本發(fā)明涉及制冷空調(diào)器、熱泵熱水器和節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有冷暖空調(diào)器只在夏冬兩季有用，春、秋季一般被閑置，造成設(shè)備和資金的季節(jié)性浪費。利用空調(diào)器壓縮制冷循環(huán)的冷凝熱制熱水的熱泵熱水器，替代家用電熱水器，可節(jié)電70%，節(jié)能效果明顯，市場潛力巨大。但是，目前市售的空氣源熱泵熱水器只有單一制熱水功能，不能實現(xiàn)冷熱綜合利用。而現(xiàn)有許多涉及多功能熱泵的專利技術(shù)，制冷劑循環(huán)回路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，閥門難免有泄漏，故障率高，可靠性差，至今還沒有市場化；盡管本案申請人十年來一直從事冷暖空調(diào)熱水三用機的研究，申報并被授權(quán)了多個相關(guān)專利技術(shù)，例如：一種雙效四季節(jié)能冷暖空調(diào)熱水三用機(專利號：CN 00264455.x），一種四季節(jié)能冷暖空調(diào)熱水三用機(專利號：CN 02116049.X)，帶導(dǎo)流套筒換熱器儲水箱的空氣源熱泵熱水器(專利號：CN 200510053315.3)，有水內(nèi)循環(huán)換熱回路的熱泵熱水機組(專利號：CN 200610085913.3)，一種制冷回路極簡單的雙熱源熱泵熱水裝置（CN 200910181300.3），空氣源熱泵熱水器的互助除霜方法和五循環(huán)雙熱源熱泵熱水器（CN 201010211846.1），互助除霜的空氣源熱泵熱水器和五循環(huán)雙熱源熱泵熱水器（CN 201020240385.6），并聯(lián)式互助除霜空氣源熱泵熱水器（CN 201010272024.4），自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機（CN 201010568937.0,）,一種四季節(jié)能冷暖空調(diào)熱水三用機（CN 02116049.X ，CN 02220342.7），兩源多功能熱泵（CN 201110202512.2）等，仍然嫌制冷劑回路配置閥門多，制冷劑在不同換熱器內(nèi)儲留不均，影響機組效率；開發(fā)具有制冷氣制熱水、熱泵循環(huán)制熱水、制冷氣和制暖氣的多功能，結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，性能優(yōu)越的熱水空調(diào)機，以期早日推向市場，仍然值得不斷研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了推進多功能熱水空調(diào)機器走入市場，在節(jié)能中發(fā)揮作用，需要克服其現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提出的四循環(huán)浸泡換熱儲熱式熱水空調(diào)機，在夏天執(zhí)行制冷氣循環(huán)，制冷兼制熱水循環(huán)，春秋天吸收式外空氣能制熱水循環(huán)，冬天提供暖氣或采暖熱水，能兼顧熱水、冷氣、暖氣的不同負荷和不同時間的需求，充分簡化制冷回路結(jié)構(gòu)，提高運行可靠性，使整機生產(chǎn)成本更低，效率更高。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

四循環(huán)浸泡換熱儲熱式熱水空調(diào)機，包括有制冷劑回路系統(tǒng)、熱水凝結(jié)換熱器、儲熱水箱、信號采集及電路控制系統(tǒng)；采集的控制信號至少包括有制冷劑蒸發(fā)器出口溫度、儲熱水箱水溫度和室內(nèi)、室外空氣溫度，壓縮機吸氣壓力和排氣壓力等；所述的制冷劑回路系統(tǒng)的壓縮機、節(jié)流器、室外風換熱器及室外機風扇、四通閥、過濾器、氣液分離器等安裝在室外機內(nèi)，室內(nèi)機裝有室內(nèi)風換熱器及室內(nèi)機風扇；室外機殼上設(shè)有與室內(nèi)風換熱器上、下端接口連接的第一、二兩個角閥；記，四通閥主閥體一側(cè)的單個接口為四通閥第一接口，四通閥主閥體的另一側(cè)的三個接口，約定在四通閥線圈無電時與第一接口內(nèi)連通的接口為四通閥第二接口，在四通閥線圈有電時與第一接口內(nèi)連通的接口為四通閥第三接口，居中的接口為四通閥第四接口，即在四通閥線圈無電時與第三接口內(nèi)連通，又在四通閥線圈有電時與第二接口內(nèi)連通的接口；記，三通閥線圈無電時與進氣口內(nèi)連通的接口為三通閥第一出氣口，三通閥線圈有電時與進氣口內(nèi)連通的接口為三通閥第二出氣口；

