專利名稱：自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及制冷空調(diào)器、熱泵熱水器和節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有家用冷暖空調(diào)器只在夏冬兩季使用，春、秋季一般被閑置，造成設(shè)備和資金的季節(jié)性浪費(fèi)。把現(xiàn)有冷暖空調(diào)器改造為冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，在保障空調(diào)的功能前提下，替代家用電熱水器，可節(jié)電70%，節(jié)能效果明顯，市場(chǎng)潛力巨大。為實(shí)現(xiàn)這一個(gè)目標(biāo)，目前已有很多相關(guān)的專利技術(shù)，但是大多數(shù)專利在制冷回路上都配置多個(gè)電磁閥或多個(gè)四通閥， 使得回路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，或者安裝麻煩，難以推廣；盡管本案申請(qǐng)人十年來(lái)一直從事冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)的研究，申報(bào)并被授權(quán)了多個(gè)相關(guān)專利技術(shù)，例如一種雙效四季節(jié)能冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)(專利號(hào)00264455. χ)，一種四季節(jié)能冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)(專利號(hào) 02116049. X)，帶導(dǎo)流套筒換熱器儲(chǔ)水箱的空氣源熱泵熱水器(專利號(hào)200510053315. 3)， 有水內(nèi)循環(huán)換熱回路的熱泵熱水機(jī)組(專利號(hào)200610085913. 3)等，仍然嫌制冷劑回路配置閥門多，節(jié)流結(jié)構(gòu)復(fù)雜；另外帶導(dǎo)流套筒換熱器儲(chǔ)水箱的空氣源熱泵熱水器的熱水凝結(jié)換熱器是與室外機(jī)分體，需要在安裝現(xiàn)場(chǎng)把熱水凝結(jié)換熱器制冷劑管路與室外機(jī)的制冷循環(huán)回路的連接，這需要用室外機(jī)的制冷循環(huán)回路內(nèi)的制冷劑驅(qū)趕熱水凝結(jié)換熱器內(nèi)的空氣，造成制冷劑充注量的不確定性和不凝性氣體驅(qū)趕不徹底以及制冷劑的浪費(fèi)，不僅影響機(jī)組效率，而且增加安裝的難度和制作成本，給用戶增加安裝麻煩。這些原因，阻礙了三用機(jī)的市場(chǎng)化，使三用機(jī)不能在低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代發(fā)揮很好作用。

實(shí)用新型內(nèi)容為了推進(jìn)冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)走入市場(chǎng)，在節(jié)能中發(fā)揮作用，需要克服其現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實(shí)用新型提出一種能夠自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，不僅具備制熱水兼制冷、制熱水、制冷氣、制熱氣多功能，而且使結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)化緊湊， 節(jié)省制冷劑連接管路和連接閥，使整機(jī)生產(chǎn)成本更低，降低安裝過程制冷劑泄漏量，使制冷回路的制冷劑充注量穩(wěn)定，制冷回路切換更方便可靠，運(yùn)行更穩(wěn)定，效率更高。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本實(shí)用新型采用下述的技術(shù)方案是自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，包括有制冷劑回路系統(tǒng)，水換熱回路系統(tǒng)，儲(chǔ)水箱，信號(hào)采集及電路控制系統(tǒng)；所述的制冷劑回路系統(tǒng)，包括室外機(jī)和室內(nèi)機(jī)兩組件，室外機(jī)安裝有壓縮機(jī)、節(jié)流器、室外風(fēng)換熱器及其風(fēng)扇、四通閥、過濾器、氣液分離器等，室內(nèi)機(jī)安裝有室內(nèi)風(fēng)換熱器及其風(fēng)扇等；室外機(jī)殼上設(shè)有與室內(nèi)風(fēng)換熱器上、 下端接口連接的第一、二兩個(gè)角閥；所述的儲(chǔ)水箱為儲(chǔ)存熱水的有保溫層的承壓水箱，設(shè)有補(bǔ)充進(jìn)水接口和熱水出水接口 ；四通閥主閥體一側(cè)的單個(gè)接口記為四通閥第一接口，四通閥主閥體的另一側(cè)的三個(gè)接口的序號(hào)，約定在四通閥線圈無(wú)電時(shí)與第一接口內(nèi)連通的接口為四通閥第二接口，在四通閥線圈有電時(shí)與第一接口內(nèi)連通的接口為四通閥第三接口，居中的接口為四通閥第四接口，第四接口在四通閥線圈無(wú)電時(shí)與第三接口內(nèi)連通，又在四通閥線圈有電時(shí)與第二接口內(nèi)連通的接口 ；所述的節(jié)流器是毛細(xì)管、或是電子膨脹閥、或是熱力膨脹閥；所述的采集的控制信號(hào)包括有室內(nèi)風(fēng)換熱器和室外風(fēng)換熱器換熱管的出口溫度、儲(chǔ)水箱的水溫度，室內(nèi)空氣溫度，壓縮機(jī)的吸氣壓力和排氣壓力等；其特征在于所述的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，配備有制冷劑回路與水換熱回路交聯(lián)器件的熱水凝結(jié)換熱器；熱水凝結(jié)換熱器安裝在室外機(jī)底盤上，或安裝在儲(chǔ)水箱內(nèi)再連同儲(chǔ)水箱一起安裝在室外機(jī)底盤上；所述的水換熱回路系統(tǒng)，是自建自然循環(huán)流換熱的水換熱回路系統(tǒng)，包括儲(chǔ)水箱和有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器；所述的自建自然循環(huán)流換熱的水換熱回路系統(tǒng)有兩種形式一種是把有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器置于儲(chǔ)水箱內(nèi)的箱內(nèi)自然循環(huán)流換熱式；另一種是把有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器置于儲(chǔ)水箱外，用連接水管把熱水凝結(jié)換熱器的水流通路的進(jìn)水口和出水口分別與儲(chǔ)水箱的循環(huán)水出口和循環(huán)水進(jìn)水口連接起來(lái)，所構(gòu)成的聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式；所述的制冷劑回路系統(tǒng)，還包括有一個(gè)三通閥；制冷劑回路的連接方式是壓縮機(jī)的排氣口與三通閥的進(jìn)氣口連接；三通閥的第一出氣口與熱水凝結(jié)換熱器的制冷劑進(jìn)口連接；三通閥的第二出氣口與四通閥第一接口以及熱水凝結(jié)換熱器的制冷劑出口互連接三連通；四通閥第二、 