[发明专利]储热型家庭中央空调供暖热水三用机

说明书

本发明公开储热型家庭中央空调供暖热水三用机，包括制冷剂和供暖/空调水循环以及控制系统，特征是还包括生活热水换热储热器，它由前级水换热器，热水箱，生活热水换热管组成；制冷剂循环系统由压缩机、前级水换热器、四通阀、水换热器、节流阀、室外风换热器、四通阀、气液分离器、压缩机依序连成的回路；供暖/空调水循环系统由循环水泵、水换热器的水通路、盘管风机、两用水箱依序连成的回路；春秋天热泵制生活热水回路是：循环水泵、水换热器的水通路、热水箱、两用水箱，依序连成的回路；热水箱储热和供生活热水；前级水换热器的换热量小于水换热器的1/5；本发明三用机具有供暖，空调，四季供生活热水功能；结构和控制都极简单，高效节能。

技术领域

本发明涉及制冷空调器、热泵热水器和节能技术领域。

背景技术

现有家用冷暖空调器分两种类型，一种是只用制冷工质循环把室内空气的热量输出到室外的氟循环冷风空调，或把室外空气的热量输入到室内的氟循环热风供暖，这种形式的设备通常称冷暖空调机。冷暖空调机只在夏冬两季使用，春、秋季一般被闲置，造成设备和资金的季节性浪费，把现有冷暖空调器改造为冷暖空调热水三用机，在保障空调的功能前提下，替代家用电热水器，可节电70%，节能效果明显。为实现这一个目标，目前已有很多相关的专利技术，这些技术都要对制冷工质的循环回路进行改进。例如：一种双效四季节能冷暖空调热水三用机(专利号：00264455.x），一种四季节能冷暖空调热水三用机(专利号：02116049.X)，带导流套筒换热器热水箱的空气源热泵热水器(专利号：200510053315.3)，有水内循环换热回路的热泵热水机组(专利号：200610085913.3)等，仍然嫌制冷剂回路配置阀门多，节流结构复杂；多回路制冷系统的制冷剂分布不均，造成运行性能不稳定，这些原因，使三用机的市场化还有困难。另一种是用制冷工质循环和载热剂的水循环，再通过风机盘管实现对室内空气温度的调节，这种形式的设备通常称为风源冷热水机组。风源冷热水机组，也称空气源冷热水机组，其制冷工质循环系统主要是由压缩机、风换热器、水换热器、四通阀、节流阀构成；通过水换热器与安装在室内的多个风机盘管的供暖热水或空调冷水的循环，把热量或冷量送到风机盘管，再经风机盘管的风扇，把热风或冷风送到室内；目前，风源冷热水机组又主要用于北方煤改电的地板采暖工程；风源冷热水机组对于家庭室内空调和供暖负荷不同，平衡能力差；北方家庭，冬季供暖负荷很大，而夏季空调制冷负荷较小，即使在同一季节，不同气温的日子，白天和晚上，人员在家与否，对于空调和供暖负荷的需求是不同的；而家庭中央空调通常采用5匹机的风源冷热水机组，它只在设计稳定的工况下才有最高效率，其自调节制冷量和制热量的范围较小，对波动适应能力或调节能力比较差；例如，家庭中央空调系统，对于只有部分房间需要制冷时，就出现大马拉小车的情况，不仅机组效率不能正常发挥，而且调节室温常常依靠主机频繁启停，或要用变频压缩机和变频风机来解决；在冬季遇到严寒的天气，即使采用地板供暖的方式，供暖能力也不足，也需要辅助电加热；如果冬季只采用地板供暖的方式，也无法采用简单电加热补充热量的方式给热水提升温度，增大供暖负荷，因为电辅助加热使热泵输出的热水温度提高，增加地板散热器的温度，增加向房间输出的热量，另一方面，由于地板散热系数基本不变，必然使地板散热器的回水温度也几乎同步上升，最终导致回水温度超过热泵工作温度限制而不能工作；国内知名厂家，就有这种失败的例子；另外，为了利用冷热水机组提供洗浴生活热水，通常的做法是在制冷剂系统的压缩机排气管路上插入一个收集热量的生活热水换热器。增加的生活热水换热器,如果设计不当，会使制冷工质系统循环不稳定。生活热水换热器的换热量过大, 制冷剂在生活热水换热器内变成饱和液体，通过四通阀时，会因为四通阀的内漏，使高压制冷剂液体短路流到低压蒸发器去，造成制冷空调或热泵供暖性能降低，另外制冷剂在生活热水换热器变成液体后，进入后一级换热器的制冷剂容积流量减小，造成系统的冷凝压力过低，节流量不足；如果设计的换热量过小，又不能满足生活热水的需求，再者问题更多是进水自来水温度和换热量不稳定，所以也影响系统制冷空调和供热性能；因此，生活热水换热器的设计非常关键；再者，风源冷热水机组在春秋季，如何提供生活洗浴热水以及如何提高热泵制生活热水的效率，也是十分重要的；尽管 “空气源热泵三联供机组”的前景诱人，但是由于上述问题没有很好解决，现有技术没有吃透系统中各换热器所承担功能和负荷的差别，导致目前大牌的空调器热泵家电厂家，都不敢大张旗鼓宣传和推广“空气源热泵三联供机组”，仍然没有能够推出稳定运行节能的家庭中央空调+供暖+热水三用机商品。