專利名稱：熱泵式空調(diào)熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種熱泵式空調(diào)和熱水器，尤其是一種可以提供洗浴用熱水、同時(shí)能夠改善房間溫度、具有冷暖吹風(fēng)功能的熱泵式空調(diào)熱水器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行的熱水器主要包括燃?xì)鉄崴骱碗姛崴鲀煞N。這兩種熱水器直接用天然氣、煤氣或者用電來(lái)加熱生活用水，消耗能量大，使用費(fèi)高，也存在著燃?xì)庵卸净蛘哂|電一類的安全事故隱患。更為重要的是，現(xiàn)行的各種熱水器只能提供一定溫度的熱水，無(wú)法改善冬冷夏熱的洗浴環(huán)境，從而在炎熱季節(jié)和寒冷季節(jié)里的洗浴舒適性差。專利號(hào)為99113401.x的熱泵式安全熱水器希望利用熱泵來(lái)回收各種可利用的熱源，以達(dá)到安全和節(jié)能的目的，但同樣沒(méi)有考慮到洗浴時(shí)改善環(huán)境溫度的功能。其他還有一些發(fā)明專利和實(shí)用新型雖然希望利用空調(diào)的冷凝放熱來(lái)獲得熱水，但其出發(fā)點(diǎn)或者是把加熱生活用水當(dāng)作是空調(diào)的附設(shè)功能，或者是把空調(diào)與熱水器截然分開(kāi)、當(dāng)作兩種用途的電器來(lái)分別使用，都沒(méi)有能夠充分利用空調(diào)的特性為洗浴服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利的目的是提出一種結(jié)構(gòu)緊湊的熱泵式空調(diào)熱水器，它能夠兼有空調(diào)、風(fēng)扇和熱水器的功能。
本發(fā)明專利的目的是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的熱泵式空調(diào)熱水器是由壓縮機(jī)、殼管式換熱器、帶有風(fēng)機(jī)的翅片管式換熱器、節(jié)流機(jī)構(gòu)以及相應(yīng)的管路、閥件和控制元件組成的制冷系統(tǒng)，所有部件均置于室內(nèi)。殼管式換熱器以保溫水箱作為殼體，換熱盤管位于殼管式換熱器的殼體內(nèi)，換熱盤管管道內(nèi)的液體是制冷劑，管道外保溫水箱中的液體是供洗浴用的水；在殼管式換熱器中盤管里的制冷劑通過(guò)盤管管壁與保溫水箱中的水進(jìn)行熱交換；保溫水箱的入水管與自來(lái)水管相連，在自來(lái)水的水壓下，保溫水箱中始終充滿水。翅片管式換熱器的風(fēng)機(jī)可以有多個(gè)可控制的風(fēng)道一個(gè)風(fēng)機(jī)風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口都在室內(nèi)，能夠滿足加熱保溫水箱中的水、調(diào)節(jié)室溫、冷暖吹風(fēng)等功能；另外設(shè)有一個(gè)進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口分別在室內(nèi)和室外的風(fēng)道，用來(lái)保證在水箱中水被加熱的過(guò)程中室內(nèi)溫度不受影響，也可以用來(lái)對(duì)房間進(jìn)行除濕去味、直接從室外引進(jìn)新風(fēng)；如果有多套風(fēng)道，相應(yīng)風(fēng)道中應(yīng)設(shè)有可控制的開(kāi)關(guān)控制閥。
通過(guò)控制元件對(duì)壓縮機(jī)、節(jié)流機(jī)構(gòu)、風(fēng)機(jī)以及風(fēng)機(jī)風(fēng)道等部件的調(diào)節(jié)控制，可以分別實(shí)現(xiàn)加熱保溫水箱中的水、降低室溫或給冷風(fēng)、提高室溫或給暖風(fēng)、簡(jiǎn)單吹風(fēng)換氣等功能。
加熱保溫水箱中的水、降低室溫以及給冷風(fēng)可以同時(shí)進(jìn)行，此時(shí)殼管式換熱器作為冷凝器，帶有風(fēng)機(jī)的翅片管式換熱器作為蒸發(fā)器，壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)制冷劑在由壓縮機(jī)、殼管式換熱器、節(jié)流機(jī)構(gòu)和翅片管式換熱器串聯(lián)而成的封閉的制冷劑管路中流動(dòng)。
熱泵式空調(diào)熱水器可以有一個(gè)四通換向閥，或者是相當(dāng)于四通換向閥作用的閥件組合；在實(shí)現(xiàn)提高室溫或給暖風(fēng)的功能時(shí)，帶有四通換向閥或者具有相同作用閥件組合的熱泵式空調(diào)熱水器通過(guò)切換換向閥來(lái)轉(zhuǎn)換制冷劑管路的連通方式，使得殼管式換熱器作為蒸發(fā)器，帶有風(fēng)機(jī)的翅片管式換熱器作為冷凝器。