三、四接口分別與室外風(fēng)換熱器的上端接口、室外機(jī)殼上的第一角閥、氣液分離器的進(jìn)氣口連接；氣液分離器的出氣口與壓縮機(jī)的進(jìn)氣口連接；室外風(fēng)換熱器的下端接口與室外機(jī)殼上的第二角閥之間的連接管路上安裝有節(jié)流器和過濾器；用兩根可拆卸連接管把室內(nèi)機(jī)的室內(nèi)風(fēng)換熱器的上、下兩端口與室外機(jī)殼上的第一、二角閥連接；所連成的制冷劑回路內(nèi)充裝制冷劑；所述的三通閥是帶有電磁導(dǎo)閥的氣動(dòng)三通閥，其電磁導(dǎo)閥的低壓出氣管直接連接到制冷劑回路的壓縮機(jī)吸氣管上；所述的四通閥是帶有電磁導(dǎo)閥的氣動(dòng)四通閥，其電磁導(dǎo)閥的高壓進(jìn)氣管直接連接到制冷劑回路的壓縮機(jī)排氣管上；所述的節(jié)流器是雙流向節(jié)流器；所述的制冷劑回路系統(tǒng)能夠組織制熱水兼制冷、制熱水、制冷氣、制熱氣和除霜五種循環(huán)；所述的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，或者，還在其上述的制冷劑回路系統(tǒng)的壓縮機(jī)出口管路與壓縮機(jī)吸氣管路之間，增添一條在停機(jī)時(shí)快速平衡系統(tǒng)氣壓的旁通管路，在旁通管路上安裝有常閉電磁閥，停機(jī)時(shí)電磁閥瞬間開啟十幾秒后又關(guān)閉；所述的箱內(nèi)自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)，其有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器，是有兩層以上的多層螺旋管卷筒式的熱水凝結(jié)換熱器，同心相套直立置于儲(chǔ)水箱軸心區(qū)，螺旋管卷筒所包絡(luò)區(qū)的容積小于儲(chǔ)水箱容積的三分之一，且螺旋管卷筒的高度與儲(chǔ)水箱高度接近，各條螺旋管的兩端分別并聯(lián)焊接在制冷劑的進(jìn)氣干管上和制冷劑的液體流出干管上，制冷劑的進(jìn)氣干管和液體流出干管穿過儲(chǔ)水箱側(cè)壁的孔接頭，用機(jī)械密封方式把干管與孔接頭內(nèi)孔之間的間隙密封死；螺旋管采用不銹鋼管或銅管或鎳白銅管卷制；所述的箱內(nèi)自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)，其有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器，或是帶有導(dǎo)流套筒螺旋管式的熱水凝結(jié)換熱器，由2至6條的多條螺旋管圈圈相套或圈圈相嵌交叉，外部套有導(dǎo)流套筒，直立安裝在儲(chǔ)水箱中的換熱器，各螺旋管的長(zhǎng)度相等或接近相等為宜，采用并聯(lián)連接方式焊接在制冷劑的進(jìn)氣干管和液體流出干管上，制冷劑的進(jìn)、 出干管穿過儲(chǔ)水箱側(cè)壁的孔接頭，并用機(jī)械密封方式，把干管與孔接頭內(nèi)孔之間的間隙密封死；螺旋管采用不銹鋼管或銅管或鎳白銅管卷制，導(dǎo)流套筒用不銹鋼薄板卷制；導(dǎo)流套筒兩端各裝有數(shù)根支撐條，利用支撐條頂在儲(chǔ)水箱的箱頂蓋板和底板產(chǎn)生彎曲的彈力，把導(dǎo)流套筒連同螺旋管固定在儲(chǔ)水箱中；導(dǎo)流套筒的高度略低于儲(chǔ)水箱頂部的熱水出水口高度，其下端口與儲(chǔ)水箱的底部保留數(shù)厘米距離，儲(chǔ)水箱的進(jìn)水口設(shè)置在下部；所述的聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)，其有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器，是由細(xì)高形圓筒罐和放置其內(nèi)的多層螺旋管卷筒螺構(gòu)成的熱水凝結(jié)換熱器，名為圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器；圓筒罐的高徑比大于2，螺旋管卷筒數(shù)大于2，同心放置， 螺旋管卷筒所包絡(luò)區(qū)的容積接近儲(chǔ)水箱的容積，各螺旋管卷筒的高度都與圓筒罐的高度接近，其兩端分別并聯(lián)焊接在制冷劑的進(jìn)氣干管上和制冷劑液體流出的干管上，制冷劑的進(jìn)氣干管和液體流出干管穿過焊接在圓筒罐側(cè)壁的孔接頭，并用機(jī)械密封方式，把干管與孔接頭內(nèi)孔之間的間隙密封死；螺旋管采用不銹鋼管或銅管或鎳白銅管卷制；圓筒罐的上、 下端分別設(shè)有大口徑的進(jìn)、出水接口 ；所述的有導(dǎo)流作用的圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器的進(jìn)水口和出水口，分別與儲(chǔ)水箱的循環(huán)出水口和循環(huán)進(jìn)水口連接，儲(chǔ)水箱的頂部位置高于圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器的出水口，儲(chǔ)水箱的底部不低于圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器的底部進(jìn)水口位置，由此構(gòu)成聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)；所述的聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器，或是，同軸套管螺旋卷筒式熱水冷凝換熱器，螺旋卷筒緊套在儲(chǔ)水箱外壁，螺旋卷筒的高度與儲(chǔ)水箱的高度接近；同軸套管的內(nèi)管的管內(nèi)通過水流，內(nèi)管的上、下兩端口分別與儲(chǔ)水箱的上、下部的循環(huán)進(jìn)水、出水接口連接，構(gòu)成聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式水換熱回路系統(tǒng)；同軸套管的內(nèi)管與外套管之間通過制冷劑，制冷劑通路的上、下端接口分別連接在制冷劑回路上；所述的雙流向節(jié)流器是雙流向毛細(xì)管，或是雙流向電子膨脹閥，或是雙流向熱力膨脹閥；所述的雙流向毛細(xì)管節(jié)流器，是雙流向等長(zhǎng)度或雙流向不等長(zhǎng)度毛細(xì)管節(jié)流器； 雙流向等長(zhǎng)度節(jié)流器，是單根毛細(xì)管節(jié)流器，或2根以上等長(zhǎng)度毛細(xì)管并聯(lián)構(gòu)成的節(jié)流器； 雙流向不等長(zhǎng)度毛細(xì)管節(jié)流器，是用兩根不等長(zhǎng)度毛細(xì)管各串聯(lián)一個(gè)單向閥之后再反流向并聯(lián)的節(jié)流器，或是第一、二兩段毛細(xì)管串聯(lián)，單向閥與第二毛細(xì)管并聯(lián)，單向閥的進(jìn)口與第一、二兩段毛細(xì)管共接端連通連接的節(jié)流器；所述的制冷劑回路系統(tǒng)所組織制熱水兼制冷、制熱水、制冷氣、制熱氣和除霜的五種循環(huán)，其制冷劑流程和電器件的控制分別是(1)制熱水兼制冷的制冷劑流程壓縮機(jī)一三通閥一熱水凝結(jié)換熱器一四通閥一室外風(fēng)換熱器一節(jié)流器一過濾器一室內(nèi)風(fēng)換熱器一四通閥一氣液分離器一壓縮機(jī)；壓縮機(jī)開，三通閥線圈不通電，四通閥線圈不通電，室外風(fēng)換熱器的室外風(fēng)扇停，室內(nèi)風(fēng)換熱器的室內(nèi)風(fēng)扇開；(2)制熱水的制冷劑流程壓縮機(jī)一三通閥一熱水凝結(jié)換熱器一四通閥一室內(nèi)風(fēng)換熱器一過濾器一節(jié)流器一室外風(fēng)換熱器一四通閥一氣液分離器一壓縮機(jī)；壓縮機(jī)開，三通閥線圈不通電，四通閥線圈通電，室外風(fēng)換熱器的室外風(fēng)扇開，室內(nèi)風(fēng)換熱器的室內(nèi)風(fēng)扇停；(3)制冷氣的制冷劑流程壓縮機(jī)一三通閥一四通閥一室外風(fēng)換熱器一節(jié)流器一過濾器一室內(nèi)風(fēng)換熱器一四通閥一氣液分離器一壓縮機(jī)；壓縮機(jī)開，三通閥線圈通電，四通閥線圈不通電，室外風(fēng)換熱器的室外風(fēng)扇開，室內(nèi)風(fēng)換熱器的室內(nèi)風(fēng)扇開；(4)制熱氣的制冷劑流程壓縮機(jī)一三通閥一四通閥一室內(nèi)風(fēng)換熱器一過濾器一節(jié)流器一室外風(fēng)換熱器一四通閥一氣液分離器一壓縮機(jī)；壓縮機(jī)開，三通閥線圈不通電，四通閥線圈通電，室外風(fēng)換熱器的室外風(fēng)扇開，室內(nèi)風(fēng)換熱器的室內(nèi)風(fēng)扇開；(5)除霜模式的制冷劑流程壓縮機(jī)一三通閥一四通閥一室外風(fēng)換熱器一節(jié)流器 —過濾器一室內(nèi)風(fēng)換熱器一四通閥一氣液分離器一壓縮機(jī)；壓縮機(jī)開，三通閥線圈不通電， 四通閥線圈不通電，室外風(fēng)換熱器的室外風(fēng)扇停，室內(nèi)風(fēng)換熱器的室內(nèi)風(fēng)扇停。