專利名稱：多功能空調(diào)熱水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及空調(diào)和熱水設(shè)備，特別涉及一種空調(diào)熱水裝置。
傳統(tǒng)的熱水設(shè)備的工作方式是用電通過電熱絲或者燃燒燃料的形式直接對水進行加熱而獲得熱水，這種制熱水方式消耗一次能源大，是我國一次能源利用效率低(比國際先進水平平均低10％以上)的原因之一，特別是通過燃料燃燒加熱的形式直接或間接排放的廢氣會對環(huán)境造成不同程度的污染，所以不符合節(jié)能環(huán)保的要求。另外，傳統(tǒng)的熱泵空調(diào)基本上都是制冷和采暖分別單獨運行的功能，空調(diào)在制冷時把廢熱排放到大氣中，在采暖時把冷量排放到大氣中，這些能源并沒有合理地加以利用，造成了大量的能源浪費；還有，一般建筑物需要的制冷和熱水由空調(diào)和鍋爐分別提供，這樣就需要使用不同的設(shè)備，因而設(shè)備投資費用較大，占地面積多，運行費用高，而且對環(huán)境污染亦比較大。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種可以同時提供制冷、采暖、熱水等多種功能的多功能空調(diào)熱水裝置。
本實用新型通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)本多功能空調(diào)熱水裝置包括有壓縮機、四通換向閥、冷凝換熱器、蒸發(fā)換熱器、膨脹閥通過制冷劑管路依次連接構(gòu)成的制冷封閉回路，還包括有熱水回路，熱水回路由放熱換熱器、熱水箱、水泵、熱水用戶、補水管通過水管連接構(gòu)成，所述放熱換熱器同時連接于制冷封閉回路中四通換向閥與壓縮機之間以吸收制冷封閉回路中的熱量來制取熱水。
所述制冷封閉回路包括有集熱回路，所述集熱回路由吸熱換熱器、集熱器、循環(huán)水泵通過水管相連接構(gòu)成，其中集熱器可以為太陽能集熱器，可以采集太陽能對制冷劑加熱以提高其能量；集熱器亦可為其他低品位熱源(如河水、井水、海水、工業(yè)廢熱等)收集器，這樣可以吸收其它形式的能量來提高制冷劑在蒸發(fā)器蒸發(fā)時吸收的熱量。
本實用新型的作用原理是依據(jù)熱力學第二定律，本多功能空調(diào)熱水裝置所包含的由壓縮機、四通換向閥、冷凝換熱器、蒸發(fā)換熱器、膨脹閥通過制冷劑管路依次連接構(gòu)成的制冷封閉回路通過四通換向閥的轉(zhuǎn)換可以實現(xiàn)一般熱泵空調(diào)的制冷和采暖功能；而由放熱換熱器、熱水箱、水泵、熱水用戶、補水管通過水管連接構(gòu)成的熱水回路可以由放熱換熱器吸收流經(jīng)其管程的制冷劑冷凝時放出的熱量來加熱流經(jīng)其另一側(cè)殼程的自來水以提供熱水給用戶使用；與制冷封閉回路連接的集熱回路可以通過集熱器收集太陽能等外界低品位熱量來提高流經(jīng)吸熱換熱器的制冷劑蒸氣的過熱度，以提高本空調(diào)熱水裝置的運行效率。
本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(1)本多功能空調(diào)熱水裝置具有以下幾種功能——①制冷；②采暖；③制熱水；④制冷同時制熱水；⑤采暖同時制熱水，因而實現(xiàn)了一機多用，可減少投資，大大提高設(shè)備的利用率，并可減少設(shè)備占用空間，相對于傳統(tǒng)的設(shè)備其功能更強、適用范圍更廣；(2)本裝置可充分利用外界低品位熱量(如空氣、河水、海水、太陽能等)來生產(chǎn)熱水，滿足人們的生產(chǎn)與生活需要，因而可明顯節(jié)約一次能源，提高能源的利用率，而且可以減少污染的排放，環(huán)保效果非常好；同時所包括的集熱回路可使本裝置在低溫環(huán)境下制熱效率更高，在低溫的冬季，除霜過程不用吸取室內(nèi)熱量，只吸收輔助集熱器熱源的熱量就可以除霜，使室內(nèi)溫度更加穩(wěn)定；(3)本多功能空調(diào)熱水裝置的運行效率高，經(jīng)測試其制冷、制熱水的綜合COP最高可達到10，節(jié)能效果顯著，相對于一般的加熱方式如鍋爐加熱(COP約為0.9)其能源利用率非常高；(4)本多功能空調(diào)熱水裝置運行安全可靠，杜絕了一般制熱水方式如電加熱或燃料燃燒帶來的消防隱患，更加適合對安全性要求比較高的場合；(5)本多功能空調(diào)熱水裝置具有吸收低溫熱源的能力，因此可以結(jié)合現(xiàn)有的太陽能熱水器使用，克服太陽能熱水器在陰雨天氣或者氣溫低的春秋冬季熱水溫度低、熱水量少的缺點；(6)本多功能空調(diào)熱水裝置結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本較低，而且應用領(lǐng)域廣，可應用于需要制冷、采暖、制熱水的工業(yè)、醫(yī)院、旅游賓館、飯店、餐飲娛樂、健身桑拿、家庭住宅等領(lǐng)域。


