专利名称：太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能热利用技术、空气源热泵和空调技术优势互补综合利用，特别 是涉及晴天利用太阳能热水系统制取热水，阴雨天和冬季利用空气源热泵和低谷电制取热 水，供家庭或单位全年淋浴，冬季采暖和夏季空调，用一份电力，获两份收益，形成制冷与制 热循环经济，节能减排，涉及低碳技术。
背景技术：
国内外大多数家庭和单位是由矿物燃料锅炉提供热水全年淋浴和冬季采暖，其缺 点一是矿物燃料储藏量有限，终将枯竭，二是排放CO2等有害气体，造成大气污染，全球气 候变暖，自然灾害频繁发生，国内外现在有的家庭和单位安装太阳能热水系统提供热水淋 浴和冬季采暖，其优点是太阳能不污染环境，本身不花成本，缺点是阴雨天和冬季约有半年 之久需装有另一种加热装置进行辅助加热，有的采用电加热器或者电热锅炉进行辅助加 热，其缺点是制热系数为1 0.95，耗电量较大，有的采用单一功能的空气源热泵热水器对 太阳能热水系统，阴雨天进行辅助加热，其优点是制热系数一般为1 4，比电加热器节电 70%，但太阳能热水系统加上空气源热泵两者总投资翻番，目前大多数用户还不能接受，在 市场上难以推广，于是人们萌发了一种想法能否研究一种新型辅助加热装置，既要像空气 源热泵那样高效节能，又要比电热水器或电热锅炉造价降低或接近，以取代电加热器和电 热锅炉用作于太阳能热水系统阴雨天和冬季辅助加热装置。
发明内容
本发明乃是集成创新，其目的是要提供一种晴天利用太阳能，阴雨天和冬季利用 空气能和低谷电制取热水、淋浴、采暖和空调多功能复合系统装置，特别是要提供一种太阳 能热水系统阴雨天和冬季辅助加热装置，既要像空气源热泵热水器那样高效节能，并且制 造成本要低于或接近电热水器的造价。本发明是这样实现的它由太阳能热水系统、淋浴系统、地板采暖系统、辅助加热 系统嫁接复合组成，并装有控制系统，而辅助加热系统是由空气源热泵与空调器嫁接复合 组成，在空调器的蒸气压缩式制冷系统内，通过第一三通和第二三通将一台以水为热交换 介质的第三热交换器与用作室内机的第二热交换器并联，第一三通的上接口与四通电源换 向阀的左接口用管道密封连接，第一三通的左接口与第三热交换器内走制冷剂的上接口用 管道密封连接，并在第一三通的右接口与第二热交换器内走制冷剂的上接口用管道密封连 接，在第二三通的左接口与第三热交换器走制冷剂的下接口用管道密封连接，并在第二三 通的左连接管道上串联有第二电磁阀和第二节流阀，第二三通的右接口与第二热交换器走 制冷剂的下接口用管道密封连接，并在第二三通的右连接管道上串联有第一电磁阀和一节 流阀，第二三通的下接口与干燥过滤器左接口用管道密封连接，在第三热交换器上装有时 控器和可设定温度的温控器，时控器的设定时间为夜间低谷用电时间或用户急需用电时 间，温控器的可设定温度当夏季空调时或冬季采暖时其设定温度均介于30°C -45°C范围内，以确保空调器的能效比COP不变小，制取热水时制热系数不变小。第三热交换器的进出水管接口与太阳能热水系统储热水箱进出水管接口分别用 管道密封连接，并在第三热交换器的出水管道上装有第一热水泵和第五电磁阀，在第三热 交换器的进水管道上依次串联有第六电磁阀、第四三通和第七电磁阀，而第四三通的下接 口与自来水补水管道连接，并在连接管道上装有第八电磁阀，当室内机夏季空调时第三热 交换器内水温达到温控器设定温度例如40°C时则控制系统将第五电磁阀、第一热水泵、第 七电磁阀和第八电磁阀打开，于是自来水输入第三热交换器，并将40°C的低温热水顶入储 热水箱内，晴天水由太阳能再加热成55°C以上热水，阴雨天和冬季不用空调器时则控制系 统将第五电磁阀、第一热水泵、第六电磁阀和第七电磁阀开启，而关闭第八电磁阀使第三热 交换器内低温热水或冷水由第一热交换器和第三热交换器形成空气源热泵系统将低温热 水或冷水再加热成50°C以上热水，本发明的优点是一是比辅助电加热器节电7%，二是由 于空气源热泵与空调器共用一台主机(含压缩机和热交换器)，比单一功能的空气源热泵 降低50% -70%的造价，三是可利用用户已有空调器或中央空调改装成空气源热泵与空调 器复合机组，所须改装费用大幅度降低。
