專利名稱：帶熱水器的冷暖空調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶熱水器的冷暖空調(diào)器。它包括普通冷暖空調(diào)器的所有部件以及水熱交換器和保溫水箱，既可作為普通冷暖空調(diào)器使用，又可作為熱水器使用。
背景技術(shù)：
空調(diào)器在制冷時(shí)向周圍大氣排放熱量，造成了周圍環(huán)境的熱污染。希望利用空調(diào)制冷時(shí)產(chǎn)生的廢熱來加熱水是人們的共同愿望。長期以來，人們在這方面開展了大量的研究開發(fā)，僅這方面的專利文獻(xiàn)就多達(dá)一百多份。但從前的多數(shù)專利所公開的系統(tǒng)都過于復(fù)雜，從而導(dǎo)致其制造成本過高；多數(shù)專利技術(shù)與現(xiàn)有空調(diào)器的生產(chǎn)技術(shù)差別太大，不易于在現(xiàn)有空調(diào)器基礎(chǔ)上改造，也導(dǎo)致其生產(chǎn)難度的增加；許多專利的原理雖然先進(jìn)，但沒有考慮加工工藝和產(chǎn)品的可靠性，也是此項(xiàng)技術(shù)難以推廣的原因之一。由于種種困難，目前市場上還沒有帶熱水器的冷暖空調(diào)出售。本實(shí)用新型的目的是公開一種能在一年四季產(chǎn)生熱水，易于在現(xiàn)有空調(diào)器的基礎(chǔ)上改造，且制作簡單、制冷制熱水效率高的帶熱水器的冷暖空調(diào)器。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的特征是在普通冷暖空調(diào)器的壓縮機(jī)出口和電磁四通閥之間串聯(lián)入一水熱交換器，并且其水熱交換器經(jīng)保溫處理后放置在普通分體式家用空調(diào)器室外機(jī)內(nèi)散熱器的上方(如圖3所示)；水熱交換器放置處有兩個(gè)支撐點(diǎn)，一個(gè)在隔音板的上端，另一個(gè)在風(fēng)扇電機(jī)支架的上部；其余部分與普通冷暖空調(diào)器相同。本實(shí)用新型的室外機(jī)主要包括壓縮機(jī)、風(fēng)冷散熱器、軸流風(fēng)機(jī)、電磁四通閥、過濾器、單向閥、毛細(xì)管、水熱交換器和循環(huán)水泵等部件。循環(huán)水泵與壓縮機(jī)相鄰安裝在室外機(jī)底板上(如圖3所示)。
本實(shí)用新型的原理如圖1所示，壓縮機(jī)1出氣口與水熱交換器2的進(jìn)氣口相連；水熱交換器2的出氣口與電磁四通閥3的A口相連；電磁四通閥的B口與氣液分離器10的進(jìn)氣口相連，其C口通過截止閥8與室內(nèi)散熱器4的一端相連，D口與室外散熱器5的一端相連；室內(nèi)散熱器4的另一端通過截止閥8及過濾器7進(jìn)入帶毛細(xì)管的單向閥6與室外機(jī)散熱器5的另一端相連；氣液分離器10的出口與壓縮機(jī)1的進(jìn)氣口相連；這樣就形成了空調(diào)器的制冷、制熱封閉循環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)需要產(chǎn)生熱水時(shí)，循環(huán)水泵13工作，將水箱9底部的冷水送入水熱交換器2，產(chǎn)生的熱水送入水箱9的頂部。使用熱水時(shí)，打開混水調(diào)節(jié)閥11并調(diào)節(jié)它，所需溫度的熱水就會流出淋浴噴頭12。
本實(shí)用新型中水熱交換器2是帶熱水器的冷暖空調(diào)器熱效率高低的關(guān)鍵，遺憾的是已公開的專利文獻(xiàn)均未給出其具體結(jié)構(gòu)。我們在這方面進(jìn)行了較多的試驗(yàn)研究。本實(shí)用新型的特征是水熱交換器2可以是排筆式、也可以是同心管式。
以下結(jié)合附圖公開這兩種水熱交換器的具體結(jié)構(gòu)。
