专利名称：锅炉与空调机组的组合系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锅炉与空调机组的组合系统。
背景技术：
在当今的家庭和商业建筑中，电锅炉或燃气锅炉一般均和空调机组独立开来，作为独立设备来使用。锅炉独立运行时，其效率低于1(COP＜1.0)。空调机组在夏季高温情况下会浪费余热，而在冬季低温情况下仅具有较低的制热量和制热效率。
实用新型内容为克服上述缺陷，本实用新型的目的在于，提供一种将锅炉与空调机组整合起来的组合系统，以进一步提高锅炉与空调机组的工作效率。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种锅炉与空调机组的组合系统，其特征在于，该组合系统包括锅炉和空调机组，所述锅炉设置有换热器和水箱，还设置有与所述锅炉连接的、构成水循环回路的供水管和回水管。所述空调机组包括一压缩机，该压缩机具有排气侧和吸气侧；一四通换向阀，该四通换向阀连接至压缩机的排气侧和吸气侧，并具有第一接口、可与所述第一接口连通的第二接口、可与所述第二接口连通的第三接口、以及与所述压缩机的排气侧连通的第四接口；；一连接至四通换向阀的第一接口的第一换热器；一连接至第一换热器的第一膨胀阀；一与第一换热器和第一膨胀阀并联的阀；一连接至第一膨胀阀或该阀的第二换热器；一连接至第二换热器的第二膨胀阀，该第二膨胀阀再连接至锅炉；锅炉连接至四通换向阀的第三接口。
借助本实用新型可以根据实际需要完成如下所述的功能。
(1)热回收—锅炉由空调系统中的废热来加热在制冷时，利用空调机组的废热来制取生活用热水，提高制冷系统效率并同时降低锅炉能耗。
(2)热泵锅炉当用户侧不需要提供制冷/制热时，空调机组可以用于加热锅炉中的生活用热水。该热泵锅炉系统的热效率远远高于(根据环境温度，可以3倍于普通锅炉的效率)独立运行的电锅炉。
(3)制热运转时的辅助加热当传统的空气源空调机组运转在制热模式时，热负荷和效率主要取决于环境条件。如果室外侧温度较低，传统的空调机组将不能从室外侧吸收足够的热量。用锅炉作为空调机组制冷剂的辅助加热器，可以使低压低温制冷剂吸取更多的热量，供热量和效率都会显著提高。
(4)锅炉供热当室外环境温度低到一定程度时，空气源空调机组的制热量和效率都会大幅度降低，难以满足人们取暖的需要。此时，如果空调机组是风冷热泵冷热水机组，可以用锅炉作为二次热源来将制热供水温度加热到设定温度。
当室外环境温度极低，空调机组已无法正常运转时，空调机组关闭，用锅炉来直接进行供热。
通过系统控制，可以选择上述之一种模式工作，从而根据负荷的需要以及室外温度和能源价格，以最大能源效率和最低运行成本优化系统运行。因此，系统总能耗和运行费用可以被大大降低。
图1是根据本实用新型较佳实施例的锅炉与空调机组的组合系统的示意图；图2是该组合系统作为热回收系统工作时的示意图；图3是该组合系统作为热泵锅炉系统工作时的示意图；图4是该组合系统作为辅助加热系统工作时的示意图；以及图5是该组合系统作为锅炉供热系统工作时的示意图。
具体实施方式
如图1所示，根据本实用新型较佳实施例的组合系统主要由空调机组和锅炉构成。其中空调机组包括压缩机1、第二换热器2、第一换热器3、四通换向阀4、第一膨胀阀6、第二膨胀阀7以及阀8。
如图1所示，压缩机1的排气侧通过制冷剂管连接至四通换向阀4。四通换向阀4有四个接口，分别为第一接口a、第二接口b、第三接口c和第四接口d。第一接口a可与第二接口b连通，第二接口b可与第三接口c连通，压缩机1的排气侧连接至第四接口d。第一接口a通过制冷剂管连接至第一换热器3，第一换热器3再通过制冷剂管连接至第一膨胀阀6。与第一换热器3和第一膨胀阀6并联有一个阀8。随后，通过制冷剂管连接至第二换热器2，第二换热器2再连接至第二膨胀阀7。第二膨胀阀7连接至锅炉5，锅炉5连接至四通换向阀4的第三接口c。四通换向阀4的第二接口b通过制冷剂管连接至压缩机1的吸气侧。
