热泵空调设备及其方法技术

本发明专利技术提供一种热泵空调设备及其方法，本设备可以分别工作于15种模式：1)空调制冷+空调制热+制热水+制冷水、2)空调制冷+制热水+制冷水、3)空调制热+制热水+制冷水、4)空调制冷+空调制热+制热水、5)空调制冷+空调制热+制冷水、6)空调制冷+制热水、7)空调制热+制冷水、8)制热水+制冷水、9)空调制冷+空调制热；10)空调制冷+制冷水：利用热水箱吸收余热、11)空调制热+制热水：利用冷水箱吸收余冷、12)制冷水：利用热水箱吸收余热、13)制热水：利用冷水箱吸收余冷、14)空调制冷：利用热水箱吸收余热、15)空调制热：利用冷水箱吸收余冷。以及内箱外箱均温方法、冷热水交替浴的温度控制方法。

Heat pump air conditioner equipment and method thereof

The present invention provides a heat pump air conditioning device and its method, this equipment can work in 15 modes: 1) air conditioning refrigeration air conditioning heating hot water + + + 2) + water, air conditioning and refrigeration system for cold water, hot water + 3) + water + air conditioning heating system for cold water, air conditioning and refrigeration + 4) air conditioning heating + water heating, air conditioning and refrigeration air conditioning system + 5) + 6) cold water, hot water heating, air conditioning and refrigeration + 7) air conditioning heating + cold water, hot water 8) + 9) + water, air conditioning and refrigeration air conditioning heating; 10) air conditioning system: the use of cold water + hot water tank absorption of heat, air conditioning heating + 11) hot water system: use cold water tank to absorb more than cold, cold water: 12) system using hot water tank, heat absorption 13) hot water system: the use of cold water absorbed more than 14), cold air conditioning and refrigeration using hot water tank to absorb heat, air conditioning and heating: 15) absorption than cold with cold water tank. And the temperature inside the box outside the box method, alternating hot and cold water bath temperature control method.

