CN202254480U - 多功能热水空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多功能热水空调系统，包括通过管路连接的至少一台压缩机、至少一个室外换热器、至少一个室内换热器、节流元件、储液器、至少一个水氟换热器、第一四通阀、第二四通阀、水箱及一个太阳能集热器，第一四通阀和第二四通阀相互并联连接，第一四通阀参与空调系统循环，第二四通阀参与制热水系统循环，在水箱内设置有电加热管，水箱上设置有生活用水的入口和出口，水箱内设置有与太阳能集热器进出水口连接的加热水管道，水箱内还设置有与水氟换热器的进水管和出水管连接水换热管。该系统不仅可以实现制冷制热及制热水功能，同时将多种热源集成在一起，满足用户各种环境条件下的制取热水功能，有效降低能耗的多功能热水空调系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种能将热量回收，具有制热水功能的多功能热水空调系统，属于空调技术应用领域。
背景技术
空调器一般都有制冷和制热两种工作模式，这两种工作模式下都存在非工作热能的损失，制冷模式时的冷凝器散热白白排向大气，造成环境热污染，进一步加强了城市“热岛效应”，影响人们的生活环境。与此同时，有空调的办公环境和家庭，还需要另外配备热水器以供日常生活用热水，无论是电热水器、燃气热水器还是太阳能热水器都是各自独立工作，存在耗电大，能效低，安全性差等不足。
目前，已有既可制冷又可制热水的热水空调系统，它将空调制冷时所产生的多余热量进行回收，用于加热生活用水，但现有的热水空调系统，由于热泵空调系统产生的热量有限，还不能产生较高温度的热水，而且由于当环境温度过低而压缩机无法正常启动时，现有的热水空调系统不能正常提供生活用水，另外，现有热水空调系统无论室外环境温度是多少，只要用户需要热水，就必须开启压缩机以提供热量用以加热热水，这在某种程度上也造成了能源的浪费，没有合理利用能源，如没有将太阳能与热水空调系统融合在一起。
发明内容
本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种不仅可以实现制冷制热及制热水功能，同时将多种热源集成在一起，满足用户各种环境条件下的制取热水功能，有效降低能耗的多功能热水空调系统。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种多功能热水空调系统，包括通过管路连接的至少一台压缩机、至少一个室外换热器、至少一个室内换热器、储液器、至少一个水氟换热器；
还包括第一四通阀和第二四通阀，所述的第一四通阀和第二四通阀采取并联的连接方式，所述第一四通阀和第二四通阀的进气口同时与所述压缩机的排气管连接，所述第一四通阀和第二四通阀的端口A与所述压缩机的吸气口连接，所述第一四通阀的端口B与所述室外换热器的一端连接，所述室外换热器的另一端连接第一节流元件，所述第一节流元件的另一端连接所述储液器，所述储液器的另一端连接第二节流元件，所述第二节流元件的另一端连接所述室内换热器，所述室内换热器的另一端连接所述第一四通阀的端口C；
所述第二四通阀的端口C接一断管，所述第二四通阀的端口B连接所述水氟换热器的工质进管，所述水氟换热器的工质出管接入所述第二节流元件与所述储液器之间的管路中，所述水氟换热器的进水管和出水管连接供水设备和用水设备；
还包括一个水箱和一个太阳能集热器，在所述水箱内设置有电加热管，所述水箱上设置有生活用水的入口和出口，所述水箱内设置有加热水管道，所述加热水管道的两端分别与所述太阳能集热器的进水口和出水口连接，所述水箱内还设置有水换热管，所述水换热管的两端分别与所述水氟换热器的进水管和出水管连接。
本实用新型进一步改进在于，在所述水氟换热器的出水管上串接有一电加热装置。
所述第一节流元件为常开式电子膨胀阀，制冷循环时断电全开，制热循环时得电控制冷媒流量。
所述第二节流元件在制冷循环和制热循环时均得电控制冷媒流量。
多个所述水氟换热器之间相互并联，在每个所述水氟换热器的工质进管或工质出管上串接一可控制冷媒流量的电子膨胀阀。