其特征在于：

所述的制冷劑回路系統(tǒng)，還包括有一個三通閥；所述的節(jié)流器由第一、二、三單向閥和第一、二節(jié)流元件組成；所述的熱水凝結(jié)換熱器置于儲熱水箱內(nèi)，制冷劑通路的進、出口留在儲熱水箱外；所述的制冷劑回路連接方式是，壓縮機的排氣口與三通閥的進氣口連接，三通閥的第一出氣口與室外機殼上的第三角閥連接，而后通過第三外連接管與熱水凝結(jié)換熱器的制冷劑進口連接；三通閥的第二出氣口與四通閥第一接口連接；四通閥第二、三、四接口分別與室外風換熱器的上端接口、室外機殼上的第二角閥、氣液分離器的進氣口連接；氣液分離器的出氣口與壓縮機的進氣口連接；室外風換熱器的下端接口與第一單向閥的出口、第二單向閥的進口連接；熱水凝結(jié)換熱器的制冷劑出口通過第四外連接管與室外機殼上的第四角閥連接，第四角閥在室外機內(nèi)的連接管與第二單向閥的出口并聯(lián)進入儲液罐，儲液罐的出口與過濾器、第一節(jié)流元件依序連接，第一節(jié)流元件的出口與第一單向閥的進口、第三單向閥的進口和第二節(jié)流元件的出口互連通連接，第三單向閥的出口和第二節(jié)流元件的進口并聯(lián)與室外機殼上的第一角閥共連接；室內(nèi)風換熱器的制冷劑管路下、上接口，分別通過第一、二外連接管路連接到室外機殼上的第一、二角閥；所連成的制冷劑回路內(nèi)充裝制冷劑；所述的三通閥是帶有電磁導(dǎo)閥的氣動三通閥，電磁導(dǎo)閥的低壓出氣管直接連接到制冷劑回路的壓縮機吸氣管上；所述的四通閥是帶有電磁導(dǎo)閥的氣動四通閥，電磁導(dǎo)閥的高壓進氣管直接連接到制冷劑回路的壓縮機排氣管上；所述的制冷劑回路系統(tǒng)能夠組織制冷氣兼制熱水、制冷氣、制熱水、制暖氣四種循環(huán)；

所述的熱水凝結(jié)換熱器的制冷劑螺旋盤管置于儲熱水箱內(nèi)，或還在制冷劑螺旋盤管外套有熱水導(dǎo)流套管；所述的儲熱水箱是承壓式儲熱水箱，在儲熱水箱設(shè)有進水接口，在儲熱水箱上部設(shè)有出水接口；在進水管路上安裝有進水閥和進水單向閥；

所述的四循環(huán)浸泡換熱儲熱式熱水空調(diào)機，其特征在于：所述的儲熱水箱在出水口或增設(shè)有一支除霜管路，在除霜支管路上安裝有除霜電磁閥，除霜電磁閥后的管路，連接到室外機殼的除霜熱水管接口,再與布置在室外風換熱器翅片上方的噴水管連接，噴水管下側(cè)鉆有噴水孔；在除霜時開啟除霜電磁閥，噴淋熱水除霜；

所述的第一、二節(jié)流元件是電子膨脹閥、或是熱力膨脹閥、或是毛細管；

所述的制冷劑回路系統(tǒng)所組織制冷兼制熱水循環(huán)，制冷氣循環(huán)，制熱水循環(huán)和制暖氣循環(huán)的電器開關(guān)控制方式和制冷劑流程分別是：

（1）制熱水兼制冷氣：壓縮機開，三通閥、四通閥的線圈不通電，室內(nèi)機風扇開，室外機風扇關(guān)停，配有循環(huán)水泵裝置的循環(huán)水泵開；制冷劑流程：壓縮機→三通閥→熱水凝結(jié)換熱器→儲液器→過濾器→第一節(jié)流元件→第三單向閥→室內(nèi)風換熱器→四通閥→氣液分離器→壓縮機；

