專利名稱：多功能空調(diào)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種多功能空調(diào)機(jī)。
本實用新型提出的多功能空調(diào)機(jī)是一種由冷媒壓縮機(jī)1，熱水熱交換器2，冷凝器3，膨脹裝置4，二通閥5、6，室內(nèi)蒸發(fā)器7，室內(nèi)風(fēng)扇8，室外蒸發(fā)器9，室外風(fēng)扇10，四方閥11及溫度控制開關(guān)12等構(gòu)件所組成的具有冷氣，暖氣，除濕及熱水多種功能的機(jī)械。
題目為“加熱系統(tǒng)(Water Heating System)”的1980年英國專利案第8107481號中揭示了一種中央暖氣系統(tǒng)，它利用熱泵為熱源作為加熱冷水或其他液體(例如家庭用熱水系統(tǒng))的加熱系統(tǒng)，在熱泵的散熱元件中，藉由熱交換器將熱量供給循環(huán)水，將冷水加熱為熱水。題為“利用自然循環(huán)之新型熱泵熱水器”的臺灣專利案第77205281號揭示了一種將加熱槽與冷凝器串聯(lián)，藉壓縮冷媒經(jīng)熱交換器將水加熱的裝置。上述現(xiàn)有技術(shù)中的裝置雖然可行，有其實用價值，但均是熱泵的低量級熱源的廢熱回收，為局部廢熱的間接利用，其熱水加熱器的取熱量不大，熱能利用效率較差，且當(dāng)空調(diào)裝置停用時，或不同使用狀態(tài)下，并不能加熱冷水，無法隨時供給熱水，致使熱水取用不便，其使用上受到限制。
雖然一般傳統(tǒng)的空調(diào)機(jī)或有冷氣＋熱水或暖氣＋熱水等功能，但多是各別式的附加熱水器，尚無一機(jī)兼具多種功能的多功能空調(diào)機(jī)公開發(fā)表，而且一般空調(diào)機(jī)一年365天中有相當(dāng)時日不使用空調(diào)，尤其在溫帶除了夏季空調(diào)機(jī)使用時間較長外，其余運(yùn)轉(zhuǎn)時間并不長，故無法全年度提供熱水，機(jī)械設(shè)備常處閑置，造成浪費。
因此，本實用新型的目的是克服上述缺點，提供一種兼具冷氣，暖氣，除溫及熱水功能的多功能空調(diào)機(jī)，該空調(diào)機(jī)除了能供應(yīng)冷、暖氣外，亦能供應(yīng)熱水，并提高熱水的取熱值，增進(jìn)能源利用效率。在不使用空調(diào)時本實用新型仍有熱水供應(yīng)以免機(jī)械閑置，由此增進(jìn)了設(shè)備的使用效率。
本實用新型由冷媒壓縮機(jī)，熱水熱交換器，冷凝器，膨脹裝置，二通閥，室內(nèi)蒸發(fā)器，室內(nèi)風(fēng)扇，室外風(fēng)扇，四方閥，溫度控制開關(guān)及連接管路所組成，其中冷媒壓縮機(jī)依序與熱水熱交換器、四方閥、冷凝器、膨脹裝置及蒸發(fā)器串聯(lián)，且室內(nèi)蒸發(fā)器上設(shè)有一室內(nèi)風(fēng)扇，室外蒸發(fā)器上設(shè)有一室外風(fēng)扇；其特征在于在室外加設(shè)有一組室外蒸發(fā)器，該室外蒸發(fā)器與冷凝器在同一空間內(nèi)，以風(fēng)向而言，冷凝器在室外蒸發(fā)器前方；藉由上述構(gòu)件的組合，室外蒸發(fā)器除了可吸取外氣熱量外還可藉由空氣為介質(zhì)吸取冷凝器所排放的熱量，用于熱水單獨運(yùn)轉(zhuǎn)，使冷凝器所排放的廢熱可以回收。
