CN210624992U - 空调热水器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空调热水器系统，包括压缩机、生活热水换热器、四通阀、室外侧换热器、节流部件、室内侧空调换热器、水泵和水箱,还包括具有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个端口的控制阀组，控制阀组的Ⅰ口和Ⅳ口分别与室内侧空调换热器的气口和液口连通，Ⅱ口与d口连通，Ⅲ口通过节流部件与室外侧换热器的液口连通，控制阀组的Ⅰ口到Ⅱ口方向单独连通或Ⅱ口到Ⅲ口方向单独连通。本实用新型能在单制热水运行时，先将室内换热器中的冷媒抽空回收至压缩机、热水换热器中、室外换热器内，使系统中的所有冷媒能全部投入到制热水运行，从而提高制热水运行的效率，并避免了因冷媒和润滑油的不足而对压缩机的损害。

Description

空调热水器系统

技术领域

本实用新型属于空调及热泵热水应用的技术领域，具体涉及一种空调热水器系统。

背景技术

空调热水器用以实现房间的制冷、制热和生活用热水，现有的空调热水器难以实现商业化的实际使用，因为主要存在两个方面问题：其一是空调热水器在单制热水运行时，冷媒要经过室内侧空调换热器，从而造成热量损失，制热水运行的效率很低；其二是空调热水器即使采用旁通管路、电磁阀或电磁换向阀等，在单制热水运行时控制冷媒从旁通管路走而不经过室内侧空调换热器和管路，但这样却会有大量冷媒和溶解在冷媒中的润滑油积存在室内侧空调换热器中，这部分冷媒和润滑油不能参与冷媒回路循环，从而造成空调热水器在制热水运行中，冷媒和润滑油不足，不仅致使制热水运行的效率低，而且系统运行不稳定，压缩机容易损坏；甚至有些空调热水器还不仅仅只是在制热水运行时存在冷媒和润滑油的积存区，在制冷运行、制热运行时也存在冷媒和润滑油的积存区，致使制热水、制冷、制热运行效率都低，润滑油不能充分回流压缩机，导致压缩机故障频繁。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种在单制热水时冷媒不需经过室内侧换热器的、室内侧换热器中冷媒能被回收至压缩机及生活热水换热器和室外侧换热器内的空调热水器系统。

本实用新型提供的这种空调热水器系统，包括压缩机、生活热水换热器、具有a、b、c、d四个端口的四通阀、室外侧换热器、节流部件、室内侧空调换热器、水泵和水箱,压缩机的排气口与生活热水换热器的冷媒进口连通，生活热水换热器的冷媒出口与a口连通，b口与室外侧换热器的气口连通，c口与压缩机的回气口连通，四通阀可在第一状态与第二状态间切换，第一状态指a口与b 口、c口与d口同时连通，第二状态指a口与d口、b口与c口同时连通，生活热水换热器、水箱和水泵的水回路首尾相连组成热水加热回路，还包括具有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个端口的控制阀组，控制阀组的Ⅰ口和Ⅳ口分别与室内侧空调换热器的气口和液口连通，Ⅱ口与d口连通，Ⅲ口通过节流部件与室外侧换热器的液口连通，控制阀组的Ⅰ口到Ⅱ口方向单独连通或Ⅱ口到Ⅲ口方向单独连通。