在所述水氟换热器的进水管上再串接一膨胀水箱。
在所述压缩机的排气管上串接一油分离器。
在所述压缩机的吸气口与所述第一四通阀和第二四通阀的端口A之间串接有一气液分离器。
在所述压缩机的吸气口与所述储液器的入口端之间通过一过冷毛细管连接。
本实用新型更进一步改进在于，当所述水氟换热器同时连接多个循环用水设备时，在所述循环用水设备的总入口处设置一分水器，在所述循环用水设备的总出口处设置一集水器。
综上内容，本实用新型所述的一种多功能热水空调系统，与现有技术相比，具有如下优点：
1、整体结构简单，换热效率高，可以实现制热制热水、制冷制热水、制冷和制热、单独制热水五种独立的工作模式，可以根据客户的不同需求快速地转换。
2、该系统将电加热及太阳能等多种热源与热水空调系统有效集成在一起，满足用户各种环境条件下的制取热水的需求，并可有效降低能耗，达到环保要求。
3、该系统适用于一拖多的空调系统，适用范围更广。
附图说明
图1本实用新型系统原理图。
如图1所示，压缩机1，室外换热器2，室内换热器3，储液器4，水氟换热器5，第一四通阀6，第二四通阀7，压缩机排气管8，气液分离器9，油分离器10，加热带11，回油管12，回油管组13，电磁阀14，低压压力传感器15，高压压力传感器16，第一节流元件17，第二节流元件18，工质进管19，工质出管20，进水管21，出水管22，电子膨胀阀23，电加热装置24，膨胀水箱25，水泵26，过冷却盘管27，过冷毛细管28，电磁阀29，地暖模块30，分水器31，集水器32，水箱33，太阳能集热器34，放气阀35，电加热管36，水箱入口37，水箱出口38，水换热管39，加热水管道40，太阳能集热器进水口41，太阳能集热器出水口42，排污阀43，放气阀44。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
如图1所示，一种多功能热水空调系统，包括通过管路连接的至少一台压缩机1、至少一个室外换热器2、至少一个室内换热器3、储液器4、至少一个水氟换热器5。其中，为降低能耗，提高效率，压缩机1采用变频压缩机，室内换热器3可以多台并联，水氟换热器5也可以多台并联。
在压缩机1的吸气口串接一气液分离器9，气流分离器9的底部与压缩机1之间接入一回油管12，将存集在气液分离器9底部的压缩机油回流至压缩机1内，避免压缩机1在长时间运行后产生缺油的现象。
在压缩机1的排气管8上串接一油分离器10，将压缩机1排出的高温高压的冷媒中的油分离出来，再回流至压缩机1内，进一步避免压缩机1在长时间运行后产生缺油的现象。油分离器10与压缩机1之间也接入一回油管组13，回油管组13包括相互并联的两个回油管，在其中一个回油管上串接一定时开关的电磁阀14，保证油分离器10内油全部回流至压缩机1内，同时又保证油分离器10内的冷媒不返回至压缩机1。
在压缩机1的吸气口处设置一低压压力传感器15，在油分离器10的出口处设置一高压压力传感器16。为保证压缩机1在室外温度较低时也能正常启动，在压缩机1外缠绕一圈加热带11。
该系统包括两个四通阀，既相互并联的第一四通阀6和第二四通阀7，第一四通阀6和第二四通阀7的进气口同时与压缩机1的排气管8连接，第一四通阀6的端口A与气液分离器9的入口连接，第二四通阀7的端口A也与气液分离器9的入口连接，进而再回流至压缩机1。
第一四通阀6的端口B与室外换热器2的一端连接，室外换热器2的另一端连接第一节流元件17，第一节流元件17的另一端连接储液器4，储液器4的另一端连接第二节流元件18，第二节流元件18的另一端连接室内换热器3，室内换热器3的另一端连接第一四通阀6的端口C。
其中，第一节流元件17为常开式电子膨胀阀，制冷循环时断电全开，制热循环时得电，通过调节开启度的大小，控制冷媒流量，对流经的冷媒起节流的作用。第二节流元件无论是在制冷循环还是在制热循环时都得电，控制冷媒的流量，对流经的冷媒起节流的作用。
在储液器4与第二节流元件18之间串接一过冷却盘管27，进一步降低冷媒的冷凝压力，以提高制冷效率。
