专利名称：采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热泵空调领域，尤其涉及一种直接利用现有热泵空调器实现制冷、制热和提供生活热水的装置。
背景技术：
空气源热泵采用蒸气压缩式制冷循环利用室外大气中的低品位能源为空调系统提供冷热源的热力设备(如图2所示)，已经在住宅和商业建筑中得到了广泛的应用。热泵装置可以制取冷、热水作为介质通过空调末端，或者直接向房间输送冷、热风，向房间提供所需要的冷、热量，从而保证房间的热舒适性。在夏季供冷运行时，在向房间供冷的同时， 要将大量的冷凝热排放到室外大气环境中去，造成可能的能量损失，也造成环境的热污染。由于生活水平的提高，对生活热水的需求也越来越多，一般家庭或商业建筑内还需设置热水锅炉、燃气热水器或电热水器，增加建筑设备造价和运行费用。热泵热水器也是利用蒸气压缩式制冷循环从室外大气中提取低品位热能制取生活热水，目前也逐渐得到推广。住宅或商业建筑内同时装有热泵装置和热水装置，增加了设备费用、占用空间和运行费用。尤其是热泵空调和热泵热水器具有相同的工作原理，具有很强的重复性。为实现热泵系统既能满足制冷、制热的需要，又能提供生活热水，从而提高设备的利用率，从20 世纪70年代末开始，就有文献开展相关的研究工作。但是由于此类热泵系统结构和控制复杂、运行可靠性降低，尤其是不能直接利用现有的热泵空调器实现制冷、制热功能的同时增加制热水的功能，一方面造成了现有设备的浪费，另一方面也限制了该技术的市场推广。
发明内容发明目的本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置，该装置与现有普通热泵空调器连接，即可在保持全年可靠运行制冷、制热的基础上增加制生活热水，降低热泵空调热水器的成本，提高热泵机组的使用率和运行效率。技术方案为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为—种采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置，通过制冷剂管路顺序连接第一阀门、热水换热器、节流毛细管、第三阀门，在上述支路两端并联有第二阀门，在毛细管与第三阀门这一管段两端并联有第四阀门，热水换热器的一侧设置有热水水泵。该装置连接于现有普通热泵空调器的气体管上，可以实现单独制冷、单独制热、单独制生活热水、制冷与生活热水、制热与生活热水五种运行模式，该装置的热水接口连接与热水箱上，可构成储热式热泵空调热水器。所述第一阀门和所述第二阀门设置为一个三通阀门。所述空调水泵和所述热水水泵为定速泵、变速泵或可变排量泵。所述热水换热器为板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。[0011]所述三通阀门为手动阀门、电动阀门或电动调节阀门。所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门可以为手动阀门或电动阀门。有益效果本实用新型的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点1、与常规的空气源热泵热水空调系统相比，可以直接利用普通热泵空调器，不需复杂的技术改造，在保持全年可靠运行制冷、制热的基础上提供制生活热水，降低热泵机组的成本；2、本实用新型提高了空气源热泵系统的利用率和能源使用效率，可全年利用空气源热泵进行制冷、制热并提供生活热水，具有舒适、节能环保、结构简单、通用性强、可控性强等优点。
图1为本实用新型的第一实施例的结构示意图；图2为普通热泵空调器的结构示意图；图3为本实用新型与普通热泵空调器构成的热泵空调热水器的结构示意图；图4为本实用新型的第二实施例的结构示意图。其中，1 室外机；2 室外风机；3 压缩机；4 四通阀；5 室外换热器；6 室外电子膨胀阀；7 室内换热器；8 室内风机；9 室内机；10 热水装置；11 第一阀门；12 第二阀门；13:热水换热器；14:毛细管；15:第三阀门；16:第四阀门；17 热水水泵；18 三通阀门。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。实施例一如图1所示，本实用新型采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置的第一实施例的结构示意图，该装置通过制冷剂管路顺序连接第一阀门11、热水换热器13、节流毛细管14、第四阀门15，在上述支路两端并联有第二阀门12，在毛细管14与第三阀门15这一管段两端并联有第四阀门16，热水换热器13的一侧设置有热水水泵17。如图3所示，将该装置的e 口和f 口与普通热泵空调器的b 口和d 口连接，即可以使普通热泵空调器实现单独制冷、单独制热、单独制生活热水、制冷与生活热水、制热与生活热水等五种运行模式。