本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)在于1、在本實(shí)用新型的制冷劑循環(huán)回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與現(xiàn)有冷暖空調(diào)機(jī)相比，只添加一個(gè)三通閥和熱水凝結(jié)換熱器；制冷劑循環(huán)回路構(gòu)成巧妙，特別是壓縮機(jī)的排氣口與三通閥的進(jìn)氣口連接；三通閥的第一出氣口，與熱水凝結(jié)換熱器的制冷劑進(jìn)口連接，三通閥的第二出氣口與四通閥第一接口以及熱水凝結(jié)換熱器的制冷劑出口互連接三連通的連接方式，具有重要價(jià)值(1)使本實(shí)用新型的三用機(jī)具備熱水兼制冷、制熱水、制冷氣、制熱氣四種功能；(2)可保留原冷暖空調(diào)機(jī)的節(jié)流機(jī)構(gòu)；(3)在構(gòu)建制熱水和制熱水兼制冷的兩個(gè)循環(huán)時(shí)，把室內(nèi)風(fēng)換熱器和室外風(fēng)換熱器分別作為熱水凝結(jié)換熱器的過冷器，既可以全部回收壓縮制冷劑氣體的冷凝熱制熱水，還可以提高制冷量而增加熱水產(chǎn)量，有最高的熱回收效率；(4)在切換為普通空調(diào)機(jī)的制冷氣和制熱氣時(shí)，制冷劑的氣體不通過熱水凝結(jié)換熱器， 系統(tǒng)的冷凝壓力能夠維持在與儲(chǔ)水箱內(nèi)設(shè)定溫度所對(duì)應(yīng)的正常壓力，不會(huì)不斷升高。2、采用了確保制冷劑回路中所用的三通閥和四通閥的切換成功的關(guān)鍵技術(shù)(1) 把三通閥的電磁導(dǎo)閥的低壓出氣管直接連接到制冷劑回路的壓縮機(jī)吸氣管上，否則工作在高壓制冷劑氣體路的三通閥因?yàn)槿狈Φ蛪旱臍饴?，電磁?dǎo)閥的排氣無(wú)通路，三通閥就不能工作；( 把四通閥的電磁導(dǎo)閥的高壓進(jìn)氣管直接連接到制冷劑回路的壓縮機(jī)排氣管上； 本實(shí)用新型的四通閥在制熱水循環(huán)中是切換高壓液體流路使用，四通閥自身缺乏電磁導(dǎo)閥的高壓氣源，所以由現(xiàn)有四通閥改成的四通閥的電磁導(dǎo)閥的進(jìn)氣管必須連接到壓縮機(jī)排氣管上，否則，也不能正常運(yùn)行。有了這些改進(jìn)，才使得制冷劑回路使切換方便可靠，系統(tǒng)性能穩(wěn)定。3、采用了自建自然循環(huán)流換熱的水換熱回路系統(tǒng)和有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器的設(shè)計(jì)；(1)內(nèi)置在儲(chǔ)水箱中的多層螺旋管卷筒式的熱水凝結(jié)換熱器；( 帶有導(dǎo)流套筒螺旋管式的熱水凝結(jié)換熱器；C3)置于儲(chǔ)水箱外與儲(chǔ)水箱連接構(gòu)成聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的同軸套管螺旋卷筒式熱水冷凝換熱器；(4)置于儲(chǔ)水箱外與儲(chǔ)水箱連接構(gòu)成聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器；四種方式所用的原理都是要把熱水凝結(jié)換熱器的換熱量加熱換熱管周圍的少量水，使之快速升溫，并借密度變小，迅速直接上升到達(dá)儲(chǔ)水箱頂部，而盡量避免與儲(chǔ)水箱的大量存水的混合；這樣，儲(chǔ)水箱內(nèi)沒有被直接加熱的水，密度仍然較大而下降，自動(dòng)建立自然循環(huán)流，從而加強(qiáng)了螺旋管卷筒內(nèi)的水流上升的速度，提高了熱水凝結(jié)換熱器的換熱能力；無(wú)導(dǎo)流套筒的多層螺旋管卷筒的最外層采用多條的螺旋管，可以近似起到導(dǎo)流套筒隔離作用，并進(jìn)一步降低成本。自建自然循環(huán)流換熱的水換熱回路系統(tǒng)和有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器的設(shè)計(jì)， 所得到的好處歸結(jié)為以下五點(diǎn)第一，提高了熱水凝結(jié)換熱器的換熱能力，在進(jìn)水溫度低和連續(xù)出熱水時(shí)更有明顯優(yōu)勢(shì)，可以比市場(chǎng)上銷售的普通浸泡式盤管換熱器出力高出1倍； 第二，使有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器內(nèi)制冷劑的平均溫度高于底部的進(jìn)水溫度，又低于出水溫度，可以使制冷劑循環(huán)的冷凝壓力維持在最佳區(qū)域工作，即制冷劑的冷凝飽和溫度在40 50°C區(qū)域，出力大，COP值高；第三，開機(jī)數(shù)分鐘就可以取出熱水，不受儲(chǔ)水箱容積大小的影響，而大容積儲(chǔ)水箱的普通熱泵熱水機(jī)要在加熱后很長(zhǎng)時(shí)間才能取到熱水；第四，有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器的制冷劑與水是逆流方式，所以利用壓縮機(jī)排氣的過熱氣體的顯熱，能使熱水凝結(jié)換熱器輸出的熱水溫度，比系統(tǒng)的冷凝壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度更高，并直接送到儲(chǔ)水箱頂部，用戶可以直接獲得最高溫度的熱水；同時(shí)在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的出水溫度55°C情況下，即使使用R22氟利昂制冷劑，系統(tǒng)也不會(huì)超壓；第五，自建自然循環(huán)流換熱的水換熱回路系統(tǒng)的高效和緊湊，所以可以采用較小的儲(chǔ)水箱，并直接置于室外機(jī)底盤上， 或安裝在室外機(jī)殼內(nèi)，這又進(jìn)一步使整機(jī)結(jié)構(gòu)及其簡(jiǎn)單和緊湊，減少了連接銅管，減少安裝過程制冷劑的損失，使整機(jī)性能穩(wěn)定，安裝及其方便。再者，由于本設(shè)計(jì)的采用不銹鋼管代替銅管，雖然管壁的導(dǎo)熱系數(shù)小了一些，但是，可以保證水質(zhì)不出現(xiàn)銅離子色，比銅管降低成本約一半?？傊?，由于采取了上述多個(gè)實(shí)用新型措施，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安裝方便的家用高效冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，能夠適應(yīng)冷熱和熱水需求量不同而任意調(diào)配，真正實(shí)現(xiàn)了綜合冷熱利用，設(shè)備年利用率最大化，年均節(jié)能效率最大化的目標(biāo)；結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)化，避免了多閥門的泄漏問題，解決了在多換熱器多回路熱泵熱水器系統(tǒng)中，不同換熱器組成的回路運(yùn)行時(shí)制冷劑不均衡難題，提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性；易于批量制作，易于安裝，能大幅度降低成本，是真正科學(xué)節(jié)能制取生活熱水的好設(shè)備，具有廣闊市場(chǎng)前景，將在低碳經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮作用，做貢獻(xiàn)。

