專利名稱：采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸氣壓縮式制冷空調(diào)領(lǐng)域尤其涉及一種利用空氣能進(jìn)行制冷、制熱和 提供生活熱水的蒸氣壓縮式熱泵機(jī)組。
背景技術(shù)：
空氣源熱泵采用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)利用室外大氣中的低品位能源為空調(diào)系統(tǒng) 提供冷熱源的熱力設(shè)備，已經(jīng)在住宅和商業(yè)建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。熱泵裝置可以制取 冷、熱水作為介質(zhì)通過(guò)空調(diào)末端，或者直接向房間輸送冷、熱風(fēng)，向房間提供所需要的冷、熱 量，從而保證房間的熱舒適性。在夏季供冷運(yùn)行時(shí)，在向房間供冷的同時(shí)，要將大量的冷凝 熱排放到室外大氣環(huán)境中去，造成可能的能量損失，也造成環(huán)境的熱污染。由于生活水平的提高，對(duì)生活熱水的需求也越來(lái)越多，一般家庭或商業(yè)建筑內(nèi)還 需設(shè)置熱水鍋爐、燃?xì)鉄崴骰螂姛崴鳎黾咏ㄖO(shè)備造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用。熱泵熱水器也是 利用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)從室外大氣中提取低品位熱能制取生活熱水，目前也逐漸得到推 廣。住宅或商業(yè)建筑內(nèi)同時(shí)裝有熱泵裝置和熱水裝置，增加了設(shè)備費(fèi)用、占用空間和 運(yùn)行費(fèi)用。尤其是熱泵空調(diào)和熱泵熱水器具有相同的工作原理，具有很強(qiáng)的重復(fù)性。為實(shí) 現(xiàn)熱泵系統(tǒng)既能滿足制冷、制熱的需要，又能提供生活熱水，從而提高設(shè)備的利用率，從20 世紀(jì)70年代末開始，就有文獻(xiàn)開展相關(guān)的研究工作。但是由于此類熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制復(fù) 雜、運(yùn)行可靠性降低，運(yùn)行的實(shí)際效果并不理想。尤其是采用毛細(xì)管或者熱力膨脹閥進(jìn)行節(jié) 流的系統(tǒng)中，系統(tǒng)可調(diào)節(jié)性差，部分負(fù)荷效率低，不適應(yīng)全年運(yùn)行的需要。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種采用電子膨脹閥控制的 多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組，實(shí)現(xiàn)冷凝廢熱的回收和室外空氣中低品位能源的利用，提 高部分負(fù)荷效率，實(shí)現(xiàn)可全年可靠運(yùn)行制冷、制熱并提供生活熱水，降低熱泵機(jī)組的成本， 提高熱泵機(jī)組的使用率和運(yùn)行效率。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為—種采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組，通過(guò)制冷劑管路順序連 接的壓縮機(jī)、四通閥、室外換熱器、第一節(jié)電子膨脹閥、空調(diào)換熱器、第二電子膨脹閥、熱水 換熱器、第一閥門，在第二電子膨脹閥、熱水換熱器和第一閥門這一管段兩端并聯(lián)有第二閥 門，室外換熱器的一側(cè)設(shè)置有風(fēng)機(jī)，熱水換熱器和空調(diào)換熱器的一側(cè)分別設(shè)置有熱水水泵 和空調(diào)水泵?？梢詫?shí)現(xiàn)單獨(dú)制冷、單獨(dú)制熱、單獨(dú)制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活 熱水等五種運(yùn)行模式。所述第一閥門和所述第二閥門可以為手動(dòng)閥門或電動(dòng)閥門，根據(jù)用戶的實(shí)際使用 需要有選擇的安裝閥門類型，使產(chǎn)品性能更加人性話。其中，所述第一閥門和所述第二閥門可用一個(gè)三通閥門代替。
所述三通閥門可以為手動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門其中，所述壓縮機(jī)可以為定容量壓縮機(jī)或變?nèi)萘繅嚎s機(jī)。其中，所述采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組為整體式機(jī)組或者為 由室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)構(gòu)成的分體式機(jī)組。其中，所述空調(diào)水泵和所述熱水水泵是定速泵、變速泵或可變排量泵。其中，所述風(fēng)機(jī)是定轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)或變轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)。其中，所述熱水換熱器和所述的空調(diào)換熱器可以為板式換熱器、套管式換熱器、殼 管式換熱器等。其中，所述室外換熱器可以為肋片管式換熱器或平行流換熱器。有益效果本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)與常規(guī)的空氣源熱泵和空氣源熱泵熱水器 相比，本發(fā)明可全年高效利用空氣源熱泵進(jìn)行制冷、制熱并提供生活熱水，通過(guò)電子膨脹閥 的控制提高了空氣源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性，尤其是部分負(fù)荷時(shí)的性能，具有舒適、 節(jié)能環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、通用性強(qiáng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組的第一實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組的第二實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1 室外機(jī)；2 風(fēng)機(jī)；3 壓縮機(jī)；4 四通閥；5 室外換熱器；6 第一電子膨脹 閥；7 第一閥門；8 第二電子膨脹閥；9 熱水換熱器；10 熱水水泵；11 室內(nèi)機(jī)；12 第二 閥門；13 空調(diào)換熱器；14 空調(diào)水泵；15 三通閥門
