專利名稱：一種雙系統(tǒng)無氟節(jié)能空氣源熱泵多用機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙系統(tǒng)無氟節(jié)能空氣源熱泵多用機(jī)。
背景技術(shù)：
熱泵熱水器和熱泵空調(diào)冷熱水機(jī)已在市場(chǎng)形成熱點(diǎn)，可以說是比較成熟的技術(shù)。目前又出現(xiàn)了將普通家用空調(diào)與熱泵熱水器整合在一起的熱水一空調(diào)三用機(jī)。但基本上都是使用R22制冷劑的有氟系統(tǒng)。在歐美及其他發(fā)達(dá)國家已經(jīng)被禁止生產(chǎn)和銷售。國內(nèi)未來幾年內(nèi)，有氟熱泵空調(diào)或熱水器的生產(chǎn)和銷售也將被法律法規(guī)所禁止。對(duì)空調(diào)系統(tǒng)來說，傳統(tǒng)的空氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是將制冷劑送到需要調(diào)節(jié)溫度的空間，在該空間內(nèi)蒸發(fā)或冷凝以達(dá)到制冷或制熱的目的，這個(gè)特點(diǎn)就決定了其安裝比較復(fù)雜，使用方式單一。并且由于制冷劑管路被引入生活空間，存在對(duì)人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)。目前，利用冷、熱水對(duì)生活空間進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，已經(jīng)成為一種趨勢(shì)；冷熱水空調(diào)具有安裝方便，使用方式多樣(可以使用地暖、風(fēng)機(jī)盤管，風(fēng)幕機(jī)、散熱片等方式)，可以大距離供熱(冷)，系統(tǒng)擴(kuò)展性靈活，并且不存在潛在健康風(fēng)險(xiǎn)等特點(diǎn)。對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)來說，目前存在多種無氟替代方案，如R410a、R407c、R417a、R290,R32等制冷劑。從效率，環(huán)境適應(yīng)范圍、功率、成本等各方面因素綜合考慮，R410a是相對(duì)較優(yōu)的無氟替代制冷劑，目前已在歐美市場(chǎng)成為主流，其地位基本不可動(dòng)搖，R410a系統(tǒng)可以作為空調(diào)用水的冷熱源，在作為空調(diào)熱源時(shí)，可將水溫加熱到45°C -50°C左右，已完全能滿足需要。但R410a系統(tǒng)在作為生活用水熱源時(shí)，存在很大缺陷，由于該系統(tǒng)在冷凝端(熱端)溫度超過一定溫度后排氣壓力和排氣溫度上升很快，其壓力將很快突破其臨界壓力，排氣溫度也將快速上升，因此一般不能將熱水加溫到50°C以上，否則系統(tǒng)的可靠性、安全性和壓縮機(jī)壽命都會(huì)出現(xiàn)問題，其效率也將快速下降。而生活用水的標(biāo)準(zhǔn)一般為50°C -60°C，超出了 R410a系統(tǒng)的工作范圍，特別是對(duì)需要定期將生活用水加熱到63°C _65°C以上，有高溫殺菌要求的生活用水系統(tǒng)來說，R410a系統(tǒng)更是無能為力。R134a或R417a等系統(tǒng)是另一類成熟的無氟熱泵系統(tǒng)，其特點(diǎn)是冷凝壓力低，冷凝環(huán)境溫度在達(dá)到60°C _65°C左右時(shí)仍然可正常工作，但其缺點(diǎn)是環(huán)境適應(yīng)性較R410a差，作為空調(diào)系統(tǒng)使用明顯與R410a系統(tǒng)存在差距。但系統(tǒng)是合格的生活用水熱源，特別是在當(dāng)前已有壓縮機(jī)供應(yīng)商開發(fā)出熱泵熱水器專用的和R417a壓縮機(jī)后，R134a系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性和高溫穩(wěn)定性得到了進(jìn)一步拓展，已經(jīng)成為合格的無氟熱泵熱水器熱源，但其在低溫環(huán)境下的能效比相對(duì)較低。