圖1是本實用新型多功能空調(diào)熱水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是
圖1所示多功能空調(diào)熱水裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合實施例附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。
實施例1制冷本實用新型多功能空調(diào)熱水裝置的結(jié)構(gòu)如
圖1所示，包括有由壓縮機1、放熱換熱器5、四通換向閥2、吸熱換熱器4、冷凝換熱器6、膨脹閥8、蒸發(fā)換熱器9通過制冷劑管路連接構(gòu)成的制冷封閉回路，還包括有由放熱換熱器5、循環(huán)水泵10、熱水箱7、熱水用戶11、補水管12等通過水管連接構(gòu)成的熱水回路，放熱換熱器5同時連接于制冷封閉回路中四通換向閥2與壓縮機1之間；制冷封閉回路還包括有由吸熱換熱器4、集熱器3、循環(huán)水泵14通過水管相連接構(gòu)成的集熱回路，其中集熱器3為太陽能集熱器，可以采集太陽能對制冷劑進一步加熱以提高其吸收的能量。
需要制冷時，壓縮機1工作，把制冷劑蒸氣壓縮成高溫高壓氣體，并通過四通換向閥2使高壓氣體經(jīng)過放熱換熱器5、四通換向閥2、吸熱換熱器4流到冷凝換熱器6進行冷凝，冷凝后的制冷劑液體通過膨脹閥8流到蒸發(fā)換熱器9蒸發(fā)后又回壓縮機重新下一個循環(huán)；蒸發(fā)過程吸收大量熱量，由風機(或者水泵)13把冷量輸送到需要制冷的場所。這時熱水回路和集熱回路的水泵10、14停止，熱水回路及集熱回路沒有啟動。
實施例2采暖實現(xiàn)此功能時本多功能空調(diào)熱水裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示，與
圖1所不同的結(jié)構(gòu)是四通換向閥2通道方向改變，原封閉的兩個通道接通，原連通的兩個通道封閉，此時制冷劑在制冷封閉回路的流向發(fā)生了改變，流經(jīng)換熱器6、9的方向與
圖1中的方向相反，此時換熱器9為冷凝換熱器，換熱器6為蒸發(fā)換熱器。
需要采暖時，壓縮機工作，把制冷劑蒸氣壓縮成高溫高壓氣體，并通過四通換向閥2的轉(zhuǎn)換使高溫高壓氣體依次經(jīng)過放熱換熱器5、四通換向閥2，流到冷凝換熱器9進行冷凝成液體，制冷劑液體通過膨脹閥8節(jié)流后，流到蒸發(fā)換熱器6蒸發(fā)后又回壓縮機1重新下一個循環(huán)；冷凝過程排放大量的熱量，由風機(或者水泵)13把熱量輸送到需要采暖的場所。這時熱水回路的水泵10停止，熱水回路沒有啟動。集熱回路的水泵14可以運行，啟動集熱回路，利用太陽能來補充吸熱量，并作除霜的熱源。
實施例3制熱水實現(xiàn)此功能時本多功能空調(diào)熱水裝置的結(jié)構(gòu)亦如圖2所示。
需要制熱水時，壓縮機1工作，把制冷劑蒸氣壓縮成高溫高壓氣體，并通過四通換向閥2的轉(zhuǎn)換，使高溫高壓氣體依次經(jīng)過放熱換熱器5、四通換向閥2，流到冷凝換熱器9進行冷凝成液體，制冷劑液體通過膨脹閥8節(jié)流后，流到蒸發(fā)換熱器6及吸熱換熱器4蒸發(fā)后又回壓縮機1重新下一個循環(huán)；制冷劑在放熱換熱器5進行冷凝時放出大量熱量，此時熱水回路的水泵10運行，帶動水流經(jīng)放熱換熱器5吸收熱量后成為熱水，輸送到熱水箱7儲存，并供給熱水用戶11使用，使用熱水時，由補水管12提供壓力并自動補水，當熱水箱7的水溫達到設(shè)定值時，整個裝置停止工作，熱水箱7充滿所需熱水，當檢測到熱水箱7的水溫降低到設(shè)定值時，整個裝置又開始工作；冷凝后的制冷劑液體通過膨脹閥8節(jié)流后在蒸發(fā)換熱器6及吸熱換熱器4蒸發(fā)，蒸發(fā)過程中制冷劑吸收外界大量熱量；同時集熱回路亦開始工作，太陽能集熱器3收集太陽能加熱集熱回路中的介質(zhì)，并在水泵14的驅(qū)動下使其介質(zhì)在吸熱換熱器4通過熱交換加熱制冷劑以加速其蒸發(fā)，這樣可以充分利用自然能源，提高裝置的制熱水效率。
