专利名称：家庭冷热中心主机的制作方法
技术领域：
本发明涉及家庭冷热中心主机，它是一个应用在普通家庭可以根据用户的需求实现室内冷气、热风、热水的供给。
背景技术：
目前，市场所提供的家用空调在制冷过程中所产生的热量被排放在大气中没有被利用，造成能源浪费；具有制热能力的电加热式空调，在制热过程中需要消耗大量的电能，不符合节能的原则；而热泵式空调在制热过程中所产生的冷量同样没有被利用，因此也造成能源浪费。
目前市场所提供的家用空调及热水器为分别独立式设计，相互没有联系。空调在制冷过程中会产生热量，热水器加热水需要热源，两者之间没有联系起来。目前市场上新推出的热泵式家用热水器虽然比电热水器省电，但是在制热过程中所产生的冷量没有被利用。
现在的一些中央空调，规模较大，应用在比较大型的场所，例如医院、大型的政府机构、企业和其他一些机构，由于价格昂贵，占用体积较多，运行费用较多，根本不适合家庭使用。现在一些中央空调虽然已经具有供冷、供热和提供热水的功能，但他们都使用两个机组制冷机组和制热机组，即热交换器和蒸气发生器(冷交换器)分开，结构复杂，占用体积较多，成本较高，价格昂贵，运行费用较多，根本不适合家庭使用。见专利号为ZL03233270X、专利名称为供冷、暖、热水、蒸气的节能中央空调，其公告号为CN2603921Y的发明专利。
发明内容
本发明的目的是提供家庭冷热中心主机，它将传统的空调与热水器有机地结合起来，把制冷过程中产生的热量作为加热热水的热源，把产热水过程中释放的冷量供给室内制冷，实现了冷热能量的相互转移和互补，以便根据用户的需求实现室内冷气、热风、热水的供给，在非制冷状态下只消耗少量的电就可以获得热水，节电率根据环境的温度可达50％～80％，体积小，功能齐全，结构紧凑，成本较低，非常适合家庭使用。
本发明是通过如下技术方案来实现的它包括压缩机、吸收储液器、膨胀节流阀和换能器，压缩机、吸收储液器、膨胀节流阀和换能器通过管路、控制阀连接，并以制冷剂作为能量交换的载体，其上面设置有热水加热接口和房间温度调节接口，它形成四个可独立工作回路A)冷、制热水回路制冷剂由吸收储液器进入压缩机流经热水加热接口、换热水箱、热水加热接口、膨胀节流阀、房间温度调节接口、风机盘管、房间温度调节接口，最后回到吸收储液器；B)室内制冷回路制冷剂由吸收储液器进入压缩机流经换能器、膨胀节流阀、房间温度调节接口、风机盘管、房间温度调节接口，最后回到吸收储液器；C)室内制热回路制冷剂由吸收储液器进入压缩机流经房间温度调节接口、风机盘管)、房间温度调节接口，最后回到吸收储液器；D)热泵热水器回路制冷剂由吸收储液器进入压缩机流经热水加热接口、换热水箱、热水加热接口、膨胀节流阀，然后回到吸收储液器。
如上所述的制冷、制热水回路中从换热水箱出来的制冷剂经热水加热接口可以先流入吸收储液器，再从吸收储液器出来经膨胀节流阀、房间温度调节接口、风机盘管、房间温度调节接口，最后回到吸收储液器；上述所述的换能器由盘管和风机组成，盘管、风机实现制冷剂蒸发和冷凝的双重作用。
上述所述的控制阀主要包括一个四通换向阀F1、一个三位二通阀F2和一个六位四通阀F3。
上述所述的房间温度调节接口是有多个，而且每个房间温度调节接口设置有电磁阀。
另外它还包括一个总控模块，控制阀、压缩机、电磁阀、换能器由总控模块控制。