以下結(jié)合附圖和較佳實施例對本實用新型詳述如下。


圖1是冷氣＋熱水、除濕＋熱水冷媒循環(huán)圖。
圖2是暖氣冷媒循環(huán)圖。
圖3是熱水單獨運(yùn)轉(zhuǎn)的循環(huán)圖。
本實用新型具有冷氣＋熱水(
圖1)，暖氣＋熱水(圖2)，除濕＋熱水(
圖1)及熱水單獨運(yùn)作(圖3)四項功能，其中冷氣＋熱水與除濕＋熱水的工作原理如
圖1所示，其冷媒循環(huán)皆相同。
下表為本實用新型于各個不同循環(huán)中的控制元件動作表
<p>其中電磁二通閥5，6皆為常閉型；O表示開啟狀態(tài)；X表示關(guān)閉狀態(tài)。
如
圖1所示，在“冷氣＋熱水”、“除濕＋熱水”兩種循環(huán)中冷媒的路徑皆相同，但在除濕時，為避免室內(nèi)溫度過低，在運(yùn)轉(zhuǎn)除濕一段時間后便停止操作，過一段時間再予運(yùn)轉(zhuǎn)。在上述循環(huán)中冷媒經(jīng)由壓縮機(jī)1壓縮使其出口冷媒焓值提升成為過熱蒸氣，然后經(jīng)熱水交換器2制造熱水，剩余的熱量由串聯(lián)在其后的冷凝器3排放使冷媒完全液化，再經(jīng)由膨脹裝置4后以低壓液態(tài)冷媒經(jīng)二通閥6再進(jìn)入室內(nèi)蒸發(fā)器7吸熱成低壓氣態(tài)冷媒，再經(jīng)四方閥11再進(jìn)入壓縮機(jī)1即完成一循環(huán)，此時電磁二通閥5關(guān)閉，冷媒并不流經(jīng)室外蒸發(fā)器9。
如圖2所示，在“暖氣＋熱水”循環(huán)中，最主要的功能是吸取室外熱量至室內(nèi)排放，以提升室內(nèi)溫度，故在冷媒流經(jīng)熱水熱交換器2后經(jīng)四方閥11的作用，使路徑切換至室內(nèi)蒸發(fā)器7，此時蒸發(fā)器7當(dāng)冷凝器使用，排放高壓氣態(tài)冷媒的熱量，當(dāng)冷媒變?yōu)楦邏阂簯B(tài)，再經(jīng)由電磁二通閥6進(jìn)入膨脹裝置4使冷媒變?yōu)榈蛪阂簯B(tài)，然后進(jìn)入冷凝器3，此時冷凝器3當(dāng)蒸發(fā)器使用，使冷媒完全氣化，再進(jìn)入壓縮機(jī)1。此時二通閥5仍為關(guān)閉，未使用室外蒸發(fā)器。
如圖3所示，在“熱水單獨運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)中(此乃本實用新型的重點)，該循環(huán)在室外另外加了一組室外蒸發(fā)器9，其循環(huán)路徑是冷媒經(jīng)由壓縮機(jī)1壓縮后的高溫過熱蒸氣，先經(jīng)熱水熱交換器2制造熱水，剩余的熱量仍由冷凝器3排放，冷媒完全液化后，經(jīng)膨脹裝置4和二通閥5，進(jìn)入室外蒸發(fā)器9吸取熱量再回到壓縮機(jī)。此時電磁二通閥6，室內(nèi)風(fēng)扇8及四方閥11并不動作，亦指室內(nèi)蒸發(fā)器7此時沒有作用。
上述室外蒸發(fā)器9與冷凝器3同在一空間內(nèi)，以風(fēng)向而言，冷凝器3在室外蒸發(fā)器9之前，此排列法是希望冷凝器3所排放的熱量能由室外蒸發(fā)器9吸收。