所述控制阀组包括连接在Ⅰ、Ⅱ口间的第一控制阀、连接在Ⅱ、Ⅲ口间的第二控制阀和连接在Ⅲ、Ⅳ口间的第三控制阀。

所述第一控制阀和第三控制阀均是一个双向电磁阀，第二控制阀是一个Ⅱ口到Ⅲ口方向导通的单向电磁阀。

所述控制阀组包括连接在Ⅰ口、Ⅱ口和Ⅲ口间的第四控制阀、连接在Ⅲ、Ⅳ口间的第五控制阀。

所述第四控制阀是一个三通电磁阀，第五控制阀是一个Ⅲ口到Ⅳ口方向导通的单向电磁阀。

所述控制阀组包括连接在Ⅰ、Ⅱ口间的第六控制阀、连接在Ⅱ口、Ⅲ口和Ⅳ口间的第七控制阀。

所述第六控制阀是一个Ⅰ口到Ⅱ口方向导通的单向电磁阀，第七控制阀是一个三通电磁阀。

所述控制阀组的Ⅰ口到Ⅱ口方向单独连通，或Ⅱ口到Ⅲ口方向单独连通，或Ⅰ口到Ⅱ口方向、Ⅲ口到Ⅳ口方向同时连通。

所述控制阀组的Ⅰ口到Ⅱ口方向单独连通，或Ⅱ口到Ⅲ口方向单独连通，或Ⅱ口到Ⅰ口方向、Ⅳ口到Ⅲ口方向同时连通。

本实用新型通过在现有室内侧空调换热器与四通阀及节流部件间增设一个具有四个端口的控制阀组，通过对控制阀组各端口间冷媒流向的导通与关闭的不同组合，能在单制热水运行时，先将室内换热器中的冷媒抽空回收至压缩机、生活热水换热器、室外侧换热器内，使系统中的所有冷媒能全部投入到制热水运行，室内侧空调换热器内也不再有冷媒经过与沉积，从而提高制热水运行的效率，并避免了因冷媒和润滑油的不足而对压缩机的损害，大大提高系统运行的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型实施例二的结构示意图。

图3为本实用新型实施例三的结构示意图。

图4为本实用新型实施例四的结构示意图。

图5为本实用新型实施例五的结构示意图。

图6为本实用新型实施例六的结构示意图。

图7为本实用新型实施例七的结构示意图。

图8为本实用新型实施例八的结构示意图。

图中示出的标记及所对应的构件名称为：

1、压缩机；2、生活热水换热器；3、四通阀；4、室外侧换热器；5、节流部件；6、控制阀组；7、室内侧空调换热器；8、水泵；9、水箱；21、冷媒进口；22、冷媒出口；23、进水口；24、出水口；61、第一控制阀；62、第二控制阀；63、第三控制阀；64、第四控制阀；65、第五控制阀；66、第六控制阀；67、第七控制阀。

具体实施方式

从图1至图8可以看出，本实用新型这种空调热水器系统，包括压缩机1、生活热水换热器2、四通阀3、室外侧换热器4、节流部件5、控制阀组6、室内侧空调换热器7、水泵8和水箱9，其中，压缩机1具有排气口和回气口，生活热水换热器2具有冷媒进口21、冷媒出口22、进水口23和出水口24，四通阀 3具有a、b、c、d四个阀口，室外侧换热器4具有气口和液口，节流部件5具有第一端口和第二端口，室内侧空调换热器8具有气口和液口，控制阀组6具有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个端口；

四通阀3可在第一状态与第二状态间切换，第一状态是指四通阀3的a口与b口连通且c口与d口连通的状态，第二状态是指四通阀3的a口与d口连通且b口与c口连通的状态；

控制阀组6包括第①状态、第②状态、第③状态，其中，第①状态是指控制阀组6的原始状态，第②状态是指Ⅰ口到Ⅱ口方向单独连通的状态，第③状态是指Ⅱ口到Ⅲ口方向单独连通的状态。

压缩机1的排气口通过管道与生活热水换热器2的冷媒进口21连通，生活热水换热器2的冷媒出口22通过管道与四通阀3的a口连通，四通阀3的b口通过管道与室外侧换热器4的气口连通，四通阀3的c口通过管道与压缩机1 的回气口连通，室外侧换热器4的液口通过管道与节流部件5的第一端口连通，节流部件5的第二端口通过管道与控制阀组6的Ⅲ口连通，控制阀组6的Ⅳ口通过管道与室内侧空调换热器7的液口连通，室内侧空调换热器7的气口通过管道与控制阀组6的Ⅰ口连通，控制阀组6的Ⅱ口通过管道与四通阀3的d口连通，水箱9的冷水出口通过水泵8及管道与生活热水换热器2的进水口23连通，生活热水换热器2的出水口24通过管道与水箱9的热水进口连通，生活热水换热器2、水箱9和水泵8组成热水加热回路。