【技术实现步骤摘要】
热泵空调设备及其方法
本专利技术涉及一种热泵空调设备及其方法，具体涉及一种可分别工作在1)空调制热+空调制冷+制热水+制冷水、2)空调制冷+制热水+制冷水、3)空调制热+制热水+制冷水、4)空调制冷+空调制热+制热水、5)空调制冷+空调制热+制冷水、6)空调制冷+制热水、7)空调制热+制冷水、8)制热水+制冷水、9)空调制冷+空调制热；10)空调制冷+制冷水、11)空调制热+制热水、12)制冷水、13)制热水、14)空调制冷、15)空调制热十五种工作状态的设备。以及水箱外箱均温方法、冷热水交替浴的温度控制方法。
技术介绍
针对国家城镇化计划中要走集约、节能、生态的新路子，《浙江省可再生能源建筑应用技术标准》讨论稿出炉，一旦标准正式发布实施，就意味着浙江新建房屋将强制性地应用至少一种可再生能源，进入讨论稿的可再生能源包括太阳能热水系统、空气能热泵热水系统、地源热泵系统、太阳能光伏系统和太阳光诱导系统。“标准的实施，意味着新建民用建筑如果不执行该标准，就难以通过审批和审图环节，也就不能获得施工和验收的许可。反之，达到上述标准的建设项目可以申请补贴。根据我省实施节约能源法的办法，民用建筑以非发电方式利用太阳能、浅层地热能、空气能的，可以向县级以上人民政府建设主管部门申请项目建设资金补助。沈福鑫透露，正联手浙江大学建筑设计院起草一个空气能热泵热水器的安装设计标准，估计今年3月可起草完毕。这一标准实施后，对建筑施工企业有强制作用。届时，新建房屋将预留安装空气能热泵热水器的空间，对空气能热泵热水器产生直接利好。本项目利用热泵空调在制冷过程中产生的余热用于加热热水，产生不需用电的热水，并且变风冷(空气能)为水冷(水能)，有更高的COP，此外节省购置费用、节省安装空间；还可以把热泵空调在制热、制热水过程中产生的余冷用于生产不需用电的冷水，配合热水进行冷热水交替浴，起到强身健体的作用。以空调制冷+制热水的工作过程为例：按照风冷模式计算：输入功率P＝1000W，可以通过空调制冷从室内采热Qc＝3000W，输出热量Qh＝4000W用于制热水，P+Qc＝Qh；，由于室内采热3000W相当于给室内制冷3000W，是有用的，则输入功率P＝1000W，换来4000W+3000W＝7000W有用热功，是指风冷，现在用水吸热，相当于水冷，还可以提高。本项目完全可以取代空气能热泵热水器+热泵分体空调，有望进入城镇化计划中，走节能的新路子。
技术实现思路
一种热泵空调设备：包括室外机、蓄能水箱，室外机与蓄能水箱之间的S管；室外机内部包括高压气管30、低压气管32；连接所有工作单元的总线式公共冷媒接管，包括：液体管31以及控制总线(50)。还包括：内箱外箱均温单元。系统还包括：室内机和室外机与室内机之间的F1管；室内机接一台或多台，其中室内机2、室内机3配备一条对应的F2、F3管。系统还包括：热水箱、室外机与热水箱之间的H管或/和冷水箱、室外机与冷水箱之间的C管。室内机根据需要配置一套或多套；对于要同时使用空调冷风和空调热风的用户，室内机要两台；增加的室内机2或其他室内机的结构与室内机相同；增加室内机2的同时要增加室外机与室内机2之间的F2管。要继续增加室内机，在室外机内增加室内机3三通电磁阀(7B)和室外机与室内机3之间的F3管、室内机4三通电磁阀(7C)和室外机与室内机4之间的F4管；增加的室内机的结构与室内机相同；室内机、室内机2、热水箱、冷水箱与室外机之间还要连接一根专用冷媒管，分别为：室内机与室外机之间连接F1管、室内机2与室外机之间连接F2管、热水箱与室外机之间连接H管、冷水箱与室外机之间连接C管。