一种带控温除湿功能的空调热水一体机及其控制方法与流程

本发明涉及空调，具体涉及一种带控温除湿功能的空调热水一体机及其控制方法。

背景技术：

1、家用变频空调在我国已经得到普及，在夏季用于制冷兼除湿，在冬季用于制热。为了满足除湿需求，空调的蒸发温度通常低于回风露点温度；而为了满足舒适性需求，回风温度不宜过低。家用变频空调在低负荷制冷运行时,蒸发温度通常较高，为了兼顾除湿，需要降低室内机风量从而降低蒸发温度以达到除湿的目的，此时制冷能效比和单位能耗除湿量均降低。

2、我国长江中下游流域及以南地区在过渡季(无需空调制冷或制热)相对湿度高，特别在“梅雨季”和“回南天”期间，需要除湿来解决潮湿导致的舒适与健康问题。常规家用变频空调在过渡季制冷除湿时，室内回风温度和回风露点逐渐降低，室内相对湿度降至一定程度后不再降低甚至反而升高，导致室内冷而不干；另一方面，蒸发温度和回风露点降低导致空调的单位能耗除湿量显著降低。因此，在过渡季潮湿天气时，常规家用变频空调制冷除湿无法满足除湿的舒适性需求，通常处于闲置状态。

3、我国人口约有一半分布在长江中下游流域及以南地区，夏季制冷累计发生时间和过渡季潮湿天气累计发生时间均较长，制冷和除湿需求大。常规空调系统在制冷和控温除湿模式运行时需要向室外排放热量，将该部分热量通过热水的形式进行回收可满足家庭生活热水来需求。

4、但是现有的家用变频空调无法同时实现制冷+制热水、制热+制热水、除湿+制热水的模式以及无法根据不同模式的制冷量需要来调节所需的制冷剂灌注量，导致功耗较高或满足不了舒适度的需求，无法实现空调的高效运行。

5、由于现有技术中的家用变频空调无法同时实现制冷+制热水、制热+制热水、除湿+制热水的模式以及无法根据不同模式的制冷量需要来调节所需的制冷剂灌注量，导致功耗较高或满足不了舒适度的需求等技术问题，因此本发明研究设计出一种带控温除湿功能的空调热水一体机及其控制方法。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的家用变频空调无法同时实现制冷+制热水、制热+制热水、除湿+制热水的模式以及无法根据不同模式的制冷量需要来调节所需的制冷剂灌注量，导致功耗较高或满足不了舒适度的需求的缺陷，从而提供一种带控温除湿功能的空调热水一体机及其控制方法。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种带控温除湿功能的空调热水一体机，其包括：

3、压缩机、室外换热器、第一室内换热器、第二室内换热器、冷媒-水换热器和储液装置，所述压缩机的排气端能连通至所述室外换热器的一端、或连通至所述第一室内换热器的一端、或连通至所述冷媒-水换热器的一端，所述室外换热器的另一端连通至所述储液装置的内部，所述第一室内换热器的另一端连通至所述储液装置的内部，所述第二室内换热器的一端能连通至所述压缩机的排气端或吸气端，所述第二室内换热器的另一端连通至所述储液装置的内部，所述冷媒-水换热器的另一端连通至所述储液装置的内部，所述压缩机的吸气端能连通至所述室外换热器的所述一端或连通至所述第一室内换热器的所述一端。

4、在一些实施方式中，

5、还包括第一四通阀，所述第一四通阀包括第一d端、第一e端、第一s端和第一c端，所述第一四通阀能在以下2种连通状态之间进行切换：第一种状态，所述第一d端与所述第一c端连通，同时所述第一e端与所述第一s端连通；第二种状态下，所述第一d端与所述第一e端连通，同时所述第一c端与所述第一s端连通，

6、所述第一d端通过第一管路连通至所述压缩机的所述排气端，所述第一c端通过第二管路连通至所述室外换热器的一端，所述第一s端通过第三管路连通至所述压缩机的所述吸气端，所述第一e端通过第四管路连通至所述第一室内换热器的一端。

