空氣源熱泵熱水器復(fù)合空調(diào)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及空氣源熱泵技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及空氣源熱泵熱水器復(fù)合空調(diào)功能及多種提高能效比的改進(jìn)技術(shù)綜合裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由現(xiàn)有技術(shù)已知一種由換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)和室外主機(jī)構(gòu)成的空氣源熱泵換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)。該室外主機(jī)具有壓縮機(jī)、室外換熱器、四通閥、節(jié)流裝置，它們設(shè)置在一個(gè)共同的殼體中。在該殼體上還設(shè)有兩個(gè)管道閥，分別用于連接室內(nèi)換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)的冷媒氣管和液管。該空氣源換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)能在制熱水與室外主機(jī)除霜兩種模式下運(yùn)行。在制熱水時(shí)運(yùn)行方式為冷媒經(jīng)壓縮機(jī)壓縮，排出的高溫高壓氣體經(jīng)四通閥到室內(nèi)換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)，在室內(nèi)換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)中釋放熱量，將水加熱，冷媒冷凝液化，然后經(jīng)室外主機(jī)接口返回室外主機(jī)中，經(jīng)節(jié)流裝置至室外換熱器，液體冷媒吸收熱量氣化，經(jīng)四通閥導(dǎo)向氣液分離器回到壓縮機(jī)進(jìn)氣口，完成一個(gè)循環(huán)。除霜時(shí)系統(tǒng)反向運(yùn)行，冷媒在室內(nèi)換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)中吸收熱量，水溫下降，在室外主機(jī)的換熱器中散熱融霜。
[0003]發(fā)明人在研宄和實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的這種空氣源熱泵換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)存在下列缺點(diǎn):1、制熱水時(shí)，通過室外換熱器排放的廢棄冷氣在尤其是夏季十分浪費(fèi)；2、除霜時(shí)對換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)水溫有擾動，影響換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)制熱、使用效果；3、隨著換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)水溫上升，從換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)出來的冷媒溫度和壓力也越高，冷媒散熱不充分，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)壓力大，壓縮機(jī)負(fù)荷大，不僅加大能源消耗，還會影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)熱水溫度上限受到限制，現(xiàn)有技術(shù)中換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)設(shè)定儲水上限溫度大多不超過60度，50度以下為高能效比區(qū)間，因此水箱的熱容量不高，需要加大水箱容量否則影響使用；4、夏季、冬季用水不均衡，定量儲水存在能源浪費(fèi)現(xiàn)象；5，外盤管水箱換熱方式中，外盤管與水箱接觸面積小，熱傳遞效率低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種空氣源熱泵熱水器復(fù)合空調(diào)裝置，它能夠有效利用制熱水時(shí)排放的廢棄冷氣，在除霜時(shí)對換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)水溫?zé)o擾動，不影響換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)制熱、使用效果，能顯著提高換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)上限溫度和改善熱傳遞效率。