圖1是本實(shí)用新型的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，實(shí)施例 1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理圖，儲(chǔ)水箱內(nèi)置帶有導(dǎo)流套筒螺旋管式的熱水凝結(jié)換熱器，安裝在室外機(jī)殼內(nèi)，屬于自建立箱內(nèi)自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)。圖2是本實(shí)用新型的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，實(shí)施例 2的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理圖，儲(chǔ)水箱內(nèi)置多層螺旋管卷筒式的熱水凝結(jié)換熱器，安裝在室外機(jī)殼內(nèi)，屬于自建立箱內(nèi)自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)。圖3是本實(shí)用新型的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，實(shí)施例 3的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理圖，儲(chǔ)水箱和同軸套管螺旋卷筒式熱水冷凝換熱器，都安裝在室外機(jī)殼內(nèi)，屬于自建立聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)。圖4是本實(shí)用新型的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，實(shí)施例 4的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理圖，圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器安裝在室外機(jī)殼內(nèi)，直立式儲(chǔ)水箱安裝在室外機(jī)殼外，屬于自建立聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)。圖5是本實(shí)用新型的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，實(shí)施例 5的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理圖，圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器安裝在室外機(jī)殼內(nèi)，橫放式儲(chǔ)水箱掛裝在室外機(jī)上方，屬于自建立聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)。圖6的(a)圖是本實(shí)用新型實(shí)施例1的儲(chǔ)水箱和內(nèi)置的帶有導(dǎo)流套筒螺旋管式的熱水凝器的縱向剖面示意圖，(b)圖是三條螺旋管圈圈相嵌交叉布置方式的橫斷面示意圖， (c)圖是4條螺旋管圈圈同心相套布置方式的橫斷面示意圖。圖7的(a)和(b)分別是本實(shí)用新型實(shí)施例2的儲(chǔ)水箱和內(nèi)置的多層螺旋管卷筒式的熱水凝結(jié)換熱器的縱向剖面和橫斷面的示意圖。圖8的(a)和(b)分別是本實(shí)用新型實(shí)施例4的圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器的縱向剖面和橫斷面的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本實(shí)用新型的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。但本實(shí)用新型內(nèi)容不僅限于附圖所示。實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)關(guān)系和工作原理由圖1和圖6共同說明。如圖1所示，圖1的兩個(gè)虛線方框A、B分別表示本實(shí)用新型自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)的室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)兩大組件；帶有導(dǎo)流套筒螺旋管式的熱水凝結(jié)換熱器2直立放置在的儲(chǔ)水箱8內(nèi)，儲(chǔ)水箱也安裝在室外機(jī)殼內(nèi)。室外機(jī)上還安裝有壓縮機(jī)1，三通閥3，四通閥4，節(jié)流器J，室外風(fēng)換熱器5及其風(fēng)扇5a，氣液分離器6等；室內(nèi)風(fēng)換熱器7及其風(fēng)扇7a放在室內(nèi)機(jī)內(nèi)；儲(chǔ)水箱8為儲(chǔ)存熱水的有保溫層的承壓水箱；四通閥主閥體一側(cè)的單個(gè)接口記為四通閥第一接口①(在制冷空調(diào)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)中代號(hào)為D)，四通閥主閥體的另一側(cè)的三個(gè)接口，約定在四通閥線圈無(wú)電時(shí)與第一接口內(nèi)連通的接口為四通閥第二接口②(在標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)中代號(hào)為C)，在四通閥線圈有電時(shí)與第一接口內(nèi)連通的接口為四通閥第三接口③(在標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)中代號(hào)為E)，居中的接口為四通閥第四接口 ④(在標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)中代號(hào)為幻，即在四通閥線圈無(wú)電時(shí)與第三接口內(nèi)連通，又在四通閥線圈有電時(shí)與第二接口內(nèi)連通的接口 ；四通閥第一接口直徑相對(duì)較小，一般作為公共進(jìn)口 ；四通閥第四接口一般作為公共出口；實(shí)施例1的制冷劑回路連接方式是，壓縮機(jī)1的排氣口與三通閥3的進(jìn)氣口連接， 三通閥3的第一出氣口①，即三通閥線圈無(wú)電時(shí)與進(jìn)氣口內(nèi)連通的接口，與熱水凝結(jié)換熱器2的制冷劑進(jìn)口連接；三通閥第二出氣口②與四通閥第一接口 4①和熱水凝結(jié)換熱器2 的制冷劑出口連接互連通；四通閥第二接口 4②與室外風(fēng)換熱器5的上端接口連接，四通閥第三接口 4③連接到室外機(jī)殼上的第一角閥Zl后，再用可拆卸連接管與室內(nèi)風(fēng)換熱器7 的上端接口連接，四通閥第四接口 