在本实用新型中，室外侧换热器4为空气-冷媒热交换的换热器或水-冷媒热交换的换热器；室内侧空调换热器7为空气-冷媒热交换的空调室内机或水- 冷媒热交换的换热器。

实施例一

从图1可以看出，本实施例的控制阀组6由连接在Ⅰ、Ⅱ口间的第一控制阀61、连接在Ⅱ、Ⅲ口间的第二控制阀62和连接在Ⅲ、Ⅳ口间的第三控制阀 63组合而成，第一控制阀61和第三控制阀63均由一个双向电磁阀构成，第二控制阀62是由一个单向电磁阀单独构成，该单向电磁阀的导通方向为控制阀组 6的Ⅱ口到Ⅲ口方向。

在本实施例中，控制阀组6还包括第④状态和第⑤状态，其中，第④状态是指Ⅰ口到Ⅱ口方向、Ⅲ口到Ⅳ口方向同时连通且Ⅲ口到Ⅱ口方向关闭的状态，第⑤状态是指Ⅱ口到Ⅰ口方向、Ⅳ口到Ⅲ口方向同时连通且Ⅱ口到Ⅲ口方向关闭的状态。

本实施例的空调热水器系统具有单制热水、单制冷、单制热、制冷和制热水、制热和制热水五种工作模式，下面对各种工作模式下的运行进行说明。

【单制热水模式】

本实施例的空调热水器系统的单制热水模式运行过程说明如下：

一、将四通阀3切换到第一状态、控制阀组6切换到第②状态，此时，四通阀3的a口与b口导通且c口与d口导通、控制阀组6的Ⅰ口到Ⅱ口方向单独连通；

二、压缩机1启动，室内侧空调换热器7中的冷媒被抽空回收至压缩机1、生活热水换热器2、室外侧换热器4内；

三、室内侧空调换热器7中的冷媒被抽空回收结束后，将四通阀3切换到第二状态、控制阀组6切换到第③状态，此时，四通阀3的a口与d口导通且b 口与c口导通、控制阀组6的Ⅱ口到Ⅲ口方向单独连通；

四、水泵8运行，冷媒从压缩机1的排气口排出后从生活热水换热器2的冷媒进口21进入生活热水换热器2，水箱9中的水由水泵8泵送至生活热水换热器2内被加热升温，冷媒在生活热水换热器2中放热冷凝，加热升温后的水被送回水箱9，放热冷凝后的冷媒从生活热水换热器2的冷媒出口22出来经四通阀3进入控制阀组6的Ⅱ口，从控制阀组6的Ⅲ口出来通过节流部件5节流后进入室外侧换热器4，室外侧换热器4给冷媒提供热源，冷媒在室外侧换热器 4中吸热蒸发后经四通阀3进入压缩机1的回气口，如此循环反复，直至水箱9 中的水温达到设定温度后，压缩机1、水泵8停止运行，室外侧换热器4也停止给冷媒提供热源；

当水箱9中的水温降低达到启动制热水的条件后，空调热水器系统又进入制热水工作状态，压缩机1、水泵8恢复运行，室外侧换热器4也恢复给冷媒提供热源，直至水箱9中的水温再次达到设定温度。

从上述操作过程可以看出，本实用新型的空调热水器系统进入单制热水模式下运行时，先将室内侧空调换热器7中的冷媒抽空回收至压缩机1、生活热水换热器2、室外侧换热器4内，使系统中的冷媒完全投入到制热水运行，而且制热水运行中，冷媒不经过室内侧空调换热器7，室内侧空调换热器7内没有冷媒和润滑油的积存，经过长期的使用实践证明，制热水运行效率可提高40％以上，并避免了因冷媒和润滑油的不足而对压缩机的损害，大大提高系统运行的稳定性和可靠性。

【单制冷模式】

本实施例的空调热水器系统的单制冷模式运行过程说明如下：

一、将四通阀3切换到第一状态、控制阀组6切换到第④状态，此时，四通阀3的a口与b口导通且c口与d口导通，控制阀组6的Ⅰ口到Ⅱ口方向、Ⅲ口到Ⅳ口方向同时连通；

二、压缩机1运行，冷媒从压缩机1排气口排出，经过生活热水换热器2、四通阀3进入室外侧换热器4的气口，室外侧换热器4对外散热，冷媒在室外侧换热器4中放热冷凝后，从室外侧换热器4的液口出来，通过节流部件5节流后进入控制阀组6的Ⅲ口，从控制阀组6的Ⅳ口出来进入室内侧空调换热器7 的液口，室内侧空调换热器7对室内制冷，冷媒在室内侧空调换热器7内吸热蒸发后，从室内侧空调换热器7的气口出来进入控制阀组6的Ⅰ口，从控制阀组6的Ⅱ口出来经过四通阀3进入压缩机1的回气口回到压缩机，完成一次制冷的冷媒循环。