[0005]本實(shí)用新型提出一種空氣源熱泵熱水器復(fù)合空調(diào)裝置，包括壓縮機(jī)、室外換熱器、換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)、節(jié)流裝置、四通閥，該換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)連接在所述壓縮機(jī)的排氣口與所述四通閥的第一端口之間，該室外換熱器連接在所述四通閥的第二端口與所述節(jié)流裝置之間，所述節(jié)流裝置連接至所述四通閥的第三端口，所述四通閥的第四端口連接至所述壓縮機(jī)的進(jìn)氣口，在所述節(jié)流裝置與所述四通閥的第三端口之間設(shè)置一個(gè)第一兩通道耦合器，通過該第一兩通道耦合器連接第三換熱器，通過該第一兩通道耦合器能對該第三換熱器進(jìn)行開閉或冷媒流量控制。
[0006]在本實(shí)用新型中，兩通道耦合器應(yīng)當(dāng)理解為具有兩個(gè)冷媒通道的裝置，該兩個(gè)冷媒通道能夠擇一地打開和關(guān)閉，或通過電子流量控制閥，控制兩個(gè)通道內(nèi)的冷媒流量分配，從而能夠啟用或禁用通過該兩通道耦合器連接的第三換熱器，或者按要求分配流量方式對該第三換熱器分配冷媒流量。
[0007]本實(shí)用新型的空氣源熱泵熱水器復(fù)合空調(diào)裝置，將換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)置于壓縮機(jī)排氣口和四通閥之間，使其在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，一直保持加熱狀態(tài)，解決化霜對換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)水溫的擾動問題。由于將換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)移位，在四通閥及節(jié)流裝置這兩個(gè)器件之間的蒸發(fā)器與冷凝器出現(xiàn)一個(gè)部件缺位，這一缺位單以管路連接可能會有蒸發(fā)或冷凝不充分導(dǎo)致整機(jī)性能下降，本實(shí)用新型在此添加一個(gè)第三換熱器，該第三換熱器優(yōu)選以空調(diào)室內(nèi)機(jī)的形式使能源消耗同時(shí)滿足制熱水和室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)制冷制熱兩方面需要，最為有效地利用了能源和室內(nèi)外安裝空間。
[0008]此外，通過兩通道耦合器的兩個(gè)并聯(lián)通路的選擇性開閉或流量調(diào)節(jié)，使得本裝置能在不同工作模式下工作，滿足不同條件下的不同需求，使用靈活，節(jié)能環(huán)保。
[0009]本實(shí)用新型的空氣源熱泵熱水器復(fù)合空調(diào)裝置，隨著換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)水溫的不斷上升，影響冷凝效果，此時(shí)使用室外換熱器或所述第三換熱器作為補(bǔ)充冷凝，系統(tǒng)將不僅可以保持高能效比的平衡運(yùn)行，還可以顯著提高換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)水溫上限，提高換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)熱容量，在等量熱水需求下可減小換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)水箱容積，利于減小設(shè)備安裝對環(huán)境要求。
[0010]本實(shí)用新型進(jìn)一步提出，設(shè)有一個(gè)第二兩通道耦合器，所述換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)通過該第二兩通道耦合器連接在所述壓縮機(jī)的排氣口與所述四通閥的第一端口之間。
[0011]通過用第二兩通道耦合器連接換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)，使得本實(shí)用新型的空氣源熱泵熱水器復(fù)合空調(diào)裝置能夠通過該兩通道耦合器來禁用或啟用換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)，以更多的工作模式運(yùn)行，滿足更多樣化的需求。
[0012]本實(shí)用新型進(jìn)一步提出，在所述四通閥與所述節(jié)流裝置之間，與所述室外換熱器并聯(lián)地設(shè)置管路，在該管路中設(shè)置管道閥，通過該管道閥能啟用或禁用所述室外換熱器或者調(diào)節(jié)流過該室外換熱器的冷媒流量。該管道閥可以是開關(guān)閥、流量控制閥等，其控制方式可以是機(jī)械的、電子的等，通過它能夠?qū)崿F(xiàn)所述室外換熱器的啟用、禁用以及冷媒流量控制。