對(duì)于不帶有上述管路切換裝置的熱泵式空調(diào)熱水器，殼管式換熱器始終作為冷凝器，帶有風(fēng)機(jī)的翅片管式換熱器始終作為蒸發(fā)器。在實(shí)現(xiàn)提高室溫或給暖風(fēng)的功能時(shí)，為了保證蒸發(fā)器中的制冷劑有足夠高的溫度，不帶有上述管路切換裝置的熱泵式空調(diào)熱水器通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流機(jī)構(gòu)來(lái)降低其節(jié)流作用，或者通過(guò)旁通管直接將壓縮機(jī)出來(lái)的高溫制冷劑引入翅片管式換熱器。
在僅需要簡(jiǎn)單吹風(fēng)換氣時(shí)，僅啟動(dòng)風(fēng)機(jī)而不啟動(dòng)壓縮機(jī)即可。
為了便于制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，壓縮機(jī)前可以有過(guò)熱器或者氣液分離器節(jié)流機(jī)構(gòu)前可以有儲(chǔ)液器。
本發(fā)明專利充分利用熱泵原理為洗浴服務(wù)。一方面，熱泵式空調(diào)熱水器與電熱水器相比，既節(jié)能又安全。因?yàn)?，殼管式換熱器中的制冷劑利用電能所轉(zhuǎn)化的熱量和熱泵循環(huán)所吸收的環(huán)境熱量來(lái)加熱保溫水箱中的水，耗電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電熱水器；而且與電阻加熱式的電熱水器相比，消除了觸電事故的隱患。另一方面，熱泵式空調(diào)熱水器利用空調(diào)的溫度調(diào)節(jié)功能和吹風(fēng)去濕功能，較好地解除了洗浴環(huán)境冬冷夏熱的煩惱，可以方便的提供房間調(diào)溫、吹干去濕等服務(wù)，使洗浴達(dá)到較好的舒適性。同時(shí)，本發(fā)明專利與一般的家用空調(diào)相比，由于兩器均在室內(nèi)，不需要有室外機(jī)，從而結(jié)構(gòu)更緊湊，安裝更簡(jiǎn)單，使用維修更方便。


圖1是不帶有四通換向閥的熱泵式空調(diào)熱水器的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是帶有四通換向閥的熱泵式空調(diào)熱水器的結(jié)構(gòu)圖，圖中所示的管路方向表示四通換向閥換向后的管路方向。
圖3是不帶有四通換向閥而帶有旁通管的熱泵式空調(diào)熱水器的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是以保溫水箱作為殼體的殼管式換熱器的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是帶有多個(gè)風(fēng)機(jī)風(fēng)道的翅片管式換熱器的結(jié)構(gòu)圖。
在圖中1為壓縮機(jī)，2為以殼管式換熱器，4為帶有風(fēng)機(jī)的翅片管式換熱器，3為節(jié)流機(jī)構(gòu)，5為換向閥，6為保溫水箱，7為換熱盤管，8為水管路閥門，9表示進(jìn)水管路，10表示出水管路，11表示翅片管式換熱器，12表示風(fēng)機(jī)，13表示風(fēng)機(jī)的電機(jī)，14表示通往室外的風(fēng)道，15表示通往室外的風(fēng)道的開(kāi)關(guān)控制閥，16表示室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口的開(kāi)關(guān)控制閥，17表示室內(nèi)進(jìn)風(fēng)風(fēng)道，18表示旁通管，19表示旁通管的控制閥。
具體實(shí)施例方式
利用熱泵式空調(diào)熱水器加熱保溫水箱6中的水時(shí)，啟動(dòng)翅片管式換熱器4所帶有的風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)1，同時(shí)調(diào)節(jié)節(jié)流機(jī)構(gòu)3，使之保持合適的節(jié)流效果；制冷劑按照1-2-3-4-1的順序在封閉的制冷劑管路中流動(dòng)，如圖1。在有多個(gè)風(fēng)機(jī)風(fēng)道的情況下，可以將進(jìn)風(fēng)口在室內(nèi)、出風(fēng)口在室外的風(fēng)道打開(kāi)，其他風(fēng)道關(guān)閉，保證室內(nèi)空氣溫度不受影響；或者將進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口都在室內(nèi)的風(fēng)道打開(kāi)，其他風(fēng)道關(guān)閉，此時(shí)室內(nèi)的氣溫將會(huì)下降。