本发明与现有技术相比具有如下优点1)使家庭配套家电简单化、操作更加简单。利用本发明所组装成的家庭冷热中心机组将制冷空调、采暖装置以及热水器合为一体设计，在室内制冷时，系统首先默认加热热水，操作非常简单，方便了用户。2)利用本发明所组装成的家庭冷热中心热效率非常高，节能效果非常明显。在室内制冷的情况下产生热水节电率为100％；在直接加热水的情况下节电率为50～80％，这是其它热水器所无法比拟的。3)从成本上讲，利用本专利所组装成的家庭冷热中心，其成本比家用制冷空调、采暖装置以及热水器成本三者之和要低30％以上。4)从使用安全上讲，本系统不存在家用电热水器中电热元件直接与水接触所存在的漏电危险，而是通过压缩机的工作将室外空气中的热量移送到水箱中，安全可靠；5)可以根据用户的需求实现室内冷气、热风、热水的供给，而无须分开制热机组和制冷机组两个机组，功能完善，体积小，结构紧凑，性能价格比较低，非常适合家庭使用。
下面结合附图对本发明作详细的说明图1是发明的结构示意图；图2是本发明安装上终端设备后的结构3是本发明的智能控制模块的结构示意图。
具体实施例方式如图1、图2、图3所示，本发明包括包括压缩机1、吸收储液器2、膨胀节流阀3和换能器4，压缩机1、吸收储液器2、膨胀节流阀3和换能器4通过管路5、控制阀6连接，并以制冷剂作为能量交换的载体，其上面设置有热水加热接口7和房间温度调节接口8，它形成四个可独立工作回路A)制冷、制热水回路制冷剂由吸收储液器2进入压缩机1流经热水加热接口7、换热水箱9、热水加热接口7、膨胀节流阀3、房间温度调节接口8、风机盘管10、房间温度调节接口8，最后回到吸收储液器2；B)内制冷回路制冷剂由吸收储液器2进入压缩机1流经换能器4、膨胀节流阀3、房间温度调节接口8、风机盘管10、房间温度调节接口8，最后回到吸收储液器2；C)内制热回路制冷剂由吸收储液器2进入压缩机1流经压缩机1、房间温度调节接口8、风机盘管10、房间温度调节接口8，最后回到吸收储液器2；A)热泵热水器回路制冷剂由吸收储液器2进入压缩机1流经热水加热接口7、换热水箱9、热水加热接口7、膨胀节流阀3，然后回到吸收储液器2。
控制阀6主要包括一个四通换向阀F1、一个三位二通阀F2和一个六位四通阀F3。房间温度调节接口8是有多个，而且每个房间温度调节接口8设置有电磁阀13。本发明还包括一个总控模块，控制阀6、压缩机、电磁阀13、换能器4由总控模块控制。吸收储液器2有两大功能，一是使制冷剂液态和气态分离，二是储液。在制冷、制热水回路中从换热水箱9出来的制冷剂经热水加热接口可以先流入吸收储液器2，再从吸收储液器2出来经膨胀节流阀3、房间温度调节接口8、风机盘管10、房间温度调节接口8，最后回到吸收储液器2，这样一来使之工作更加稳定可靠。换能器4由盘管11和风机12组成，盘管11、风机12实现制冷剂蒸发和冷凝的双重作用。
本专利产品是家庭冷热中心主机的核心部分，需要解决的技术问题是(1)利用一台压缩机如何为各终端设备提供制冷制热接口，终端设备包括一台或多台室内风机盘管、换热水箱；(2)在各种工作模式下制冷剂循环管路的连接与转换；(3)电气控制的实现。
附图2，本发明采用一只四通换向阀F1、一只专用三位二通阀F2以及一只专用六位四通阀F3和六只以内的电磁阀(根据用户的房间数确定)来控制各种工作模式的实现并提供制冷制热接口；通过F1、F2、F3的得电与失电构成不同工作模式下不同的制冷剂循环管路的连接。参见附图3，电气控制的实现是通过一个安装在主机内的智能总控模块，根据用户的工作指令，来控制主机内所有的电气元件的动作，以实现电气控制。