[0013]該空氣源熱泵熱水器復(fù)合空調(diào)裝置還能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)無用空氣熱能的回收和儲存。例如在冬季經(jīng)常有這樣情況，晚上回家有熱水需要，同時(shí)還可能有取暖需要，白天上班或外出，對室溫?zé)o要求，通過打開該管道閥，使得室外換熱器短路，減少散熱，這樣可以更有效將室內(nèi)無用的空氣熱能回收，該回收的空氣熱能以換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)中被加熱的水的形式被保溫存儲，以備需要時(shí)使用。因空氣源換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)的能效對環(huán)境溫度敏感，高度正相關(guān)，這樣不僅實(shí)現(xiàn)室內(nèi)無用熱量的回收，還對節(jié)約能耗非常有利。
[0014]本實(shí)用新型提出，所述第一兩通道耦合器由第一二通閥、第二二通閥、第三二通閥構(gòu)成，其中，第一二通閥設(shè)在所述節(jié)流裝置與所述第三換熱器之間，第二二通閥設(shè)在所述第三換熱器與所述四通閥之間，第三二通閥與所述第一二通閥、第三換熱器和第二二通閥并聯(lián)地設(shè)在所述節(jié)流裝置與所述四通閥之間，使得第一二通閥、第三換熱器、第二二通閥構(gòu)成從所述節(jié)流裝置至所述四通閥的第一冷媒通道，第三二通閥構(gòu)成從所述節(jié)流裝置至所述四通閥的第二冷媒通道。
[0015]所述第一兩通道耦合器還可以由第一三通閥與第七二通閥構(gòu)成，該第七二通閥連接在所述第三換熱器與所述四通閥之間，該第一三通閥的第一端口連接至所述節(jié)流裝置、該第一三通閥的第二端口連接至所述第三換熱器，該第一三通閥的第三端口連接至所述四通閥。
[0016]該第一兩通道耦合器的具體構(gòu)成及其連接關(guān)系同樣適用于第二兩通道耦合器。
[0017]上述根據(jù)本實(shí)用新型的兩通道耦合器的【具體實(shí)施方式】僅僅是示范性列舉，根據(jù)本實(shí)用新型的兩通道耦合器還可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為有意義的各種閥的不同組合，例如可以使用電磁閥、機(jī)械控制閥、氣動閥或液動閥。
[0018]本實(shí)用新型進(jìn)一步提出，所述換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)包括變水位裝置，該變水位裝置包括空氣閥、上出水口、下出水口控制閥、進(jìn)水閥和水位控制器，當(dāng)要將所述換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)的水箱中的水位上限調(diào)節(jié)至較低的第一水位上限時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥關(guān)閉，打開空氣閥和用水端，當(dāng)水箱中水位下降至低于上出水口時(shí)，打開下出水口控制閥，當(dāng)水箱中水位下降至所述第一水位上限時(shí)，通過水位控制器開通進(jìn)水閥，關(guān)閉空氣閥，用進(jìn)水壓力壓縮水箱中的空氣，直到空氣和水壓力平衡，保持水箱承壓，當(dāng)要將水箱中水位上限調(diào)節(jié)至較高的第二水位上限時(shí)，保持進(jìn)水閥開通，打開空氣閥，通過進(jìn)水閥進(jìn)水排出水箱中的空氣，當(dāng)水箱中水位升高至所述第二水位上限時(shí)，通過水位控制器關(guān)閉空氣閥。
[0019]本實(shí)用新型換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)的保溫水箱采用可變水位水箱設(shè)計(jì)，一般設(shè)兩檔水位即可，控制機(jī)構(gòu)簡單，設(shè)兩段液位進(jìn)水控制裝置，對應(yīng)熱水出水位置自動切換，空氣閥負(fù)壓進(jìn)氣，正壓關(guān)閉，可電動或手動開啟，保證水箱承壓，夏季沐浴量大熱水需求多，可以將所述水箱的水位上限設(shè)定在較高的第二水位上限，春秋冬季熱水需求相應(yīng)減少，可以將所述水箱的水位上限設(shè)定在較低的第一水位上限，這種變水位設(shè)計(jì)能削減不必要的消耗，對于節(jié)能降耗非常有利。
[0020]本實(shí)用新型進(jìn)一步提出，所述換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)包括外殼、水箱、換熱器盤管和保溫層，該保溫層設(shè)在該水箱與外殼之間，在該水箱的外壁上設(shè)有盤管式的凹槽，該換熱器盤管嵌合在該凹槽中，該凹槽的橫截面為圓弧形，該圓弧的半徑等于換熱器盤管的管外部半徑。所述凹槽的橫截面優(yōu)選為半圓，即凹槽深度等于管外部半徑。
[0021]外盤管換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)因其構(gòu)造簡單，沒有腐蝕隱患是熱泵換熱保溫儲水機(jī)構(gòu)中應(yīng)用普遍的一種，但其存在水箱外壁外置盤管占用空間，影響有效保溫厚度或需要增大占用空間，盤管與水箱外壁接觸面小，換熱效率不高，本實(shí)用新型在水箱外壁上按照盤管形狀壓制凹槽，盤管置于該凹槽中，增加接觸面積，加快熱交換。同體積條件下還能有效地將保溫層厚度提高一個(gè)等于凹槽深度的厚度，即從加大