專利名稱：蓄熱式空調(diào)兼熱水器的制作方法
所屬領(lǐng)域一種新型空調(diào)兼熱水器。它除了原有功能外，還能在冬季儲存從室外空氣中獲得的熱量供需要時放出。使空調(diào)在冬天供熱充裕，又增設(shè)了以空氣為熱源加熱水的功能。熱泵一機(jī)二用，為空調(diào)有熱水器功能找到新的簡捷方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)空調(diào)在嚴(yán)寒季節(jié)無法在正常能效比的情況下工作，而長江以南也無冬季供暖網(wǎng)絡(luò)，對空調(diào)冬季供暖有很大需求。
常規(guī)熱水器或燒油、或燒氣，既不經(jīng)濟(jì)還有污染；電熱水器雖然方便，但更不經(jīng)濟(jì)且升溫慢、水量小，且兩者都有安全隱患。太陽能熱水器很受歡迎，缺點(diǎn)是只能在晴天使用，同比投資的出水量很小。
近年出現(xiàn)的用空氣中的熱量加熱水的熱泵熱水器，有熱水價(jià)廉、環(huán)保、安全和出水量大的優(yōu)點(diǎn)，朔其原因是空氣中取熱不收費(fèi)且取之不盡。最重要的是，最新理論“火用”分析指出所有為取得熱能的諸方法中，最恰當(dāng)、最經(jīng)濟(jì)的方法就是它——尤其是為取得溫差不大的生活用熱。該理論一旦被人們廣泛認(rèn)知并被政府確認(rèn)后，該方法會大幅度地介入到人類生活中，可以是一次能源和社會生活的變革。資料表明先進(jìn)國家和東南亞國家采用率已達(dá)到50％的水平，而我國卻剛剛起步。目前推不開的主要原因是首次投入較大。如果利用空調(diào)機(jī)內(nèi)的熱泵一機(jī)二用，既能作空調(diào)、又能產(chǎn)生熱水，“空調(diào)熱水器”應(yīng)該是空調(diào)的換代產(chǎn)品了。
為此目標(biāo)，有人設(shè)計(jì)了“熱水器空調(diào)一體機(jī)”(專利號200410045052.7)。它除了能有原空調(diào)制冷制熱、利用室內(nèi)外空氣加熱水四種功能外，還能有第五種功能，即既燒水又同時制熱。我們認(rèn)為該第五功能不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)槎焓覂?nèi)制熱都力不從心，哪里還能二項(xiàng)同時進(jìn)行呢？另外，“熱水器空調(diào)一體機(jī)”四個四通閥的設(shè)計(jì)沖其量只是可行，但絕不是成熟的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，既不間約又易故障。其它專利，申請?zhí)枮?2820196.5，申請?zhí)枮?00420020681.X，申請?zhí)枮?00420083127.6的幾個專利所稱功能還不如上述專利多。功能受限的原因皆是沒有合適的換向閥所致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有四個方面的創(chuàng)新1.給空調(diào)增加了新的功能——“蓄熱制熱”。由于水箱的增設(shè)，在冬天氣溫稍高時，把室外空氣的熱量打入水箱，需要時放出。以水箱200升為例就能存8000大卡。
2.所說方法創(chuàng)新是指由內(nèi)機(jī)、外機(jī)、水箱三者并列，通過三態(tài)閥連接壓縮機(jī)和膨脹閥的簡捷結(jié)合(圖2)。
3.專用三態(tài)閥的設(shè)計(jì)(圖3)。
4.分層水箱的設(shè)計(jì)(圖4)，使加熱的水量可控，可以少至20升，多至整箱水加熱。
有益效果是因?yàn)橛辛恕靶顭嶂茻帷钡男鹿δ埽朔丝照{(diào)嚴(yán)寒效率低的弊病，本專利可讓上班族可美美地享受溫暖夜晚。
因?yàn)橛腥龖B(tài)閥，設(shè)計(jì)簡捷，故障減少，功能增多。
因?yàn)橛辛朔謱铀?，加熱水量可控，更?jié)約。


圖1功能圖中內(nèi)機(jī)①，水箱②，外機(jī)③，a，b，c，d，e是五大功能。
圖2是原理圖內(nèi)機(jī)①，水箱②，外機(jī)③，壓縮機(jī)④，四通閥⑤，四只單向閥與一只膨脹閥⑥，三態(tài)閥⑦+⑧。
圖3是三態(tài)閥原理圖。左右電磁閥線圈為①和⑦，左右彈簧是③、⑨，殼體為④，芯棒為⑤，接口為⑥，左右電磁鐵為②和⑧，0和0’分別是冷媒高壓和低壓管，低壓管內(nèi)有絕熱襯管⑩。
圖4時分層水箱原理圖，熱水龍頭①，有水泵③、套管換熱器②，閥K，溫度探頭⑤，單向活門⑤。
詳細(xì)說明實(shí)施方式圖1中五個功能是用一個三態(tài)閥和空調(diào)機(jī)中的四通閥(二個態(tài))的組合獲得(2×3＝6，現(xiàn)在僅用5)。原空調(diào)僅有二個功能，制冷(b過程)、制熱(a過程)之外，增加了三個功能①夏季用室內(nèi)空氣的熱量泵進(jìn)水箱，在室內(nèi)制冷的同時得到了不花錢的熱水，而且水量充裕。與太陽能熱水器相比毫不遜色(c過程)。如果熱水溫度以經(jīng)達(dá)到要求而空調(diào)需要繼續(xù)運(yùn)行，則可以將熱量泵到室外機(jī)釋放(B)②冬季白天室外溫度稍高，此時由外機(jī)采熱泵入水箱(e過程)，晚上再有水箱作為熱源供給內(nèi)機(jī)(d過程)。③一年四季可以用室外機(jī)把空氣中的熱量泵入水箱，運(yùn)行費(fèi)用是電加熱的1/4，比任何熱水器效率高(e過程)。