图1是装有第一种空气源热泵热水器与空调器复合机组的太阳能空气能低谷电 制取热水淋浴采暖空调复合系统装置结构示意图。图2是装有第二种空气源热泵热水器与空调器复合机组的太阳能空气能低谷电 制取热水淋浴采暖空调复合系统装置结构示意图。图3是装有第三种空气源热泵热水器与空调器复合机组的太阳能空气能低谷电 制取热水淋浴采暖空调复合系统装置结构示意图。图4是装有第四种空气源热泵热水器与空调双作用机组的太阳能空气能低谷电 制取热水淋浴采暖空调复合系统装置结构示意图，图中件号33为换向挡板，件号34为冷热 风通道。图5是对应于图3装有第三种空气源热泵热水器与空调器复合机组的太阳能空气 能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置控制系统原理图。
具体实施例方式本发明是一簇太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置，如图 1-图4所示，它们由太阳能热水系统A、淋浴系统B、地板采暖系统C和辅助加热系统D组 成，并装有控制系统E，而太阳能热水系统A由太阳能集热器17、储热水箱13组成，用管道 密封连接成太阳能热水系统A，储热水箱13装有螺旋盘管12，螺旋盘管12内装有防冻液或 水，前者适用于高寒地区，用以防冻，它的出液管接口和进液管接口与太阳能集热器17阵 列首端进液管接口和末端出液管接口用管道分别密封连接，在太阳能集热器17阵列的进 液管道上装有第一截止阀11A、膨胀罐15和第二热媒泵10B，在太阳能集热器17阵列的出 液管道上装有第二排空阀14B和第二截止阀11B，在储热水箱13的出水管接口与淋浴系统 B的进水管接口用管道密封连接，在进水管道上装有第五截止阀11E，淋浴系统B装有带开 关的淋浴连蓬头9，自来水补水管22通过第三三通4C与储热水箱13和淋浴系统B连通，而地板采暖系统C是在地板19下装有采暖盘管18，在采暖盘管18的下方装有蓄热保温填充 材料，在采暖盘管18的热水输入管接口和输出管口与储热水箱13的出水管接口和进水管 接口分别用管道密封连接，在采暖盘管18的进水管道上装有第三热水泵IOC和第三截止阀 11C，在采暖盘管18的出水管道上装有第四截止阀11D，在储热水箱13的上端装有第一排空 阀14A，而辅助加热装置D是空气源热泵与空调器复合机组D，不但具有空气源热泵的功能， 而且具有空调器夏季制冷空调，冬季制热采暖功能，性价比好，它由空气源热泵与空调器嫁 接复合组成，而空气源热泵与空调器复合机组D的进出水管接口与储热水箱13的进出水管 接口用管道分别密封连接，并在出水管道上装有第一热水泵IOA和第五电磁阀7E，在进水 管道上依次串联有第六电磁阀7F、第四三通4D和第七电磁阀7G，而第四三通4D的下接口 与自来水补水管道23密封连接，并在连接管道上装有第八电磁阀7H，在空气源热泵与空调 器复合机组D上装有时控器21和温控器20，太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复 合系统装置的控制系统E由压缩机电机2a、压缩机用温控器1F，1E、用作室外机的第一热交 换器的风扇电机5a、用作室内机的第二热交换器的风扇电机5b、第一热水泵电机10a、第二 热媒泵电机10b、第三热水泵电机10c、第一电磁阀线圈7a、第二电磁阀线圈7b、第三电磁阀 线圈7c、第四电磁换向阀线圈7d、第五电磁阀线圈7e、第六电磁阀线圈7f、第七电磁阀线圈 7g、第八电磁阀线圈7h、四通电磁换向阀线圈3a、电容器26、过载保护器25、可设定温度的 温控器20、除霜保温器27、选择开关32、电源插头31、电源插座以上主要器件电连接组成。 图5是对于图3装有第三种空气源热泵与空调器复合机组Dl的太阳能空气能低谷电制取 热水淋浴采暖空调复合系统装置控制系统原理图，其它复合系统装置的控制系统原理图类 推。 本发明按阴雨天和冬季辅助加热系统D具有不同结构特征和功能分类有以下几 种实施案例(1)装有第一种空气源热泵与空调器复合机组Dl的太阳能空气能低谷电制 取热水淋浴采暖空调复合系统装置，其特征在于阴雨天和冬季辅助加热系统D是第一种空 气源热泵与空调器复合机组D1，如图1所示，它由压缩机2、四通电磁换向阀3、以空气为换 热介质用作室外机的第一热交换器5A、干燥过滤器8、第一节流阀(6A)、以空气为换热介质 用作室内机的第二热交换器5B、气液分离器1组成，用管道依次密封连接成空调器蒸气压 缩式制冷系统，在所述系统内通过第一三通4A和第二三通4B，用管道将一台以水为换热介 