分流式前置热水换热器空调热水机的制作方法

本发明涉及空调/热泵供暖热水系统。

背景技术：

1、随着人们生活水平的提高，在满足室内供暖、空调和提供热水需求同时，也要求节能和低碳环保，而目前的家用冷暖空调机，在夏天给室内制取冷量的同时要向室外排放大量热能，如果能收集用于制取热水，则所获热水是不花一分钱的；在春秋天和冬季有室内集中供暖地区，冷暖空调机长时间闲置，设备比经常使用的更容易损坏；为了获得廉价生活热水，除太阳能热水器外，就是热泵热水机；太阳能热水器受天气影响，阴雨天不能提供热水，高楼住户也不好用；热泵热水机由压缩机、风换热器和热水换热器、节流器构成，工作时吸收室外空气的热能制取热水，比电热水器节能70%以上；但是，热泵热水机功能单一；而传统冷暖空调机只有制冷气和冬天供暖气的两个功能，不能制热水； 因此把现有大量使用的传统的冷暖空调机，改造成为夏天能够利用空调排放的废热制取生活热水，在春秋天和有集中供暖地区能用吸收室外空气的热能制取热水，不仅节能，也充分提高了设备利用率，意义巨大；为此目的，提出的冷暖空调热水三用机的专利很多，连本人也研究了20多年，也申请和获得许多授权专利，但是尚有不足，或是系统结构复杂度增加，或是新增添的三通阀配件需要另外开发制作，未能被厂家采用，本技术人授权的单节流前置水换热器冷暖热水三用机（专利号zl 2016100930781）虽然已经把结构简单了许多，但是，四个单向阀的单节流机构，制冷循环时室外风换热器的冷凝液，与气液分离器的压力相同，冷凝液难以回流到气液分离器后再去节流，所以解决的办法在专利说明书中写到“室内、外风换热器安装位置高于气液分离器的位置” ，这条件增加了室外机的设计难度，限制了安装位置，运行不稳定，用户不方便，因此未得推广，还需要改进。

技术实现思路

1、为了克服现有多功能供暖空调热水机制冷剂回路复杂的缺点，制冷剂流路不稳定的缺点，本发明提出一种分流式前置热水换热器空调热水机，是一种气液分离自动分路节流前置水换热器的冷暖空调热水机，可一年四季廉价制取热水，比电热水器节电75%以上，并保留制冷、供暖功能； 结构简单，控制方便，技术易于实现，节能效果好，廉价制取生活热水，市场刚需稳定，前景广阔。

2、本发明的分流式前置热水换热器空调热水机，是一种气液分离自动分路节流前置热水换热器的冷暖空调热水机，包括：压缩机，一个四通阀，室内、外换热器，双向节流器，气液分离器（储液器）；所述的四通阀的第二、三接口（四通阀体进气接口对侧的三个接口之右、左接口②、③），分别与室外、内换热器的第一接口连接；室内、外换热器的第二接口（进液口）之间用双向节流器连接；四通阀的第四接口（四通阀出气接口④）与气液分离器进口连接；气液分离器的出口与压缩机进口连接；系统安装有室内温度探测器和室外机盘管温度探测器；所述的室外换热器带有室外风机；所述的室内换热器，配置有室内风机；所述的双向节流器，是由a、b两段毛细管和b段毛细管的旁通单向阀构成，或是由两个单向阀和两个电子膨胀阀组成的双向节流器；其特征是：所述的分流式前置热水换热器空调热水机，还包括：热水换热器，高压气液分离器和第一、二毛细管节流器；所述的高压气液分离器有上、中、下三个接口；所述的热水换热器的制冷剂通路进口与压缩机的出口连接，热水换热器的出口与高压气液分离器的中接口（进口）连接；所述的高压气液分离器的上接口（出气口），与四通阀的第一接口（进气接口①）连接；所述的高压气液分离器的下接口是出液口，与第一、二毛细管节流器的第一接口并联接；第一、二毛细管节流器的第二接口，分别连接到室外、内风换热器的第二接口（进液口）；所连成的回路充注制冷剂，具有第一、二独立制热水循环和制冷气以及制暖气四种循环，三种功能：制热水、制冷和供暖。