在压缩机1的吸气口与储液器4的入口端之间通过一过冷毛细管28连接，在连接管路上再设置一电磁阀29，当压缩机1排气温度过高时，可以通过打开电磁阀29，让冷凝后的冷媒通过过冷毛细管28的节流作用，降低冷媒的温度，进入压缩机1内，从而降低压缩机1的温度。
第二四通阀7的端口C接一断管，在不需要制热水，只进行制冷循环和制热循环时，控制第二四通阀7切换至端口C的断管处。
第二四通阀7的端口B连接水氟换热器5的工质进管19，水氟换热器5的工质出管20接入第二节流元件18与储液器4之间的管路中，水氟换热器5的进水管21和出水管22连接供水设备和用水设备。
水氟换热器5可以根据需要并联多个，如图1所示，本实施例采用了并联在两个水氟换热器5，不同的水氟换热器5接入不同的用水设备，根据不同的需要，控制每个水氟换热器5的出水温度，如地暖所需要的温度在40℃左右，而生活用水有时会需要在60℃以上，为控制每个水氟换热器5的出水温度，在每个水氟换热器5的工质进管19或工质出管20上串接一可控制冷媒流量的电子膨胀阀23，通过调节不同水氟换热器5内的高温工质的流量，来控制不同水氟换热器5的出水温度。
当用户所需的目标热水温度高于65℃，而水氟换热器5内与高温工质进行充分的热交换后，出水温度只能达到60℃时，如果再继续保持压缩机1处于工作状态，而提高水氟换热器5的出水温度，会导致冷凝压力过高，导致整个空调系统的能效比降低，此时，采取压缩机制取热水就不节能。本系统在水氟换热器5的出水管22上串接一具有补偿加热功能的电加热装置24，当发生上述情况时，则控制电加热装置24打开，继续制取更高温度的热水，满足用户的需求。该电加热装置24可以采用水箱内加设电加热元件的结构，也可以采用在出水管22上缠绕电加热元件的结构。
在水氟换热器5的进水管21上再串接一膨胀水箱25，它起到暂时存放水的作用，由于热胀冷缩的原因，在制冷和制热时，室内机所需要的循环水量是不同的，膨胀水箱25就起到一个调节水量的作用。
在水氟换热器5的进水管21或出水管22上再串接一水泵26，保证水在水氟换热器5与用水设备之间顺畅流动。
如图1所示，本实施例中接入了两个地暖模块30，两个地暖模块30相互并联，水在水氟换热器5与两个地暖模块30之间循环流动。水氟换热器5的出水管22首先接入一个分水器31，经过与冷媒进行热交换后的高温水由分水器31分两路分别进入地暖模块30，用于加热室内温度，经过热交换后的水再同时进入一集水器32，汇集成一路，进入水氟换热器5的进水管21，在水氟换热器5内与高温冷媒再进行热交换，往复循环流动。
在集水器32后的总水管上设置一放气阀35，当水管内由于温度高而压力过大时，或者是第一次使用时，都需要开启放气阀35，放掉水管内多余的空气，保证水循环顺利进行。
水氟换热器5的进水管21和出水管22除接上述地暖模块30外，其进水管21可直接接入供水水源，出水管22可直接接入厨房和卫生间等用水终端，为用户提供所需要的生活用水。
本系统中还包括一个水箱33和一个太阳能集热器34，水箱33设置有生活用水的入口37和出口38，分别接入生活用水的供水水源和用水终端，如可接入厨房、卫生间等。
水箱33内设置有水换热管39，水换热管39的两端分别与水氟换热器5的进水管21和出水管22连接，水氟换热器5内经过与高温冷媒进行热交换后的高温水，除进入上述的地暖模块30外，也可以同时进入水箱33内的水换热管39，与水箱33内的水进行热交换，从而加热水箱33内的水，供厨房和卫生间的用水终端使用。
水箱33内设置有加热水管道40，加热水管道40的两端分别与太阳能集热器34的进水口41和出水口42连接，利用太阳能加热加热水管道40中的水，再与水箱33内的水进行热交换，从而加热水箱33内的水，供厨房和卫生间的用水终端使用。
在水箱33内还设置有电加热管36，可以单独通过电加热管36加热水箱33内的水，供厨房和卫生间的用水终端使用。
在水箱33的底部设置一排污阀43，用于定期排掉水箱33内的污水。在水箱33与用水终端连接的水管上也设置一放气阀44，当水管内或水箱33内由于温度高而压力过大时，或者是第一次使用时，都需要开启放气阀44，放掉水管内和水箱33中多余的空气，保证水循环顺利进行。
