热泵空调系统技术方案

本发明专利技术为一种热泵空调系统，其包含有控制单元、热水单元及热交换组，热交换组是可依需求改变冷媒的流向，使冷媒具有多种热交换模式，而使本发明专利技术可提供热水及冷气、冷气、热水的多功能实施模式，而据以改善现有系统的管路、构件配置不良而造成影响系统性能效益的缺失，而达到实质具真正节能的多功能热泵空调模式的操作优异性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种热泵空调系统，尤其特指有关改变冷媒的流向，即可达到多种不同的热交换模式的组合需求的改良创新系统。
技术介绍
目前大多数的家庭对于致冷(冷气需求)或致热(热水需求)，仍然是以独立的两套设备(空调系统与热泵系统)来分别供应对空调及热水的需求，因此，在硬件设备方面可说是重复的采用压缩机系统，以致于浪费地球的资源，或者是功能上的重复，因为在室内需求冷气时，其排出的热量可同时制作热水，但却没被利用而被排掉，因此可说是双重耗费能源。为了避免设备的重复及耗能的浪费，需要将冷暖空调功能及热泵热水功能整合在同一套设备上，此至少已有如中国台湾专利公开第201219726号(即申请第99137600号)的专利前案。惟，上述的该专利前案因为设计的不完善，而在实际操作上至少具有以下所述的缺失：(一)现有的冷气按装配管的流程是小径管为液态冷媒流入室内机的入口管，而大径管为液态冷媒流经室内机吸热蒸发成低压气态冷媒的出口管；但就该专利前案的图1(高负载热水含冷气的模式)而言，此冷媒流程设计是小径管为出口管，故会造成阻抗大、压力过低，且又因流经第二膨胀装置，将使已吸热成气态的冷媒经二次膨胀，压力将更低，接着再流经室外热交换器的蒸发器，才流回压缩机的吸入端，此将造成冷媒严重不足，压缩机吸入温度过高，造成压缩机损坏。(二)四方阀是一种由电磁与管路之间压力差推动阀件而改变冷媒流向的构件，然而该专利前案的设计(图1至图5)，高压冷媒先流经第一膨胀装置变成低压冷媒之后再到四方阀，如此一来将使高低压的压差变小，而四方阀因压差变小，将在系统切换时会有无法切换的严重缺失。(三)就该专利前案的图2(低负载热水含冷气的模式)而言，现有的冷气系统流程，此处不应有第一膨胀装置，而膨胀作用应由第二膨胀装置将液态冷媒变为液气共存的冷媒才是。第一膨胀装置将会造成压降过大与过度膨胀，而影响性能系数的严重缺失。(四)就该专利前案的图3(单冷气的模式)而言，同样的，此流程设计，高压气态冷媒流经第一膨胀装置将会造成压降过大与过度膨胀，而影响性能系数，意即：第一膨胀装置在此系统是不应存在的构件，或者必须另设计一回路取代。(五)就该专利前案的图4(单热水的模式)而言，压缩机输出端的高压气态冷媒，经液体热交换器冷凝成液态冷媒，接着流经第一膨胀装置压降成液气共存冷媒，再经室外热交换器蒸发为气态冷媒而回压缩机的吸入端，方为正常的系统流程，然而该专利前案的图4，则是再经过第二膨胀装置，将会造成过大阻抗而影响性能。(六)就该专利前案的图5(热水含暖气的模式)而言，正常流程应是高压高温气态冷媒由大径管进入室内热交换器，造热冷凝成液态冷媒，再由第二膨胀装置压降，再经室外热交换器蒸发为气态冷媒而回压缩机的吸入端。然而而该专利前案的图5，则是高压高温气态冷媒流经第一膨胀装置，将造成过度膨胀压降，使得高压端压力过大，而低压回流端压力太低，而使系统运转异常。
技术实现思路
针对以上缺陷，本案专利技术人认为热泵空调系统所采用的构件(如四方阀、膨胀装置等)为业界现有，但要达到真正复合与节能的智慧商品化目标，唯有借着系统的管路、构件配置的合理化才能达成，因为各构件的设置位置、数量、冷媒流向的合理逻辑配置都影响着是否能达成多功能的目标，因此，使改变冷媒流向时，冷媒可于系统中产生多种热交换的模式，借以达到提供多功能，且使系统运作正常，而无过度压降与膨胀的缺失，则为本专利技术的专利技术要旨所在。