3、本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，其特征是：所述的分流式前置热水换热器空调热水机的四种循环的制冷剂流程顺序分别是：

4、第一独立制热水循环，是第一运行模式循环：压缩机、热水换热器（制热水），高压气液分离器，第一毛细管节流器、室外换热器（吸热）、四通阀（②④）、气液分离器、压缩机；压缩机、室外风机运转，室内风机停；

5、第二独立制热水循环：压缩机、热水换热器（制热水），高压气液分离器，第二毛细管节流器、室内换热器（吸热）、四通阀（③④）、气液分离器、压缩机；压缩机、室内风机运转，室外风机停；

6、制冷气循环，是第二运行模式的循环：压缩机、热水换热器（附带少量制热水），高压气液分离器，四通阀（①②）、室外换热器（放热）、双向节流器（经一段毛细管节流）、旁通单向阀、室内换热器（吸热送冷气）、四通阀（③④）、气液分离器、压缩机；压缩机、室内、外风机运转；在第二运行模式时，在热水换热器产生的部分凝结液，会在高压气液分离器的下部出液口，经第二毛细管节流器、节流进入室内换热器蒸发，参与制冷；

7、制暖气循环，是第三运行模式的循环：压缩机、热水换热器（附带少量制热水），高压气液分离器，四通阀（①③）、室内换热器（放热送暖气）、双向节流器（经两段毛细管节流）、室外换热器（吸热）、四通阀（②④）、气液分离器、压缩机；压缩机、室内、外风机运转；在第三运行模式时，在热水换热器产生的部分凝结液，会在高压气液分离器的下部出液口，经第一毛细管节流器、节流进入室外换热器蒸发，增加吸收室外空气热量。

8、本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，其特征是：所述的第一、二、三和全自动四种运行模式的控制分别是：

9、第一运行模式，热水温度低于设定水温下限时启动，到达设定水温上限时停止；是春秋季常用模式；

10、第二运行模式，室温高于设定温度时启动，低到设定室温时停止，夏季使用模式；

11、第三运行模式，室温低于设定温度时启动，高到设定室温时停止，冬季需要供暖气时使用模式；

12、自动运行模式，执行制热水优先原则；即优先根据热水温度与设定热水温度的上、下限值的比较，自动确定第一运行模式制热水的起停；当热水温度到达设定热水温度上限后，先根据室温与设定室温的差值正负，自动选择执行第二制冷气或第三制暖气模式；如果都不符合第二制冷气或第三制暖气运行模式，则第一运行模式停止。

13、本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，其特征是：所述的分流式前置水换热空调热水机为三体式结构：室外机体、室内机体和一体式热水换热器三体；所述的室外机体内安装有：压缩机，高压气液分离器，四通阀，室外换热器，室外风机，双向节流器，第一、二节流毛细管，气液分离器；室内机体内安装有：室内换热器、室内风机、以及控制面板；所述的一体式热水换热器，是包括螺旋盘管热水换热器和热水箱的热水换热器；所述的室外机体的制冷剂管路有三个对外接口连接端：双向节流器与第二毛细管的并联接口端为第一接口连接端，四通阀的第三接口端（③）为第二接口连接端，高压气液分离器的进口端为第三接口连接端，三个对外接口连接端都安装有管路连接截止阀；在室外机体的制冷剂管路内预先充注制冷剂；第一接口连接端将用活动可拆卸的连接管与室内换热器的第二接口（进液口）连接，第二接口连接端将用活动可拆卸的连接管与室内换热器的第一接口连接，第三接口连接端将用活动可拆卸的连接管与热水换热器出口连接。

14、本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，其特征是，所述的热水换热器可以替换为套管式热水换热器，通过循环水管与热水箱连接，热水循环回路安装有热水循环泵；所述的套管式热水换热器，放置在室外机体的底部，其制冷剂通路出口直接与安装在室外机体内的高压气液分离器的进口连接。

15、本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，其特征是，所述的室内换热器，可以替换为空调用水换热器；制冷循环时，空调用水换热器产生冷冻水，冷冻水通过盘管风机，向室内吹冷气；制热循环时，空调用水换热器产生供暖热水，供暖热水通过盘管风机，向室内吹暖气。

