一种四季节能冷暖空调热水三用机制造技术

本发明专利技术的四季节能的冷暖空调热水三用机，其特征是在原有空调器上增加了逆流式水冷换热器和三通二位换向电磁阀，采用了四节流通路毛细管节流机构和电磁辅阀与气动主阀构成的三通二位换向电磁阀，增设了制冷态和制热态的两种节能制热水控制模态，还可采用双回路双向节流机构或把螺旋盘管套管式水冷换热器直接置于储热水箱中；从而使三用机具有夏制冷气兼制热水、冬供暖气兼得温水、春秋冬三季快速即时供热水等多项功能，可一年四季使用，并有高效节能，比电热水器年均节电约８５％，结构简化，制造成本低的优点，解决了空调器半年闲置难卖和电热水器耗电两大难题，对厂家和用户有大的经济效益。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冷暖空调器和热水器的节能技术。
技术介绍
现有冷暖空调器只在夏冬两季有用，春、秋季一般被闲置，这种季节性产品使厂家和商家的大笔资金积压，用户购置的设备也利用率不高，是设备和资金的一种浪费。现有空调器在夏天制冷时向室外环境排放的热量约为空调器压缩机耗电量的3倍，又是一种热量的白白浪费。家用电热水器耗电量大，电能品质利用率低，电热转化比不到1，且一年四季都要用，三口之家以日用热水120公斤从20℃加热到50℃来计算，日耗电约4.2度，年耗电约1500度。因此，提高空调器使用率和热水器的节能已是当今家电行业和节能的有重要意义的研究课题。经检索，目前基于以节约能源这一原理的技术有包括专利号为85202970、90201632、90217674、93206750.6、94216590、94237059、95222060、95237765、95228722在内的技术15项，专利技术专利有二项90109269.X“用于调节空气和供给热/冷水的方法”和92110270.4、“制冷热泵热水机”。以上专利所采用的方式大致可归结为两类一类是把风冷冷凝器改用水冷冷凝器替代，而不再保留风冷制冷功能；另一类是在风冷冷凝器入口之前和压缩机排气口之后增加水冷冷凝器。前一类方案适合做热泵热水器，但功能单一，因夏天用冷气量很大，水冷冷凝器需消耗的水量也很大，仅靠生活用水量无法平衡，将造成大量水的浪费，在缺水的城市不可取；后一类方案虽可在夏季兼顾室内空气降温及供应生活用水，但在春、秋、冬季三季不便制取热水，不能一年四季发挥空调器的热泵热水器作用。专利号为97227264.X的“节能型冷暖空调拖热水器”提出在冷暖空调机回路中增设一个具有五个气室的二位四通阀和二个二位三通阀，使装置分别单独执行制冷气、热气、热水的功能。该装置虽然一年四季可获热水，但不能在制冷气时同时获热水；专利号为95246577.9的“可提供热水的冷暖房间空调器”，属于风冷冷凝器之前接热水器型。专利号为961212217的一种采用逆流式过冷器的空调用制冷/热蓄冷/热系统，提供了一种通过蓄冷水使制冷循环中从冷凝器流出的制冷剂过冷并提高制冷量的方法。但该专利并未涉及与热水器连用的问题。本专利技术人的专利号为00264455.X的“一种双效四季节能冷暖空调热水三用机”介绍了采用一个双通电磁阀和双毛细管双单向阀节流机构的三用机，虽然基本实现了既保留现有冷暖空调器全部功能，又能在四季节能制热水的设想，但是由于回路中只使用了一个气路双通电磁阀和并列双毛细管节流机构设计，使三用机在只作热泵热水器用时的起动期制冷剂会串气到在该模态下不使用的风冷换热器中去，导致循环回路制冷剂量不稳定和制冷剂冷凝废热回收不完全，另外，使用目前市售的二通电磁阀作为制冷剂气路控制用时，在高压高温状态工况下阀芯与阀体间隙因膨胀量不同而发表变化，易出现机械故障。