實施例4制冷同時制熱水實現(xiàn)此功能時本多功能空調(diào)熱水裝置的結(jié)構(gòu)亦如
圖1所示。需要制冷同時制熱水時，壓縮機1工作，把制冷劑蒸氣壓縮成高溫高壓氣體，并通過四通換向閥2的轉(zhuǎn)換，使高壓氣體依次經(jīng)過放熱換熱器5、四通換向閥2、流到冷凝換熱器6后通過膨脹閥8，流到蒸發(fā)換熱器9蒸發(fā)后又回壓縮機1重新下一個循環(huán)；制冷劑在放熱換熱器5進行冷凝放出大量熱量，此時水泵10運行帶動熱水回路的水流經(jīng)放熱換熱器5，水吸收熱量成為熱水，輸送到熱水箱7儲存，并供給熱水用戶11使用，制冷劑在放熱換熱器5放不完的熱量流到冷凝換熱器6進行第二次冷凝，冷凝后的制冷劑液體通過膨脹閥8，流到蒸發(fā)換熱器9蒸發(fā)，蒸發(fā)過程吸收大量熱量，由風機(或者水泵)13把冷量輸送到需要制冷的場所；熱水回路的水泵10和冷凝換熱器風機15互相協(xié)調(diào)工作，當熱水需要滿足時，水泵10減小運行速度或者停止運行，而冷凝換熱器風機15自動提高轉(zhuǎn)速運行，排放多余熱量。
實施例5采暖同時制熱水實現(xiàn)此功能時本多功能空調(diào)熱水裝置的結(jié)構(gòu)亦如圖2所示。需要采暖同時制熱水時，壓縮機1工作，把制冷劑蒸氣壓縮成高溫高壓氣體，并通過四通換向閥2的轉(zhuǎn)換，使高溫高壓氣體依次經(jīng)過放熱換熱器5、四通換向閥2后流到冷凝換熱器9，然后通過膨脹閥8后流到蒸發(fā)換熱器6及吸熱換熱器4蒸發(fā)后回壓縮機1重新下一個循環(huán)。制冷劑在放熱換熱器5進行冷凝放出大量熱量，此時熱水回路的水泵10運行帶動水流經(jīng)放熱換熱器5吸收熱量成為熱水輸送到熱水箱7儲存，并供給熱水用戶11使用；制冷劑再經(jīng)過冷凝換熱器9進行第二次冷凝，所放出的熱量由風機(或者水泵)13輸送到需要采暖的場所；這種情況下集熱回路亦開始工作，太陽能集熱器3收集太陽能加熱集熱回路中的介質(zhì)，并在水泵14的驅(qū)動下使其介質(zhì)在吸熱換熱器4通過熱交換加熱制冷劑以提高蒸發(fā)過程吸收的熱量，這樣可以充分利用自然能源，提高裝置的采暖及制熱水效率。
權(quán)利要求1.一種多功能空調(diào)熱水裝置，包括有壓縮機(1)、四通換向閥(2)、冷凝換熱器(6)、蒸發(fā)換熱器(9)、膨脹閥(8)通過制冷劑管路依次連接構(gòu)成的制冷封閉回路，其特征在于還包括有熱水回路，熱水回路由放熱換熱器(5)、水泵(10)、熱水箱(7)、熱水用戶(11)、補水管(12)通過水管連接構(gòu)成，放熱換熱器(5)同時連接于制冷封閉回路中四通換向閥(2)與壓縮機(1)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能空調(diào)熱水裝置，其特征在于制冷封閉回路包括有集熱回路，所述集熱回路由吸熱換熱器(4)、集熱器(3)、循環(huán)泵(14)通過水管相連接構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能空調(diào)熱水裝置，其特征在于集熱器(3)為太陽能集熱器，亦可為河水、井水、海水、工業(yè)廢熱收集器。
專利摘要一種多功能空調(diào)熱水裝置,包括有壓縮機、四通換向閥、冷凝換熱器、蒸發(fā)換熱器、膨脹閥通過制冷劑管路依次連接構(gòu)成的制冷封閉回路,還包括有熱水回路,熱水回路由放熱換熱器、熱水箱、水泵、熱水用戶、補水管通過水管連接構(gòu)成,放熱換熱器同時連接于制冷封閉回路中四通換向閥與壓縮機之間。本裝置具有①制冷;②采暖;③制熱水;④制冷同時制熱水;⑤采暖同時制熱水等功能,可實現(xiàn)一機多用,能源利用率高,應用的領(lǐng)域較廣。
文檔編號F24F12/00GK2506911SQ0124296
公開日2002年8月21日 申請日期2001年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月6日
發(fā)明者梁太陽 申請人:廣州市達德技術(shù)發(fā)展有限公司