(1)排筆式水熱交換器圖2為本實(shí)用新型排筆式水熱交換器2的實(shí)例結(jié)構(gòu)圖。此結(jié)構(gòu)的特征在于排筆式水熱交換器2由數(shù)根重疊放置的一定長度的大銅管20通過連接管16及連接彎頭24串聯(lián)而成(本圖以六根大銅管為例)。連接管16焊接在大銅管的一端，連接彎頭24焊接在大銅管的另一端，并且它總是焊接在大銅管端面的外側(cè)；連接管16、連接彎頭24及大銅管內(nèi)均走水，水的流向從大銅管(6)流入→大銅管(5)→大銅管(4)→大銅管(3)→大銅管(2)→大銅管(1)。每根大銅管內(nèi)均有三根同長度的小U型銅管19，三根小U型銅管的兩頭各通過一個(gè)一通三的接頭18并聯(lián)在一起形成一組，每組小U型銅管的兩頭各通過彎頭15將每組串聯(lián)起來。小U型銅管內(nèi)走制冷劑，制冷劑的流動方向?yàn)樾型銅管組(1)→小U型銅管組(2)→小U型銅管組(3)→小U型銅管組(4)→小U型銅管組(5)→小U型銅管組(6)。小U型銅管組(1)和(6)的制冷劑進(jìn)、出口處分別焊一直管14，以便于組裝。大銅管的兩端分別有前堵片17和后堵片22(或21)封口。排筆式水熱交換器的兩頭分別有一個(gè)有螺口的接頭23，用以聯(lián)接水管。
(2)同心管式水熱交換器圖4為本實(shí)用新型同心管式水熱交換器2的實(shí)例結(jié)構(gòu)圖，此結(jié)構(gòu)的特征是它由一大一小兩根銅管28、25組成長圓形組件。小銅管從大銅管中穿過，兩頭伸出。大管28的兩端分別有堵片26。堵片的中間有一與小銅管外徑尺寸相同的內(nèi)孔，堵片內(nèi)孔與小銅管焊接，堵片外緣與大銅管焊接。在大銅管的兩頭靠近端部的地方焊接有水管接頭27，用于聯(lián)接進(jìn)水管和出水管。小銅管內(nèi)走制冷劑，大銅管內(nèi)走水。制冷劑和水逆向流動。
以上兩種水熱交換器均具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，易于制作、易于檢驗(yàn)，傳熱效率較高等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的特征之一是水熱交換器2的外面均加保溫層。
本實(shí)用新型特征之一是水泵13的流動方向是將冷水從水箱9的底部抽出，經(jīng)水熱交換器后回到水箱9的頂部。
本實(shí)用新型特征之一是水箱上水口的水管在水箱的內(nèi)部彎曲成“L”字型，使水流方向與水平面平行(如圖5所示)。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的功能及控制原理如下工況I當(dāng)系統(tǒng)為熱水器工況且室內(nèi)制冷制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)1壓縮后，壓強(qiáng)與溫度升高，這些高溫高壓的制冷劑經(jīng)水熱交換器2(水泵13電機(jī)工作)后，將熱量傳給水(在循環(huán)水泵13的作用下，水箱9底部的低溫水被抽入水熱交換器2與制冷劑進(jìn)行熱交換，經(jīng)過幾級熱交換，水溫逐步升高。高溫水在壓差的作用下被送到熱水器水箱9的頂部)；冷卻后的制冷劑，經(jīng)電磁四通閥3流過室外機(jī)組散熱器5(此時(shí)室外風(fēng)機(jī)不工作)后，再經(jīng)單向閥毛細(xì)管6節(jié)流后，流過室內(nèi)機(jī)散熱器4吸熱(室內(nèi)制冷)后回壓縮機(jī)1。此時(shí)，為了提高產(chǎn)生熱水的效率，必須關(guān)閉室外機(jī)組5的風(fēng)機(jī)電源。
工況II當(dāng)系統(tǒng)以熱水器工作且室內(nèi)不制冷制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)1壓縮后，壓強(qiáng)與溫度升高，這些高溫高壓的制冷劑經(jīng)水熱交換器2(水泵13電機(jī)工作)后將熱量傳給水并被帶入水箱中，初步冷卻后的制冷劑，經(jīng)電磁四通閥3流過室內(nèi)機(jī)組散熱器4(此時(shí)室內(nèi)風(fēng)機(jī)不工作)后，再經(jīng)單向閥毛細(xì)管節(jié)流后，過室外機(jī)散熱器5吸熱(室外風(fēng)機(jī)工作)后回壓縮機(jī)1。此時(shí)，為了室內(nèi)不制冷必須關(guān)閉室內(nèi)風(fēng)機(jī)電源。