各种工作模式下的工作原理描述如下1)室内制冷、制热水回路模式该模式下，除需要制冷的房间所对应的接口电磁阀工作外，其它元件均处于关闭状态。在吸收储液器2雾化后的制冷剂湿蒸气进入压缩机1，压缩机1工作后排出的高压高温制冷剂蒸气经未动作的三位二通阀F2流向与热水加热接口7连接的换热水箱9，经换热后制冷剂变为高压液，换热过程是制冷剂冷凝过程，热量被换热水箱9水吸收，制冷剂变为高压液由热水加热接口7经过单向阀9流入吸收储液器2，制冷剂高压液经未动作的六位四通阀F3由下向上进入膨胀节流阀3进行节流膨胀，制冷剂高压液变为低压冷冻液，通过电磁阀16将冷冻液送向与房间温度调节接口8连接的风机盘管10，通过室内风机盘管10对房间进行制冷，制冷剂吸收房间内热量后变为低压蒸气，经房间温度调节接口8以及未动作的四通换向阀F1流向吸收储液器2，压缩机1将2中的低压蒸气吸入、压缩，使制冷剂转变为高压高温制冷剂蒸气，完成制冷循环回路。
2)室内制冷模式当换热水箱9内温度过高导致制冷能力下降时，系统自动开启三位二通阀F2及风机12，截断对换热水箱9的供气，压缩机1工作后排出的高压高温制冷剂蒸气通过未动作的四通换向阀F1流向盘管11，通过盘管11和风机12的工作完成向室外排热的冷凝过程，即通过换能器4置换了换热水箱9，经向室外排热后制冷剂变为高压液，排热过程是制冷剂冷凝过程，热量被室外空气吸收，制冷剂变为高压液经的六位四通阀F3由下向上进入膨胀节流阀3进行节流膨胀，制冷剂高压液变为低压冷冻液，通过电磁阀13将冷冻液送向与房间温度调节接口8连接的风机盘管10，通过室内风机盘管10对房间进行制冷，制冷剂吸收房间内热量后变为低压蒸气，经房间温度调节接口8以及未动作的四通换向阀F1流向吸收储液器2，压缩机1将2中的低压蒸气吸入、压缩，使制冷剂转变为高压高温制冷剂蒸气，完成制冷循环回路。
3)室内制热模式该模式下系统自动开启F1、F3以及风机12。在吸收储液器2雾化后的制冷剂湿蒸气进入压缩机1，压缩机排出的高压高温制冷剂蒸气经开启后的三位二通F2流向开启后的四通换向阀F1，然后通过房间温度调节接口8流向风机盘管10，向室内送热，经换热即制冷冷凝过程后制冷剂变为高压液流入吸收储液器2，高压液经动作后的六位四通阀F3由上向下进入膨胀节流阀3进行节流膨胀，制冷剂变为冷冻液流入，制冷剂吸收室外空气中的热量后变为低压蒸气，经动作后的四通换向阀F1流向吸收储液器2，压缩机1将吸收储液器2中的低压蒸气吸入、压缩，使制冷剂转变为高压高温制冷剂蒸气，完成制热循环回路。
4)内待机情况下的换热水箱加热模式该模式下系统自动开启四通换向阀F1、三位二通F2、六位四通阀F3以及换能器4。压缩机排出的高压高温制冷剂蒸气经未动作的三位二通F2流向换热水箱9，经换热即制冷冷凝过程，制冷剂变为高压液，热量被水吸收，通过单向阀流入吸收储液器2，制冷剂高压液经动作后的六位四通阀F3由上向下进入膨胀节流阀3进行节流膨胀，制冷剂变为冷冻液流入换能器4，制冷剂吸收室外空气中的热量后变为低压蒸气即完成蒸发过程，经动作后的四通换向阀F1流向吸收储液器2，压缩机1将吸收储液器2中的低压蒸气吸入、压缩，使制冷剂转变为高压高温制冷剂蒸气，完成加热水的循环回路。
在上述四个回路工作过程中，换能器4起到使制冷剂冷凝和蒸发的作用，因此可以用一个机组代替过去的制冷机组和制热机组分开制造的麻烦。