16、本发明的创新点主要有：

17、1、本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，其特征有三点：（1）在压缩机出口与四通阀之间插入一个热水换热器，无论执行制冷气或制暖气循环，所述的分流式前置热水换热器空调热水机都能用制冷剂凝结热制热水，无需另外增加控制阀；（2）在热水换热器出口配接高压气液分离器，把经过热水换热器换热的制冷剂气体与液体分离，气体制冷剂经四通阀，与室内、或室外换热器连接；在水换热器不制热水时，恢复相同于传统冷暖空调机的制冷气、制暖气的功能；在水换热器制热水时，高压的液体制冷剂会自动选择经第一或第二毛细管节流器，进入压力低的室外换热器或室内换热器的蒸发器，完成从室外或室内吸热制热水；设置高压气液分离器的好处是，在热水换热器制热水时，制冷剂的冷凝液无需经过与压缩机排气压力相同的室内或室外换热器，高压力的室内或室外换热器的管路内只被气体充满，这部分制冷剂气体不会被冷凝，因为高压力的换热器风机不运行，因此避免了不设高压气液分离器时，热水换热器的制冷剂凝结液必须经过不作冷凝用的换热器，而出现循环回路制冷剂短缺的情况；如果循环回路制冷剂短缺，设备就无法正常运行，这是以前许多试图改造冷暖空调机为冷暖空调热水三用机失败的根本原因；添置高压气液分离器是很巧妙的设计；（3）所述的分流式前置热水换热空调热水机的高压气液分离器的底部出液口，分两路用毛细管分别与室内、外换热器的原双向节流器的两端口连接，就可以借助高压气液分离器与作蒸发器用的室内、或室外换热器的压力差，自动选择把热水换热器的冷凝液节流送入蒸发器，组织压缩机、热水换热器、毛细管节流器、蒸发器（室内或室外外换热器）的独立制热水循环；这是非常巧妙的设计，其设计原理利用了液体密度大，可以通过毛细管节流器，而毛细管节流器相对于气体，相当于自然的阻断器；由于第一、二毛细管节流器，可以自动寻找节流通路，非常简单，非常稳定，这是本发明的分流式前置热水换热空调热水机突出特点；上述三点创新，具有新颖性，先进性；

18、2、本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，仅通过一个四通阀的切换，配合室内换热器风机的起停，就可实现制热水、制冷和供热三种功能；系统结构简单，控制方便，具有先进性；

19、3、本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，在春秋季，采用第一运行模式，从室外吸热制热水模式，比电热水器节电70-75%；在夏天执行第二制冷气模式，兼制热水，所得热水完全免费；由于夏天制冷气同时附带产生足够的热水，所以不另设单独制冷制热水模式，控制简化；在冬季有供暖的区域，所述的分流式前置热水换热器空调热水机，可执行第一运行模式，廉价制热水；存储在热水箱的热水能为系统除霜循环提供热量；由此可见，本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，节能效果明显，具有突出的先进性；

20、4、本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，整机制冷剂循环回路简单，便于制造；三体式组合，便于运输和安装；运行模式切换只通过一个四通阀的换位，一年仅仅几次，而平常运行只要控制压缩机起停，配合室内、外风机的起停，就可实现最优节能运行方式，应用方便；本发明的所述的分流式前置热水换热器空调热水机，其所具有的制热水、制冷和制热三种功能，特别是制热水是千家万户长年都需要的，实用性明显；

21、综上所述，本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，新颖性清晰、先进性突出，实用性明显，符合发明专利的三性要求。

22、图 1 是本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，实施例 1 的基本结构示意图和第一运行模式，即单独制热水循环流程说明图。

23、图 2 是本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，实施例 1 的第二运行模式，制冷气循环流程说明图。

24、图 3 是本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，实施例 1 的第三运行模式，制暖气循环流程说明图。

25、图 4 是本发明所述的分流式前置热水换热器空调热水机，实施例 2的基本结构，热水换热器为套管式热水换热器与热水箱分体结构，第一运行模式，即单独制热水循环流程说明图。

26、下面结合实施例及其附图，进一步说明本发明，但本发明并不仅限于此。