室外机内的室内机三通电磁阀(7)、室内机2三通电磁阀(7A)、热水箱三通电磁阀(18)、冷水箱三通电磁阀(15)的公共端分别与室外机的F1、F2、H、C管端口相连。室外机内的室内机三通电磁阀(7)、室内机2三通电磁阀(7A)、热水箱三通电磁阀(18)、冷水箱三通电磁阀(15)的G端与室外机内的高压气管30相连。室外机内的室内机三通电磁阀(7)、室内机2三通电磁阀(7A)、热水箱三通电磁阀(18)、冷水箱三通电磁阀(15)的D端与室外机内的低压气管32相连。当某单元需制热，与此单元连接的三通电磁阀的G端与公共端连通；当某单元需制冷，与此单元连接的三通电磁阀的D端与公共端连通；室外机的开关控制、制冷制热量的控制和温度的调节就由室外机电子膨胀阀6来控制。室内机的开关控制、制冷制热量的控制和温度的调节就由室内机电子膨胀阀9来控制。室内机2的开关控制、制冷制热量的控制和温度的调节就由室内机电子膨胀阀9A来控制。冷水箱的开关控制、制冷制热量的控制和温度的调节就由冷水箱电子膨胀阀17来控制。热水箱的开关控制、制冷制热量的控制和温度的调节就由热水箱电子膨胀阀20来控制。通过三通电磁阀改变制冷剂的流向，实现重新定义热水箱、冷水箱的功能为：热水箱+冷水箱、热水箱+热水箱、冷水箱+冷水箱、冷水箱+热水箱；其中热水箱、冷水箱用热水、冷水一体化水箱代替，热水、冷水一体化水箱使用立式或吊挂式；对于不需要冷水的用户，去除冷水箱。对于须分别购置1～2台热泵分体空调及一台热泵空气能热水器的用户，在室外要安装2～3个室外机；使用本设备，只需安装1个室外机即可，除节能外，还节省了产品购置费用、节省了安装的空间。本设备除具备热泵设备的高能效外，尚具有余热利用、余冷利用的优点，在使用空调制冷、制热时除有免费的热水、冷水使用外，还因为使用水冷，较风冷有更高的能效比，因此本设备比热泵空气能热水器或热泵分体空调更省电。室外机包括：压缩机1、气液分离器2、室外机冷凝器/蒸发器3、室外机风机4、室外机三通电磁阀5、室外机电子膨胀阀6、室内机三通电磁阀7、室内机2三通电磁阀7A、蓄能水箱三通电磁阀11、冷水箱三通电磁阀15、热水箱三通电磁阀18、高压气管30、低压气管32。室内机包括：室内机蒸发器/冷凝器8、室内机电子膨胀阀9、室内机风机10。室内机2包括：室内机2蒸发器/冷凝器8A、室内机2电子膨胀阀9A、室内机2风机10A。蓄能水箱包括：蓄能水箱蒸发器/冷凝器12、蓄能水箱电子膨胀阀13。工作过程中，需要单独使用热水或者冷水时，由蓄能水箱承担热水箱或者冷水箱的功能；不要热水或者冷水时，蓄能水箱的水提供空调制冷过程所需的冷能或者空调制热过程所需的热能，从而使系统工作于水冷模式。需要使用冰火池或水疗机时，根据需要增加配置热水箱或者冷水箱；增加配置热水箱时，蓄能水箱承担冷水箱的功能；增加配置冷水箱时，蓄能水箱承担热水箱的功能。冷水箱包括：冷水箱蒸发器/冷凝器16、冷水箱电子膨胀阀17。热水箱包括：热水箱冷凝器/蒸发器19、热水箱电子膨胀阀20。冷热水箱还包括：内外箱保温层39、外箱(40)、立式外箱固定架(41)、吊式外箱固定架(42)。对于空间比较狭小的用户，把冷水箱、热水箱的分体水箱改为热水、冷水一体化水箱；把蓄能水箱、热水箱的分体水箱改为热水、蓄能一体化水箱；以节省地方；或把立式安装的一体化水箱改为挂墙吊装。液体管31为公共接管，室外机电子膨胀阀6、室内机电子膨胀阀9、室内机2电子膨胀阀9A、冷水箱电子膨胀阀17、热水箱电子膨胀阀20都并联连接在上面。