权利要求
1.家庭冷热中心主机，其特征在于它包括压缩机(1)、吸收储液器(2)、膨胀节流阀(3)和换能器(4)，压缩机(1)、吸收储液器(2)、膨胀节流阀(3)和换能器(4)通过管路(5)、控制阀(6)连接，并以制冷剂作为能量交换的载体，其上面设置有热水加热接口(7)和房间温度调节接口(8)，它形成四个可独立工作回路A)制冷、制热水回路制冷剂由吸收储液器(2)进入压缩机(1)流经热水加热接口(7)、换热水箱(9)、热水加热接口(7)、膨胀节流阀(3)、房间温度调节接口(8)、风机盘管(10)、房间温度调节接口(8)，最后回到吸收储液器(2)；B)室内制冷回路制冷剂由吸收储液器(2)进入压缩机(1)流经换能器(4)、膨胀节流阀(3)、房间温度调节接口(8)、风机盘管(10)、房间温度调节接口(8)，最后回到吸收储液器(2)；C)室内制热回路制冷剂由吸收储液器(2)进入压缩机(1)流经压缩机(1)、房间温度调节接口(8)、风机盘管(10)、房间温度调节接口(8)，最后回到吸收储液器(2)；D)热泵热水器回路制冷剂由吸收储液器(2)进入压缩机(1)流经热水加热接口(7)、换热水箱(9)、热水加热接口(7)、膨胀节流阀(3)，然后回到吸收储液器(2)。
2.根据权利要求1所述的家庭冷热中心主机，其特征在于制冷、制热水回路中从换热水箱(9)出来的制冷剂经热水加热接口(7)可以先流入吸收储液器(2)，再从吸收储液器(2)出来经膨胀节流阀(3)、房间温度调节接口(8)、风机盘管(10)、房间温度调节接口(8)，最后回到吸收储液器(2)；
3.根据权利要求1或2所述的家庭冷热中心主机，其特征在于换能器(4)由盘管(11)和风机(12)组成，盘管(11)、风机(12)实现制冷剂蒸发和冷凝的双重作用。
4.根据权利要求1或2所述的家庭冷热中心主机，其特征在于控制阀(6)主要包括一个四通换向阀F1、一个三位二通阀F2和一个六位四通阀F3。
5.根据权利要求1或2所述的家庭冷热中心主机，其特征在于房间温度调节接口(8)是有多个，而且每个房间温度调节接口(8)设置有电磁阀(13)。
6.根据权利要求1或2所述的家庭冷热中心主机，其特征在于它还包括一个总控模块，控制阀(6)、压缩机、电磁阀(13)、换能器(4)由总控模块控制。
全文摘要
家庭冷热中心主机，包括压缩机1、吸收储液器2、膨胀节流阀3、换能器4和连接管路5、控制阀6，它形成四个工作回路A)制冷、制热水回路制冷剂由吸收储液器2进入压缩机1、换热水箱9、膨胀节流阀3、风机盘管10，回到吸收储液器2；B)室内制冷回路制冷剂由吸收储液器2进入压缩机1流经换能器4、膨胀节流阀3、风机盘管10，回到吸收储液器2；C)室内制热回路制冷剂由吸收储液器2进入压缩机1流经压缩机1、风机盘管10，回到吸收储液器2；D)热泵热水器回路制冷剂由吸收储液器2进入压缩机1流经、换热水箱9、膨胀节流阀3，回到吸收储液器2，它实现室内冷气、热风、热水的供给，节电率可达50％～80％，体积小，功能齐全，结构紧凑，成本较低。
文档编号F24F12/00GK1690560SQ200410027110
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月30日 优先权日2004年4月30日
发明者袁树添, 郭廷光 申请人:袁树添, 郭廷光