【单制热模式】

本实施例的空调热水器系统的单制热模式运行过程说明如下：

一、将四通阀3切换到第二状态、控制阀组6切换到第⑤状态，此时，四通阀3的a口与d口导通且b口与c口导通，控制阀组6的Ⅱ口到Ⅰ口方向、Ⅳ口到Ⅲ口方向同时连通；

二、压缩机1运行，冷媒从压缩机1的排气口排出，经过生活热水换热器2、四通阀3进入控制阀组6的Ⅱ口，从控制阀组6的Ⅰ口出来进入室内侧空调换热器7的气口，室内侧空调换热器7对室内散热，冷媒在室内侧空调换热器7 中放热冷凝后，从室内侧空调换热器7的液口出来进入控制阀组6的Ⅳ口，从控制阀组6的Ⅲ口出来通过节流部件5节流后进入室外侧换热器4的液口，室外侧换热器4给冷媒提供热源，冷媒在室外侧换热器4中吸热蒸发后，从室外侧换热器4的气口出来，经过四通阀3进入压缩机1的回气口回到压缩机，完成一次制热的冷媒循环。

【制冷和制热水模式】

本实施例的空调热水器系统的制冷和制热水模式运行过程说明如下：

一、将四通阀3切换到第一状态、控制阀组6切换到第④状态，此时，四通阀3的a口与b口导通且c口与d口导通，控制阀组6的Ⅰ口到Ⅱ口方向、Ⅲ口到Ⅳ口方向同时连通；

二、压缩机1和水泵8运行，冷媒从压缩机1的排气口排出后从生活热水换热器2的冷媒进口21进入生活热水换热器2，水箱9中的水由水泵8泵送至生活热水换热器2内被加热升温，冷媒在生活热水换热器2中放热冷凝，加热升温后的水被送回水箱9，放热冷凝后的冷媒从生活热水换热器2的冷媒出口 22出来，经过四通阀3和室外侧换热器4并通过节流部件5节流后进入控制阀组6的Ⅲ口，从控制阀组6的Ⅳ口出来进入室内侧空调换热器7的液口，室内侧空调换热器7对室内制冷，冷媒在室内侧空调换热器7内吸热蒸发后，从室内侧空调换热器7的气口出来进入控制阀组6的Ⅰ口，从控制阀组6的Ⅱ口出来经过四通阀3进入压缩机1的回气口回到压缩机，完成一次制冷和制热水的冷媒循环。

在同时进行制冷和制热水运行时，当水箱9中水温或系统冷凝温度低于某设定值时，室外侧换热器4不对外放热，系统将原本要排放掉的废热都回收用于加热热水，只有当水箱9中水温或系统冷凝温度达到某设定值时，室外侧换热器4才对外放热；

在制冷和制热水运行中，当水箱9中的水温达到设定温度时，水泵8停止运行，本实施例按照单制冷方式运行；当水箱9的水温降低而达到热水加热条件时，则水泵8启动运行，本实施例进入同时制冷和制热水运行；

在制冷和制热水运行中，当室内制冷温度达到设定要求，而水箱温度没有达到设定要求时，系统停止制冷运行，转而按照上面所述单制热水模式下的单制热水运行，在单制热水运行过程中，若室内温度升高而达到制冷启动运行条件时，系统则停止单制热水运行，转而按制冷和制热水同时运行的方式运行。

【制热和制热水模式】

本实施例的空调热水器系统的制热和制热水模式运行过程说明如下：

在只有制热需求时，空调热水器系统按照上述单制热模式下的单制热运行方式运行；

在只有制热水需求时，空调热水器系统按照上述单制热水模式下的单制热水运行方式运行；

在制热与制热水同时有需求时，空调热水器系统优先制热水运行，即使当时正在进行制热运行，也立即停止制热运行，转而按上述单制热水模式下的单制热水运行方式运行，在制热水工作完成后，再转而按上述单制热模式下的单制热运行方式运行。