高压气管30流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵空调设备，其特征在于：包括室外机、蓄能水箱，室外机与蓄能水箱之间的S管；室外机内部包括高压气管(30)、低压气管(32)；总线式公共冷媒接管，包括：液体管(31)以及控制总线(50)；所述的蓄能水箱其特征在于：还包括：内箱外箱均温单元；所述内箱外箱均温单元(33)，包括：内箱均温块(35)、外箱均温块(36)、活动均温块(37)、均温块自锁电磁铁(38)；内箱外箱均温单元(33)中的活动均温块(37)在均温块自锁电磁铁(38)的控制下，把内箱均温块(35)及外箱均温块(36)进行热短路，让内箱和外箱均温，使热水箱或/和冷水箱的热量通过外箱向空间传导，改变热水箱或/和冷水箱的温度，从而多次向热水箱或/和冷水箱散热或采热，变风冷为水冷，保持高能效比。

【技术特征摘要】
2013.06.08 CN 20131024279291.一种热泵空调设备，其特征在于：包括室外机、蓄能水箱，室外机与蓄能水箱之间的S管；室外机内部包括高压气管(30)、低压气管(32)；总线式公共冷媒接管，包括：液体管(31)以及控制总线(50)；所述的蓄能水箱其特征在于：还包括：内箱外箱均温单元；所述内箱外箱均温单元(33)，包括：内箱均温块(35)、外箱均温块(36)、活动均温块(37)、均温块自锁电磁铁(38)；内箱外箱均温单元(33)中的活动均温块(37)在均温块自锁电磁铁(38)的控制下，把内箱均温块(35)及外箱均温块(36)进行热短路，让内箱和外箱均温，使热水箱或/和冷水箱的热量通过外箱向空间传导，改变热水箱或/和冷水箱的温度，从而多次向热水箱或/和冷水箱散热或采热，变风冷为水冷，保持高能效比。2.根据权利要求1所述的热泵空调设备，其特征在于：系统还包括：室内机和室外机与室内机之间的F1管；室内机接一台或多台，其中室内机2、室内机3配备一条对应的F2、F3管。3.根据权利要求1所述的热泵空调设备，其特征在于：系统还包括：热水箱、室外机与热水箱之间的H管或/和冷水箱、室外机与冷水箱之间的C管。4.根据权利要求1所述的热泵空调设备，其特征在于：室内机根据需要配置一套或多套；对于要同时使用空调冷风和空调热风的用户，室内机要两台；增加的室内机2或其他室内机的结构与室内机相同；增加室内机2的同时要增加室外机与室内机2之间的F2管；要继续增加室内机，在室外机内增加室内机3三通电磁阀(7B)和室外机与室内机3之间的F3管、室内机4三通电磁阀(7C)和室外机与室内机4之间的F4管；增加的室内机的结构与室内机相同；室内机、室内机2、热水箱、冷水箱与室外机之间还要连接一根专用冷媒管，分别为：室内机与室外机之间连接F1管、室内机2与室外机之间连接F2管、热水箱与室外机之间连接H管、冷水箱与室外机之间连接C管；室外机内的室内机三通电磁阀(7)、室内机2三通电磁阀(7A)、热水箱三通电磁阀(18)、冷水箱三通电磁阀(15)的公共端分别与室外机的F1、F2、H、C管端口相连；室外机内的室内机三通电磁阀(7)、室内机2三通电磁阀(7A)、热水箱三通电磁阀(18)、冷水箱三通电磁阀(15)的G端与室外机内的高压气管(30)相连；室外机内的室内机三通电磁阀(7)、室内机2三通电磁阀(7A)、热水箱三通电磁阀(18)、冷水箱三通电磁阀(15)的D端与室外机内的低压气管(32)相连；当某单元需制热，与此单元连接的三通电磁阀的G端与公共端连通；当某单元需制冷，与此单元连接的三通电磁阀的D端与公共端连通；室外机的开关控制、制冷制热量的控制和温度的调节就由室外机电子膨胀阀(6)来控制；室内机的开关控制、制冷制热量的控制和温度的调节就由室内机电子膨胀阀(9)来控制；室内机2的开关控制、制冷制热量的控制和温度的调节就由室内机电子膨胀阀(9A)来控制；冷水箱的开关控制、制冷制热量的控制和温度的调节就由冷水箱电子膨胀阀(17)来控制；热水箱的开关控制、制冷制热量的控制和温度的调节就由热水箱电子膨胀阀(20)来控制。5.