在本实用新型中，空调机组可以是空气源/水源热泵型机组(包括风冷热泵冷热水机组和水冷机组)、多联式空调热泵机组或家用分体式空调机组。
锅炉5可以是电锅炉或燃气锅炉，其内部可具有内置式换热器和水箱，也可以采用置于锅炉外部的外置式换热器和水箱。锅炉5应可同时实现供生活用热水和冬季供暖的需求。锅炉还可以设置有旁通组件，该旁通组件可将锅炉相对于空调机组旁通，一旦锅炉出现故障或不需要时，可以使管路不经过锅炉5。另外，还设有与锅炉5连接的、构成水循环回路的供水管9和回水管10(参见图5)。
整个组合系统的运行最好由一个集中控制器来控制，该控制器基于负荷要求，环境条件和系统结构进行控制。当然，如果对自动化的要求不高，也可以分别对系统内的各部分进行控制，甚至进行手动的操作。
以下将结合图2-5来详细描述本实用新型的组合系统的主要工作流程。
1)热回收如图2所示，当系统处于正常制冷运转时，从压缩机1排出的高温制冷剂蒸汽进入四通换向阀的第四接口d，再通过四通换向阀4的第三接口c流入锅炉5中。高温制冷剂蒸汽在锅炉5中通过锅炉换热器放热而对锅炉5中的水进行加热，制冷剂温度随之下降，该情况也叫做使过热蒸汽降温。在制冷模式下第二膨胀阀7始终全部打开，制冷剂流入第二换热器2(例如采用空冷式换热器)。根据热水温度的要求，第二换热器2的风扇可以尽量少开。在该种模式下，阀8关闭，第一膨胀阀6打开。因此，当制冷剂在第二换热器2中放热液化之后，经过第一膨胀阀6调节制冷剂流量后流入第一换热器3。制冷剂在第一换热器3中吸热(释放冷量)并蒸发之后，通过四通换向阀4的第一接口a连通至第二接口b，最后流入压缩机1吸气侧。
锅炉5中的生活水，被从压缩机1排出的高温制冷剂蒸汽加热。如果此时水温仍低于用户设定的水温，则在锅炉中被二次加热，之后送入室内。如果已达到用户设定的水温，则此时锅炉不用开启，直接将热水送入室内。
实现该功能的空调机组可以是空气源/水源热泵型机组，多联式空调热泵机组或家用分体式空调机组。
2)热泵锅炉如图3所示，当用户侧不需要进行制冷/制热时，空调机组可以用于加热锅炉中的生活用热水。如图3所示，从压缩机1排出的高温制冷剂通过四通换向阀4的第四接口d连通至第三接口c，再流入锅炉5中，在加热了锅炉5中的水后，通过第二膨胀阀7流入第二换热器2中，吸收室外的热量。在该模式中，阀8打开，第一膨胀阀6关闭，从而使制冷剂不经过第一膨胀阀6和第一换热器3，直接通过四通换向阀4的第一接口a连通至第二接口b，最后流入压缩机1的吸气侧。
实现该功能的空调机组可以是空气源/水源热泵型机组、多联式空调热泵机组或家用分体式空调机组。
3)制热运转时的辅助加热如图4所示，从压缩机1排出的高温蒸汽通过四通换向阀4的第四接口d连通至第一接口a，再流入第一换热器3中放热冷凝。在该模式中，阀8关闭。通过第一膨胀阀6的控制，冷凝后的制冷剂通过第二换热器2从室外吸热蒸发，并进一步由锅炉5加热。接着，蒸发后的制冷剂通过四通换向阀4的第三接口c至第二接口b，最后回到压缩机1吸气侧。在该模式中，第二膨胀阀7始终全部打开。
实现该功能的空调机组可以是空气源/水源热泵型机组、多联式空调热泵机组或家用分体式空调机组。
4)锅炉供热如图5所示，当空调机组是空气源/水源热泵型机组中的风冷热泵冷热水机组时，本实用新型的组合系统在制热工况下，还可实现如下功能。
A.锅炉作为二次热源在制热工况下，当室外环境温度较低时，由空调机组提供的供热用水温度较低，不能达到设定温度，此时可用锅炉系统对供热用水进行二次加热，提高供水温度。