工況III當(dāng)系統(tǒng)以普通空調(diào)器制冷時(shí)此時(shí)高溫制冷劑雖然經(jīng)水熱交換器2，但因水泵停止工作，水熱交換器內(nèi)的水量有限，很快制冷劑的溫度與水換熱器的溫度達(dá)到了平衡，制冷劑流經(jīng)水熱交換器后其熱量流失很小。高溫制冷劑經(jīng)電磁四通閥3流過室外機(jī)組散熱器5(此時(shí)室外風(fēng)機(jī)工作)后，再經(jīng)單向閥毛細(xì)管6節(jié)流后，過室內(nèi)機(jī)散熱器4吸熱(室內(nèi)制冷)后回壓縮機(jī)。此時(shí)水泵停止工作，系統(tǒng)與普通空調(diào)制冷的工作狀況完全相同。
工況IV當(dāng)系統(tǒng)以普通空調(diào)器制熱時(shí)同工況III，由于水泵停止工作，很快制冷劑的溫度與水熱交換器的溫度達(dá)到了平衡。制冷劑經(jīng)電磁四通閥3流過室內(nèi)機(jī)組散熱器4(室內(nèi)制熱)，再經(jīng)單向閥毛細(xì)管6節(jié)流后，過室外機(jī)散熱器5吸熱(此時(shí)室外風(fēng)機(jī)工作)后回壓縮機(jī)。此時(shí)水泵停止工作，系統(tǒng)與普通空調(diào)制熱的工作狀況完全相同。
工況V室內(nèi)制冷并收集廢熱產(chǎn)生熱水當(dāng)水箱9內(nèi)的水溫低于設(shè)定溫度時(shí)，水泵電機(jī)工作，制冷劑的溫度首先通過水熱交換器2傳到水箱9中。當(dāng)水溫與壓縮機(jī)1的出口溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，水泵電機(jī)不工作，熱量主要通過室外散熱器5傳到周圍的大氣中。夏天空調(diào)器多以這一工況工作，水熱交換器2的引入既提高了空調(diào)器的制冷效率，又得到了熱水，一舉兩得。
工況VI保溫防凍當(dāng)水熱交換器2內(nèi)的水溫低于設(shè)定值時(shí)，啟動壓縮機(jī)1、室外風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)，使電磁四通閥置于A-C，D-B狀態(tài)，直到水箱內(nèi)水溫升到設(shè)定值時(shí)，以上各電源開關(guān)關(guān)閉。
綜合上述六種工況，本實(shí)用新型系統(tǒng)內(nèi)各控制點(diǎn)控制如下表分工況控制表


圖1是本實(shí)用新型的空調(diào)熱水器基本原理圖。
圖2是本實(shí)用新型排筆式水熱交換器的實(shí)例結(jié)構(gòu)圖圖3是本實(shí)用新型水熱交換器的布置及接管圖圖4是本實(shí)用新型同心管式水熱交換器的實(shí)例結(jié)構(gòu)圖圖5是保溫水箱結(jié)構(gòu)圖圖6是電器控制方框圖具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施實(shí)例采用一臺一匹馬力的舊冷暖空調(diào)器的相應(yīng)配件，水箱的容量43升。排筆式水熱交換器的大銅管外徑為30毫米，每根長度為500毫米，其小銅管的外徑為6毫米；同心管式水熱交換器大銅管外徑為16毫米，小銅管的外徑為10毫米，總長度為6米。室外機(jī)的外形尺寸比改造前高100毫米。循環(huán)水泵的功率為25瓦。
實(shí)驗(yàn)表明水熱交換器的引人改進(jìn)了空調(diào)器的制冷效果。系統(tǒng)以空調(diào)器工作時(shí)，其性能與普通空調(diào)器相同；以熱水器工作時(shí)，其效率是普通電熱熱水器的3～4倍；夏天空調(diào)器制冷時(shí)可以不另外花電費(fèi)而得到大量的熱水，還能使空調(diào)的制冷效率提高。