根据权利要求1所述的热泵空调设备，其特征在于：室外机包括：压缩机(1)、气液分离器(2)、室外机冷凝器/蒸发器(3)、室外机风机(4)、室外机三通电磁阀(5)、室外机电子膨胀阀(6)、室内机三通电磁阀(7)、室内机2三通电磁阀(7A)、蓄能水箱三通电磁阀(11)、冷水箱三通电磁阀(15)、热水箱三通电磁阀(18)、高压气管(30)、低压气管(32)；室内机包括：室内机蒸发器/冷凝器(8)、室内机电子膨胀阀(9)、室内机风机(10)；室内机2包括：室内机2蒸发器/冷凝器(8A)、室内机2电子膨胀阀(9A)、室内机2风机(10A)；蓄能水箱包括：蓄能水箱蒸发器/冷凝器(12)、蓄能水箱电子膨胀阀(13)；工作过程中，需要单独使用热水或者冷水时，由蓄能水箱承担热水箱或者冷水箱的功能；不要热水或者冷水时，蓄能水箱的水提供空调制冷过程所需的冷能或者空调制热过程所需的热能，从而使系统工作于水冷模式；使用冰火池或水疗机时，根据需要增加配置热水箱或者冷水箱；增加配置热水箱时，蓄能水箱承担冷水箱的功能；增加配置冷水箱时，蓄能水箱承担热水箱的功能；冷水箱包括：冷水箱蒸发器/冷凝器(16)、冷水箱电子膨胀阀(17)；热水箱包括：热水箱冷凝器/蒸发器(19)、热水箱电子膨胀阀(20)；冷热水箱还包括：内外箱保温层(39)、外箱(40)、立式外箱固定架(41)、吊式外箱固定架(42)；对于空间比较狭小的用户，把冷水箱、热水箱的分体水箱改为热水、冷水一体化水箱；把蓄能水箱、热水箱的分体水箱改为热水、蓄能一体化水箱，以节省地方；或把立式安装的一体化水箱改为挂墙吊装；液体管(31)为公共接管，室外机电子膨胀阀(6)、室内机电子膨胀阀(9)、室内机2电子膨胀阀(9A)、冷水箱电子膨胀阀(17)、热水箱电子膨胀阀(20)都并联连接在上面；高压气管(30)流通的是低压冷媒气体经过压缩机压缩以后的高压冷媒气体；液体管(31)流通的是高压冷媒气体经过冷凝器放热后冷却成的冷媒液体；低压气管(32)流通的是冷媒液体经过蒸发器吸热后的低压冷媒气体；控制总线(50)用于连通各单元的控制电路及供电电路。6.根据权利要求1所述的热泵空调设备，其特征在于：蓄能水箱还包括：共晶盐蓄能单元；所述共晶盐蓄能单元(46)包括：共晶盐水合物(47)、固定环(48)、密封外壳(48A)、导热槽(49)；在一个用导热材料制成的密封外壳(48A)里，填充共晶盐水合物(47)；密封外壳(48A)的轴向开有多条导热槽(49)，导热槽加大了共晶盐蓄能单元(46)与水箱的水的接触面积，便于让水箱的水与容器内的共晶盐水合物(47)进行热量交换；密封外壳(48A)内的共晶盐水合物(47)吸收水箱的水中的热，产生相变，共晶盐融化，吸收潜热；密封外壳(48A)内的共晶盐水合物(47)向水箱的水放热，产生相变而冻结，放出潜热；实现潜热蓄能。7.根据权利要求3所述的热泵空调设备，其特征在于：热水箱、或冷水箱还包括：热交换水管均温单元；所述热交换水管均温单元(34)包括：出水电磁阀(27A)、进水电磁阀(27B)、循环水泵(27)、热交换水管(43)、翅片(44)和保护罩(45)；当热水箱或/和冷水箱或/和蓄能水箱的水的温度与室外空气的温度存在温差时，循环水泵(27)把热水箱或/和冷水箱或/和蓄能水箱的水抽到热交换水管(43)，由热交换水管(43)及与其连接的翅片(44)与室外空气进行热交换，使热水箱或/和冷水箱或/和蓄能水箱的热量通过热交换水管(43)向空间传导，改变热水箱或/和冷水箱或/和蓄能水箱的温度，最终令热水箱或/和冷水箱或/和蓄能水箱的水与室外空气均温，从而多次向热水箱或/和冷水箱或/和蓄能水箱散热或采热，把热水箱或/和冷水箱或/和蓄能水箱的水变成冷热源，变风冷为水冷，提高能效比。8.