4④與氣液分離器6的進(jìn)氣口連接，氣液分離器的出氣口與壓縮機(jī)1的進(jìn)氣口連接；室外風(fēng)換熱器5的下端接口與節(jié)流器J的第一接口連接，節(jié)流器的第二接口串聯(lián)過濾器G后，連接到室外機(jī)殼上的第二角閥Z2，再用可拆卸連接管與室內(nèi)風(fēng)換熱器7的下端接口連接；所連成的回路內(nèi)充裝制冷劑；在制冷劑回路系統(tǒng)的壓縮機(jī)出口管路與壓縮機(jī)吸氣管路之間，增添一條在停機(jī)時(shí)快速平衡系統(tǒng)氣壓的旁通管路，在旁通管路上安裝有常閉電磁閥，停機(jī)時(shí)電磁閥瞬間開啟十幾秒后又關(guān)閉；實(shí)施例1的三通閥3是帶有電磁導(dǎo)閥3a的氣動(dòng)三通閥，由市場(chǎng)現(xiàn)有的帶有電磁導(dǎo)閥的氣動(dòng)四通閥改制而成，即把四通閥主閥體有三接口的中接口堵死，把電磁導(dǎo)閥3a低壓出氣短細(xì)管，從原先與中接口管(在標(biāo)準(zhǔn)化中代號(hào)為S的接管)的連接割斷，補(bǔ)焊一段細(xì)管作為電磁導(dǎo)閥低壓出氣管Ll與制冷劑回路的壓縮機(jī)吸氣管連接通；所述的四通閥4是帶有電磁導(dǎo)閥如的氣動(dòng)四通閥，由市場(chǎng)現(xiàn)有的帶有電磁導(dǎo)閥的氣動(dòng)四通閥改進(jìn)而成，即把電磁導(dǎo)閥的高壓進(jìn)氣短細(xì)管，從原先與四通閥第一接口管連接割斷，補(bǔ)焊一段細(xì)管作為電磁導(dǎo)閥的高壓進(jìn)氣管L2與制冷劑回路的壓縮機(jī)排氣管連接通，在圖1中Ll和L2都用點(diǎn)點(diǎn)連線特別表示；[0038]所述的節(jié)流器J采用兩段毛細(xì)管Jl和J2串聯(lián)，一個(gè)單向閥Dl與第二段毛細(xì)管J2 并聯(lián)方式的雙流向毛細(xì)管節(jié)流器，單向閥的流向指向室內(nèi)風(fēng)換熱器7。實(shí)施例1的自建循環(huán)流換熱方式由圖6進(jìn)一步說明。圖1所示的儲(chǔ)水箱8和安裝其內(nèi)的帶有導(dǎo)流套筒螺旋管式的熱水凝結(jié)換熱器2的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖6中進(jìn)一步細(xì)化，圖 6(a)為內(nèi)置帶有導(dǎo)流套筒螺旋管式的熱水凝結(jié)換熱器的儲(chǔ)水箱的縱向剖面，儲(chǔ)水箱8為承壓水箱，儲(chǔ)水箱內(nèi)直立安裝有螺旋管式的熱水凝結(jié)換熱器2和導(dǎo)流套筒13 ；導(dǎo)流套筒兩端各裝有3或4根支撐條，支撐條14向外張開，利用支撐條頂在儲(chǔ)水箱的箱頂蓋板和底板產(chǎn)生微彎曲的彈力，把導(dǎo)流套筒連同螺旋管固定在儲(chǔ)水箱中；儲(chǔ)水箱壁上焊接有制冷劑進(jìn)氣干管和液體流出干管穿越的孔接頭RF和LF，孔接頭帶有螺紋，制冷劑的進(jìn)、出干管穿過儲(chǔ)水箱側(cè)壁的孔接頭后采用螺帽和密封墊圈把干管與孔接頭內(nèi)孔之間的間隙密封死；螺旋管采用不銹鋼管或銅管或鎳白銅管卷制，圖6(b)所示為三條螺旋管圈圈相嵌交叉布置方式的橫斷面示意圖；圖6(c)所示為4條螺旋管圈圈同心相套布置方式的橫斷面示意圖；儲(chǔ)水箱的外邊包有保溫層12，儲(chǔ)水箱的進(jìn)水接口 LS在下部，熱水出口 RS在上部；圖1給出了系統(tǒng)的水路與用戶水路的連接方式，自來(lái)水進(jìn)水管上裝有進(jìn)水單向閥Dsl，進(jìn)水閥F1，熱水出水管上裝有超壓安全保護(hù)閥1 ，儲(chǔ)熱水箱的熱水出水接口與用戶的熱水供水管連接；在熱制冷劑流體進(jìn)入熱水凝結(jié)換熱器時(shí)，導(dǎo)流套筒內(nèi)區(qū)的少量水受到各螺旋管的共同加熱，快速升溫，并借密度變小，迅速直接上升到達(dá)儲(chǔ)水箱頂部，導(dǎo)流套筒的隔離，避免了熱水與導(dǎo)流套筒外的大量存水的混合，導(dǎo)流套筒外圍的水密度仍然較大，于是，在導(dǎo)流套筒內(nèi)、外區(qū)的水密度差作用下，自動(dòng)建立了循環(huán)流，從而加強(qiáng)了螺旋管卷筒內(nèi)的水流上升的速度，提高了熱水凝結(jié)換熱器的換熱能力；實(shí)施例1所述的采集的控制信號(hào)制冷劑蒸發(fā)器出口溫度是室外、室內(nèi)風(fēng)換熱器上端口的溫度探頭Tl、T2，儲(chǔ)水箱的熱水溫度探頭T3，壓縮機(jī)吸氣和排氣壓力探頭Pl和P2 ； 室外、室內(nèi)風(fēng)換熱器的溫度探頭Tl、T2提供冷暖空調(diào)控制參數(shù)，熱水溫度探頭T3提供制熱水運(yùn)行控制參數(shù)，壓力探頭Pl和P2提供系統(tǒng)安全保護(hù)參數(shù)；實(shí)施例1所述的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，具有四種功能循環(huán)回路制熱水兼制冷，制熱水，制冷氣，制熱氣循環(huán)回路，可組織四種功能循環(huán)和一種除霜循環(huán)運(yùn)行模式，其中制熱水兼制冷和制熱水循環(huán)回路，是分別在制冷和制熱氣循環(huán)回路中作冷凝器用的風(fēng)換熱器與壓縮機(jī)排氣口之間添加熱水凝結(jié)換熱器而成的新獨(dú)立回路， 簡(jiǎn)稱熱水凝結(jié)換熱器前置串聯(lián)式三個(gè)換熱器回路；五種循環(huán)模式的電路控制和循環(huán)回路的制冷劑流程分別是(1)制熱水兼制冷模式壓縮機(jī)1開動(dòng)，三通閥3和四通閥4線圈不通電，室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇7a開，室外機(jī)風(fēng)扇f(wàn)e關(guān)停；制冷劑流程壓縮機(jī)1 —三通閥3①一熱水凝結(jié)換熱器2 — 四通閥4 (①一②)一室外風(fēng)換熱器5 —節(jié)流器J的Jl和Dl —過濾器G —第二角閥Z2 — 室內(nèi)風(fēng)換熱器7 —第一角閥Zl —四通閥4(③一④)一氣液分離器6 —壓縮機(jī)1 ；此循環(huán)， 室內(nèi)風(fēng)換熱器吸熱制冷，熱水凝結(jié)換熱器放熱制熱水。(2)制熱水模式壓縮機(jī)開動(dòng)，三通閥線圈不通電，四通閥線圈通電，室外機(jī)風(fēng)扇開，室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇關(guān)停；制冷劑流程壓縮機(jī)1—三通閥3 (①)一熱水凝結(jié)換熱器2—四通閥 4 (①一③)一第一角閥Zl —室內(nèi)風(fēng)換熱器7 —第二角閥Z2 —過濾器G —節(jié)流器J的J2 和Jl —室外風(fēng)換熱器5 —四通閥4 (②一④)一氣液分離器6 —壓縮機(jī)1 ；此循環(huán)，室內(nèi)風(fēng)換熱器吸熱，熱水凝結(jié)換熱器放熱制熱水。(3)制冷氣模式壓縮機(jī)開動(dòng)，三通閥線圈通電，四通閥線圈不通電，室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇開，室外機(jī)風(fēng)扇開；制冷劑流程壓縮機(jī)1—三通閥3(②)一四通閥4(①一②)一室外風(fēng)換熱器5 —節(jié)流器J的Jl和Dl —過濾器G —第二角閥Z2 —室內(nèi)風(fēng)換熱器7 —第一角閥 Zl —四通閥4 (③一④)一氣液分離器6 —壓縮機(jī)1 ；此循環(huán)，室內(nèi)風(fēng)換熱器吸熱，室外風(fēng)換熱器放熱。