一直以來，各種相關(guān)研究均是從單一對(duì)生活用水加熱系統(tǒng)或是從單一對(duì)空調(diào)冷熱水循環(huán)制熱或制冷系統(tǒng)的著手，以求能設(shè)計(jì)出一種僅采用單一制冷劑系統(tǒng)即能夠?qū)崿F(xiàn)既對(duì)生活用水加熱又能夠保證對(duì)空調(diào)冷熱循環(huán)水制熱或制冷的裝置，如設(shè)計(jì)出更新型的壓縮機(jī)或者設(shè)計(jì)出更新型的單一管路系統(tǒng)等等方式，但此類方式仍不能較好的同時(shí)滿足對(duì)生活用水及空調(diào)循環(huán)水的雙重需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即是提供一種真正的無氟環(huán)保節(jié)能型熱泵空調(diào)-熱水多功能機(jī)，提出了一種采用主要用于對(duì)生活用水進(jìn)行加熱的熱泵系統(tǒng)A (同時(shí)可以為空調(diào)循環(huán)水輔助制熱或制冷)與主要用于對(duì)空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水制熱或制冷的熱泵系統(tǒng)B (同時(shí)可以為生活用水水輔助制熱)組成的雙系統(tǒng)的空調(diào)-熱水多用機(jī)。本發(fā)明的空氣源熱泵多用機(jī)打破了傳統(tǒng)的單一系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，另辟蹊徑，能夠較好的實(shí)現(xiàn)既對(duì)生活用水加熱又能夠保證對(duì)空調(diào)冷熱循環(huán)水制熱或制冷的目的。本發(fā)明的雙系統(tǒng)無氟節(jié)能空氣源熱泵多用機(jī)，由用于對(duì)生活用水制熱的熱泵系統(tǒng)A和用于對(duì)空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水制熱或制冷的熱泵系統(tǒng)B構(gòu)成，所述熱泵系統(tǒng)A包括壓縮機(jī)一、四通換向閥、風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器一、節(jié)流裝置和生活用水熱水器，各器件通過制冷劑管路一相連接；所述熱泵系統(tǒng)B，包括壓縮機(jī)二、四通閥、風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器二、節(jié)流裝置和空調(diào)用水熱交換器二，各器件通過制冷劑管路二連接；所述熱泵系統(tǒng)A通過制冷劑管路一還連接空調(diào)用水熱交換器一，所述熱泵系統(tǒng)B通過制冷劑管路二還連接有生活用水熱交換器；所述生活用水熱交換器與生活用水熱水器通過生活用水管路連接成生活用水系統(tǒng)，所述空調(diào)用水熱交換器一與空調(diào)用水熱交換器二通過空調(diào)用水管路連接成空調(diào)冷熱水循環(huán)系統(tǒng)。所述熱泵系統(tǒng)A中的壓縮機(jī)一的低壓端口與四通閥、四通閥的回氣端口之間連接有節(jié)流元件，從而能夠?qū)⑽磪⑴c制冷劑循環(huán)的管路部分置于低壓下，使系統(tǒng)壓力平衡，工況始終保持一致，并且節(jié)流元件可有效防止制冷劑流向切換時(shí)發(fā)生的液擊或壓力沖擊。所述熱泵系統(tǒng)B中的壓縮機(jī)二的低壓端口與四通閥、四通閥的回氣端口之間連接有節(jié)流元件，從而能夠?qū)⑽磪⑴c制冷劑循環(huán)的管路部分置于低壓下，使系統(tǒng)壓力平衡，工況始終保持一致，并且節(jié)流元件可有效防止制冷劑流向切換時(shí)發(fā)生的液擊或壓力沖擊。所述節(jié)流元件為膨脹閥或毛細(xì)管。所述生活用水系統(tǒng)包括自來水引水管、單向水閥、水閥、流量開關(guān)、生活用水熱交換器、循環(huán)連接水管、泄壓閥、生活用水保溫儲(chǔ)水桶、生活用水供水管路、循環(huán)水泵、生活用水保溫水桶上部水溫傳感器、生活用水保溫水桶下部水溫傳感器。所述空調(diào)冷熱水循環(huán)系統(tǒng)，與市政自來水管網(wǎng)聯(lián)接，以獲得循環(huán)用水，其在工作時(shí)，管路系統(tǒng)是封閉循環(huán)的，空調(diào)用水在管路系統(tǒng)中循環(huán)；所述空調(diào)冷熱水循環(huán)系統(tǒng)包括自來水供水管、單向水閥、開關(guān)水閥、空調(diào)用水熱交換器二、連接水管路、空調(diào)用水熱交換器一、空調(diào)儲(chǔ)水保溫桶、循環(huán)水泵、空調(diào)循環(huán)水出水管路、空調(diào)循環(huán)水回水管路、單向水閥、泄壓閥、水流量開關(guān)。本發(fā)明所述的熱泵系統(tǒng)A為主要用于對(duì)生活用水制熱的系統(tǒng)如可以是常用的但不僅限于或R417a系統(tǒng)，所述的熱泵系統(tǒng)B為主要用于對(duì)空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水制熱或制冷的系統(tǒng)如可以是常用的但不僅限于R410a系統(tǒng)。