權(quán)利要求1.一種帶熱水器的冷暖空調(diào)器，其特征是在普通冷暖空調(diào)器的基礎(chǔ)上增加了水熱交換器、水泵及保溫水箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶熱水器的冷暖空調(diào)器，其特征是水熱交換器外有保溫層并安裝在空調(diào)室外機(jī)內(nèi)散熱器的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶熱水器的冷暖空調(diào)器，其特征是水熱交換器在空調(diào)制冷、制熱循環(huán)系統(tǒng)中位于壓縮機(jī)出口和電磁四通閥的進(jìn)口之間，其水熱交換器可以是排筆式、同心管式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的帶熱水器的冷暖空調(diào)器，其特征是排筆式水熱交換器是由數(shù)根并排放置的一定長度的大銅管串聯(lián)而成，每根大銅管內(nèi)并聯(lián)有三根同長度的小U型銅管，各組小U型銅管串聯(lián)，U型銅管內(nèi)走制冷劑，大銅管內(nèi)走水，制冷劑和水逆向流動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的帶熱水器的冷暖空調(diào)器，其特征是同心管式水熱交換器由一大一小兩根銅管彎制而成，小銅管在大銅管內(nèi)，小銅管內(nèi)走制冷劑，大銅管內(nèi)走水，制冷劑和水逆向流動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶熱水器的冷暖空調(diào)器，其特征是保溫水箱上下進(jìn)出水管在水箱內(nèi)彎屈成90度，與水平面平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶熱水器的冷暖空調(diào)器，其特征是系統(tǒng)以熱水器工況工作且室內(nèi)不制冷時(shí)，室內(nèi)風(fēng)機(jī)不工作，室外風(fēng)機(jī)工作，電磁四通閥為室內(nèi)制熱的工況。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶熱水器的冷暖空調(diào)器，其特征是系統(tǒng)以熱水器工況工作且室內(nèi)制冷時(shí)，室內(nèi)風(fēng)機(jī)工作，室外風(fēng)機(jī)不工作，電磁四通閥為室內(nèi)制冷的工況。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種能在一年四季產(chǎn)生熱水，易于在現(xiàn)有空調(diào)器的基礎(chǔ)上改造，且造價(jià)低廉、制冷、制熱水效率高的帶熱水器的冷暖空調(diào)器。其結(jié)構(gòu)特征是在普通冷暖空調(diào)器的壓縮機(jī)出口和電磁四通閥之間串聯(lián)入一水熱交換器，水熱交換器安裝在室外機(jī)內(nèi)且位于散熱器的上方，其余部分與普通冷暖空調(diào)相同。其水熱交換器有排筆式、同心管式兩種，本實(shí)用新型公開其具體結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型所實(shí)現(xiàn)的帶熱水器的冷暖空調(diào)器具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、性能穩(wěn)定可靠、工作效率高的特點(diǎn)。
文檔編號F24F12/00GK2608887SQ0229523
公開日2004年3月31日 申請日期2002年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月23日
發(fā)明者曹亞非, 謝祖源, 謝惠平 申請人:曹亞非