本实施例的与普通热泵空调器构成的热泵空调热水器在单独制冷模式运行时，四通阀5按制冷方式运行即s 口与χ 口连通，t 口与y 口连通，第一阀门11关闭，第二阀门12 打开，第三阀门15关闭，第四阀门16关闭，热水水泵17关闭，室外风机2开启，室内风机9 开启，室外电子膨胀阀6调节系统运行状态。从压缩机3排气口出来的高温高压气态制冷剂经四通阀5的s 口至χ 口，再流入室外换热器4，在室外换热器4中向空气放热冷凝为高温高压液体，再经过室外电子膨胀阀6节流变为低温低压气液两相流体，然后从室外机1的 a 口经制冷剂管路流到室内机7的c 口，流入室内换热器8从室内空气中吸收热量实现制冷的目的并蒸发为低压气体，再经过室内机7的d 口沿制冷剂管路流入热水装置10的f 口， 沿制冷剂管路流过打开的第二阀门12，从热水装置10的e 口流回室外机1的b 口，再从四通阀5的y 口至t 口，返回压缩机3的吸气口，完成蒸气压缩式制冷循环，实现利用室外空气中低品位热能向室内空气制冷的目的。本实施例的与普通热泵空调器构成的热泵空调热水器在单独制热模式运行时，四通阀5按制热方式运行即s 口与y 口连通，t 口与χ 口连通，第一阀门11关闭，第二阀门12 打开，第三阀门15关闭，第四阀门16关闭，热水水泵17关闭，室外风机2开启，室内风机 9开启，室外电子膨胀阀6调节系统运行状态。从压缩机3排气口出来的高温高压气态制冷剂经四通阀5的s 口至y 口，再经过室外机1的b 口沿制冷剂管路流入热水装置10的e 口，沿制冷剂管路流过打开的第二阀门12，从热水装置的f 口流到室内机7的d 口，再流入室内换热器8，加热室内空气并冷凝为高温高压液体后，从室内机7的c 口经制冷剂管路流到室外机1的a 口，再经过室外电子膨胀阀6节流变为低温低压气液两相流体，然后进入室外换热器4，从室外空气中吸收热量，制冷剂完全蒸发为低压气体，再从四通阀5的χ 口至t 口，返回压缩机3的吸气口，完成蒸气压缩式制冷循环，实现利用室外空气中低品位热能制热的目的。本实施例的与普通热泵空调器构成的热泵空调热水器在单独制热水模式运行时， 四通阀5按制热方式运行即s 口与y 口连通，t 口与χ 口连通，第一阀门11打开，第二阀门 12关闭，第三阀门15关闭，第四阀门16打开，热水水泵17打开，室外风机2开启，室内风机9关闭，室外电子膨胀阀6调节系统运行状态。从压缩机3排气口出来的高温高压气态制冷剂经四通阀5的s 口至y 口，再经过室外机1的b 口沿制冷剂管路流入热水装置10的 e 口，沿制冷剂管路流过第一阀门11，再流入热水换热器13加热热水并冷凝为高压液体后， 再通过第四阀门16从热水装置10的f 口流到室内机7的d 口，再流过室内换热器8，由于室内风机9关闭，几乎不与室内空气换热，再从室内机7的c 口经制冷剂管路流到室外机 1的a 口，再经过室外电子膨胀阀6节流变为低温低压气液两相流体，然后进入室外换热器 4，从室外空气中吸收热量，制冷剂完全蒸发为低压气体，再从四通阀5的χ 口至t 口，返回压缩机3的吸气口，完成蒸气压缩式制冷循环，实现利用室外空气中低品位热能制取热水的目的。本实施例的与普通热泵空调器构成的热泵空调热水器在制热与热水模式运行时， 四通阀5按制热方式运行即s 口与y 口连通，t 口与χ 口连通，第一阀门11打开，第二阀门 12关闭，第三阀门15关闭，第四阀门16打开，热水水泵17打开、室外风机2开启、室内风机9开启、室外电子膨胀阀6调节系统运行状态。从压缩机3排气口出来的高温高压气态制冷剂经四通阀5的s 口至y 口，再经过室外机1的b 口沿制冷剂管路流入热水装置10的 e 口，沿制冷剂管路流过第一阀门11，再流入热水换热器13加热热水并部分冷凝为高压液体后，再通过第四阀门16从热水装置10的f 口流到室内机7的d 口，再流过室内换热器8 加热室内空气并完全冷凝为高温高压液体后，从室内机7的c 口经制冷剂管路流到室外机 1的a 口，再经过室外电子膨胀阀6节流变为低温低压气液两相流体，然后进入室外换热器 4，从室外空气中吸收热量，制冷剂完全蒸发为低压气体，再从四通阀5的χ 口至t 口，返回压缩机3的吸气口，完成蒸气压缩式制冷循环，实现利用室外空气中低品位热能制热和制取热水的目的。本实施例的与普通热泵空调器构成的热泵空调热水器在制冷与热水模式运行时， 四通阀5按制热方式运行即s 口与y 口连通，t 口与χ 口连通，第一阀门11打开，第二阀门12关闭，第三阀门15打开，第四阀门16关闭，热水水泵17打开、室外风机2关闭，室内风机8开启，室外电子膨胀阀6完全打开。从压缩机3排气口出来的高温高压气态制冷剂经四通阀5的s 口至y 口，再经过室外机1的b 口沿制冷剂管路流入热水装置10的e 口，沿制冷剂管路流过打开的第一阀门11，流入热水换热器13加热热水并冷凝为高压液体后，再通过毛细管14节流变为低温低压的气液两相流体，经过第三阀门15从热水装置10的f 口流入室内机7的d 口，再流过室内换热器8冷却室内空气并蒸发为低压气体后，从室内机7 的c 口经制冷剂管路流到室外机1的a 口，再经过完全打开的室外电子膨胀阀6，然后进入室外换热器4，由于室外风机2关闭，几乎不与室外空气换热，再从四通阀5的χ 口至t 口， 返回压缩机3的吸气口，完成蒸气压缩式制冷循环，实现利用室外空气中低品位热能制冷和制取热水的目的。