具體實(shí)施例方式面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例 用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例一如圖1所示，本發(fā)明的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組的第一實(shí) 施例的結(jié)構(gòu)示意圖，通過(guò)制冷劑管路順序連接的壓縮機(jī)3、四通閥4、室外換熱器5、第一電 子膨脹閥6、空調(diào)換熱器13、第二電子膨脹閥8、熱水換熱器9、第一閥門7，在第二電子膨脹 閥8、熱水換熱器9和第一閥門7這一管段兩端并聯(lián)有第二閥門12，室外換熱器的一側(cè)設(shè)置 有風(fēng)機(jī)2，熱水換熱器9和空調(diào)換熱器13的一側(cè)分別設(shè)置有熱水水泵10和空調(diào)水泵14。可 以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)制冷、單獨(dú)制熱、單獨(dú)制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活熱水等五種運(yùn) 行模式。本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組在單獨(dú)制冷模式運(yùn) 行時(shí)，四通閥4按制冷方式運(yùn)行，即a 口與c 口連通，b 口與d 口連通，第一閥門7關(guān)閉，第二 閥門12打開，第二電子膨脹閥8全關(guān)，第一電子膨脹閥6控制系統(tǒng)運(yùn)行，熱水水泵10關(guān)閉， 空調(diào)水泵14開啟、風(fēng)機(jī)2開啟。從壓縮機(jī)3排氣口出來(lái)的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通閥4的a 口至c 口，再流入室外換熱器5，在室外換熱器5中向空氣放熱冷凝為高溫高壓液體， 再經(jīng)過(guò)第一節(jié)電子膨脹閥6節(jié)流變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w，然后流入空調(diào)換熱器13從空 調(diào)循環(huán)水中吸收熱量實(shí)現(xiàn)制冷的目的并蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過(guò)第二閥門12回到四通閥4 的b 口至d 口，返回壓縮機(jī)3的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)利用室外空氣中低 品位熱能向空調(diào)水制冷的目的。本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組在單獨(dú)制熱模式運(yùn) 行時(shí)，四通閥4按制熱方式運(yùn)行，即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門7關(guān)閉，第二 閥門12打開，第二電子膨脹閥8關(guān)閉，第一電子膨脹閥6控制系統(tǒng)運(yùn)行，熱水水泵10關(guān)閉， 空調(diào)水泵14開啟、風(fēng)機(jī)2開啟。從壓縮機(jī)3排氣口出來(lái)的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通閥4 的a 口至b 口，再經(jīng)過(guò)第二閥門12流向空調(diào)換熱器13，在其中加熱空調(diào)水后冷凝為高溫高 壓液體，再經(jīng)過(guò)第一電子膨脹閥6節(jié)流變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w，然后流入室外換熱器5 從室外空氣中吸收熱量蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過(guò)四通閥4的c 口至d 口，返回壓縮機(jī)3的吸 氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)利用室外空氣中低品位熱能向空調(diào)水制熱的目的。本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組在單獨(dú)制生活熱水 模式運(yùn)行時(shí)，四通閥4按制熱方式運(yùn)行，即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門7打 開、第二閥門12關(guān)閉，第二電子膨脹閥8全開，第一電子膨脹閥6控制系統(tǒng)運(yùn)行，熱水水泵 10開啟，空調(diào)水泵14關(guān)閉、風(fēng)機(jī)2開啟。