（2）制冷氣：壓縮機開，三通閥線圈通電，四通閥線圈不通電，室內(nèi)機風扇開，室外機風扇開；制冷劑流程：壓縮機→三通閥→四通閥→室外風換熱器→第二單向閥→儲液器→過濾器→第一節(jié)流元件→第三單向閥→室內(nèi)風換熱器→四通閥→氣液分離器→壓縮機；

（3）制熱水：壓縮機開，三通閥線圈不通電，四通閥線圈通電，室外機風扇開，室內(nèi)機風扇關(guān)停；制冷劑流程：壓縮機→三通閥→熱水凝結(jié)換熱器→儲液器→過濾器→第一節(jié)流元件→第一單向閥→室外風換熱器→四通閥→氣液分離器→壓縮機；

（4）制熱氣：壓縮機開，三通閥線圈通電，四通閥線圈通電，室外機風扇開，室內(nèi)機風扇開；制冷劑流程：壓縮機→三通閥→四通閥→室內(nèi)風換熱器→第二節(jié)流元件→第一單向閥→室外風換熱器→四通閥→氣液分離器→壓縮機；

所述的四循環(huán)浸泡換熱儲熱式熱水空調(diào)機，其特征在于：有三種除霜方法供不同地區(qū)用戶選擇，第一種采用制冷氣循環(huán)方式，由壓縮機壓縮制冷劑釋放凝結(jié)熱除霜；第二種是采用噴淋熱水除霜，根據(jù)除霜信號自動開啟除霜用的電磁閥，利用熱水除霜；第三種采用第一、二種除霜方法結(jié)合使用，噴淋熱水除霜略早起動幾十秒也先關(guān)閉，制冷氣循環(huán)方式除霜時間相對要延時1-2分鐘，以便把室內(nèi)風換熱器的翅片換熱管烘干。

本發(fā)明的創(chuàng)新點在于：

1、設(shè)計的四循環(huán)浸泡換熱儲熱式熱水空調(diào)機的制冷劑循環(huán)回路，是四分循環(huán)，每個循環(huán)都只兩個換熱器工作，而切換結(jié)構(gòu)簡單，與現(xiàn)有空調(diào)機相比，本發(fā)明的制冷劑回路中僅僅增加了一個三通閥和一個熱水凝結(jié)換熱器，僅使用兩個節(jié)流元件和三個單向閥，所構(gòu)成的制冷回路可組織制熱水兼制冷、制冷氣、制熱水、制暖氣四種循環(huán)四功能空調(diào)熱水機。

2、本發(fā)明制冷劑回路切換成功的關(guān)鍵點是：把四通閥的電磁導(dǎo)閥的高壓進氣管直接連到壓縮機排氣管上，保證四通閥在主閥體的進氣管沒有高壓氣體源時能夠正常切換。制冷回路中所用的四通閥，是由現(xiàn)有四通閥改成的四通閥的電磁導(dǎo)閥的進氣管被連接到壓縮機排氣管上，這保證了四通閥的主閥切換時有了高壓氣源，切換有動力；三通閥的電磁導(dǎo)閥的排氣管被連接到壓縮機吸氣管上，這使主閥切換位置時主閥活塞端的排氣有出路，保證三通閥切換順利。

3、本發(fā)明的制冷劑循環(huán)回路可靠運行的保證設(shè)計是：三通閥和四通閥是在氣體回路中工作，閥體內(nèi)部的微量氣體泄漏要比安裝在液路上的泄漏輕許多。

4、本發(fā)明的冬季能夠徹底除霜的技術(shù)關(guān)鍵是：本發(fā)明有三種除霜方法供不同地區(qū)用戶選擇，特別是采用熱水噴淋和制冷劑凝結(jié)熱兩種方式結(jié)合除霜，快速，并克服單熱水噴淋除霜法翅片濕度大重新結(jié)冰的問題，徹底解決空氣源熱泵冬季除霜的問題。