本發(fā)明的新型雙系統(tǒng)無氟節(jié)能空氣源熱泵多用機(jī)為一種采用主要用于對(duì)生活用水進(jìn)行加熱的熱泵系統(tǒng)A與主要用于對(duì)空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水制熱或制冷的熱泵系統(tǒng)B組成的雙系統(tǒng)的空調(diào)-熱水多用機(jī)，該多功能機(jī)可提供生活用熱水，同時(shí)可提供空調(diào)用冷熱水，其特點(diǎn)是無氟、雙系統(tǒng)、多功能、高能效。本發(fā)明的空氣源熱泵多用機(jī)打破了傳統(tǒng)的單一系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，另辟蹊徑，能夠較好的實(shí)現(xiàn)既對(duì)生活用水加熱又能夠保證對(duì)空調(diào)冷熱循環(huán)水制熱或制冷的目的，具有真正意義上的無氟環(huán)保節(jié)能型熱泵空調(diào)-熱水多功能機(jī)。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖；圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)部件標(biāo)示圖3為系統(tǒng)處于狀態(tài)I時(shí)的原理圖(圖中細(xì)實(shí)線為制冷劑流動(dòng)管路，細(xì)點(diǎn)畫線為制冷劑系統(tǒng)不流動(dòng)管路，箭頭表示制冷劑流動(dòng)方向，粗虛線為水路管路)；
圖4為系統(tǒng)處于狀態(tài)II時(shí)的原理圖(圖中細(xì)實(shí)線為制冷劑流動(dòng)管路，細(xì)點(diǎn)畫線為制冷劑系統(tǒng)不流動(dòng)管路，箭頭表示制冷劑流動(dòng)方向，粗虛線為水路管路)；
圖5為系統(tǒng)處于狀態(tài)III時(shí)的原理圖(圖中細(xì)實(shí)線為制冷劑流動(dòng)管路，細(xì)點(diǎn)畫線為制冷劑系統(tǒng)不流動(dòng)管路，箭頭表示制冷劑流動(dòng)方向，粗虛線為水路管路)；
圖6為系統(tǒng)處于狀態(tài)IV時(shí)的原理圖(圖中細(xì)實(shí)線為制冷劑流動(dòng)管路，細(xì)點(diǎn)畫線為制冷劑系統(tǒng)不流動(dòng)管路，箭頭表示制冷劑流動(dòng)方向，粗虛線為水路管路)；
圖7為R410a系統(tǒng)處于狀態(tài)A時(shí)的原理圖(圖中細(xì)實(shí)線為制冷劑R410a流動(dòng)管路，細(xì)點(diǎn)畫線為制冷劑R410a系統(tǒng)不流動(dòng)管路，箭頭表示制冷劑R410a流動(dòng)方向，粗虛線為水路管路。)
圖8為R410a系統(tǒng)處于狀態(tài)B時(shí)的原理圖(圖中細(xì)實(shí)線為制冷劑R410a流動(dòng)管路，細(xì)點(diǎn)畫線為制冷劑R410a系統(tǒng)不流動(dòng)管路，箭頭表示制冷劑R410a流動(dòng)方向，粗虛線為水路管路。)
圖9為R410a系統(tǒng)處于狀態(tài)C時(shí)的原理圖(圖中細(xì)實(shí)線為制冷劑R410a流動(dòng)管路，細(xì)點(diǎn)畫線為制冷劑R410a系統(tǒng)不流動(dòng)管路，箭頭表示制冷劑R410a流動(dòng)方向，粗虛線為水路管路。)
圖10為R410a系統(tǒng)處于狀態(tài)D時(shí)的原理圖(圖中細(xì)實(shí)線為制冷劑R410a流動(dòng)管路，細(xì)點(diǎn)畫線為制冷劑R410a系統(tǒng)不流動(dòng)管路，箭頭表示制冷劑R410a流動(dòng)方向，粗虛線為水路管路。)
圖中1、壓縮機(jī)一 ；2、28、高壓保護(hù)開關(guān)；3-5、四通換向閥；6-8、節(jié)流膨脹閥；9_12、35-38、單向閥；14、生活用水熱水器；15、空調(diào)用水熱交換器一 ；16、生活用水保溫水桶下部水溫傳感器；17、生活用水保溫水桶上部水溫傳感器；18、44、低壓保護(hù)開關(guān)；19、風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器一 ；20、46、節(jié)流毛細(xì)管；21-26、47-52、三通；27、壓縮機(jī)二 ；四_31、四通閥；32-34、節(jié)流膨脹閥；40、生活用水熱交換器；41、空調(diào)用水熱交換器二 ；45、風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器二 ；53、自來水引水管；54、單向水閥；55、水閥；56、流量開關(guān)；57、循環(huán)連接水管；58、泄壓閥；59、生活用水保溫儲(chǔ)水桶；60、生活用水供水管路；61、自來水供水(補(bǔ)水)管；62、單向水閥；63、開關(guān)水閥；64、水流量開關(guān)；65、連接水管路；66、空調(diào)儲(chǔ)水保溫桶；67_A、67_B、循環(huán)水泵；68、空調(diào)循環(huán)水出水管路；69、空調(diào)循環(huán)水回水管路；70、單向水閥；72、泄壓閥。