利用熱泵式空調(diào)熱水器降低室內(nèi)溫度或吹冷風(fēng)時(shí)，啟動(dòng)翅片管式換熱器4所帶有的風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)1，同時(shí)調(diào)節(jié)節(jié)流機(jī)構(gòu)3，使之保持合適的節(jié)流效果；制冷劑在壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)下按照1-2-3-4-1的順序在封閉管路中流動(dòng)，如圖1。在有多個(gè)風(fēng)道的情況下，可以將進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口都在室內(nèi)的風(fēng)道打開(kāi)，其他風(fēng)道關(guān)閉，使得室內(nèi)氣溫不斷下降，但沒(méi)有室外的新風(fēng)；如果室外的氣溫較低，可以將進(jìn)風(fēng)口在室外、出風(fēng)口在室內(nèi)的風(fēng)道打開(kāi)，其他風(fēng)道關(guān)閉，這樣不僅室溫降低，而且引進(jìn)了新風(fēng)。
利用熱泵式空調(diào)熱水器提高室內(nèi)溫度或吹熱風(fēng)可以有幾種不同的實(shí)現(xiàn)方法對(duì)于不改變制冷劑流動(dòng)路徑的熱泵式空調(diào)熱水器，如圖1，啟動(dòng)翅片管式換熱器4所帶有的風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)1，同時(shí)調(diào)節(jié)節(jié)流機(jī)構(gòu)3，減少甚至取消其節(jié)流作用，制冷劑在壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)下按照1-2-3-4-1的順序在封閉管路中流動(dòng)，利用了部分水箱中水的熱量，翅片管式換熱器中的制冷劑可以提供較高的溫度來(lái)滿足需要；對(duì)于安裝有旁通管的熱泵式空調(diào)熱水器，如圖3，啟動(dòng)翅片管式換熱器4所帶有的風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)1，打開(kāi)旁通管上的控制閥19，直接通過(guò)旁通管18將壓縮機(jī)1出來(lái)的高溫制冷劑引入翅片管式換熱器4，保證風(fēng)機(jī)吹出來(lái)的風(fēng)具有較高溫度，而且?guī)缀醪挥绊懕厮渲械乃疁?；?duì)于有四通換向閥5或者具有相同作用閥件組合的熱泵式空調(diào)熱水器，可以采用變換制冷劑流動(dòng)路徑的方式工作，如圖2，啟動(dòng)翅片管式換熱器4所帶有的風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)1，調(diào)整換向閥，殼管式換熱器2作為蒸發(fā)器，帶有風(fēng)機(jī)的翅片管式換熱器4作為冷凝器，制冷劑在壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)下按照1-5-4-3-2-5-1的順序在封閉管路中流動(dòng)，系統(tǒng)通過(guò)犧牲水箱中的水的部分熱量來(lái)保證風(fēng)機(jī)吹出來(lái)的風(fēng)具有較高溫度。如果有多個(gè)風(fēng)道，將進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口都在室內(nèi)的風(fēng)道打開(kāi)，其他風(fēng)道關(guān)閉。
熱泵式空調(diào)熱水器簡(jiǎn)單吹風(fēng)換氣時(shí)，啟動(dòng)翅片管式換熱器4所帶有的風(fēng)機(jī)而不啟動(dòng)壓縮機(jī)1，制冷劑不形成循環(huán)流動(dòng)而僅僅是空氣形成流動(dòng)。在有多個(gè)風(fēng)道的情況下，可以將進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口都在室內(nèi)的風(fēng)道打開(kāi)，其他風(fēng)道關(guān)閉，此時(shí)具有吹風(fēng)功能；或者進(jìn)風(fēng)口在室外、出風(fēng)口在室內(nèi)的風(fēng)道打開(kāi)，其他風(fēng)道關(guān)閉，此時(shí)同時(shí)具有吹風(fēng)換氣作用。
圖4中，自來(lái)水沿管路9流進(jìn)殼管式換熱器2，充滿保溫水箱6。在圖1所示的制冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，殼管式換熱器2作為制冷系統(tǒng)中的冷凝器；通過(guò)盤管管壁，換熱盤管7中的高溫制冷劑與保溫水箱6中的水進(jìn)行熱交換，使得保溫水箱6中的水被加熱到一定的溫度。在洗浴用水時(shí)，打開(kāi)閥門8，殼管式換熱器2中的熱水沿管路10流出，與此同時(shí)，管路9中的自來(lái)水在管路水壓的作用下流進(jìn)保溫水箱6，保持保溫水箱6里的水為充滿狀態(tài)。