7、在一些实施方式中，

8、所述室外换热器的另一端通过第五管路连通至所述储液装置的内部，所述第一室内换热器的另一端能通过第六管路连通至所述储液装置的内部，所述第二室内换热器的另一端能通过第七管路连通至所述储液装置的内部，所述冷媒-水换热器的另一端能通过第八管路连通至所述储液装置的内部；

9、还包括水箱和水泵，所述水箱通过第一水路与所述冷媒-水换热器的内部连通，所述水箱通过第二水路与所述冷媒-水换热器的内部连通，以在所述冷媒-水换热器中使得水与制冷剂进行换热，以制取热水，所述第一水路和/或所述第二水路上设置有水泵。

10、在一些实施方式中，

11、所述第五管路上设置有第一节流装置，所述第七管路上设置有第二节流装置，所述第六管路和所述第七管路汇合后通过第十五管路连通至所述储液装置，所述第十五管路上设置有第二节流装置，所述第八管路上设置有第四节流装置，所述第一室内换热器和所述第二室内换热器设置在室内同一气流路径上。

12、在一些实施方式中，

13、所述第五管路连通至所述储液装置内部的一端为第一端，所述第一端高于所述储液装置的内底面第一高度的距离，所述第十五管路连通至所述储液装置内部的一端为第二端，所述第二端高于所述储液装置的内底面第二高度的距离，所述第八管路连通至所述储液装置内部的一端为第三端，所述第三端高于所述储液装置的内底面第三高度的距离，所述第一端距离所述储液装置的顶部的距离为第四高度，并有第四高度大于所述第一高度，所述第二端距离所述储液装置的顶部的距离为第五高度，并有第五高度大于所述第二高度，所述第三端距离所述储液装置的顶部的距离为第六高度，并有第六高度大于所述第三高度。

14、在一些实施方式中，

15、所述储液装置具有高度一半的中间高度分隔线，所述第一端距离所述中间高度分隔线的距离为第七高度，并有第七高度大于所述第一高度，所述第二端距离所述中间高度分隔线的距离为第八高度，并有第八高度大于所述第二高度，所述第三端距离所述中间高度分隔线的距离为第九高度，并有第九高度大于所述第三高度。

16、在一些实施方式中，

17、还包括室内风机和室外风机，所述室外风机与所述室外换热器相对以能驱动气流与所述室外换热器中的制冷剂换热，所述室内风机与所述第一室内换热器的至少部分结构相对，所述室内风机还与所述第二室内换热器的至少部分结构相对，以能驱动气流与所述第一室内换热器和所述第二室内换热器中的制冷剂换热。

18、在一些实施方式中，

19、还包括第二四通阀，所述第二四通阀包括第二d端、第二c端、第二s端和第二e端，所述第二四通阀能在以下2种连通状态之间进行切换：第一种状态下，所述第二d端与所述第二c端连通，同时所述第二s端与所述第二e端连通；第二种状态下，所述第二d端与所述第二e端连通，同时所述第二c端与所述第二s端连通，

20、所述第二d端通过第九管路连通至所述压缩机的所述排气端，所述第二s端能通过第十管路连通至所述压缩机的所述吸气端，所述第二c端能通过第十一管路连通至所述第三管路上，所述第二e端能通过第十二管路连通至所述第二室内换热器的所述一端。

21、在一些实施方式中，

22、所述压缩机包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸具有第一吸气口，所述第二气缸具有第二吸气口，所述第一四通阀的所述第一s端通过所述第三管路连通至所述第一气缸的所述第一吸气口，所述第二四通阀的所述第二s端通过所述第十管路连通至所述第二气缸的所述第二吸气口；

23、还包括第十三管路，所述第十三管路的一端连通至所述第十二管路，所述第十三管路的另一端与所述冷媒-水换热器连通，所述第十一管路上设置有单向阀，所述单向阀仅允许制冷剂流体从所述第三管路流向所述第二四通阀的第二c端；