当室外环境温度极低，以至于压缩机1无法正常启动时，就直接采用水箱33内的电加热管36加热水的方式，制取热水，满足用户制取热水的需求。
当室外阳光明媚，太阳能集热器34完全能够满足用户的制取热水的热量时，而用户此时又无需开启空调系统进行空气调节，就可以用太阳能集热器34来制取生活热水，以达到节能更优化的目的。
下面详细描述单独制冷的工作模式：
如图1所示，压缩机1的排气进入排气管8，经过油分离器10同时进入第一四通阀6和第二四通阀7的进气口，此时，第二四通阀7得电切换至断管处，高温高压的冷媒气体从第一四通阀6的端口B流出进入室外换热器2，在室外换热器2内进行热交换，冷凝后的冷媒进入第一节流元件17，因为第一节流元件17在制冷时是处于全开状态，不起节流的作用，冷媒会直接进入储液器4，再经过过冷却盘管27，进入第二节流元件18，经节流后的低温低压的冷媒进入室内换热器3进行热交换，降低室内温度，蒸发后的冷媒通过第一四通阀6的端口C及端口A进入气流分离器9，最后回流至压缩机1，完成全部制冷循环。
下面详细描述单独制热的工作模式：
如图1所示，压缩机1的排气进入排气管8，经过油分离器10同时进入第一四通阀6和第二四通阀7的进气口，此时，第二四通阀7得电切换至断管处，高温高压的冷媒气体从第一四通阀6的端口C流出进入室内换热器3，在室内换热器3内进行热交换，升高室内环境的温度，冷凝后的冷媒进入第二节流元件18，经第一次节流后的冷媒进入过冷却盘管27，再进入储液器4，此时，第一节流元件17在制热时得电，对冷媒起到第二次节流的作用，经节流后的低温低压的冷媒进入室外换热器2内进行热交换，蒸发后的冷媒通过第一四通阀6的端口B及端口A进入气流分离器9，最后回流至压缩机1，完成全部制热循环。
下面详细描述单独制热水的工作模式：
如图1所示，压缩机1的排气进入排气管8，经过油分离器10同时进入第一四通阀6和第二四通阀7的进气口，此时，第一四通阀6运行制热模式，而第二四通阀7失电，切换至端口B，高温气体从第二四通阀7的端口B流出经过工质进管19进入水氟换热器5内，多台水氟换热器5可以相互并联，高温冷媒在水氟换热器5内与生活用水进行热交换，加热生活用水。
经过换热后的低温冷媒从水氟换热器5的工质出管20流出，多台水氟换热器5换热后的冷媒汇合至一起后与室内换热器3冷凝后的冷媒汇合，进入过冷却盘管27，再进入储液器4，经过第一节流元件17的节流，进入室外换热器2内，蒸发后的冷媒通过第一四通阀6的端口B和端口A进入气流分离器9，最后再回流至压缩机1内。
水氟换热器5的进水管21和出水管22与多个用水设备连接，多个用水设备之间相互并联连接。本实施例中，水氟换热器5的出水管22首先进入地暖模块30的分水器31内，分水器31将高温水分成两路分别进入两个地暖模块30内，经过热交换后，低温水再通过集水器32汇集成一路，回流至水氟换热器5的进水管21。水氟换热器5的出水管22也分出一路进入水箱33的水换热管39内，与水箱33内的水进行热交换，加热后的水流出供厨房和卫生间使用，经过热交换后，水换热管39内的低温水回流至水氟换热器5的进水管21。
下面详细描述制冷制热水的工作模式：
如图1所示，压缩机1的排气进入排气管8，经过油分离器10同时进入第一四通阀6和第二四通阀7的进气口，一部分高温高压的冷媒气体从第一四通阀6的端口B流出进入室外换热器2，在室外换热器2内进行热交换，冷凝后的冷媒进入第一节流元件17，因为第一节流元件17在制冷时是处于全开状态，不起节流的作用，冷媒会直接进入储液器4，再进入过冷却盘管27。
同时，第二四通阀7失电，切换至端口B，另一部分高温气体从第二四通阀7的端口B流出经过工质进管19进入水氟换热器5内，高温冷媒在水氟换热器5内与生活用水进行热交换，加热生活用水。
经过换热后的低温冷媒从水氟换热器5的工质出管20流出，与上述冷凝后的冷媒汇合一起进入第二节流元件18内，经节流后的低温低压的冷媒进入室内换热器3进行热交换，降低室内温度，蒸发后的冷媒通过第一四通阀6的端口C及端口A进入气流分离器9，最后回流至压缩机1，完成全部制冷和制热水循环。
