽液分離器(14)進口端相連；汽液分離器(14)出口端與壓縮機(1)吸
氣口相連。生活熱水儲水罐內(nèi)不設(shè)氟水換熱器，避免了制冷劑泄漏所引起的一系列問題。板
式或套管式或盤管式氟水換熱器(2)水路進口端通過循環(huán)水泵(24)與熱水罐(16)下部出 水口 (21)相連，出口端與上部進水口 (20)相連；開水器(25)水路進口 (26)與熱水罐 (16)上部生活熱水出口 (19)相連，出口 (27)通過安全閥(28)送出開水。節(jié)能循環(huán)器 (12)采用外肋盤管式或者套管式或者板式氟氟換熱器。開水器(25)采用盤管式氟水換熱 器，進水取自熱水罐上部較高溫度的水，在出水管上設(shè)置安全閥(28)以防出現(xiàn)沸騰汽化造 成安全問題。熱水罐(16)為密閉壓力容器，筒體由不銹鋼內(nèi)壁、彩鋼板外壁及聚氨酯發(fā)泡 保溫層構(gòu)成，下部接自來水進水管(22)，上部接生活熱水出水管(19)，底部接泄水管(23)， 且罐內(nèi)極下部設(shè)置溫度傳感器，自來水進水與底部加熱水出水共用一個水管，使結(jié)構(gòu)更加緊 湊合理。
本實用新型可實現(xiàn)如下5種工作模式單獨供冷、單獨供熱、單獨制取生活熱水(及開 水)、同時供冷與制取生活熱水(及開水)、同時供熱與制取生活熱水(及開水)等。 現(xiàn)以單獨制取生活熱水(及開水)模式為利詳述其工作流程如下.-
(a) 準(zhǔn)備向熱水罐內(nèi)注滿水，并確保罐內(nèi)水體底部溫度低于設(shè)定值。
(b) 啟動控制系統(tǒng)先啟動室外換熱器風(fēng)機、水泵，然后啟動壓縮機進行熱泵循環(huán)， 而室內(nèi)換熱器風(fēng)機不啟動。
(C)加熱制冷劑循環(huán)過程如下壓縮機吸熱低于氣態(tài)制冷劑并壓縮，排出高溫高壓 的過熱蒸汽，進入開水器及氟水換熱器向熱水釋放熱量，變成高溫高壓的液態(tài)制冷劑，經(jīng)過 干燥過濾器除去可能攜帶的污物和水份，然后進入節(jié)能循環(huán)器并被低溫蒸汽冷卻，過冷液再 經(jīng)過節(jié)流降壓變?yōu)楦啥刃〉牡蜏氐蛪浩簝上嗔鳡顟B(tài)，進入蒸發(fā)器吸收蒸發(fā)器外空氣的熱量， 蒸發(fā)為低溫低壓氣態(tài)制冷劑，再經(jīng)節(jié)能循環(huán)器與氟水換熱器出來的高溫液態(tài)制冷劑換熱，變 為中溫低壓過熱蒸汽，并被吸入壓縮機繼續(xù)下一循環(huán)。生活熱水加熱過程如下循環(huán)水泵通 過熱水罐下部的出水管吸入低溫水并送入氟水換熱器，水被加熱到所需溫度后再通過熱水罐 上部的進水管進入熱水罐，水在罐內(nèi)緩慢均勻下降，變溫層將水分成上部高溫水體與下部低 溫水體，且保溫層^位置逐漸下移，直至下降到溫度傳感器所處位置時加熱過程完成，此時 熱泵系統(tǒng)自動停止運行。
(d) 取用通過上部的出水管可取用生活熱水，罐內(nèi)保溫層位置隨之上升，此時通過 自來水進水管自動向罐內(nèi)補水，熱泵仍可處于停運狀態(tài)；當(dāng)延時一定時間后，熱泵系統(tǒng)自動 啟動運行，將自來水與熱水罐出水的混合水加熱到所需溫度并送入熱水罐上部，并保證出水 溫度處于所要求的水平。
(e) 停用當(dāng)停止取用生活熱水后，熱泵系統(tǒng)仍繼續(xù)運行一段時間，直至保溫層位置 又降低到溫度傳感器所在位置，即熱水罐又達到蓄滿狀態(tài)，熱泵停運。
(f) 開水生產(chǎn)開水時從熱水罐上部生活熱水出水口取水，由管內(nèi)高溫蒸汽采取悶燒 方式加熱，至所需溫度后即可取用。