(4)制熱氣模式壓縮機(jī)開動(dòng)，三通閥線圈通電，四通閥線圈通電，室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇開， 室外機(jī)風(fēng)扇開；制冷劑流程壓縮機(jī)1 —三通閥3(②)一四通閥4(①一③)一第一角閥 Zl —室內(nèi)風(fēng)換熱器7 —第二角閥Z2 —過濾器G —節(jié)流器J J2和Jl —室外風(fēng)換熱器5 — 四通閥4(②一④)一氣液分離器6—壓縮機(jī)1 ；此循環(huán)，室外風(fēng)換熱器吸熱，室內(nèi)風(fēng)換熱器放熱。(5)除霜模式壓縮機(jī)開動(dòng)，三通閥線圈通電，四通閥線圈不通電，室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇7a 關(guān)，室外機(jī)風(fēng)扇f(wàn)e關(guān)；制冷劑流程壓縮機(jī)1 —三通閥3 (②)一四通閥4 (①一②)一室外風(fēng)換熱器5 —節(jié)流器J的Jl和Dl —過濾器G —第二角閥Z2 —室內(nèi)風(fēng)換熱器7 —第一角閥Zl —四通閥4(③一④)一氣液分離器6 —壓縮機(jī)1 ；此循環(huán)，室內(nèi)風(fēng)換熱器少量吸熱， 室外風(fēng)換熱器放熱除霜。實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)關(guān)系和工作原理由圖2和圖7共同說明。實(shí)施例2的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，與實(shí)施例1的三用機(jī)在制冷劑回路系統(tǒng)是完全相同的，僅在于熱水凝結(jié)換熱器的自建自然循環(huán)流的方式不同；如圖2和圖7所示，所述的熱水凝結(jié)換熱器是多層螺旋管卷筒式的熱水凝結(jié)換熱器，直接由3層螺旋管卷筒置于儲(chǔ)水箱內(nèi)構(gòu)建的箱內(nèi)自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)；3層螺旋管卷筒的內(nèi)卷筒直徑80毫米，中卷筒直徑110毫米，外卷筒直徑140毫米，外卷筒2c 采用2條螺旋管，中、內(nèi)卷筒2b、h各一條螺旋管，每條螺旋管長(zhǎng)在5 6米，用管徑9. 52 毫米壁厚0. 8毫米的不銹鋼管卷制，由內(nèi)至外同心套立在儲(chǔ)水箱中的換熱器，螺旋管卷筒的高度0. 6米，儲(chǔ)水箱的高度0. 65米，儲(chǔ)水箱容積60升，螺旋管卷筒包絡(luò)的容積約10升， 為儲(chǔ)水箱容積的1/6 ；各螺旋管采用并聯(lián)連接方式，各螺旋管的上端口焊接在制冷劑的進(jìn)氣干管上，下端口焊接在制冷劑的液體流出干管上，制冷劑的進(jìn)氣干管和液體流出干管穿過儲(chǔ)水箱側(cè)壁的孔接頭，孔接頭是焊接在儲(chǔ)水箱側(cè)壁上并帶有螺紋，采用螺帽和密封墊圈把干管與孔接頭內(nèi)孔之間的間隙密封死。在熱制冷劑氣體進(jìn)入熱水凝結(jié)換熱器的各螺旋管時(shí)，各螺旋管外圍的水開始上升，由于外層卷筒的螺旋管上下層距離較密，連同上升的水流，自動(dòng)形成圓筒形隔離層，以最外層螺旋管卷筒為界，把儲(chǔ)水箱內(nèi)的水分為兩區(qū)，螺旋管卷筒中、內(nèi)層的螺旋管就只負(fù)責(zé)加熱外螺旋管卷筒內(nèi)圍的水，于是螺旋管卷筒內(nèi)區(qū)的水快速被加熱，快速上升到達(dá)儲(chǔ)水箱的頂部，外螺旋管卷筒外區(qū)的水下降，從螺旋管卷筒下區(qū)段進(jìn)入螺旋管卷筒內(nèi)區(qū)，自建立循環(huán)流換熱；由于螺旋管外壁的水流速提高，所以換熱能力提高，制熱水效率也提高。所述實(shí)施例2的技術(shù)方案與實(shí)施例1用導(dǎo)流套筒隔離儲(chǔ)水箱的冷、 熱水區(qū)，建立循環(huán)流換熱方式有相近的作用，但是，省去了導(dǎo)流套筒，更節(jié)省成本。實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)關(guān)系和工作原理由圖3進(jìn)一步說明，實(shí)施例3的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)與實(shí)施例1和實(shí)施例2的相比，制冷劑回路系統(tǒng)完全相同；主要區(qū)別在于，實(shí)施例3的水換熱回路系統(tǒng)，是由儲(chǔ)水箱與其外的熱水凝結(jié)換熱器2連接構(gòu)成的聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)；所述有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器 2，是用同軸套管卷制的螺旋卷筒式熱水冷凝換熱器，螺旋卷筒緊套在儲(chǔ)水箱外壁，螺旋卷筒的高度與儲(chǔ)水箱的高度接近；同軸套管的內(nèi)管的上、下兩端口分別儲(chǔ)水箱的上、下部的循環(huán)進(jìn)水、出水接口連接；同軸套管的內(nèi)管與套管之間通過制冷劑，制冷劑的上、下端接口分別連接在制冷劑回路上。實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)關(guān)系和工作原理由圖4和圖8進(jìn)一步說明，實(shí)施例4的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)與實(shí)施例1和實(shí)施例3的相比，在制冷劑回路系統(tǒng)完全相同；實(shí)施例4的水換熱回路系統(tǒng)，雖然與實(shí)施例3 —樣是采用把熱水凝結(jié)換熱器2置于儲(chǔ)水箱外，通過上、下連接水管與儲(chǔ)水箱連接，構(gòu)成聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)；但是實(shí)施例4的有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器，如圖8所示，是圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器2 ；所述的圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器，包括細(xì)高形圓筒罐和放置其內(nèi)的多層螺旋管卷筒2，圓筒罐8的高徑比大于2，螺旋管卷筒數(shù)有3層，同心放置，內(nèi)螺旋管卷筒2a，中螺旋管卷筒2b，外螺旋管卷筒2c各螺旋管卷筒的高度都與圓筒罐的高度接近， 最外螺旋管卷筒的外徑與圓筒罐的內(nèi)徑接近，可偏小10毫米左右，不同層螺旋管卷筒的徑向間距大于螺旋管徑在5 10毫米，各螺旋管的長(zhǎng)度相等為宜，各螺旋管采用并聯(lián)連接方式，螺旋管內(nèi)通過制冷劑，螺旋管間流水，各螺旋管的上端口焊接在制冷劑的進(jìn)氣干管上， 下端口焊接在制冷劑的液體流出干管上，制冷劑的進(jìn)氣干管和液體流出干管穿過儲(chǔ)水箱側(cè)壁的孔接頭，孔接頭是焊接在儲(chǔ)水箱側(cè)壁上，帶有螺紋，采用螺帽和密封墊圈把干管與孔接頭內(nèi)孔之間的間隙密封死，螺旋管采用不銹鋼管或銅管或鎳白銅管卷制；圓筒罐的上、下端分別設(shè)有口徑40毫米的進(jìn)、出水接口，分別與儲(chǔ)水箱的循環(huán)出水口 XLS和循環(huán)進(jìn)水口 XRS 連接，儲(chǔ)水箱8的頂部位置高于圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器2的出水口，儲(chǔ)水箱的低部不低于圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器的底部進(jìn)水口位置，由此構(gòu)成聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)；實(shí)施例4的儲(chǔ)水箱為直立式，獨(dú)立與室外機(jī)并立，圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器安裝在室外機(jī)殼內(nèi)的底盤上。