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有空调器和热水器的不足，以及上述专利技术和技术的不完善，通过对现有空调热水器制冷剂循环回路、节流机构、气路换向阀和水冷换热器的改进，提出一种有更高效率、运行可靠、安装方便和有助降低制造成本的四季节能冷暖空调热水三用机，它不仅在夏季能制冷气兼制热水，而且在春秋冬三季也能作单独热泵型热水器之用，比电热水器夏季节能100％，春秋冬三季节能70％。这种四季节能冷暖空调热水三用机，包括冷暖空调器的室外机O、室内机I、水冷换热器B和运行控制保护系统四大部分，也可附带储热水箱H或电辅助加热储热水箱；所述室内机I保留原空调机室内机，它包括室内机风冷换热器V、室内机风扇F2和风向导流器FD、室内温度传感器K1、室内盘管温度传感器K2，该室内机连接管件的两端留有与室外机的接口V1、V2；所述室外机O包括压缩机C、四通二位换向电磁阀T、室外机风冷换热器S、室外机风扇F1、化霜控制器R、节流器、贮液罐Q，该室外机连接管件的两端留有与室内机的接口阀O1和O2；管路L1连接V1和O1、管路L2连接V2和O2，将室内机I与室外机O组成冷暖空调器制冷/热循环回路，回路内装有制冷剂；所述运行控制保护系统包括现有冷暖空调器的电器控制系统、电器运转部件的电路开关执行元件和遥控器，利用遥控器对空调器的制冷气、制暖气、除湿和吹风运行模态执行设定和起、停控制；室外机中的压缩机C的入口C1与贮液罐Q的出口相连接，四通电磁阀T的低压气出口T3与贮液罐Q的入口q1相连接，接口T2与室外风冷换热器S的高压入气口S1相连接，接口T4接至室外机的接口阀O2，再经连接管L2与室内机风冷冷凝器接口V2相接；其特征在于所述室外机O的压缩机C的排气口C2与气路三通二位换向电磁阀D的入口D1相连接，电磁阀D的出口之一(常开)D2与四通二位换向电磁阀T的高压气入口T1相连接，电磁阀D的出口之二(常闭)D3与室外机新增的接口阀O3相连接；节流器为四节流通路毛细管节流机构，它包括三个单向阀、二段主毛细管和二段辅助毛细管，其典型连接方式是从室外机风冷换热器S的端口S2接单向阀P1的入口，单向阀P1的出口接至主毛细管J1的J1B端，主毛细管J1的另一端J1A接至室外机的接口阀O1；辅助毛细管J2续接于主毛细管J1的J1B端，并与单向阀P1并联，并联交接点在J1B和S2；另一主毛细管J3的入口端与室外机新增的接口阀O4相接，其出口端与两个单向阀P2和P3的入口端共连接于交点J3B；单向阀P2的出口与辅助毛细管J4的入口端J4A共连接，辅助毛细管J4的出口端也接至室外机风冷换热器S的S2端口；单向阀P3的出口则接至主毛细管J1的J1A端，与室外机的接口阀O1连接；室外机新增的接口阀O3经连接管L3与水冷换热器B的制冷剂进口接头B1相连接；水冷换热器B的制冷剂出口接头B2经连接管L4与室外机新增的接口阀O4相连接，过滤G可串接在接头B2之前或之后；水冷换热器B的入水接口b3与其制冷剂出口接头B2共在水冷换热器的一端，入水接口b3留与进水阀W1相接；出水口b4留与用户的热水管或储热水箱相连接；所述运行控制保护系统，是在现有空调器的制冷气、制热风和吹风三个模态外，还增加了从室外吸热制热水和室内制冷兼制热水的两种节能制热水模态，从室外吸热制热水的控制模态是四通电磁阀T处于制热状态(通电态)，气路三通二位换向电磁阀D开(通电态)；压缩机C、室外风扇F1开(通电态)、室内风扇F2电路关(断电态)；室内制冷兼制热水的控制模态是四通电磁阀T处于制冷状态(断电态)，气路三通二位换向电磁阀D开(通电态)；压缩机C、室内风扇F2开(通电态)、室外风扇F1电路关(断电态)；风向导流器FD处于(通电态)。