在本实施例采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置，与普通热泵空调器连接构成热泵空调热水器，可以进一步将j 口和k 口连接于储水箱，构成储热式热泵空调热水器，通过蓄能的方式进一步提高系统的效率。在本实施例采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置中，热水水泵17可以是定速泵、变速泵或可变排量泵。在本实施例采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置中，热水换热器13可以为板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器等。在本实施例采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置中，第一阀门11、第二阀门12、第三阀门15和第四阀门16可以为手动阀门或电动阀门。实施例二如图4所示，为本实用新型采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置的第二实施例的结构示意图，该实施例是对第一实施例的改进变型，其中，第一实施例的实现普通热泵空调器制热水功能的方法与装置中的第一阀门11和第二阀门12被三通阀门18代替，通过阀门数量的减少，可以简化系统的结构和控制。在单独制冷和单独制热模式下，三通阀门18的ο 口和η 口连通，ο 口和m 口关闭， 其他部件的运行方式不变。而在单独制生活热水、制冷与生活热水、制热与生活热水模式下，三通阀门18的0 口和m 口连通，ο 口和η 口关闭，其他运行方式不变。三通阀门18也可以为电动调节阀门，在制热与生活热水模式下，ο 口与m 口和η 口同时连通，通过阀门的调节可以改变热水制热量和空调制热量的分配。在本实施例采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置中，三通阀18可以为手动阀门、电动阀门或电动调节阀门。
权利要求1.一种采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置，其特征在于通过制冷剂管路顺序连接第一阀门(11)、热水换热器(13)、节流毛细管(14)、第三阀门(15)，在上述支路两端并联有第二阀门(12)，在毛细管(14)与第三阀门(15)这一管段两端并联有第四阀门 (16)，热水换热器(13)的一侧设置有热水水泵(17)。
2.根据权利要求1所述的采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置，其特征在于 所述第一阀门和所述第二阀门设置为一个三通阀门。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置， 其特征在于所述热水水泵(17)为定速泵、变速泵或可变排量泵。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置， 其特征在于所述热水换热器(1 为板式换热器、套管式换热器或壳管式换热器。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置， 其特征在于所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门为手动阀门或电动阀门。
6.根据权利要求2所述的采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置，其特征在于 所述三通阀门为手动阀门、电动阀门或电动调节阀门。
专利摘要本实用新型公开了一种采用毛细管的普通热泵空调器用制热水装置。该装置通过制冷剂管路顺序连接第一阀门、热水换热器、节流毛细管、第三阀门，在上述支路两端并联有第二阀门，在毛细管与第三阀门这一管段两端并联有第四阀门，热水换热器的一侧设置有热水水泵。所述装置连接到普通热泵空调器的室外机和室内机之间，构成带热水功能的热泵空调器，可以实现单独制冷、单独制热、单独制生活热水、制冷与生活热水、制热与生活热水等五种运行模式，通过使用本实用新型的装置可以直接利用已有的热泵型空调器实现全年运行满足制冷、制热和提供生活热水的需求，提高了产品的使用率且节能环保。
文档编号F24F12/00GK201992770SQ201020674868
公开日2011年9月28日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者戴兴泉, 羊海龙, 邵双全 申请人:扬州碧源空调设备有限公司