根据权利要求1所述的热泵空调设备，其特征在于：设备还包括：沐浴监控系统、智能温度控制单元；沐浴监控系统(60)包括：沐浴显示控制器(54)、生物信息传感器(55)、沐浴变色灯(56)、音乐播放器(57)；生物信息传感器(55)为一手腕式或指套式心率、血压、血氧浓度、脑波采集传感器，它把用户的心率、血压、血氧浓度、脑波传送到沐浴显示控制器(54)，通过控制总线自动控制水温，以适应用户的身体素质；同时控制音乐播放器(57)的播放速度，协助用户适应温度变化；并控制沐浴变色灯(56)按照用户对温度的适应情况变换颜色，用于辅助用户尽快适应冷热水的温度，提高冷热水交替浴的养生效果；本设备冷水、热水的温度由手动调节外，或通过沐浴监控系统根据用户的身体状态智能调节到最适宜的数值；沐浴显示控制器(54)包括：微电脑控制芯片(61)、存储器(61A)、LCD显示器(62)、遥控收发器(63)、USB盘/接口(64)、网卡(65)、移动通信模块(66)、无线接收器(67)、环境参数传感器(68)、空气/水温度控制器(69)、亮度控制器/照明灯(70)、彩色控制器(71)、音响、电视、投影仪、体感功放/体感振子(72)；智能温度控制单元包括：室内机显示控制器(51)、室外机控制器(53)、室内机2显示控制器(51A)、热水箱传感器(58)、冷水箱传感器(59)、蓄能水箱显示控制器(14)、它们都连接到控制总线(50)，沐浴显示控制器(54)也连接到控制总线(50)；此外还包括室内机遥控器(52)、室内机2遥控器(52A)；水路如下：由自来水水管通过热水箱进水电磁水阀(24)连接到热水箱的进水口，热水箱的热水通过热水箱出水电磁水阀(23)供给热水；由自来水水管通过冷水箱进水电磁水阀(25)连接到冷水箱的进水口，冷水箱的冷水通过冷水箱出水电磁水阀(26)供给冷水；蓄能水箱有一个上水口和有一个下水口，分别连接一个三通电磁水阀，三通电磁水阀的一端连通并与自来水管相连，上水口三通电磁水阀(21)的另一端为热水出口，下水口三通电磁水阀(22)的另一端为冷水出口；这样处理后，蓄能水箱除用于蓄能外，还充当热水箱、冷水箱使用。9.根据权利要求1所述的热泵空调设备，其特征在于：对于有两套室内机，并且具有冷水箱、热水箱的设备，通过改变电磁阀的工作状态使热泵空调设备分别工作于15种模式；各模式中分解的不同工作过程均为同时工作，对于只有一套室内机的设备，没有1)空调制热+空调制冷+制热水+制冷水、4)空调制冷+空调制热+制热水、5)空调制冷+空调制热+制冷水、9)空调制冷+空调制热这4种模式：其中空调制冷、制热时采用水冷方式，余热利用、余冷利用，COP较风冷高，热水、冷水为不耗能的余热余冷利用的副产品,工作模式有9种：1)空调制热+空调制冷+制热水+制冷水、2)空调制冷+制热水+制冷水、3)空调制热+制热水+制冷水、4)空调制冷+空调制热+制热水、5)空调制冷+空调制热+制冷水、6)空调制冷+制热水、7)空调制热+制冷水、8)制热水+制冷水、9)空调制冷+空调制热；利用水箱的闲置功能变风冷为水冷,工作模式6种：10)空调制冷+制冷水、11)空调制热+制热水、12)制冷水、13)制热水、14)空调制冷、15)空调制热；各种工作状态的工作装置及接管连接顺序如下：1)空调制热+空调制冷+制热水+制冷水：分解为①空调制热+空调制冷和②制热水+制冷水，两个过程同时进行：①压缩机(1)→高压气管(30)→室内机三通电磁阀(7)：置G端→F1管→室内机蒸发器/冷凝器(8)→室内机电子膨胀阀(9)→液体管(31)→室内机2电子膨胀阀(9A)→室内机2蒸发器/冷凝器(8A)→F2管→室内机2三通电磁阀(7A)：置D端→低压气管(32)→气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李隆，
申请(专利权)人：李隆，
类型：发明
国别省市：广东,44