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的新型雙系統(tǒng)無氟節(jié)能空氣源熱泵多用機(jī)，包括主要由壓縮機(jī)一 1、四通換向閥3、4、5、風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器一 19、節(jié)流裝置、生活用水熱水器14通過制冷劑管路一相連接而構(gòu)成的主要用于對(duì)生活用水制熱的熱泵系統(tǒng)A，還包括主要用于對(duì)空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水制熱或制冷的熱泵系統(tǒng)B，該熱泵系統(tǒng)B主要由壓縮機(jī)二 27、四通閥四、30、31、風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器二 45、節(jié)流裝置、空調(diào)用水熱交換器二 41通過制冷劑管路二連接而成；熱泵系統(tǒng)A中通過制冷劑管路一還連接有可用于對(duì)空調(diào)用水制熱或制冷的空調(diào)用水熱交換器一 15，熱泵系統(tǒng)B中通過制冷劑管路二還連接有可用于對(duì)生活用水加熱的生活用水熱交換器40 ；生活用水熱交換器40與生活用水熱水器14通過生活用水管路連接成生活用水系統(tǒng)，空調(diào)用水熱交換器一 15與空調(diào)用水熱交換器二 41通過空調(diào)用水管路連接成空調(diào)冷熱水循環(huán)系統(tǒng)；節(jié)流裝置包括節(jié)流膨脹閥6、7、8、32、33、；34和單向閥9、10、11、12、35、36、37、38 ；熱泵系統(tǒng)A中的壓縮機(jī)一 1的低壓端口與壓縮機(jī)一 1的吸氣低壓端之間一即壓縮機(jī)一 1的低壓端口與四通閥3、四通閥5的回氣端口之間連接有毛細(xì)管20，從而能夠?qū)⑽磪⑴c制冷劑循環(huán)的管路部分置于低壓下，使系統(tǒng)壓力平衡，工況始終保持一致，并且毛細(xì)管20可有效防止制冷劑流向切換時(shí)發(fā)生的液擊或壓力沖擊；熱泵系統(tǒng)B中的壓縮機(jī)二 27的低壓端口與壓縮機(jī)二 27的吸氣低壓端之間一即壓縮機(jī)二 27的低壓端口與四通閥29、四通閥31的回氣端口之間連接有毛細(xì)管46，從而能夠?qū)⑽磪⑴c制冷劑循環(huán)的管路部分置于低壓下，使系統(tǒng)壓力平衡，工況始終保持一致，并且毛細(xì)管46可有效防止制冷劑流向切換時(shí)發(fā)生的液擊或壓力沖擊；生活用水系統(tǒng)的進(jìn)水端直接與市政自來水管網(wǎng)相聯(lián)，其管路系統(tǒng)是非循環(huán)式的，該生活用水系統(tǒng)包括自來水引水管53、單向水閥M、水閥55、流量開關(guān)56、生活用水熱交換器40、循環(huán)連接水管57、泄壓閥58、生活用水保溫儲(chǔ)水桶59、生活用水供水管路60、循環(huán)水泵67-A、生活用水保溫水桶上部水溫傳感器17、生活用水保溫水桶下部水溫傳感器16 ；空調(diào)冷熱水循環(huán)系統(tǒng)與市政自來水管網(wǎng)聯(lián)接，以獲得循環(huán)用水，其在工作時(shí)，管路系統(tǒng)是封閉循環(huán)的，空調(diào)用水在管路系統(tǒng)中循環(huán)；該空調(diào)冷熱水循環(huán)系統(tǒng)包括自來水供水管61、單向水閥62、開關(guān)水閥63、空調(diào)用水熱交換器二 41、連接水管路65、空調(diào)用水熱交換器一 15、空調(diào)儲(chǔ)水保溫桶66、循環(huán)水泵67-B、空調(diào)循環(huán)水出水管路68、空調(diào)循環(huán)水回水管路69、單向水閥70、泄壓閥72、水流量開關(guān)64。本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)A為主要用于對(duì)生活用水制熱的系統(tǒng)如可以是常用的但不僅限于或R417a系統(tǒng)，所述的熱泵系統(tǒng)B為主要用于對(duì)空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水制熱或制冷的系統(tǒng)如可以是常用的但不僅限于R410a系統(tǒng)；下面以系統(tǒng)為熱泵系統(tǒng)A，以R410a系統(tǒng)為熱泵系統(tǒng)B為例進(jìn)行說明。首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行說明，該系統(tǒng)總共有以下幾種工作狀態(tài)