工作流程冷媒從④出來到⑤，有二個選擇E或F，由于三態(tài)閥有AB、BC和CA三種狀態(tài)，二者結(jié)合就可有EABF、EBCF ECAF、FBAE和FACE五種狀態(tài)。

下面結(jié)合圖示說明三態(tài)閥的工作過程空調(diào)中四通閥是利用電磁鐵通電和斷電二個狀態(tài)來得到制冷和制熱二個狀態(tài)的。三態(tài)閥是利用左電磁鐵通電，右電磁鐵通電和都不通電而獲得三個狀態(tài)。它與空調(diào)中原四通閥組合就可以得到六個狀態(tài)(我們用5個狀態(tài))，滿足了本產(chǎn)品的控制要求。
圖3所示的狀態(tài)是左電磁鐵①通電，冷媒從高壓的管道過來直接到左氣室，芯棒⑤右移，彈簧⑨被壓縮，芯棒二孔對接EC和AF。如果冷媒從E處來，即ECAF是b過程。如果從F處來，F(xiàn)ACE則是a過程。反之，右磁鐵⑦通電，則芯棒⑤左移，彈簧③被壓縮芯棒二孔EA和BF接通，加上E和F互換，分別是d過程和c過程。二電磁鐵①、⑦都不通電，則芯棒因彈簧力居中，接通了FBCE是e過程。8個口均有內(nèi)襯絕熱管以確保接在0’上的膨脹閥探頭能得到蒸發(fā)器末端溫度的正確信息。
圖4是分層水箱，分層目的是能按照需求調(diào)整加熱水量，如可以隔成20、40、80、200升四層，每層間有活門④以防熱水熱量下傳，每層手動閥門K以確定加熱那一層，每層出水有溫度探頭⑤，水泵③把下層水打進(jìn)套管換熱器②到預(yù)設(shè)溫度為止，熱水龍頭①出水壓力來自自來水進(jìn)口⑥處的自來水壓力。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明為空調(diào)提供了一種新的功能和獲此功能的方法，其特征是使空調(diào)在冬天有蓄熱功能而制熱量充裕，同時提供一種方法，使夏季一面制冷一面制熱水的設(shè)想、在一年四季從空氣中獲熱能制取廉價(jià)熱水的企求成為現(xiàn)實(shí)，其特征是三態(tài)專用閥的創(chuàng)造、分層水箱的設(shè)計(jì)及壓縮機(jī)、膨脹閥簡練的組合(圖2)使一機(jī)五功能的目標(biāo)得以簡捷實(shí)現(xiàn)。
2.權(quán)利要求1所述產(chǎn)品新功能其特征是在室外溫度較高的時候?qū)⑹彝饪諝鉄崃勘萌胨?圖1e過程)，晚上或需要的時候，以水箱內(nèi)的熱水為熱源，內(nèi)機(jī)放熱(d過程)，使制熱量倍增。
3.權(quán)利要求1所述的新方法是一種組合(圖2)，其特征是外機(jī)、內(nèi)機(jī)、套管換熱器(水箱)三者并列，二端接上三態(tài)閥，三態(tài)閥與原機(jī)器四通換向閥可組合成六個工作狀態(tài)，我們用其五，分別是a和b——原空調(diào)功能，C——夏季制冷兼熱水功能，d——冬季蓄熱制熱功能，以及e——空氣熱水功能，四只單向閥和膨脹閥組成雙向皆行的節(jié)流功能，同樣是與三態(tài)閥組合成六個工作狀態(tài)，二個三態(tài)閥可合成一起，即由一對電磁鐵控制，同步工作。
4.如權(quán)利要求1、權(quán)利要求3所述三態(tài)閥(圖3)由左右二電磁鐵①和⑦、殼體④、滑動穿孔芯棒⑤、氣室中的二個參數(shù)一致的彈簧③、⑨和8個接口⑥組成氣動三態(tài)閥。8個接口內(nèi)襯絕熱套管⑩以保證膨脹閥探頭能得到0’內(nèi)冷媒溫度的正確信息。
5.如權(quán)利要求1、權(quán)利要求3所述多層水箱是由套管換熱器②、溫度探頭⑤和層間單向活門④、保溫層和每層閥門K組成。熱水龍頭①緊接其上，以免管內(nèi)冷水的出現(xiàn)。
全文摘要
一種新型的蓄熱式空調(diào)兼熱水器。它除了原有的制冷、制熱功能外，還能在冬季將從室外空氣中采集的熱量存儲起來供需要時放出，克服了原空調(diào)冬季制熱效果不佳的弊病。蓄熱式空調(diào)兼熱水器在空調(diào)的基礎(chǔ)上增設(shè)了用空氣作熱源來加熱水的功能，使熱泵一機(jī)二用--冬夏空調(diào)，四季燒水。它既不燒油、燃?xì)猓植挥秒娭苯蛹訜?，所以安全、環(huán)保、節(jié)能且出水量大。尤其在夏天，“燒”水能源來自空調(diào)副產(chǎn)品，不費(fèi)分文而獲；其他三季中，空氣熱量取之不盡，效果相當(dāng)于間接太陽能，熱水成本很低。熱泵所耗電的作用既是“管理者”，又是“殉道者”。其年運(yùn)行成本低于陰雨天用電加熱的太陽能熱水器，是新生代節(jié)能家電產(chǎn)品。
文檔編號F25B41/04GK101021373SQ20061017137
公開日2007年8月22日 申請日期2006年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月23日
發(fā)明者許志治 申請人:許志治