其它4種工作模式中，單獨供冷、單獨供熱模式與普通家用冷暖型空調(diào)工作流程相同， 只是其排氣壓力調(diào)整到較低水平，保證排氣溫度遠(yuǎn)低于IO(TC,且熱水器部分有關(guān)部件停止 工作，處于悶燒保溫狀態(tài)。同時供冷與制取生活熱水(及開水)模式下，室內(nèi)換熱器是蒸發(fā) 器，開水器、熱水器與室外換熱器構(gòu)成制冷劑系統(tǒng)冷凝部分的串聯(lián)形式。同時供熱與制取生 活熱水(及開水)模式下，室外換熱器是蒸發(fā)器，開水器、熱水器與室內(nèi)換熱器構(gòu)成制冷劑 系統(tǒng)冷凝部分的串聯(lián)形式。
權(quán)利要求1、一種帶水泵的節(jié)能循環(huán)型空調(diào)熱水開水多用機，整機分為空調(diào)裝置和熱水裝置兩部分，其特征在于氟水換熱器(2)氟路進口端與開水器(25)出口相連，出口端與四通閥(3)相連；開水器(25)進口端與壓縮機(1)出口相連；室外換熱器(4)進口端與四通閥(3)相連，出口端與單向閥組(6+7+8+9)相連；儲液器(10)進口端與單向閥組相連，出口端與干燥過濾器(11)進口相連；節(jié)能循環(huán)器(12)液側(cè)進口端與干燥過濾器(11)出口相連，出開端經(jīng)視液鏡(13)與膨脹閥(5)進口相連；室內(nèi)換熱器(15)進口端通過單向閥組與節(jié)流結(jié)構(gòu)(5)出口相連；節(jié)能循環(huán)器(12)汽側(cè)進口端通過四通閥(3)與室內(nèi)換熱器(15)出口相連，出口端與汽液分離器(14)進口端相連；汽液分離器(14)出口端與壓縮機(1)吸氣口相連，氟水換熱器(2)水路進口端通過循環(huán)水泵(24)與熱水罐(16)下部出水口(21)相連，出口端與上部進水口(20)相連；開水器(25)水路進口(26)與熱水罐(16)上部生活熱水出口(19)相連，出口(27)通過安全閥(28)送出開水。
2、 如權(quán)利要求1所述的帶水泵的節(jié)能循環(huán)型空調(diào)熱水開水多用機，其特征在于所述的節(jié)能 循環(huán)器(8)采用外肋盤管式或者套管式或者板式氟氟換熱器，加熱生活熱水的氟水換熱器(2) 采用板式、套管式或氟水盤管式結(jié)構(gòu)，開水器(25)采用氟水盤管式結(jié)構(gòu)，室內(nèi)供冷及供熱 換熱器(15)采用翅片式結(jié)構(gòu)，室外吸熱或放熱換熱器(4)采用翅片式結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種帶水泵的節(jié)能循環(huán)型空調(diào)熱水開水多用機，由空調(diào)裝置和熱水裝置兩部分組成。其中空調(diào)裝置由壓縮機、室外翅片式換熱器、節(jié)能循環(huán)器、室內(nèi)翅片式換熱器及其它配件組成；熱水裝置由保溫?zé)崴蕖迨交蛱坠苁椒畵Q熱器、開水器、循環(huán)水泵、控制器及其它配件組成。氟水換熱器設(shè)置于立式熱水罐外部，其水路進口端通過循環(huán)水泵與熱水罐下部出水口相連，出口端與上部進水口相連。本實用新型采用節(jié)能循環(huán)器，極大降低壓縮機排氣壓力，提高制熱能效比(EER)；膨脹閥采用膨脹閥以保證冬季高效、可靠運行；該空調(diào)、熱水、開水三用機開創(chuàng)性地實現(xiàn)了多功能集于一體且可高效節(jié)能且安全可靠的運行，且具有安裝靈活、適應(yīng)地區(qū)及氣候范圍廣等突出優(yōu)點。
文檔編號F24H4/00GK201138025SQ20072031052
公開日2008年10月22日 申請日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者張茂勇 申請人:張茂勇