狀態(tài)I 用生活用水換熱器作為冷凝器，用系統(tǒng)中的風(fēng)冷蒸發(fā)\冷凝盤管作為蒸發(fā)器，為生活用水加熱，提供50°C _65°C的生活用水，系統(tǒng)構(gòu)成為壓縮機(jī)一 1、高壓保護(hù)開關(guān)2、四通換向閥3、生活用水熱水器14、四通閥5、單向閥12、三通閥21、膨脹閥8、三通22、風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器一 19、四通閥4、三通沈、低壓開關(guān)18共同組成常規(guī)空氣源熱泵系統(tǒng)，提供生活用水。此時(shí)，未參與制冷劑循環(huán)的管路通過四通閥3和四通閥5、三通25、毛細(xì)管20、三通沈接入低壓端，平衡整個(gè)系統(tǒng)壓力。參見圖3，此狀態(tài)適用于在空調(diào)系統(tǒng)停機(jī)或制熱時(shí)，加熱生活用水。狀態(tài)II :當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)處于制冷時(shí)，為生活用水加熱。此時(shí)用生活用水換熱器作為系統(tǒng)冷凝器。用空調(diào)用水熱交換器一 15作為蒸發(fā)器，為空調(diào)系統(tǒng)制冷，系統(tǒng)構(gòu)成為壓縮機(jī)1、高壓開關(guān)2、四通閥3、生活用水換熱器14、四通閥5、膨脹閥6、單向閥17、三通M、空調(diào)用水熱交換器一 15、四通閥4、三通沈、低壓保護(hù)開關(guān)18共同組成水一水熱泵系統(tǒng)。此時(shí)，未參與制冷劑循環(huán)的管路通過四通閥3和四通閥5、三通25、毛細(xì)管20、三通沈接入低壓端，平衡整個(gè)系統(tǒng)壓力(參見圖4)。此狀態(tài)下系統(tǒng)成為水源熱泵，其冷熱源都得到有效利用，能效翻番。此時(shí)循環(huán)水泵67-B必須工作并得到水流量開關(guān)64的接通確認(rèn)。狀態(tài)III 當(dāng)生活用水達(dá)到設(shè)定要求停機(jī)時(shí)，而空調(diào)系統(tǒng)處于制熱時(shí)，可以用系統(tǒng)中的風(fēng)冷蒸發(fā)/冷凝器作為蒸發(fā)器，用空調(diào)用水熱交換器一 15作為冷凝器，為空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)供熱。系統(tǒng)構(gòu)成為壓縮機(jī)1、高壓開關(guān)2、四通閥3、四通閥4、空調(diào)用水熱交換器一 15、三通對(duì)、三通23、單向閥9、三通21、膨脹閥8、三通22、風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器一 19、四通閥4、三通沈、低壓保護(hù)開關(guān)18組成空氣一水熱泵系統(tǒng)。通過空調(diào)用水熱交換器一 15為空調(diào)循環(huán)水加熱。此時(shí)，其它未參與制冷劑循環(huán)的管路系統(tǒng)通過四通閥3和四通閥5、三通25、三通沈、毛細(xì)管20接入低壓端平衡整個(gè)系統(tǒng)壓力(參見圖5)。此時(shí)由于系統(tǒng)引入室內(nèi)風(fēng)，其蒸發(fā)溫度在冬季仍然較高，可以得到很好的能效比。此時(shí)循環(huán)水泵67-B必須工作并得到水流量開關(guān)64的接通確認(rèn)。狀態(tài)IV 當(dāng)生活用水達(dá)到設(shè)定要求停機(jī)時(shí)，而空調(diào)系統(tǒng)處于制冷時(shí)，可以用系統(tǒng)中的空調(diào)蒸發(fā)\冷凝器作為蒸發(fā)器，用空調(diào)用水熱交換器一 15作為蒸發(fā)器，為空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)制冷，系統(tǒng)構(gòu)成為壓縮機(jī)1、高壓保護(hù)開關(guān)2、四通閥3、四通閥4、風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器一 19、三通22、單向閥10、膨脹閥7、三通23、三通24、空調(diào)用水熱交換器一 15、四通閥4、三通沈、低壓保護(hù)開關(guān)18共同組成空氣一水熱泵系統(tǒng)，通過空調(diào)用水熱交換器一 15向空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)制冷。