为实现上述预期目标，本专利技术采用以下的技术方案：本专利技术为一种热泵空调系统，是由一控制单元、一热水单元及一热交换组所组成，其中，热水单水具有一储水桶、一泵浦、一进液管及一出液管，储水桶以出液管连通而出，且以进液管连通而进，而电性连接至控制单元的泵浦是接设于出液管；而热交换组至少包含均电性连接至该控制单元的一压缩机、一水侧热交换器、一第一四方阀、一第一膨胀装置、一室外热交换器、一第二膨胀装置及一室内热交换器，且以一冷媒管路连接而构成冷媒循环回路，出液管及进液管是连接至水侧热交换器，又室外热交换器、室内热交换器的侧边分别设置的一第一风扇、一第二风扇，且第一风扇、第二风扇亦电性连接至控制单元；而主要改良在于：所述的冷媒管路至少包含一第一管线、一第二管线、一第三管线、一第四管线、一第五管线及一第六管线，压缩机以第一管线连接至第一四方阀，且水侧热交换器接设于第一管线，第一四方阀以第二管线连接室外热交换器，室外热交换器以第三管线连接第一膨胀装置，且第一膨胀装置以第四管线连接室内热交换器，室内热交换器以第五管线连接回压缩机，又由第六管线的一端通过第一四方阀，且通过第二膨胀装置而连接至第三管线，并第六管线的另一端连接至第五管线。据此，使冷媒经由控制单元的引导，改变冷媒的流向，以达到可提供热水加冷气、热水的组合。其运作模式之一，控制单元控制而使第二膨胀装置关闭而运作时，水侧热交换器是将由第一管线来自压缩机的高压气态冷媒开始冷凝，且提供热量予储水桶，冷媒流经第一四方阀及经第二管线进入室外热交换器，且由控制单元控制压缩机、泵浦、第一风扇的转速，使依据复数温度感测元件预设的温度条件，以及依据热水及冷气需求而调节运转，而在室外热交换器完全冷凝成高压液态冷媒之后，由第三管线经第一膨胀装置调节流量与压降而成低温低压液气共存冷媒，再由第四管线经室内热交换器蒸发成低压气态而由第五管线回到压缩机，而形成能提供热水与冷气的运作模式。其运作模式之二，控制单元控制而使泵浦与第二膨胀装置关闭而运作时，来自压缩机的高压气态冷媒由第一管线流经水侧热交换器、第一四方阀，及经第二管线进入室外热交换器而冷凝成高压液态冷媒，由第三管线经第一膨胀装置调节流量与压降而成低温低压液气共存冷媒，再由第四管线经室内热交换器蒸发成低压气态而由第五管线回到压缩机，而形成仅提供冷气的运作模式。其次，水侧热交换器与第一四方阀间的第一管线可增设一第二四方阀，且第五管线是连通第二四方阀。其运作模式之一，控制单元控制而使第二膨胀装置关闭而运作时，水侧热交换器将由第一管线来自压缩机的高压气态冷媒开始冷凝且提供热量予储水桶，冷媒依序流经第二四方阀、第一四方阀，及经第二管线进入室外热交换器，且由控制单元控制该压缩机、泵浦、第一风扇的转速，使依据复数温度感测元件预设的温度条件，以及依据热水及冷气需求而调节运转，而在室外热交换器完全冷凝成高压液态冷媒后，由第三管线经第一膨胀装置调节流量与压降而成低温低压液气共存冷媒，再由第四管线经室内热交换器蒸发成低压气态，再由第五管线经第二四方阀回到压缩机，而形成能提供热水与冷气的运作模式。其运作模式之二，控制单元控制而使泵浦与第二膨胀装置关闭而运作时，来自压缩机的高压气态冷媒经由第一管线依序流经水侧热交换器、第二四方阀、第一四方阀，及由第二管线进入室外热交换器而冷凝成高压液态冷媒，由第三管线经第一膨胀装置调节流量与压降而成低温低压液气共存冷媒，再由第四管线经室内热交换器蒸发成低压气态，再由第五管线经第二四方阀回到压缩机，而形成仅提供冷气的运作模式。再者，水侧热交换器与压缩机间的第一管线可增设一第二四方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵空调系统，包含：一控制单元；一热水单水，具有一储水桶、一泵浦、一进液管及一出液管，该储水桶以该出液管连通而出，且以该进液管连通而进，该泵浦接设于该出液管，且该泵浦电性连接至该控制单元；以及一热交换组，其至少包含均电性连接至该控制单元的一压缩机、一水侧热交换器、一第一四方阀、一第一膨胀装置、一室外热交换器、一第二膨胀装置及一室内热交换器，且以一冷媒管路连接而构成冷媒循环回路，并该出液管及进液管连接至该水侧热交换器，又该室外热交换器、室内热交换器的侧边分别设置的一第一风扇、一第二风扇，且该第一风扇、第二风扇亦电性连接至该控制单元；而其特征在于：该冷媒管路至少包含一第一管线、一第二管线、一第三管线、一第四管线、一第五管线及一第六管线，该压缩机以该第一管线连接至该第一四方阀，且该水侧热交换器接设于该第一管线，该第一四方阀以该第二管线连接该室外热交换器，该室外热交换器以该第三管线连接该第一膨胀装置，且该第一膨胀装置以该第四管线连接该室内热交换器，并该室内热交换器以该第五管线连接该压缩机，又由该第六管线的一端通过该第一四方阀，且通过该第二膨胀装置而连接至该第三管线，并该第六管线的另一端连接至该第五管线。...