在熱的制冷劑通過圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器的螺旋管內(nèi)時(shí)，由于罐體的容積小，直徑小于18厘米，高度約55厘米，容積約10 升，罐體內(nèi)的水被迅速加熱，圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器與儲(chǔ)水箱為連通器，儲(chǔ)水箱較涼的水從儲(chǔ)水箱的底部循環(huán)水出水口流進(jìn)熱水凝結(jié)換熱器的底部，熱水凝結(jié)換熱器頂部的熱水通過出水口，流進(jìn)儲(chǔ)水箱頂部，自動(dòng)建立聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱，有較高換熱效率。這種方案，使室外機(jī)體積可以較小，儲(chǔ)水箱容積可變動(dòng)。與市場(chǎng)賣的高效罐換熱器不同，圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器的螺旋管內(nèi)是通過高壓的制冷劑流體，罐體內(nèi)的螺旋管外流動(dòng)水，水通道面積大，水流動(dòng)阻力小，水壓力遠(yuǎn)比高壓制冷劑壓力小，圓筒罐壁不必過厚，可用不銹鋼板卷制，螺旋管徑小，承壓高。所以，圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器，適合與儲(chǔ)水箱配合使用。儲(chǔ)水箱的進(jìn)水口接頭LS在儲(chǔ)水箱半高處，避免冬季進(jìn)水溫度太低的水流直接進(jìn)入熱水凝結(jié)換熱器，造成冷凝溫度過低，系統(tǒng)出力不足。儲(chǔ)水箱出水口接頭RS在最上部，出水接頭的接有旁通泄壓支路，泄壓支路管道上裝有儲(chǔ)水箱超壓防護(hù)閥i^a。實(shí)施例5的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)的結(jié)構(gòu)關(guān)系和工作原理由圖5進(jìn)一步說明，如圖5所示，實(shí)施例5的三用機(jī)與實(shí)施例4的三用機(jī)差別在于，實(shí)施例5的儲(chǔ)水箱是橫放式儲(chǔ)水箱，掛裝在室外機(jī)上方。所構(gòu)成的聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)的工作原理與實(shí)施例4相同，而循環(huán)流自然對(duì)流換熱能力更強(qiáng)。實(shí)施例5的制冷劑路，沒有在其制冷劑回路系統(tǒng)的壓縮機(jī)出口管路與壓縮機(jī)吸氣管路之間，增添在停機(jī)時(shí)快速平衡系統(tǒng)氣壓的旁通管路；停機(jī)數(shù)分鐘后，系統(tǒng)氣壓會(huì)趨于平衡，因此，停機(jī)后再次起動(dòng)，須采取停機(jī)后延時(shí)數(shù)分鐘的控制措施，才能保證安全起動(dòng)。
權(quán)利要求1.自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，包括有制冷劑回路系統(tǒng)，水換熱回路系統(tǒng)，儲(chǔ)水箱，信號(hào)采集及電路控制系統(tǒng)；所述的制冷劑回路系統(tǒng)，包括室外機(jī)和室內(nèi)機(jī)兩組件，室外機(jī)安裝有壓縮機(jī)、節(jié)流器、室外風(fēng)換熱器及其風(fēng)扇、四通閥、過濾器、氣液分離器，室內(nèi)機(jī)安裝有室內(nèi)風(fēng)換熱器及其風(fēng)扇；室外機(jī)殼上設(shè)有與室內(nèi)風(fēng)換熱器上、下端接口連接的第一、二兩個(gè)角閥；所述的儲(chǔ)水箱為儲(chǔ)存熱水的有保溫層的承壓水箱，設(shè)有補(bǔ)充進(jìn)水接口和熱水出水接口 ；四通閥主閥體一側(cè)的單個(gè)接口記為四通閥第一接口，四通閥主閥體的另一側(cè)的三個(gè)接口的序號(hào)，約定在四通閥線圈無(wú)電時(shí)與第一接口內(nèi)連通的接口為四通閥第二接口，在四通閥線圈有電時(shí)與第一接口內(nèi)連通的接口為四通閥第三接口，居中的接口為四通閥第四接口，第四接口在四通閥線圈無(wú)電時(shí)與第三接口內(nèi)連通，又在四通閥線圈有電時(shí)與第二接口內(nèi)連通的接口 ；所述的節(jié)流器是毛細(xì)管、或是電子膨脹閥、或是熱力膨脹閥；所述的采集的控制信號(hào)包括有室內(nèi)風(fēng)換熱器和室外風(fēng)換熱器換熱管的出口溫度，儲(chǔ)水箱的水溫度，室內(nèi)空氣溫度，壓縮機(jī)的吸氣壓力和排氣壓力；其特征在于所述的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，配備有制冷劑回路與水換熱回路交聯(lián)器件的熱水凝結(jié)換熱器；熱水凝結(jié)換熱器安裝在室外機(jī)底盤上， 或安裝在儲(chǔ)水箱內(nèi)再連同儲(chǔ)水箱一起安裝在室外機(jī)底盤上；所述的水換熱回路系統(tǒng)，是自建自然循環(huán)流換熱的水換熱回路系統(tǒng)，包括儲(chǔ)水箱和有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器；所述的自建自然循環(huán)流換熱的水換熱回路系統(tǒng)有兩種形式一種是把有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器置于儲(chǔ)水箱內(nèi)的箱內(nèi)自然循環(huán)流換熱式；另一種是把有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器置于儲(chǔ)水箱外，用連接水管把熱水凝結(jié)換熱器的水流通路的進(jìn)水口和出水口分別與儲(chǔ)水箱的循環(huán)水出口和循環(huán)水進(jìn)水口連接起來(lái)，所構(gòu)成的聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式；所述的制冷劑回路系統(tǒng)，還包括有一個(gè)三通閥；制冷劑回路的連接方式是壓縮機(jī)的排氣口與三通閥的進(jìn)氣口連接；三通閥的第一出氣口與熱水凝結(jié)換熱器的制冷劑進(jìn)口連接；三通閥的第二出氣口與四通閥第一接口以及熱水凝結(jié)換熱器的制冷劑出口互連接三連通；四通閥第二、三、 四接口分別與室外風(fēng)換熱器的上端接口、室外機(jī)殼上的第一角閥、氣液分離器的進(jìn)氣口連接；氣液分離器的出氣口與壓縮機(jī)的進(jìn)氣口連接；室外風(fēng)換熱器的下端接口與室外機(jī)殼上的第二角閥之間的連接管路上安裝有節(jié)流器和過濾器；用兩根可拆卸連接管把室內(nèi)機(jī)的室內(nèi)風(fēng)換熱器的上、下兩端口與室外機(jī)殼上的第一、二角閥連接；所連成的制冷劑回路內(nèi)充裝制冷劑；所述的三通閥是帶有電磁導(dǎo)閥的氣動(dòng)三通閥，其電磁導(dǎo)閥的低壓出氣管直接連接到制冷劑回路的壓縮機(jī)吸氣管上；所述的四通閥是帶有電磁導(dǎo)閥的氣動(dòng)四通閥，其電磁導(dǎo)閥的高壓進(jìn)氣管直接連接到制冷劑回路的壓縮機(jī)排氣管上。
2.如權(quán)利要求1所述的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，其特征在于或者，還在其上述的制冷劑回路系統(tǒng)的壓縮機(jī)出口管路與壓縮機(jī)吸氣管路之間，增添一條在停機(jī)時(shí)快速平衡系統(tǒng)氣壓的旁通管路，在旁通管路上安裝有常閉電磁閥，停機(jī)時(shí)電磁閥瞬間開啟十幾秒后又關(guān)閉。