其他未參與制冷劑循環(huán)的管路系統(tǒng)通過四通閥3、四通閥5、三通25、三通沈、毛細(xì)管20接入低壓端，平衡整個(gè)系統(tǒng)壓力(參見圖6)。此時(shí)由于系統(tǒng)冷凝器引入室內(nèi)風(fēng)，其冷凝溫度在夏季任然較低，可以得到很好的能效比。此時(shí)循環(huán)水泵67-B必須工作并得到水流量開關(guān)64的接通確認(rèn)。其次，對(duì)熱泵系統(tǒng)B即R410a系統(tǒng)進(jìn)行說明，同樣有以下幾種工作狀態(tài)
狀態(tài)A 在空調(diào)達(dá)到設(shè)定溫度，不需要繼續(xù)加熱時(shí)，用R410a系統(tǒng)為生活用水供熱。此時(shí)，用R410a系統(tǒng)中的風(fēng)冷蒸發(fā)/冷凝器作為蒸發(fā)器，用生活用水熱交換器40作為冷凝器，啟動(dòng)水泵67-A，為生活用水循環(huán)加熱。系統(tǒng)構(gòu)成為壓縮機(jī)二 27、高壓保護(hù)開關(guān)觀、四通閥四、生活用水熱交換器40、四通閥31、單向閥38、三通47、膨脹閥34、三通48、風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器二 45、四通閥30、三通52、低壓開關(guān)44、其他未參與熱泵系統(tǒng)循環(huán)的管路通過四通閥對(duì)、四通閥30、三通51、毛細(xì)管46、三通52接入低壓端，保持系統(tǒng)平衡壓力(參見圖7)。R410a系統(tǒng)在生活用水溫度低于40°C時(shí)開始工作，在生活用水高于45°C時(shí)停止工作。此溫度指的是生活用水保溫水桶下部溫度傳感器16所測(cè)得的水溫。在此狀態(tài)下，水泵67-A必須啟動(dòng)，讓生活用水經(jīng)過R410a生活用水熱交換器40循環(huán)加熱。水流量開關(guān)56必須有流量信號(hào)，否則系統(tǒng)不響應(yīng)。狀態(tài)B:當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)處于制冷時(shí)，同時(shí)用R410a系統(tǒng)為為生活用水加熱。此時(shí)用R410a系統(tǒng)中水_R410a熱交換器41作為蒸發(fā)器，啟動(dòng)水泵67-B為空調(diào)循環(huán)水制冷，同時(shí)用水_R410a生活用水熱交換器40作為冷凝器為生活用水循環(huán)制熱，此時(shí)水泵67-A必須啟動(dòng)。系統(tǒng)組成為壓縮機(jī)二 27、高壓保護(hù)開關(guān)觀、四通閥四、水-R410a生活用水熱交換器40、四通閥31、膨脹閥32、單向閥37、三通50、空調(diào)用水熱交換器二 41、四通30、三通52、低壓保護(hù)開關(guān)44，其他未參與熱泵循環(huán)的管路通過四通閥四、四通閥30、三通51、毛細(xì)管46、三通52接入低壓端，保持系統(tǒng)平衡平衡(參見圖8)。R410a系統(tǒng)只在生活用水溫度低于40°C時(shí)進(jìn)入此加熱狀態(tài)，在生活用水高于45°C時(shí)退出?？照{(diào)用水的循環(huán)制冷或制熱以及生活用水的循環(huán)加熱必須得到水流量開關(guān)64、56的確認(rèn)。狀態(tài)C :R410a系統(tǒng)僅為空調(diào)循環(huán)水制熱。此時(shí)，用R410A系統(tǒng)的風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器二 45作為蒸發(fā)器，以水_R410a空調(diào)用水熱交換器二 41作為冷凝器為空調(diào)循環(huán)水制冷，此時(shí)水泵67-B必須啟動(dòng)。系統(tǒng)構(gòu)成為壓縮機(jī)二 27、高壓保護(hù)開關(guān)觀、四通閥四、四通閥30、空調(diào)用水熱交換器二 41、三通50、三通49、單向閥；35、三通47、膨脹閥；34、三通48、風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器二 45、四通閥30、三通52、低壓保護(hù)開關(guān)44，其他未參與熱泵循環(huán)的管路通過四通閥29、四通閥30、三通51、毛細(xì)管46、三通52接入低壓端，保持系統(tǒng)壓力平衡(參見圖9)。