具有新穎性、先進性和實用性，能夠?qū)崿F(xiàn)夏季能夠用制冷循環(huán)方式制熱水兼制冷，使設(shè)備綜合性能系數(shù)超過8，春秋季能用熱泵方式從室外空氣能吸熱制熱水，還能滿足夏季不需要熱水而要空調(diào)的運行方式，適應(yīng)冷量和熱水需求量不同而任意調(diào)配，冬季有兩種供暖方式設(shè)計目標，又具有徹底除霜方法，結(jié)構(gòu)簡單，避免了多閥門的泄漏問題，提高了設(shè)備運行的穩(wěn)定性；具有廣闊市場前景，將在低碳經(jīng)濟中發(fā)揮作用，做貢獻。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1的四循環(huán)浸泡換熱儲熱式熱水空調(diào)機的制冷劑回路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意和制熱水兼制冷氣循環(huán)流程圖。

圖2是本發(fā)明實施例2的四循環(huán)浸泡換熱儲熱式熱水空調(diào)機的制冷氣循環(huán)流程和配有熱水除霜管路示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例2的四循環(huán)浸泡換熱儲熱式熱水空調(diào)機的制熱水循環(huán)流程示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例2的四循環(huán)浸泡換熱儲熱式熱水空調(diào)機的制暖氣循環(huán)流程示意圖。

圖5是本發(fā)明實施例2的四循環(huán)浸泡換熱儲熱式熱水空調(diào)機的熱水噴淋除霜和制冷劑凝結(jié)熱除霜循環(huán)示意圖。

具體實施例：

下面結(jié)合附圖通過實施例進一步詳細說明本發(fā)明的四循環(huán)浸泡換熱儲熱式熱水空調(diào)機的結(jié)構(gòu)和工作原理。但本發(fā)明內(nèi)容不僅限于附圖所示。

實施例1的四循環(huán)浸泡換熱儲熱式熱水空調(diào)機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理由圖1說明。

如圖1所示，圖1的三個虛線方框A、B、C分別表示本發(fā)明三循環(huán)熱水空調(diào)機的室外機、室內(nèi)機、儲熱水箱三大組件；實施例1的制冷劑回路系統(tǒng)的壓縮機1，三通閥2，四通閥3，室外風換熱器4及室外機風扇4a，第一、二、三單向閥D1、D2、D3，儲液器7，過濾器G,第一、二節(jié)流元件J1、J2，氣液分離器10都組裝在室外機殼內(nèi)；室內(nèi)風換熱器5及其室內(nèi)機風扇5a放在室內(nèi)機內(nèi)；記，四通閥主閥體一側(cè)的單個接口為四通閥第一接口①（在標準化中代號為D），四通閥主閥體的另一側(cè)的三個接口，約定,在四通閥線圈無電時與第一接口內(nèi)連通的接口為四通閥第二接口②（在標準中化代號為C），在四通閥線圈有電時與第一接口內(nèi)連通的接口為四通閥第三接口③（在標準中化代號為E），居中的接口為四通閥第四接口④（在標準中化代號為S），即在四通閥線圈無電時與第三接口內(nèi)連通，又在四通閥線圈有電時與第二接口內(nèi)連通的接口，四通閥第一接口直徑相對較小一般作為公共進口，四通閥第四接口一般作為公共出口；約定，三通閥線圈無電時與進氣口內(nèi)連通的接口為三通閥的第一出口，三通閥線圈有電時與進氣口內(nèi)連通的接口為三通閥的第二出口；儲熱水箱8為豎式的包有保溫層承壓水箱；所述的熱水凝結(jié)換熱器6置于儲熱水箱8內(nèi)，其螺旋盤管外套有導(dǎo)流套筒V，制冷劑通路的進、出口留在儲熱水箱外；