【技术特征摘要】
1.一种热泵空调系统，包含：
一控制单元；
一热水单水，具有一储水桶、一泵浦、一进液管及一出液管，该储水桶以该出液管连通而出，且以该进液管连通而进，该泵浦接设于该出液管，且该泵浦电性连接至该控制单元；以及
一热交换组，其至少包含均电性连接至该控制单元的一压缩机、一水侧热交换器、一第一四方阀、一第一膨胀装置、一室外热交换器、一第二膨胀装置及一室内热交换器，且以一冷媒管路连接而构成冷媒循环回路，并该出液管及进液管连接至该水侧热交换器，又该室外热交换器、室内热交换器的侧边分别设置的一第一风扇、一第二风扇，且该第一风扇、第二风扇亦电性连接至该控制单元；
而其特征在于：该冷媒管路至少包含一第一管线、一第二管线、一第三管线、一第四管线、一第五管线及一第六管线，该压缩机以该第一管线连接至该第一四方阀，且该水侧热交换器接设于该第一管线，该第一四方阀以该第二管线连接该室外热交换器，该室外热交换器以该第三管线连接该第一膨胀装置，且该第一膨胀装置以该第四管线连接该室内热交换器，并该室内热交换器以该第五管线连接该压缩机，又由该第六管线的一端通过该第一四方阀，且通过该第二膨胀装置而连接至该第三管线，并该第六管线的另一端连接至该第五管线。
2.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于：由该控制单元控制而使该第二膨胀装置关闭而运作时，该水侧热交换器将由该第一管线来自该压缩机的高压气态冷媒开始冷凝且提供热量予该储水桶，冷媒流经该第一四方阀及经该第二管线进入该室外热交换器，且由该控制单元控制该压缩机、泵浦、第一风扇的转速，使依据数个温度感测元件预设的温度条件，以及依据热水及冷气需求而调节运转，而在该室外热交换器完全冷凝成高压液态冷媒后，由该第三管线经该第一膨胀装置调节流量与压降而成低温低压液气共存冷媒，再由该第四管线经该室内热交换器蒸发成低压气态而由该第五管线回到该压缩机，而形成能提供热水与冷气的运作模式。
3.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于：由该控制单元控制而使该泵浦与该第二膨胀装置关闭而运作时，来自该压缩机的高压气态冷媒由该第一管线流经该水侧热交换器、该第一四方阀，及经该第二管线进入该室外热交换器而冷凝成高压液态冷媒，由该第三管线经该第一膨胀装置调节流量与压降而成低温低压液气共存冷媒，再由该第四管线经该室内热交换器蒸发成低压气态而由该第五管线回到该压缩机，而形成仅提供冷气的运作模式。
4.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于：该水侧热交换器与该第一四方阀间的该第一管线增设一第二四方阀，且该第五管线连通该第二四方阀。
5.如权利要求4所述的热泵空调系统，其特征在于：由该控制单元控制而使该第二膨胀装置关闭而运作时，该水侧热交换器将由该第一管线来自该压缩机的高压气态冷媒开始冷凝且提供热量予该储水桶，冷媒依序流经该第二四方阀、第一四方阀，及经该第二管线进入该室外热交换器，且由该控制单元控制该压缩机、泵浦、第一风扇的转速，使依据复数温度感测元件预设的温度条件，以及依据热水及冷气需求而调节运转，而在该室外热交换器完全冷凝成高压液态冷媒后，由该第三管线经该第一膨胀装置调节流量与压降而成低温低压液气共存冷媒，再由该第四管线经该室内热交换器蒸发成低压气态，再由该第五管线经该第二四方阀回到该压缩机，而形成能提供热水与冷气的运作模式。
6.如权利要求4所述的热泵空调系统，其特征在于：由该控制单元控制而使该泵浦与该第二膨胀装置关闭而运作时，来自该压缩机的高压气态冷媒经由该第一管线依序流经该水侧热交换器、第二四方阀、第一四方阀，及由该第二管线进入该室外热交换器而冷凝成高压液态冷媒，由该第三管线经该第一膨胀装置调节流量与压降而成低温低压液气共存冷媒，再由该第四管线经该室内热交换器蒸发成低压气态，再由该第五管线经该第二四方阀回到该压缩机，而形成仅提供冷气的运作模式。
7.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于：该水侧热交换器与该压缩机间的该第一管线增设一第二四方阀，且该第五管线连通该第二四方阀。
8.如权利要求7所述的热泵空调系统，其特征在于：由该控制单元控制而使该第二膨胀装置关闭而运作时，该水侧热交换器将由该第一管线来...

【专利技术属性】
技术研发人员：林正直，
申请(专利权)人：林正直，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71