當(dāng)熱水熱交換器2取熱多時，相對的冷凝器3散熱量少，室外蒸發(fā)器9可吸取外氣熱量(因冷媒蒸發(fā)溫度低于室外氣溫)，又當(dāng)熱水溫度高時，熱水與吐出端冷媒溫差減小，降低熱傳量，熱水熱交換器2取熱少，制熱水cop值(能量效率)下降，冷凝器3散熱量隨之增加，將使得經(jīng)過冷凝器3后的空氣焓值增加，亦即進(jìn)入室外蒸發(fā)器9的空氣溫度上升，因空氣溫度與冷媒蒸發(fā)溫度溫差加大，將使得室外蒸發(fā)器9吸熱量增大，亦使得壓縮機(jī)1吸入端冷媒焓值增大，進(jìn)而使壓縮機(jī)出口冷媒焓值增大，因過熱蒸氣焓值增加，必導(dǎo)致冷媒溫度上升，便可加大冷媒與水的溫差，增加冷媒與水的熱傳量，使熱水cop值維持在一較高水平。
此外，在室外氣溫較低時，單獨熱水運(yùn)轉(zhuǎn)，室外蒸發(fā)器9可吸收冷凝器3所排放的熱量，避免如暖房運(yùn)轉(zhuǎn)時冷凝器3(此時作為蒸發(fā)器使用)結(jié)冰的現(xiàn)象發(fā)生。
請參閱各附圖，本實用新型于實施時，包含有冷媒壓縮機(jī)1，熱水熱交換器2，冷凝器3，膨脹裝置4，二通閥5，6，室內(nèi)蒸發(fā)器7，室內(nèi)風(fēng)扇8，室外蒸發(fā)器9，室外風(fēng)扇10，四方閥11及溫度控制開關(guān)12等構(gòu)件。
當(dāng)本實用新型作為“冷氣＋熱水”及“除濕＋熱水”循環(huán)使用時請參閱
圖1，二通閥5和四方閥11關(guān)閉(
圖1虛線為閑置路徑)并開啟二通閥6和室內(nèi)內(nèi)扇8(
圖1實線路徑為一冷氣循環(huán)系統(tǒng))，其運(yùn)作過程為冷媒先經(jīng)由壓縮機(jī)1壓縮使其出口冷媒焓值提升成為過熱蒸氣，高壓熱冷媒經(jīng)熱水熱交換器2釋出熱量，以制造熱水，其剩余的熱量再由串聯(lián)在其后的冷凝器3加以排放散熱，使冷媒冷卻，完全液化，再經(jīng)由膨脹裝置4釋壓，以低壓液態(tài)冷媒再經(jīng)二通閥6進(jìn)入室內(nèi)蒸發(fā)器7吸熱成低壓氣態(tài)冷媒，并借室內(nèi)風(fēng)扇8的運(yùn)轉(zhuǎn)遂行冷氣空調(diào)作業(yè)，最后該低壓氣態(tài)冷媒再經(jīng)四方閥11進(jìn)入壓縮機(jī)1即完成一冷氣循環(huán)。此時二通閥5關(guān)閉，冷媒不流經(jīng)室外蒸發(fā)器9。除濕＋熱水與冷氣＋熱水的運(yùn)作，在循環(huán)路徑上皆相同，只是在除濕時，為避免室內(nèi)溫度過低，于運(yùn)轉(zhuǎn)除濕一段時間后便停止操作，須過一段時間再予運(yùn)轉(zhuǎn)。
當(dāng)本實用新型作為“暖氣＋熱水”循環(huán)使用時，請參閱圖2，二通閥5關(guān)閉(圖2虛線為閑置路徑)并開啟二通閥6、室內(nèi)風(fēng)扇8和四方閥11；其運(yùn)作過程為冷媒先流經(jīng)熱水熱交換器2后即經(jīng)由四方閥11切換流至室內(nèi)蒸發(fā)器7(此時當(dāng)作冷凝器使用)用以排放高壓氣態(tài)冷媒的熱量(并借室內(nèi)風(fēng)扇8的運(yùn)轉(zhuǎn)遂行暖氣空調(diào)作業(yè))，冷媒變?yōu)楦邏阂簯B(tài)后，再經(jīng)二通閥6進(jìn)入膨脹裝置4使冷媒變?yōu)榈蛪阂簯B(tài)，然后進(jìn)入冷凝器3(此時當(dāng)作蒸發(fā)器使用)，使冷媒完全氣化，最后再進(jìn)入壓縮機(jī)1。此時該循環(huán)中的二通閥5關(guān)閉，不使用室外蒸發(fā)器9。