實施例1的制冷劑回路連接方式是，壓縮機1的排氣口與三通閥2的進氣口連接，三通閥的第一出氣口2①與室外機殼上的第三角閥Z3連接，而后通過第三外連接管與熱水凝結(jié)換熱器6的制冷劑進口連接；三通閥的第二出氣口2①與四通閥3第一接口連接3①；四通閥3第二、三、四②、③、④接口分別與室外風換熱器4的上端接口、室外機殼上的第一角閥Z1、氣液分離器10的進氣口連接；氣液分離器的出氣口與壓縮機1的進氣口連接；室外風換熱器的下端接口與第一單向閥D1的出口、第二單向閥D2的進口連接；熱水凝結(jié)換熱器6的制冷劑出口通過第四外連接管與室外機殼上的第四角閥Z4連接，第四角閥在室外機內(nèi)的連接管與第二單向閥D2的出口并聯(lián)進入儲液罐7，儲液罐的出口與過濾器G、第一節(jié)流元件J1依序連接，第一節(jié)流元件的出口與第一單向閥D1的進口、第三單向閥D3的進口和第二節(jié)流元件J2的出口互連通連接，第三單向閥D3的出口和第二節(jié)流元件J2的進口并聯(lián)與室外機殼上的第一角閥Z2共連接；室內(nèi)風換熱器5的制冷劑管路下、上接口，分別通過第一、二外連接管路連接到室外機殼上的第一、二角閥；所連成的制冷劑回路內(nèi)充裝制冷劑；

實施例1的三通閥3是帶有電磁導(dǎo)閥3a的氣動三通閥，采用專利產(chǎn)品“一種空調(diào)熱水器用帶電磁先導(dǎo)滑閥的三通閥”專利號：CN 201010596827.5，或由市場現(xiàn)有的帶有電磁導(dǎo)閥的氣動四通閥改進而成，即把四通閥主閥體有三接口的中接口堵死，把電磁導(dǎo)閥3a低壓出氣短細管，從原先與中接口管（在標準化中代號為S的接管）的連接割斷，補焊一段細管作為電磁導(dǎo)閥低壓出氣管L1與制冷劑回路的壓縮機吸氣管連接通；帶有電磁導(dǎo)閥4a的氣動四通閥，由市場現(xiàn)有的帶有電磁導(dǎo)閥的氣動四通閥改進而成，即把電磁導(dǎo)閥的高壓進氣短細管，從原先與四通閥第一接口管連接割斷，補焊一段細管作為電磁導(dǎo)閥的高壓進氣管L2與制冷劑回路的壓縮機排氣管連接通,在圖1中L1和L2都用點點連線特別表示；

儲熱水箱8為豎式的包有保溫層承壓水箱，設(shè)有進、出水接口C1、C2，分別在水箱的底部和頂部；循環(huán)水出水接口C1，取水于水箱最低水位；自來水進水管上裝有進水單向閥SDF，進水閥F1；儲熱水箱的熱水出水接口與用戶的熱水供水管連接,出水管安裝有出水閥F2；

實施例1所述的采集的控制信號制冷劑蒸發(fā)器出口溫度是室外、室內(nèi)風換熱器上端口的溫度探頭T1、T2，熱水凝結(jié)換熱器出水口和儲熱水箱熱水溫度探頭T3、T4，壓縮機吸氣和排氣壓力探頭P1和P2；室外、室內(nèi)風換熱器的溫度探頭T1、T2提供冷暖空調(diào)控制參數(shù)，水溫度探頭T3、T4提供制熱水運行控制參數(shù)，壓力探頭P1和P2提供系統(tǒng)安全保護參數(shù)；

實施例1所述的四循環(huán)熱水空調(diào)機，具有四種循環(huán)回路：制冷氣兼制熱水、制冷氣、制熱水和制暖氣四種循環(huán)，四種循環(huán)回路的制冷劑流程分別是：

（1）制熱水兼制冷氣：壓縮機1開，三通閥2和四通閥3的線圈不通電，室內(nèi)機風扇5a開，室外機風扇4a關(guān)停；制冷劑流程，如圖1所示：壓縮機1→三通閥2①→熱水凝結(jié)換熱器6→儲液器7→過濾器G→第一節(jié)流元件J1→第三單向閥D3→室內(nèi)風換熱器5→四通閥3（③→④）→氣液分離器10→壓縮機1；