狀態(tài)D :R410a系統(tǒng)僅為空調(diào)循環(huán)水制冷。此時(shí)用R410a系統(tǒng)的風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器二 45作為冷凝器，以水_R410a空調(diào)用水熱交換器二 41作為蒸發(fā)器為空調(diào)循環(huán)水供冷，此時(shí)水泵67-B必須啟動(dòng)，系統(tǒng)構(gòu)成為壓縮機(jī)二 27、高壓保護(hù)開關(guān)28、四通29、四通閥30、風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器二 45、三通48、單向閥36、膨脹閥33、三通49、三通50、空調(diào)用水熱交換器二 41、四通閥30、三通52、低壓保護(hù)開關(guān)44，其他未參與熱泵循環(huán)的管路通過四通閥29、四通閥30、三通51、毛細(xì)管46、三通52接入低壓端，保持系統(tǒng)壓力平衡(參見圖10)。以上系統(tǒng)和R410a系統(tǒng)各有四種工作狀態(tài)，共同組成了一個(gè)可以提供生活用熱水和冷暖空調(diào)用水的整體，對(duì)整機(jī)來說，其工況就只有以下六種
工況0 生活用水和空調(diào)循環(huán)水都達(dá)到設(shè)定溫度值時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)都處于停機(jī)(待機(jī))狀態(tài)。工況1 僅對(duì)生活用水制熱，空調(diào)系統(tǒng)停機(jī)，此時(shí)系統(tǒng)處于狀態(tài)I。如果此時(shí)生活用保溫儲(chǔ)水桶下部水溫大于40°C，則R410a系統(tǒng)不參與工作，停機(jī)；如果生活用保溫儲(chǔ)水桶下部水溫小于40°C則R410a系統(tǒng)進(jìn)入狀態(tài)A。持續(xù)加熱生活用水到45°C時(shí)退出，停機(jī)；在生活用水保溫儲(chǔ)水桶下部水溫達(dá)到設(shè)定溫度后，則系統(tǒng)也停機(jī)，整機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)。工況2 對(duì)生活用水制熱，空調(diào)系統(tǒng)制冷，此時(shí)系統(tǒng)就處于狀態(tài)II。如果此時(shí)生活用水保溫儲(chǔ)水桶下部水溫大于40°C，則R410a系統(tǒng)進(jìn)入狀態(tài)D，只為空調(diào)循環(huán)水制冷，如果生活用水保溫儲(chǔ)水桶下部水溫小于40°C，R410a系統(tǒng)進(jìn)入狀態(tài)B，啟動(dòng)水泵(67-A)為生活用水循環(huán)加熱，為空調(diào)循環(huán)水制冷，在生活用水保溫儲(chǔ)水桶下部水溫溫度大于45°C后，R410a系統(tǒng)切換到狀態(tài)D。
工況3 同時(shí)為生活用水制熱和空調(diào)用水制熱。此時(shí)系統(tǒng)處于狀態(tài)I，R410a系統(tǒng)處于C。如果生活用保溫儲(chǔ)水桶下部水溫小于40°C，則工況3轉(zhuǎn)換為工況1，優(yōu)先為生活用水加熱，當(dāng)生活用保溫儲(chǔ)水桶下部水溫大于45°C后，恢復(fù)到工況3
工況4 對(duì)生活用水停機(jī)或關(guān)機(jī)，空調(diào)系統(tǒng)制熱，此時(shí)系統(tǒng)處于狀態(tài)III，R410a系統(tǒng)處于狀態(tài)C。工況5 對(duì)生活用水停機(jī)或關(guān)機(jī)，空調(diào)系統(tǒng)制冷，此時(shí)系統(tǒng)處于狀態(tài)IV，R410a系統(tǒng)處于狀態(tài)D。整機(jī)工況如下表所示
權(quán)利要求
1.一種雙系統(tǒng)無氟節(jié)能空氣源熱泵多用機(jī)，其特征在于該機(jī)由用于對(duì)生活用水制熱的熱泵系統(tǒng)A和用于對(duì)空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水制熱或制冷的熱泵系統(tǒng)B構(gòu)成，所述熱泵系統(tǒng)A包括壓縮機(jī)一(1)、四通換向閥(3、4、5)、風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器一(19)、節(jié)流裝置和生活用水熱水器(14)，各器件通過制冷劑管路一相連接；所述熱泵系統(tǒng)B，包括壓縮機(jī)二(27)、四通閥(29、30、31)、風(fēng)冷蒸發(fā)-冷凝器二(45)、節(jié)流裝置和空調(diào)用水熱交換器二(41)，各器件通過制冷劑管路二連接；所述熱泵系統(tǒng)A通過制冷劑管路一還連接空調(diào)用水熱交換器一(15)，所述熱泵系統(tǒng)B通過制冷劑管路二還連接有生活用水熱交換器00)；所述生活用水熱交換器GO)與生活用水熱水器(14)通過生活用水管路連接成生活用水系統(tǒng)，所述空調(diào)用水熱交換器一(15)與空調(diào)用水熱交換器二 