當(dāng)本實用新型作為熱水循環(huán)時請參閱圖3，二通閥6、室內(nèi)風(fēng)扇8和四方閥11關(guān)閉(圖3虛線為閑置路徑)并開啟二通閥5，其運(yùn)作過程為冷媒經(jīng)由壓縮機(jī)1壓縮后的高溫過熱蒸氣(熱冷媒)先經(jīng)熱水熱交換器2制造熱水，剩余的熱量仍由冷凝器3所排放，冷媒完全液化后，經(jīng)膨脹裝置4、二通閥5，然后進(jìn)入室外蒸發(fā)器9，以吸取室外大氣熱量，再回到壓縮機(jī)1完成熱水單獨運(yùn)作過程。
另外，在室外氣溫較低時的熱水單獨運(yùn)轉(zhuǎn)中，室外蒸發(fā)器9可吸取冷凝器3所排放的熱量，避免如暖房運(yùn)轉(zhuǎn)時因室外氣溫過低，冷凝器3(此時為蒸發(fā)器)吸熱不足產(chǎn)生結(jié)冰的現(xiàn)象。而溫度控制開關(guān)12用來控制及調(diào)整熱水槽的熱水溫度，以防止水溫過高或太低，使其保持在一定可用水溫范圍之中。
綜上所述，由于加設(shè)了蒸發(fā)器9，使本實用新型具有冷氣，暖氣，除濕及熱水多種功能并可提高熱水的cop值(能量效率)，顯著提升熱冷媒對水的加熱效果，增進(jìn)能源利用效率及回收廢熱的效果，并在不使用空調(diào)時仍有熱水供應(yīng)，增進(jìn)空調(diào)設(shè)備的使用效率，提高經(jīng)濟(jì)效益，是一合乎實用且深具經(jīng)濟(jì)價值的設(shè)計。
權(quán)利要求1.一種多功能空調(diào)機(jī)，它由冷媒壓縮機(jī)、熱水熱交換器、冷凝器、膨脹裝置、二通閥、室內(nèi)蒸發(fā)器、室內(nèi)風(fēng)扇、室外蒸發(fā)器、室外風(fēng)扇、四方閥、溫度控制開關(guān)及連接管路所組成，其中冷媒壓縮機(jī)依序與熱水熱交換器、四方閥、冷凝器、膨脹裝置及蒸發(fā)器串聯(lián)，且室內(nèi)蒸發(fā)器上設(shè)有一室內(nèi)風(fēng)扇，室外蒸發(fā)器上設(shè)有一室外風(fēng)扇；其特征在于在室外加設(shè)有一組室外蒸發(fā)器，該室外蒸發(fā)器與冷凝器在同一空間內(nèi)，以風(fēng)向而言，冷凝器設(shè)在室外蒸發(fā)器前方。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能空調(diào)機(jī)，其由冷媒壓縮機(jī)1、熱水熱交換器2、冷凝器3、膨脹裝置4、二通閥5、6、室內(nèi)蒸發(fā)器7、室內(nèi)風(fēng)扇8、室外蒸發(fā)器9、室外風(fēng)扇10、四方閥11及溫度控制開關(guān)12等構(gòu)件所組成，兼具冷氣、暖氣、除濕及熱水多種功能。
文檔編號F24F5/00GK2171080SQ9322385
公開日1994年7月6日 申請日期1993年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月31日
發(fā)明者楊國平 申請人:楊國平