從壓縮機(jī)3排氣口出來(lái)的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng) 四通閥4的a 口至b 口，再經(jīng)過(guò)第一閥門7流向熱水換熱器9，在其中加熱生活熱水后冷凝 為高溫高壓液體，經(jīng)過(guò)第二電子膨脹閥8和空調(diào)換熱器13(由于空調(diào)水泵14關(guān)閉，在空調(diào) 換熱器13內(nèi)幾乎不換熱)，再經(jīng)過(guò)第一節(jié)電子膨脹閥6節(jié)流變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w， 然后流入室外換熱器5從空氣中吸收熱量并蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過(guò)四通閥4返回壓縮機(jī) 3的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)利用室外空氣中低品位熱能加熱生活熱水的目 的。在此模式下，也可以采用第一電子膨脹閥6全開，而第二電子膨脹閥8控制系統(tǒng)運(yùn)行， 循環(huán)流程相同。本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組在制熱與生活熱水 模式運(yùn)行時(shí)，四通閥4按制熱方式運(yùn)行，即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門7打 開、第二閥門12關(guān)閉，第二電子膨脹閥8全開，第一電子膨脹閥6控制系統(tǒng)運(yùn)行，熱水水泵 10和空調(diào)水泵14開啟、風(fēng)機(jī)2開啟。從壓縮機(jī)3排氣口出來(lái)的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通 閥4的a 口至b 口，再經(jīng)過(guò)第一閥門7流向熱水換熱器9，在其中加熱生活熱水后部分冷凝 為高溫高壓液體，再經(jīng)過(guò)第二電子膨脹閥8進(jìn)入空調(diào)換熱器13，在其中加熱空調(diào)水并全部 冷凝為高溫高壓液體，再經(jīng)過(guò)第一電子膨脹閥6節(jié)流變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w，然后流 入室外換熱器5從空氣中吸收熱量并蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過(guò)四通閥4的c 口至d 口，返回 壓縮機(jī)3的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)利用室外空氣中低品位熱能加熱空調(diào) 水和生活熱水的目的。本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組在制冷與生活熱水 模式運(yùn)行時(shí)，四通閥4按制熱方式運(yùn)行，即a 口與b 口連通，c 口與d 口連通，第一閥門7打 開、第二閥門12關(guān)閉，第二電子膨脹閥8控制系統(tǒng)運(yùn)行，第一電子膨脹閥6全開，熱水水泵 10和空調(diào)水泵14開啟、風(fēng)機(jī)2關(guān)閉。從壓縮機(jī)3排氣口出來(lái)的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四 通閥4的a 口至b 口，再經(jīng)過(guò)第一閥門7流向熱水換熱器9，在其中加熱生活熱水后冷凝為高溫高壓液體，再經(jīng)過(guò)第二電子膨脹閥8節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗔黧w，然后進(jìn)入空 調(diào)換熱器13，在其中冷卻空調(diào)水并蒸發(fā)為低壓氣體，再經(jīng)過(guò)第一電子膨脹閥6和室外換熱 器5，由于風(fēng)機(jī)2關(guān)閉，在室外換熱器5中幾乎不換熱，再經(jīng)過(guò)四通閥4的c 口至d 口，返回 壓縮機(jī)3的吸氣口，完成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)在制冷的同時(shí)回收冷凝廢熱加熱生活 熱水的目的。在此模式下，當(dāng)制冷負(fù)荷較小時(shí)，可部分開啟風(fēng)機(jī)2，室外換熱器5也作為蒸發(fā) 器，同時(shí)利用制冷的冷凝廢熱和室外低品位熱源實(shí)現(xiàn)加熱生活熱水的目的在本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組中，空調(diào)水泵14 和熱水水泵10可以是定速泵、變速泵或可變排量泵。在本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組中，風(fēng)機(jī)2是定轉(zhuǎn) 速風(fēng)機(jī)或變轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)。在本實(shí)施例的多功能空氣源熱水及空調(diào)熱泵機(jī)組中，熱水換熱器9和的空調(diào)換熱 器13可以為板式換熱器、套管式換熱器、殼管式換熱器等。在本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組中，室外換熱器5 可以為肋片管式換熱器或平行流換熱器。在本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組中，第一閥門7、第 二閥門12可以為手動(dòng)閥門或電動(dòng)閥門。在本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組中，可以做成整體 式結(jié)構(gòu)或分體式結(jié)構(gòu)。分體式結(jié)構(gòu)是將壓縮機(jī)3、四通閥4、風(fēng)機(jī)2、室外換熱器5、第一電子 膨脹閥6組裝成室外機(jī)1，而將熱水換熱器9、熱水水泵10、空調(diào)換熱器13、空調(diào)水泵14、第 一閥門7、第二閥門12、第二電子膨脹閥8組裝成室內(nèi)機(jī)11，室外機(jī)1和室內(nèi)機(jī)11通過(guò)制冷 劑管路連接，可方便安裝，且室外機(jī)可以和普通熱泵空調(diào)器共用。