Gl)通過空調(diào)用水管路連接成空調(diào)冷熱水循環(huán)系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的空氣源熱泵多用機(jī)，其特征在于所述熱泵系統(tǒng)A中的壓縮機(jī)一 (1)的低壓端口與四通閥(3)、四通閥(5)的回氣端口之間連接有節(jié)流元件(20)。
3.如權(quán)利要求1所述的空氣源熱泵多用機(jī)，其特征在于所述熱泵系統(tǒng)B中的壓縮機(jī)二(27)的低壓端口與四通閥(四)、四通閥(31)的回氣端口之間連接有節(jié)流元件(46)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的空氣源熱泵多用機(jī)，其特征在于所述節(jié)流元件(46)為膨脹閥或毛細(xì)管。
5.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的空氣源熱泵多用機(jī)，其特征在于所述生活用水系統(tǒng)的進(jìn)水端直接與市政自來水管網(wǎng)相聯(lián)，其管路系統(tǒng)是非循環(huán)式的，所述生活用水系統(tǒng)包括自來水引水管(53)、單向水閥(54)、水閥(55)、流量開關(guān)(56)、生活用水熱交換器(40)、 循環(huán)連接水管(57)、泄壓閥(58)、生活用水保溫儲(chǔ)水桶(59)、生活用水供水管路(60)、循環(huán)水泵(67-A)、生活用水保溫水桶上部水溫傳感器(17)、生活用水保溫水桶下部水溫傳感器(16)。
6.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的空氣源熱泵多用機(jī)，其特征在于所述空調(diào)冷熱水循環(huán)系統(tǒng)，與市政自來水管網(wǎng)聯(lián)接，以獲得循環(huán)用水，其在工作時(shí)，管路系統(tǒng)是封閉循環(huán)的， 空調(diào)用水在管路系統(tǒng)中循環(huán)；所述空調(diào)冷熱水循環(huán)系統(tǒng)包括自來水供水管(61)、單向水閥 (62)、開關(guān)水閥(63)、空調(diào)用水熱交換器二(41)、連接水管路(65)、空調(diào)用水熱交換器一 (15)、空調(diào)儲(chǔ)水保溫桶(66)、循環(huán)水泵(67-B)、空調(diào)循環(huán)水出水管路(68)、空調(diào)循環(huán)水回水管路(69)、單向水閥(70)、泄壓閥(72)、水流量開關(guān)(64)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙系統(tǒng)無氟節(jié)能空氣源熱泵多用機(jī)，該機(jī)由用于對(duì)生活用水制熱的熱泵系統(tǒng)A和用于對(duì)空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水制熱或制冷的熱泵系統(tǒng)B構(gòu)成；所述熱泵系統(tǒng)A通過制冷劑管路一還連接空調(diào)用水熱交換器一，所述熱泵系統(tǒng)B通過制冷劑管路二還連接有生活用水熱交換器；所述生活用水熱交換器與生活用水熱水器通過生活用水管路連接成生活用水系統(tǒng)，所述空調(diào)用水熱交換器一與空調(diào)用水熱交換器二通過空調(diào)用水管路連接成空調(diào)冷熱水循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明的新型雙系統(tǒng)無氟節(jié)能空氣源熱泵多用機(jī)無氟、雙系統(tǒng)、多功能、高能效，能夠較好的實(shí)現(xiàn)既對(duì)生活用水加熱又能夠保證對(duì)空調(diào)冷熱循環(huán)水制熱或制冷的目的。
文檔編號(hào)F25B41/06GK102563967SQ20121004515
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月27日
發(fā)明者孫勇 申請(qǐng)人:孫勇, 德華科電器科技(安徽)有限公司