24、所述第十三管路通过制冷剂管路与所述冷媒-水换热器接触并与所述冷媒-水换热器中的水换热，所述冷媒-水换热器的一端即所述制冷剂管路的一端，所述冷媒-水换热器的另一端即所述制冷剂管路的另一端，所述制冷剂管路的另一端连通至所述第八管路，所述制冷剂管路形成为冷媒-水换热器换热器的至少部分结构

25、在一些实施方式中，

26、还包括辅助压缩缸和第十四管路，所述辅助压缩缸具有第三吸气口，所述第三吸气口通过所述第十四管路连通至所述储液装置的内部上端，所述辅助压缩缸排出的气体与所述第一气缸排出的气体以及所述第二气缸排出的气体在所述压缩机的壳体内混合，并通过所述第一管路和/或所述第九管路排出。

27、在一些实施方式中，

28、所述第一室内换热器、所述第二室内换热器、所述第三节流装置组成一组室内机单元的至少部分结构，所述室内机单元为多个，并且每个所述室内机单元的所述第一室内换热器均连接在所述第一四通阀和所述储液装置之间，每个所述室内机单元的所述第二室内换热器均连接在所述第二四通阀和所述储液装置之间。

29、本发明还提供一种如前述的带控温除湿功能的空调热水一体机的控制方法，其中：当所述带控温除湿功能的空调热水一体机同时包括第一四通阀、第二四通阀以及第一节流装置、所述第二节流装置、所述第三节流装置和第四节流装置时，所述控制方法包括：

30、检测步骤，检测系统所需的运行模式；

31、判断步骤，判断所需的运行模式为制冷模式、制热模式、除湿模式、制冷+制热水模式、制热+制热水模式和除湿+制热水模式中的哪一种；

32、控制步骤，根据不同的运行模式的需求，控制所述第一四通阀和所述第二四通阀的切换，以及控制所述第一节流装置、所述第二节流装置、所述第三节流装置和所述第四节流装置的通断以及调节开度的大小。

33、在一些实施方式中，

34、所述控制步骤，当系统所需的运行模式为制冷模式时，控制所述第一四通阀使得第一d端与第一c端连通，同时第一e端与第一s端连通，控制所述第二四通阀使得第二d端与第二c端连通，同时第二e端与第二s端连通，并控制所述第四节流装置关闭，控制所述第一节流装置、所述第二节流装置和所述第三节流装置均打开并控制三者的开度大小进行变化；

35、当系统所需的运行模式为制热模式时，控制所述第一四通阀使得第一d端与第一e端连通，同时第一c端与第一s端连通，控制所述第二四通阀使得第二d端与第二e端连通，同时第二c端时与第二s端连通，并控制所述第四节流装置关闭，控制所述第一节流装置、所述第二节流装置和所述第三节流装置均打开并控制二者的开度大小进行变化；

36、当系统所需的运行模式为控温除湿时，控制所述第一四通阀使得第一d端与第一c端连通，同时第一e端与第一s端连通，控制所述第二四通阀使得第二d端与第二e端连通，同第二c端时与第二s端连通，并控制所述第四节流装置关闭，控制所述第一节流装置、所述第二节流装置和所述第三节流装置均打开并控制三者的开度大小进行变化；

37、当系统所需的运行模式为制冷+制热水模式时，控制所述第一四通阀使得第一d端与第一c端连通，同时第一e端与第一s端连通，控制所述第二四通阀使得第二d端与第二e端连通，同时第二c端与第二s端连通，所述第一节流装置和所述第三节流装置均关闭，并控制所述第二节流装置和所述第四节流装置均打开并控制二者开度大小进行变化，能调节所述储液装置中的液位；

38、当系统所需的运行模式为制热+制热水模式时，控制所述第一四通阀使得第一d端与第一e端连通，同时第一c端与第一s端连通，控制所述第二四通阀使得第二d端与第二e端连通，同时第二c端与第二s端连通，控制所述第一节流装置、所述第二节流装置、所述第三节流装置和所述第四节流装置均打开并控制四者开度大小进行变化，能调节所述储液装置中的液位。

