制冷剂自然平衡式空调与热泵热水器两用机制造技术

制冷剂自然平衡式空调与热泵热水器两用机，包括压缩机、热水换热器、四通阀、冷凝装置、蒸发装置、节流装置、循环水泵、水箱和电控系统，所述冷凝装置的冷凝器上并联有液体单向旁通装置Ⅰ，所述液体单向旁通装置Ⅰ的位置低于冷凝器的位置或与冷凝器底部平齐，所述冷凝装置的冷凝器制冷剂管路结构形式为上进下出，所述蒸发装置的蒸发器上并联有液体单向旁通装置Ⅱ，所述液体单向旁通装置Ⅱ的位置低于蒸发器的位置或与蒸发器底部平齐，所述蒸发装置的蒸发器制冷剂管路结构形式为上进下出。本发明专利技术可实现制冷、制热、制热水、制冷同时制热水和制热同时制热水5种功能，且运行稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空调机和热水器领域，尤其是涉及一种制冷剂自然平衡式空调与热泵热水器两用机。
技术介绍
蒸汽压缩式空调机具有夏季制冷、冬季采暖的调节空气温湿度功能，在其正常工作的情况下，从压缩机端输入一个单位的电能，可以从蒸发器端得到1-4倍的冷量，同时还可以从冷凝器端得到2-5倍的热量，如果我们采用这样的方式来获得热量，其制热效率是电直接加热方式的2-5倍。用能量守恒定律表示该现象，就是外界输入空调机的电能+空调机的制冷量(蒸发器吸收的热量)=空调冷凝器的散热量。依据此原理，制造出了效率非常高的热泵式空调机和空气能热水器。空调机在夏天运行时，产生大量的废热排入大气。同样是夏季，空气能热水器依然需要消耗宝贵的能源。家用空调机在春季、秋季和冬季，又长时间闲置不用，或少用。由于空调机和空气能热水器结构类似，功能上可以互补，据此可生产出一种既能做空调机用，又能做空气能热水器使用的新型复合电器，它具备空调机和空气能热水器的全部功能，同时夏天可回收空调机制冷产生的废热用于生产热水。在设计新型复合电器产品时，所需解决的核心技术问题是解决多种运行模式下制冷剂量的平衡问题，即在各种运行模式下，都能有合适的制冷剂量保证系统运行正常。针对解决多种运行模式下制冷剂的平衡问题，本人曾提出过一种设计方案并申请了专利，该专利申请的公开号为CN1880877A。但该方案经过多次试验，发现系统不能稳定运行，其主要问题在于1、该方案采用电磁阀，只能通过控制系统实现液态制冷剂正向旁通，气态制冷剂正向截止，达不到无论气态还是液态反向完全截止的作用。究其原因，是因为普通的电磁阀反向不能承受压力，即使阀门处于关闭状态，其反向受压后极易自行导通，造成制冷剂短路，使得系统不能正常运行。2、现有的空调机换热器，其内部管路走向无序，形成很多上下回弯，特别是室内机换热器，其进出口管路全部都先绕到机器上部再往下走，形式为上进上出，如图8所示。当运行制热水模式时，该换热器虽然不工作，但因为结构上不是上进下出的顺流方式，会逐步积存大量制冷剂，如图9所示，将使整个系统缺少足够的所需制冷剂，导致系统不能正常工作。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种运行稳定的制冷剂自然平衡式空调与热泵热水器两用机。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种制冷剂自然平衡式空调与热泵热水器两用机，包括压缩机、热水换热器、四通阀、冷凝装置、蒸发装置、节流装置、循环水泵、水箱和电控系统，所述压缩机的排气口通过管路与热水换热器的制冷剂管路进口相连， 所述热水换热器的制冷剂管路出口通过管路与四通阀的D 口相连，所述四通阀的C 口通过管路与冷凝装置的冷凝器制冷剂管路进口相连，所述冷凝装置的冷凝器制冷剂管路出口通过管路与节流装置相连，所述冷凝装置的冷凝器上并联有液体单向旁通装置I，所述液体单向旁通装置I的位置低于冷凝器的位置或与冷凝器底部平齐，所述冷凝装置的冷凝器制冷剂管路结构形式为上进下出，所述节流装置通过管路与蒸发装置的蒸发器制冷剂管路进口相连，所述蒸发装置的蒸发器制冷剂管路出口通过管路与四通阀的E 口相连，所述蒸发装置的蒸发器上并联有液体单向旁通装置II，所述液体单向旁通装置II的位置低于蒸发器的位置或与蒸发器底部平齐，所述蒸发装置的蒸发器制冷剂管路结构形式为上进下出，所述四通阀的S 口通过管路与压缩机的进气口相连，所述水箱的出水口通过管路与循环水泵的进口相连，所述循环水泵的出口通过管路与热水换热器的加热管路进口相连，所述热水换热器的加热管路出口通过管路与水箱的进水口相连。进一步，所述液体单向旁通装置I可为由冷凝电磁阀与单向阀I串接而成的液体单向旁通装置或为设有制冷剂自动平衡阀I的液体单向旁通装置。