所述气路三通二位换向电磁阀D是由电磁辅阀Df和气动主阀Dz构成的组合三通二位换向电磁阀，其辅阀Df和主阀Dz的结构与现有气动四通二位换向电磁阀T基本相同，其辅阀Df为微型四通二位换向电磁阀，包括有辅阀阀体、辅阀芯、阀芯复位弹簧和吸动阀芯的电磁线圈DL，主阀Dz为气动三通二位换向阀，包括有主阀阀体和装在阀腔内两端带有活塞的主阀控制滑块，主阀腔被两个活塞分成三个气室，中间为主气室，两端为控制滑块位置气室；其辅阀Df接有四个与辅阀腔相通的气路毛细管d1、d2、d3和d4，d1为辅阀的公共高压进气管路与主阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四季节能冷暖空调热水三用机，包括冷暖空调器的室外机Ｏ、室内机Ｉ、水冷换热器Ｂ和运行控制保护系统四大部分，也可附带储热水箱Ｈ或电辅助加热储热水箱；所述室内机Ｉ保留原空调机室内机，它包括室内机风冷换热器Ｖ、室内机风扇Ｆ２和风向导流器ＦＤ、室内温度传感器Ｋ１、室内盘管温度传感器Ｋ２，该室内机连接管件的两端留有与室外机的接口Ｖ↓［１］、Ｖ↓［２］；所述室外机Ｏ包括压缩机Ｃ、四通二位换向电磁阀Ｔ、室外机风冷换热器Ｓ、室外机风扇Ｆ１、化霜控制器Ｒ、节流器、贮液罐Ｑ，该室外机连接管件的两端留有与室内机的接口阀Ｏ↓［１］和Ｏ↓［２］；管路Ｌ１连接Ｖ↓［１］和Ｏ↓［１］、管路Ｌ２连接Ｖ↓［２］和Ｏ↓［２］，将室内机Ｉ与室外机Ｏ组成冷暖空调器制冷／热循环回路，回路内装有制冷剂；所述运行控制保护系统包括现有冷暖空调器的电器控制系统，电器运转部件的电路开关执行元件和遥控器，利用遥控器对空调器的制冷气、制暖气、除湿和吹风运行模态执行设定和起、停控制；室外机中的压缩机Ｃ的入口Ｃ↓［１］与贮液罐Ｑ的出口相连接，四通电磁阀Ｔ的低压气出口Ｔ↓［３］与贮液罐Ｑ的入口ｑ↓［１］相连接，接口Ｔ↓［２］与室外风冷换热器Ｓ的高压入气口Ｓ↓［１］相连接，接口Ｔ↓［４］接至室外机的接口阀Ｏ↓［２］，再经连接管Ｌ２与室内机风冷冷凝器接口Ｖ↓［２］相接； 其特征在于：所述室外机Ｏ的压缩机Ｃ的排气口Ｃ↓［２］与气路三通二位换向电磁阀Ｄ的入口Ｄ↓［１］相连接，电磁阀Ｄ的出口之一（常开）Ｄ↓［２］与四通二位换向电磁阀Ｔ的高压气入口Ｔ↓［１］相连接，电磁阀Ｄ的出口之二（常闭）Ｄ↓［３］与室外机新增的接口阀Ｏ↓［３］相连接；节流器为四节流通路毛细管节流机构，它包括三个单向阀、二段主毛细管和二段辅助毛细管，其典型连接方式是：从室外机风冷换热器Ｓ的端口Ｓ↓［２］接单向阀Ｐ１的入口，单向阀Ｐ１的出口接至主毛细管Ｊ１的Ｊ↓［１Ｂ］端，主毛细管Ｊ１的另一端Ｊ↓［１Ａ］接至室外机的接口阀Ｏ↓［１］；辅助毛细管Ｊ２续接于主毛细管Ｊ１的Ｊ↓［１Ｂ］端，并与单向阀Ｐ１并联，并联交接点在Ｊ↓［１Ｂ］和Ｓ↓［２］；另一主毛细管Ｊ３的入口端与室外机新增的接口阀Ｏ↓［４］相接，其出口端与两个单向阀Ｐ２和Ｐ３的入口端共连接于交点Ｊ↓［３Ｂ］；单向阀Ｐ２的出口与辅助毛细管Ｊ４的入口端Ｊ↓［４Ａ］共连接，辅助毛细管Ｊ４的出口端也接至室外机风冷换热器Ｓ的Ｓ↓［２］端口；单向阀Ｐ３的出口则接至主毛细管...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈则韶，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]