下面详细描述制热制热水的工作模式：
如图1所示，压缩机1的排气进入排气管8，经过油分离器10同时进入第一四通阀6和第二四通阀7的进气口，一部分高温高压的冷媒气体从第一四通阀6的端口C流出进入室内换热器3，在室内换热器3内进行热交换，升高室内环境的温度，冷凝后的冷媒进入第二节流元件18。
同时，第二四通阀7失电，切换至端口B，另一部分高温气体从第二四通阀7的端口B流出经过工质进管19进入水氟换热器5内，高温冷媒在水氟换热器5内与生活用水进行热交换，加热生活用水。
经过换热后的低温冷媒从水氟换热器5的工质出管20流出，与上述经过第二节流元件18节流后的冷媒汇合一起进入进入过冷却盘管27，再进入储液器4，此时，第一节流元件17在制热时得电，对冷媒起到再次节流的作用，经节流后的低温低压的冷媒进入室外换热器2内进行热交换，蒸发后的冷媒通过第一四通阀6的端口B及端口A进入气流分离器9，最后回流至压缩机1，完成全部制热和制热水循环。
如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种多功能热水空调系统，包括通过管路连接的至少一台压缩机、至少一个室外换热器、至少一个室内换热器、储液器、至少一个水氟换热器，其特征在于：
还包括第一四通阀和第二四通阀，所述的第一四通阀和第二四通阀采取并联的连接方式，所述第一四通阀和第二四通阀的进气口同时与所述压缩机的排气管连接，所述第一四通阀和第二四通阀的端口A与所述压缩机的吸气口连接，所述第一四通阀的端口B与所述室外换热器的一端连接，所述室外换热器的另一端连接第一节流元件，所述第一节流元件的另一端连接所述储液器，所述储液器的另一端连接第二节流元件，所述第二节流元件的另一端连接所述室内换热器，所述室内换热器的另一端连接所述第一四通阀的端口C；
所述第二四通阀的端口C接一断管，所述第二四通阀的端口B连接所述水氟换热器的工质进管，所述水氟换热器的工质出管接入所述第二节流元件与所述储液器之间的管路中，所述水氟换热器的进水管和出水管连接供水设备和用水设备；
还包括一个水箱和一个太阳能集热器，在所述水箱内设置有电加热管，所述水箱上设置有生活用水的入口和出口，所述水箱内设置有加热水管道，所述加热水管道的两端分别与所述太阳能集热器的进水口和出水口连接，所述水箱内还设置有水换热管，所述水换热管的两端分别与所述水氟换热器的进水管和出水管连接。
2.根据权利要求1所述的多功能热水空调系统，其特征在于：在所述水氟换热器的出水管上串接有一电加热装置。
3.根据权利要求1所述的多功能热水空调系统，其特征在于：所述第一节流元件为常开式电子膨胀阀，制冷循环时断电全开，制热循环时得电控制冷媒流量。
4.根据权利要求1所述的多功能热水空调系统，其特征在于：所述第二节流元件在制冷循环和制热循环时均得电控制冷媒流量。
5.根据权利要求1所述的多功能热水空调系统，其特征在于：多个所述水氟换热器之间相互并联，在每个所述水氟换热器的工质进管或工质出管上串接一可控制冷媒流量的电子膨胀阀。
6.根据权利要求1所述的多功能热水空调系统，其特征在于：在所述水氟换热器的进水管上再串接一膨胀水箱。
7.根据权利要求1所述的多功能热水空调系统，其特征在于：在所述压缩机的排气管上串接一油分离器。
8.根据权利要求1所述的多功能热水空调系统，其特征在于：在所述压缩机的吸气口与所述第一四通阀和第二四通阀的端口A之间串接有一气液分离器。
9.根据权利要求1所述的多功能热水空调系统，其特征在于：在所述压缩机的吸气口与所述储液器的入口端之间通过一过冷毛细管连接。
10.根据权利要求1至9任一项所述的多功能热水空调系统，其特征在于：当所述水氟换热器同时连接多个循环用水设备时，在所述循环用水设备的总入口处设置一分水器，在所述循环用水设备的总出口处设置一集水器。
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