如图5所示，从压缩机1排出的高温蒸汽通过四通换向阀4的第四接口d连通至第一接口a，再流入第一换热器3中放热冷凝，加热该换热器中的水。在该模式中，阀8关闭。通过第一膨胀阀6的控制，冷凝后的制冷剂通过第二换热器2从室外吸热蒸发。接着，蒸发后的制冷剂通过锅炉5，再通过四通换向阀4的第三接口c至第二接口b，最后回到压缩机1吸气侧。在该模式中，第二膨胀阀7始终全部打开。
其中，经第一换热器3加热后的水，流入供水管9，再经过锅炉5被再次加热，之后送入室内。从室内回来的回水经过回水管10，再回到第一换热器3中被加热。
B.锅炉直接供热在室外极端低温时，空调机组的压缩机1关闭，空调机组不提供热量。在这种模式下，从室内回来的回水通过回水管10直接回到锅炉5中，在锅炉5中被加热后，再通过供水管9直接送入室内。因此，系统的供热量不会受环境温度影响。然而，采用该方法，热效率低于1。
应该理解，虽然以上结合较佳实施例对本实用新型进行了详细的描述，但熟悉本领域的普通技术人员应该可以在以上揭示内容的基础上作出各种等同的变换和改动。因此，本实用新型的保护范围应由所附权利要求书来限定。
权利要求1.一种锅炉与空调机组的组合系统，其特征在于，该组合系统包括锅炉(5)和空调机组，所述锅炉(5)设置有换热器和水箱，还设置有与所述锅炉连接的、构成水循环回路的供水管和回水管；所述空调机组包括一压缩机(1)，所述压缩机具有排气侧和吸气侧；一四通换向阀(4)，所述四通换向阀连接至所述压缩机的排气侧和吸气侧，并具有第一接口(a)、可与所述第一接口连通的第二接口(b)、可与所述第二接口连通的第三接口(c)、以及与所述压缩机的排气侧连通的第四接口(d)；一连接至所述四通换向阀的第一接口的第一换热器(3)；一连接至所述第一换热器的第一膨胀阀(6)；一与所述第一换热器和所述第一膨胀阀并联的阀(8)；一连接至所述第一膨胀阀(6)或所述阀(8)的第二换热器(2)；一连接至所述第二换热器的第二膨胀阀(7)，该第二膨胀阀再连接至所述锅炉；所述锅炉连接至所述四通换向阀的第三接口。
2.如权利要求1所述的锅炉与空调机组的组合系统，其特征在于，所述锅炉(5)是电锅炉或燃气锅炉。
3.如权利要求1所述的锅炉与空调机组的组合系统，其特征在于，所述锅炉(5)的换热器和水箱设置在所述锅炉的内部或外部。
4.如权利要求1所述的锅炉与空调机组的组合系统，其特征在于，所述空调机组是空气源/水源热泵型机组、多联式空调热泵机组或家用分体式空调机组中的一种。
5.如权利要求4所述的锅炉与空调机组的组合系统，其特征在于，所述空调机组是空气源/水源热泵型机组中的风冷热泵冷热水机组。
6.如权利要求5所述的锅炉与空调机组的组合系统，其特征在于，所述供水管(9)和回水管(10)还连接至所述第一换热器(3)。
7.如权利要求1所述的锅炉与空调机组的组合系统，其特征在于，还包括对所述空调机组和所述锅炉进行控制的集中控制器。
8.如权利要求1所述的锅炉与空调机组的组合系统，其特征在于，所述锅炉还具有旁通组件，该旁通组件可将锅炉相对于空调机组旁通。
专利摘要本实用新型提供了一种锅炉与空调机组的组合系统，该组合系统包括锅炉和空调机组，所述锅炉设置有换热器和水箱，还设置有与所述锅炉连接的、构成水循环回路的供水管和回水管。所述空调机组包括一压缩机，该压缩机具有排气侧和吸气侧；一四通换向阀，该四通换向阀连接至压缩机的排气侧和吸气侧，并具有第一接口、可与所述第一接口连通的第二接口、可与所述第二接口连通的第三接口、以及与所述压缩机的排气侧连通的第四接口；一连接至四通换向阀的第一接口的第一换热器；一连接至第一换热器的第一膨胀阀；一与第一换热器和第一膨胀阀并联的阀；一连接至第一膨胀阀或该阀的第二换热器；一连接至第二换热器的第二膨胀阀，该第二膨胀阀再连接至锅炉；锅炉连接至四通换向阀的第三接口。
文档编号F25B30/02GK2763729SQ200520003338
公开日2006年3月8日 申请日期2005年1月19日 优先权日2005年1月19日
发明者彼得·夏 申请人:特灵空调系统(江苏)有限公司