圖5中，打開(kāi)通往室外的風(fēng)道的開(kāi)關(guān)控制閥15，關(guān)閉室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口的開(kāi)關(guān)控制閥16，可以形成由外到內(nèi)的空氣流動(dòng)或者由內(nèi)到外的空氣流動(dòng)；打開(kāi)室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口的開(kāi)關(guān)控制閥16，關(guān)閉通往室外的風(fēng)道的開(kāi)關(guān)控制閥15，可以形成室內(nèi)的空氣流動(dòng)。無(wú)論是在哪種空氣流動(dòng)方式中，空氣的流動(dòng)均會(huì)穿過(guò)翅片管式換熱器。
權(quán)利要求
1.一種熱泵式空調(diào)熱水器，包括由壓縮機(jī)、殼管式換熱器、帶有風(fēng)機(jī)的翅片管式換熱器、節(jié)流機(jī)構(gòu)以及相應(yīng)的管路、閥件和控制元件所組成的制冷系統(tǒng)，其特征在于所有部件均置于室內(nèi)；以保溫水箱作為殼管式換熱器的殼體，換熱盤管位于殼管式換熱器的殼體內(nèi)，換熱盤管管道內(nèi)的液體是制冷劑，換熱盤管管道外保溫水箱中的液體是水，保溫水箱的入水管與自來(lái)水管相連，保溫水箱中始終裝滿水；翅片管式換熱器可以帶有多個(gè)開(kāi)關(guān)可控的風(fēng)機(jī)風(fēng)道，一個(gè)風(fēng)機(jī)風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口都在室內(nèi)，一個(gè)風(fēng)機(jī)風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口分別在室外和室內(nèi)；通過(guò)調(diào)節(jié)控制，可以分別實(shí)現(xiàn)加熱保溫水箱中的水、降低室溫或給冷風(fēng)、提高室溫或給暖風(fēng)、簡(jiǎn)單吹風(fēng)換氣等功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵式空調(diào)熱水器，其特征在于在實(shí)現(xiàn)加熱保溫水箱中的水、降低室溫或者給冷風(fēng)的功能時(shí)，殼管式換熱器作為冷凝器，帶有風(fēng)機(jī)的翅片管式換熱器作為蒸發(fā)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵式空調(diào)熱水器，其特征在于熱泵式空調(diào)熱水器可以有一個(gè)四通換向閥，或者是相當(dāng)于四通換向閥作用的閥件組合；帶有四通換向閥或者具有相同作用閥件組合的熱泵式空調(diào)熱水器在實(shí)現(xiàn)提高室溫或給暖風(fēng)的功能時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)換向閥來(lái)轉(zhuǎn)換制冷劑管路的連通方式，使得殼管式換熱器作為蒸發(fā)器，帶有風(fēng)機(jī)的翅片管式換熱器作為冷凝器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵式空調(diào)熱水器，其特征在于對(duì)于不帶有四通換向閥或相似的管路切換裝置的熱泵式空調(diào)熱水器，在實(shí)現(xiàn)提高室溫或給暖風(fēng)的功能時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流機(jī)構(gòu)來(lái)降低其節(jié)流作用，或者通過(guò)旁通管直接將壓縮機(jī)出來(lái)的高溫制冷劑引入翅片管式換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵式空調(diào)熱水器，其特征在于壓縮機(jī)前可以有過(guò)熱器、氣液分離器；節(jié)流機(jī)構(gòu)前可以有儲(chǔ)液器。
全文摘要
一種多功能的熱泵式空調(diào)熱水器,由壓縮機(jī)(1)、殼管式換熱器(2)、帶有風(fēng)機(jī)的翅片管式換熱器(4)、節(jié)流機(jī)構(gòu)(3)以及相應(yīng)的管路、閥件和控制元件等組成制冷系統(tǒng),所有部件均置于室內(nèi)。殼管式換熱器以保溫水箱作為殼體,進(jìn)水管直接與自來(lái)水管相通;翅片管式換熱器設(shè)有兩個(gè)可切換的風(fēng)機(jī)風(fēng)道。利用制冷循環(huán)來(lái)加熱殼管式換熱器中的水,耗電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電熱水器;而且由于不是利用電阻加熱,從而消除了觸電事故的隱患。另外,利用空調(diào)的溫度調(diào)節(jié)功能和吹風(fēng)功能,熱泵式空調(diào)熱水器可以提供室溫調(diào)節(jié)、吹干去濕等服務(wù),使洗浴過(guò)程具有很好的舒適性。
文檔編號(hào)F25B30/02GK1341834SQ0113641
公開(kāi)日2002年3月27日 申請(qǐng)日期2001年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月16日
發(fā)明者陳志強(qiáng) 申請(qǐng)人:陳志強(qiáng)