39、在一些实施方式中，

40、所述判断步骤，在判断出既不是制冷模式，也不是制热模式下，再判断是否为单制热水模式；

41、所述控制步骤，若为单制热水模式时，控制所述第一四通阀使得第一d端与第一e端连通，同时第一c端与第一s端连通，控制所述第二四通阀使得第二d端与第二e端连通，同时第二c端与第二s端连通，所述第二节流装置和所述第三节流装置均关闭，控制所述第一节流装置和所述第四节流装置打开并控制二者的开度大小进行变化。

42、在一些实施方式中，

43、当空调热水一体机还包括水箱和水泵时，且当系统所需的运行模式为制热+制热水模式时，

44、控制所述第一四通阀使得第一d端与第一e端连通，同时第一c端与第一s端连通，控制所述第二四通阀使得第二d端与第二e端连通，第二c端与第二s端连通；并控制所述第一节流装置、所述第二节流装置、所述第三节流装置和所述第四节流装置均打开并控制四者开度大小进行变化，以能调节所述储液装置中的液位；

45、所述检测步骤，还检测水箱中的水温和室内换热器的管温；

46、当一体机开机且水温＜第一预设值时，控制所述水泵的转速小于第一预设转速，且当所述管温＜第二预设值时，控制室内风机停机，当所述管温≥第二预设值时，控制所述室内风机运行并控制其转速小于第二预设转速；

47、当水温≥第一预设值时，控制所述水泵的转速大于等于第一预设转速，且所述室内风机运行并控制其转速大于等于第二预设转速。

48、在一些实施方式中，

49、当空调热水一体机还包括水箱和水泵时，且当系统所需的运行模式为控温除湿+制热水模式时，

50、控制所述第一四通阀使得第一d端与第一c端连通，同时第一e端与第一s端连通，控制所述第二四通阀使得第二d端与第二e端连通，第二c端与第二s端连通；并控制所述第一节流装置、所述第二节流装置、所述第三节流装置和所述第四节流装置均打开并控制四者开度大小进行变化，以能调节所述储液装置中的液位；

51、所述检测步骤，还检测水箱中的水温和室内换热器的管温；

52、当一体机开机且水温＜第一预设值时，控制所述水泵的转速小于第一预设转速，且当所述管温＜第二预设值时，控制室内风机停机，当所述管温≥第二预设值时，控制所述室内风机运行并控制其转速小于第二预设转速；

53、当水温≥第一预设值时，控制所述水泵的转速大于等于第一预设转速，且所述室内风机运行并控制其转速大于等于第二预设转速。

54、本发明提供的一种带控温除湿功能的空调热水一体机及其控制方法具有如下有益效果：

55、本发明通过设置压缩机、室外换热器、第一和第二室内换热器、冷媒-水换热器和储液装置，以及本发明上述的具体的连接方式，能够将冷媒-水换热器融合到常规的空调系统中，将热泵热水器和空调系统有机结合，可以实现供冷、供暖、除湿、供热水、供冷的同时供热水、供热的同时供热水、除湿+制热水等多种运行模式，即能同时实现制冷+制热水、制热+制热水和除湿+制热水的模式，本发明通过设置储液装置，并将室外换热器的另一端、第一和第二室内换热器的另一端、所述冷媒-水换热器的另一端均连通至所述储液装置的内部，能够自适应调节进入系统中进行循环流动的制冷剂循环量，由于多种运行模式下制冷剂循环量不同，通过储液装置的上述连通方式可以自适应不同模式下制冷剂循环量，解决了所需制冷剂流量小而实际循环流量大导致的功耗较高的问题，以及解决了所需制冷剂流量大而实际循环流量小导致的满足不了舒适度的需求的问题，实现了系统的高效运行；本发明多种运行模式下共用或者部分共用同一套换热器及管路系统，相比同时安装空调和热泵热水器而言，节约了初投资和使用成本，提高了系统综合使用效率，本发明的空调系统还能在供冷和供热水同时运行时，把制冷系统产生的冷凝热用于加热热水(制冷+制热水模式)，以及能将除湿吸收的室内热用于制取热水(除湿+制热水模式)，可以减少系统向环境排放热量，降低热污染的同时也可以提高系统能效。