进一步，所述制冷剂自动平衡阀I的正向设有浮球开关I，反向设有单向阀III。进一步，所述液体单向旁通装置II可为由蒸发电磁阀与单向阀II串接而成的液体单向旁通装置或为设有制冷剂自动平衡阀II的液体单向旁通装置。进一步，所述制冷剂自动平衡阀II的正向设有浮球开关II，反向设有单向阀IV。进一步，所述冷凝装置为风冷式冷凝装置或水冷式冷凝装置，所述蒸发装置为风冷式蒸发装置或水冷式蒸发装置。进一步，所述节流装置可由两根毛细管和单向阀V构成或由双向膨胀阀构成。通过研究发现，采用由电磁阀与单向阀串联而成的旁通装置，可达到正向液态旁通，气态截止，反向气态液态完全截止的功能。当然，也可不完全依靠电磁阀，而采用可实现同样功能的其它装置，如上述的制冷剂自动平衡阀。对于电磁阀+单向阀的方案，是通过控制电磁阀实现对于正向气态截止和液态导通的控制；对于制冷剂自动平衡阀，是通过其内部的浮球利用流体的不同状态来实现对于正向气态截止和液态导通的控制。通过对电磁阀 +单向阀、以及制冷剂自动平衡阀两种可行方案的总结，对比单一电磁阀旁通的方案。我们将该功能总结为液态单向旁通功能，实现该功能的装置称为液态单向旁通装置。本专利技术通过在冷凝器和蒸发器上并联液体单向旁通装置，既可以使液态制冷剂正向能通过，气态截止，也可防止发生制冷剂反向短路，从而保证系统的稳定运行；本专利技术还通过约定蒸发器和冷凝器的结构形式，使制冷剂管路为上进下出，让处于不工作状态的换热器内的制冷剂顺利流出，保证系统在实现一机兼有多功能的目标同时能长时间正常工作。此外，本专利技术在工作时可实现系统达到最高效率或接近最高效率，从而达到良好的节能效果。附图说明图1为本专利技术实施例1一家用空调空气能热水器两用机的系统结构原理示意图；图2为本专利技术实施例2的系统结构原理示意图3为本专利技术实施例3—户式地源热泵中央空调&中央热水器两用机的系统结构原理示意图4为现有技术在运行纯制冷模式时制冷剂需求量的原理说明图； 图5为现有技术在运行制冷+全热回收模式时制冷剂需求量的原理说明图； 图6为本专利技术实施例1在运行纯制冷模式时制冷剂需求量的原理说明图； 图7为本专利技术实施例1在运行制冷+全热回收模式时制冷剂需求量的原理说明图； 图8为典型空调的蒸发器制冷剂管路结构示意图9为图8所示蒸发器在运行制热水模式时制冷剂管路中制冷剂沉积的示意图； 图10为本专利技术在运行制热水模式时蒸发器制冷剂管路中制冷剂沉积的示意图。具体实施例方式以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1 家用空调空气能热水器两用机参照图1，本 实施例包括压缩机1、热水换热器2、四通阀3、冷凝装置、蒸发装置、节流装置6、循环水泵9、水箱16和电控系统，所述冷凝装置为风冷式冷凝装置，包括冷凝器4和冷凝风机14，所述蒸发装置为风冷式蒸发装置，包括蒸发器5和蒸发风机15，所述压缩机1 的排气口通过管路与热水换热器2的制冷剂管路进口相连，所述热水换热器2的制冷剂管路出口通过管路与四通阀的D 口相连，所述四通阀的C 口通过管路与冷凝器4的制冷剂管路进口相连，所述冷凝器4的制冷剂管路出口通过管路与节流装置6相连，所述冷凝器4上并联有由冷凝电磁阀7与单向阀I 10串接而成的液体单向旁通装置I，所述液体单向旁通装置I中的冷凝电磁阀7与单向阀I 10的位置低于冷凝器4的位置，所述冷凝装置的冷凝器制冷剂管路结构形式为上进下出，所述节流装置6通过设有截止阀I 17的管路与蒸发器 5的制冷剂管路进口相连，所述蒸发器5的制冷剂管路出口通过设有本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制冷剂自然平衡式空调与热泵热水器两用机，包括压缩机、热水换热器、四通阀、冷凝装置、蒸发装置、节流装置、循环水泵、水箱和电控系统，其特征在于：所述冷凝装置的冷凝器上并联有液体单向旁通装置Ⅰ，所述液体单向旁通装置Ⅰ的位置低于冷凝器的位置或与冷凝器底部平齐，所述冷凝装置的冷凝器制冷剂管路结构形式为上进下出，所述蒸发装置的蒸发器上并联有液体单向旁通装置Ⅱ，所述液体单向旁通装置Ⅱ的位置低于蒸发器的位置或与蒸发器底部平齐，所述蒸发装置的蒸发器制冷剂管路结构形式为上进下出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭建华，敖小件，汤海波，陈赛你，许桂香，戴立宏，邹琳，高克宏，
申请(专利权)人：彭建华，敖小件，
类型：发明
国别省市：43