本实施例能够满足制冷、制热和生活热水的多种运行功能，夏季向室内制冷和提供生活热水，在制冷的同时将本该排放到大气中的热量回收制取热水，具有非常好的节能与环保效果，冬季向室内制热和提供生活热水，春季和秋季则单独作为热泵热水器提供生活热水，有效实现一机多能，且空调热水器系统在单制热水运行时，冷媒不经过室内侧空调换热器7，室内侧空调换热器7内也没有冷媒和润滑油的积存，系统中的冷媒完全投入到制热水运行，制热水运行效率提高，还避免了因冷媒和润滑油的不足而对压缩机的损害，提高系统运行的稳定性和可靠性，在制冷、制热运行时也没有冷媒和润滑油的积存问题。

实施例二

从图2可以看出，本实施例与实施例一的不同之处在于，控制阀组6中的第一控制阀61和第三控制阀63均由安装方向相反的两个单向电磁阀并联构成。

实施例三

从图3可以看出，本实施例与实施例一的不同之处在于，控制阀组6中的第一控制阀61和第三控制阀63均由一个单向电磁阀和一个单向阀并联构成，第一控制阀61中单向电磁阀的导通方向为控制阀组6的Ⅱ口到Ⅰ口方向，第一控制阀61中单向阀的导通方向为控制阀组6的Ⅰ口到Ⅱ口方向，第三控制阀63 中单向电磁阀的导通方向为控制阀组6的Ⅲ口到Ⅳ口方向，第三控制阀63中单向阀的导通方向为控制阀组6的Ⅳ口到Ⅲ口方向。

实施例二与实施例三的空调热水器系统均具有与实施例一相同的单制热水模式、单制冷模式、单制热模式、制冷和制热水模式、制热和制热水模式，在此不重复描述。

实施例四

从图4可以看出，本实施例与实施例一的不同之处在于，控制阀组6中的第一控制阀61为一个单向电磁阀，其导通方向为控制阀组6的Ⅰ口到Ⅱ口方向；第三控制阀63为一个单向电磁阀，其导通方向为控制阀组6的Ⅲ口到Ⅳ口方向。

本实施例与实施例一的另一不同之处在于，控制阀组6不具有第⑤状态。

实施例五

从图5可以看出，本实施例与实施例四的不同之处在于：控制阀组6中的第一控制阀61采用的是一个单向阀，其导通方向为控制阀组6的Ⅰ口到Ⅱ口方向；第二控制阀62采用的是一个单向阀，其导通方向为控制阀组6的Ⅱ口到Ⅲ口方向；第三控制阀63采用的是一个单向电磁阀，其导通方向为控制阀组6的Ⅲ口到Ⅳ口方向。

实施例六

从图6可以看出，本实施例与实施例一的不同之处在于：控制阀组6由连接在Ⅰ口、Ⅱ口和Ⅲ口间的第四控制阀64、连接在Ⅲ、Ⅳ口间的第五控制阀65 组合而成，第四控制阀64是一个三通电磁阀，其可在Ⅰ口到Ⅱ口方向导通与Ⅱ口到Ⅲ口方向导通两种状态之间进行切换；第五控制阀65采用的是一个单向电磁阀，其导通方向为控制阀组6的Ⅲ口到Ⅳ口方向。

本实施例与实施例一的另一不同之处在于，控制阀组6不具有第⑤状态。

实施例七

从图7可以看出，本实施例与实施例一的不同之处在于：控制阀组6是由连接在Ⅰ口和Ⅱ口间第六控制阀66、分别连接Ⅱ口、Ⅲ口及Ⅳ口的第七控制阀 67组合而成，第六控制阀66采用的是一个单向电磁阀，其导通方向为控制阀组 6的Ⅰ口到Ⅱ口方向；第七控制阀67采用的是一个三通电磁阀，其可在Ⅱ口到Ⅲ口方向导通与Ⅲ口到Ⅳ口方向导通两种状态之间进行切换。