3.如權(quán)利要求1所述的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，其特征在于所述的箱內(nèi)自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)，其有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器， 是有兩層以上的多層螺旋管卷筒式的熱水凝結(jié)換熱器，同心相套直立置于儲(chǔ)水箱軸心區(qū)， 螺旋管卷筒所包絡(luò)區(qū)的容積小于儲(chǔ)水箱容積的三分之一，且螺旋管卷筒的高度與儲(chǔ)水箱高度接近，各條螺旋管的兩端分別并聯(lián)焊接在制冷劑的進(jìn)氣干管上和制冷劑的液體流出干管上，制冷劑的進(jìn)氣干管和液體流出干管穿過儲(chǔ)水箱側(cè)壁的孔接頭，用機(jī)械密封方式把干管與孔接頭內(nèi)孔之間的間隙密封死；螺旋管采用不銹鋼管或銅管或鎳白銅管卷制。
4.如權(quán)利要求1所述的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，其特征在于所述的箱內(nèi)自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)，其有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器，或是帶有導(dǎo)流套筒螺旋管式的熱水凝結(jié)換熱器，由2至6條的多條螺旋管圈圈相套或圈圈相嵌交叉，外部套有導(dǎo)流套筒，直立安裝在儲(chǔ)水箱中的換熱器，各螺旋管的長(zhǎng)度相等或接近相等為宜，采用并聯(lián)連接方式焊接在制冷劑的進(jìn)氣干管和液體流出干管上，制冷劑的進(jìn)、出干管穿過儲(chǔ)水箱側(cè)壁的孔接頭，并用機(jī)械密封方式把干管與孔接頭內(nèi)孔之間的間隙密封死; 螺旋管采用不銹鋼管或銅管或鎳白銅管卷制；導(dǎo)流套筒兩端各裝有數(shù)根支撐條，利用支撐條頂在儲(chǔ)水箱的箱頂蓋板和底板產(chǎn)生彎曲的彈力，把導(dǎo)流套筒連同螺旋管固定在儲(chǔ)水箱中；導(dǎo)流套筒的高度略低于儲(chǔ)水箱頂部的熱水出水口高度，其下端口與儲(chǔ)水箱的底部保留數(shù)厘米距離，儲(chǔ)水箱的進(jìn)水口設(shè)置在下部。
5.如權(quán)利要求1所述的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，其特征在于所述的聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)，其有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器， 是由細(xì)高形圓筒罐和放置其內(nèi)的多層螺旋管卷筒構(gòu)成的熱水凝結(jié)換熱器，名為圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器；圓筒罐的高徑比大于2，螺旋管卷筒數(shù)大于2，同心放置，螺旋管卷筒所包絡(luò)區(qū)的容積接近儲(chǔ)水箱的容積，各螺旋管卷筒的高度都與圓筒罐的高度接近，其兩端分別并聯(lián)焊接在制冷劑的進(jìn)氣干管上和制冷劑液體流出的干管上，制冷劑的進(jìn)氣干管和液體流出干管穿過焊接在圓筒罐側(cè)壁的孔接頭，并用機(jī)械密封方式，把干管與孔接頭內(nèi)孔之間的間隙密封死；螺旋管采用不銹鋼管或銅管或鎳白銅管卷制；圓筒罐的上、下端分別設(shè)有大口徑的進(jìn)、出水接口 ；所述的有導(dǎo)流作用的圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器的進(jìn)水口和出水口，分別與儲(chǔ)水箱的循環(huán)出水口和循環(huán)進(jìn)水口連接，儲(chǔ)水箱的頂部位置高于圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器的出水口，儲(chǔ)水箱的底部不低于圓筒罐螺旋管式熱水凝結(jié)換熱器的底部進(jìn)水口位置，由此構(gòu)成聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的水換熱回路系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求1所述的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，其特征在于所述的聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式的有導(dǎo)流作用的熱水凝結(jié)換熱器，或是，同軸套管螺旋卷筒式熱水冷凝換熱器，螺旋卷筒緊套在儲(chǔ)水箱外壁，螺旋卷筒的高度與儲(chǔ)水箱的高度接近；同軸套管的內(nèi)管的管內(nèi)通過水流，內(nèi)管的上、下兩端口分別與儲(chǔ)水箱的上、下部的循環(huán)進(jìn)水、出水接口連接，構(gòu)成聯(lián)箱式自然循環(huán)流換熱式水換熱回路系統(tǒng)；同軸套管的內(nèi)管與外套管之間通過制冷劑，制冷劑通路的上、下端接口分別連接在制冷劑回路上。
7.如權(quán)利要求1所述的自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)，其特征在于所述的雙流向節(jié)流器是雙流向毛細(xì)管，或是雙流向電子膨脹閥，或是雙流向熱力膨脹閥；所述的雙流向毛細(xì)管節(jié)流器，是雙流向等長(zhǎng)度或雙流向不等長(zhǎng)度毛細(xì)管節(jié)流器；雙流向等長(zhǎng)度節(jié)流器，是單根毛細(xì)管節(jié)流器，或2根以上等長(zhǎng)度毛細(xì)管并聯(lián)構(gòu)成的節(jié)流器；雙流向不等長(zhǎng)度毛細(xì)管節(jié)流器，是用兩根不等長(zhǎng)度毛細(xì)管各串聯(lián)一個(gè)單向閥之后再反流向并聯(lián)的節(jié)流器，或是第一、二兩段毛細(xì)管串聯(lián)，單向閥與第二毛細(xì)管并聯(lián)，單向閥的進(jìn)口與第一、 二兩段毛細(xì)管共接端連通連接的節(jié)流器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了自建自然循環(huán)流換熱的緊湊型冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)的技術(shù)方案，其特征是采用能自建自然循環(huán)流換熱的水換熱回路系統(tǒng)，把儲(chǔ)水箱和內(nèi)置其中的多層螺旋管卷筒式的或帶有導(dǎo)流套筒螺旋管式的熱水凝結(jié)換熱器放在室外機(jī)中；與冷暖空調(diào)機(jī)相比，其制冷劑回路增添了三通閥和熱水凝結(jié)換熱器，特別連接處壓縮機(jī)排氣口連接三通閥進(jìn)氣口，三通閥第一出氣口連接熱水凝結(jié)換熱器的制冷劑進(jìn)口，其第二出氣口與熱水凝結(jié)換熱器的制冷劑出口以及四通閥第一接口連接三連通；三通閥的電磁導(dǎo)閥的低壓出氣管連接到制冷劑回路的壓縮機(jī)吸氣管上，四通閥的電磁導(dǎo)閥的高壓進(jìn)氣管連接到制冷劑回路的壓縮機(jī)排氣管上；具有制熱水兼制冷、制熱水、制冷、制熱功能。
文檔編號(hào)F25B41/04GK201945087SQ20102063719
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者陳則韶 申請(qǐng)人:陳則韶