實(shí)施例二如圖2所示，為本發(fā)明的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組的第二 實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施例是對(duì)第一實(shí)施例的改進(jìn)變型，其中，第一實(shí)施例的采用電子 膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組中的第一閥門7和第二閥門12被三通閥門15代 替，通過(guò)閥門數(shù)量的減少，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制。在單獨(dú)制冷和單獨(dú)制熱模式下，三通閥門15的ο 口和η 口連通，其他部件的運(yùn)行 方式不變。而在單獨(dú)制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活熱水模式下，三通閥門15的 ο 口和m 口連通，其他運(yùn)行方式不變。三通閥門15也可以為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門，在制熱與生活熱 水模式下，ο 口與m 口和η 口同時(shí)連通，通過(guò)閥門的調(diào)節(jié)可以改變熱水制熱量和空調(diào)制熱量 的分配。在本實(shí)施例的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組中，三通閥15可 以為手動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門。
權(quán)利要求
一種采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組，其特征在于通過(guò)制冷劑管路順序連接的壓縮機(jī)(3)、四通閥(4)、室外換熱器(5)、第一節(jié)電子膨脹閥(6)、空調(diào)換熱器(13)、第二電子膨脹閥(8)、熱水換熱器(9)、第一閥門(7)，在第二電子膨脹閥(8)、熱水換熱器(9)和第一閥門(7)這一管段兩端并聯(lián)有第二閥門(12)，室外換熱器的一側(cè)設(shè)置有風(fēng)機(jī)(2)，熱水換熱器(9)和空調(diào)換熱器(13)的一側(cè)分別設(shè)置有熱水水泵(10)和空調(diào)水泵(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組，其特征在 于所述第一閥門(7)和所述第二閥門(12)為手動(dòng)閥門或電動(dòng)閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組，其特征在 于所述第一閥門(7)和所述第二閥門(8)用一個(gè)三通閥門代替。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組，其特征在 于所述三通閥門為手動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī) 組，其特征在于所述壓縮機(jī)(3)為定容量壓縮機(jī)或變?nèi)萘繅嚎s機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī) 組，其特征在于所述機(jī)組為整體式機(jī)組或者為由室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)構(gòu)成的分體式機(jī)組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī) 組，其特征在于所述空調(diào)水泵(14)和所述熱水水泵(10)為定速泵、變速泵或可變排量泵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī) 組，其特征在于所述風(fēng)機(jī)(2)為定轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)或變轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī) 組，其特征在于所述熱水換熱器(9)和所述空調(diào)換熱器(13)為板式換熱器、套管式換熱器 或者殼管式換熱器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求3所述的采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵 機(jī)組，其特征在于所述室外換熱器(5)為肋片管式換熱器或平行流換熱器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組。該采用電子膨脹閥的多功能空氣源熱水與熱泵機(jī)組包括通過(guò)制冷劑管路順序連接的壓縮機(jī)、四通閥、室外換熱器、第一節(jié)電子膨脹閥、空調(diào)換熱器、第二電子膨脹閥、熱水換熱器、第一閥門，在第二電子膨脹閥、熱水換熱器和第一閥門這一管段兩端并聯(lián)有第二閥門，室外換熱器的一側(cè)設(shè)置有風(fēng)機(jī)，熱水換熱器和空調(diào)換熱器的一側(cè)分別設(shè)置有熱水水泵和空調(diào)水泵。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)制冷、單獨(dú)制熱、單獨(dú)制生活熱水、制冷與生活熱水、制熱與生活熱水五種運(yùn)行模式，提高了調(diào)節(jié)性能、運(yùn)行效率和可靠性，全年利用空氣中的低品位熱能滿足使用需求，提高了使用率和能源利用效率減少了對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)F25B13/00GK101986063SQ201010554388
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者戴興泉, 羊海龍, 邵雙全 申請(qǐng)人:揚(yáng)州碧源空調(diào)設(shè)備有限公司