本实施例与实施例一的另一不同之处在于，控制阀组6不具有第⑤状态。

实施例八

从图8可以看出，本实施例与实施例七的不同之处在于：第六控制阀66采用的是一个单向阀，该单向阀的导通方向为控制阀组6的Ⅰ口到Ⅱ口方向。

实施例四、实施例五、实施例六、实施例七和实施例八的空调热水器系统均具有与实施例一相同的单制热水模式、单制冷模式、制冷和制热水模式，在此不重复描述。

实施例四、实施例五、实施例六、实施例七和实施例八能够满足制冷、生活热水的多种运行功能，夏季向室内制冷和提供生活热水，在制冷的同时将本该排放到大气中的热量回收制取热水，冬季、春季和秋季则单独作为热泵热水器提供生活热水，有效实现一机多能。

在本实用新型的实施例一至实施例五中，控制阀组6中的第二控制阀62还可是一个双向电磁阀。

Claims (9)

1.一种空调热水器系统，包括压缩机(1)、生活热水换热器(2)、具有a、b、c、d四个端口的四通阀(3)、室外侧换热器(4)、节流部件(5)、室内侧空调换热器(7)、水泵(8)和水箱(9),压缩机的排气口与生活热水换热器的冷媒进口(21)连通，生活热水换热器的冷媒出口(22)与a口连通，b口与室外侧换热器的气口连通，c口与压缩机的回气口连通，四通阀可在第一状态与第二状态间切换，第一状态指a口与b口、c口与d口同时连通，第二状态指a口与d口、b口与c口同时连通，生活热水换热器、水箱和水泵的水回路首尾相连组成热水加热回路，其特征在于：还包括具有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个端口的控制阀组(6)，控制阀组的Ⅰ口和Ⅳ口分别与室内侧空调换热器的气口和液口连通，Ⅱ口与d口连通，Ⅲ口通过节流部件与室外侧换热器的液口连通，控制阀组的Ⅰ口到Ⅱ口方向单独连通或Ⅱ口到Ⅲ口方向单独连通。

2.根据权利要求1所述的空调热水器系统，其特征在于：所述控制阀组包括连接在Ⅰ、Ⅱ口间的第一控制阀(61)、连接在Ⅱ、Ⅲ口间的第二控制阀(62)和连接在Ⅲ、Ⅳ口间的第三控制阀(63)。

3.根据权利要求2所述的空调热水器系统，其特征在于：所述第一控制阀和第三控制阀均是一个双向电磁阀，第二控制阀是一个Ⅱ口到Ⅲ口方向导通的单向电磁阀。

4.根据权利要求1所述的空调热水器系统，其特征在于：所述控制阀组包括连接在Ⅰ口、Ⅱ口和Ⅲ口间的第四控制阀(64)、连接在Ⅲ、Ⅳ口间的第五控制阀(65)。

5.根据权利要求4所述的空调热水器系统，其特征在于：所述第四控制阀是一个三通电磁阀，第五控制阀是一个Ⅲ口到Ⅳ口方向导通的单向电磁阀。

6.根据权利要求1所述的空调热水器系统，其特征在于：所述控制阀组包括连接在Ⅰ、Ⅱ口间的第六控制阀(66)、连接在Ⅱ口、Ⅲ口和Ⅳ口间的第七控制阀(67)。

7.根据权利要求6所述的空调热水器系统，其特征在于：所述第六控制阀是一个Ⅰ口到Ⅱ口方向导通的单向电磁阀，第七控制阀是一个三通电磁阀。

8.根据权利要求1所述的空调热水器系统，其特征在于：所述控制阀组的Ⅰ口到Ⅱ口方向单独连通，或Ⅱ口到Ⅲ口方向单独连通，或Ⅰ口到Ⅱ口方向、Ⅲ口到Ⅳ口方向同时连通。

9.根据权利要求1所述的空调热水器系统，其特征在于：所述控制阀组的Ⅰ口到Ⅱ口方向单独连通，或Ⅱ口到Ⅲ口方向单独连通，或Ⅱ口到Ⅰ口方向、Ⅳ口到Ⅲ口方向同时连通。

Images