（2）制冷氣：壓縮機開，三通閥線圈通電，四通閥線圈不通電，室內(nèi)機風扇開，室外機風扇開；制冷劑流程參見圖2：壓縮機→三通閥2②→四通閥3(①→②)→室外風換熱器→第二單向閥D2→儲液器→過濾器→第一節(jié)流元件J1→第三單向閥D3→室內(nèi)風換熱器→四通閥3(③→④)→氣液分離器→壓縮機；

（3）制熱水：壓縮機開，三通閥線圈不通電，四通閥線圈通電，室外機風扇開，室內(nèi)機風扇關(guān)停，循環(huán)水泵開；制冷劑流程參見圖3：壓縮機→三通閥2①→熱水凝結(jié)換熱器→儲液器→過濾器→第一節(jié)流元件J1→第一單向閥D1→室外風換熱器4→四通閥3（②→④）→氣液分離器→壓縮機；

（4）制暖氣：壓縮機開，三通閥線圈通電，四通閥線圈通電，室外機風扇開，室內(nèi)機風扇開，循環(huán)水泵停；制冷劑流程參見圖4：壓縮機→三通閥2②→四通閥3(①→③)→室內(nèi)風換熱器5→第二節(jié)流元件J2→第一單向閥D1→室外風換熱器4→四通閥3（②→④）→氣液分離器→壓縮機；

實施例1的除霜采用制冷氣循環(huán)模式，參見附圖2。

實施例2的四循環(huán)浸泡換熱儲熱式熱水空調(diào)機的結(jié)構(gòu)和工作原理由圖2說明。

如圖2所示，實施例2的制冷劑循環(huán)回路結(jié)構(gòu)與圖1所示的實施例1的制冷劑循環(huán)回路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同。實施例2與實施例1的區(qū)別在于，儲熱水箱8的出水接口為三通接頭C2，其兩個接口分別接出水閥F2和除霜電磁閥DF，出水閥F2后與用戶的熱水管連接；除霜電磁閥DF后的管路，連接到室外機殼的除霜熱水管接口C3,再與布置在室外風換熱器4翅片上方的噴水管PS連接，噴水管下側(cè)鉆有噴水孔；在除霜時開啟除霜電磁閥DF，噴淋熱水除霜；

圖2表示實施例2的制冷劑流程為制冷氣流程：壓縮機→三通閥2②→四通閥3(①→②)→室外風換熱器→第二單向閥D2→儲液器→過濾器→第一節(jié)流元件J1→第三單向閥D3→室內(nèi)風換熱器→四通閥3(③→④)→氣液分離器→壓縮機；其控制方式為：壓縮機開，三通閥線圈通電，四通閥線圈不通電，室內(nèi)機風扇開，室外機風扇開；

圖3表示實施例2的制冷劑流程為制熱水流程：壓縮機→三通閥2①→熱水凝結(jié)換熱器→儲液器→過濾器→第一節(jié)流元件J1→第一單向閥D1→室外風換熱器4→四通閥3（②→④）→氣液分離器→壓縮機；其控制方式為：壓縮機開，三通閥線圈不通電，四通閥線圈通電，室外機風扇開，室內(nèi)機風扇關(guān)停；

圖4表示實施例2的制冷劑流程為制暖氣流程：壓縮機→三通閥2②→四通閥3(①→③)→室內(nèi)風換熱器5→第二節(jié)流元件J2→第一單向閥D1→室外風換熱器4→四通閥3（②→④）→氣液分離器→壓縮機；其控制方式為：壓縮機開，三通閥線圈通電，四通閥線圈通電，室外機風扇開，室內(nèi)機風扇開，循環(huán)水泵停。

圖5表示實施例2的噴淋熱水除霜和制冷氣循環(huán)除霜；根據(jù)系統(tǒng)除霜信號自動開啟除霜用的電磁閥DF，熱水從儲熱水箱流經(jīng)除霜熱水管，到布置在室外風換熱器4翅片上方的噴水管PS，再噴淋到室外風換熱器4翅片的霜層，快速化霜；除霜用的電磁閥DF比四通閥3從制熱水模式，切換到制冷循環(huán)模式早起動幾十秒也先關(guān)閉，制冷氣循環(huán)方式除霜時間相對要延時1-2分鐘，以便把室內(nèi)風換熱器的翅片換熱管烘干。