质的第三热交换器5C与第二热交换器5B并联，第一三通4A的左接口与第三热交换器5C 内金属螺旋管上端管接口用管道密封连接，并在管道上装有第四电磁阀7D，第三热交换器 5C内金属螺旋管的下端管接口与第二三通4B的左接口用管道密封连接，在管道上串联有 第二电磁阀7B和第二节流阀6B，而第二热交换器5B内金属盘管的上端管接口与第一三通 4A的右接口用管道密封连接，并在管道上装有第三电磁阀7C，第二热交换器5B内金属盘管 的下端管接口与第二三通4B的右接口用管道密封连接，在管道上串联有第一电磁阀7A和 第一节流阀6A，第一三通4A的上接口与四通电磁换向阀2的左接口用管道路密封连接，第 二三通4B的下接口与干燥过滤器8的左接口用管道密封连接，在第三热交换器5C上装有 时控器21和可设定的温度的温控器20，而时控器21设定时间为夜间低谷电用电时间或用 户急需用电时间，当冬季采暖时或夏季空调时温控器20可设定温度均介于30°C至45°C范 围内，当制取热水淋浴时温控器20可设定温度介于50°C至60°C范围内，从而构成第一种空 气源热泵与空调器复合机组蒸气压缩式复合制冷系统D1，并在系统内充灌有制冷剂，而第三热交换器5C走水内腔的出水管接口和进水管接口与储热水箱13的进水管接口和出水管 接口分别用管道密封连接，在第三热交换器5C的出水管道上装有第五电磁阀7E和第一热 水泵10A，在第三热交换器5C的进水管道上串联第六电磁阀7F、第四三通4D和第七电磁阀 7G，而第四三通4D的下接口与自来水补水管道23密封连接，并在连接管道上装有第八电磁 阀7H，阴雨天和冬季第一种空气源热泵与空调器复合机组D1，用作空气源热泵热水器则第 一热交换器5A用作蒸发器，第三热交换器5C用作冷凝器，当第三热交换器5C内冷却水的 温度被制冷剂冷凝热加热到温控器20所设定温度上限时，则控制系统E自动将第五电磁阀 7E、第一热水泵10A、第七电磁阀7G和第八电磁阀7H开启，自来水输入第三热交换器5C，并 将达标热水顶入储热水箱13内，当自来水输入使第三热交换器5C内低温热水温度低于温 控器20所设定温度下限时，则上述电磁阀和第一热水泵IOA自动关闭。本实施案例(1)的优点是夏季可用来制冷空调，由第一热交换器5A与第二热交 换器5B组合，通过控制系统E开启第一电磁阀7A与第三电磁阀7C，而关闭第二电磁阀7B 与第四电磁阀7D，从而形成空调器蒸气压缩式制冷系统，制冷剂蒸发温度为-10°C，取决于 第一节流阀一毛细管6A，冷凝温度为环境温度30°C 45°C，空调器原能效比COP保持不 变，当不用空调时，则复合机组Dl可用作空气源热泵，由第一热交换器5A与第三热交换器 5C组合，开启第二电磁阀7B和第四电磁阀7D，而关闭第一电磁阀7A与第三电磁阀7C，从而 形成空气源热泵蒸气压缩式制冷系统，制冷剂蒸发温度由-10°C逐步上升为+10°C，取决于 热力膨胀阀6B的感温包内蒸气温度与压力升高，冷凝温度当冬季采用地板采暖时通过温 控器20设定为介于30°C到35°C之间，当制取热水淋浴时设定为50°C到60°C之间，它的优 点是比辅助电加热器、电热水器或电热锅炉节电70%，而改装所增成本比装专用空气源热 泵成本大幅地降低，这是由于空气源热泵与空调器共用一台主机，又因功能增加，成本可以 分摊，尤其是可以利用家庭已有空调器或单位已有中央空调直接改装成空气源热泵与空调 两用机组，其造价能低于电热水器或电热锅炉的造价，又因空气源热泵与太阳能热水系统 嫁接时可节省一台装有螺旋盘管的水箱，三者嫁接可节省出一台空气源热泵一主机和装有 螺旋盘管的水箱，亦即冷凝器。(2)装有第二种空气源热泵与空调器复合机组D2的太阳能空气能低谷电制取热 水淋浴采暖空调复合系统装置，其特征在于阴雨天和冬季辅助加热系统D是第二种空气源 热泵与空调器复合机组D2，如图二所示，它由压缩机2、四通电磁换向阀3、以空气为换热 介质的第一热交换器5A、第一节流阀6A、干燥过滤器8、以空气为换热介质的第二热交换 器5B、气液分离器1组成，用管道依次密封连接成空调器蒸气压缩式制冷系统，在所述系统 内通过第一三通4A和第二三通4B用管道将一台以水为换热介质的第三热交换器5C与以 空气为换热介质的第一热交换5A并联，第一三通4A的上接口与四通电磁换向阀2的左接 口用管道密封连接，第一三通4A的右接口和左接口与以空气为换热介质的第一热交换器 5A盘管上端管接口和以水为换热介质的第三热交换器5C螺旋管上接口分别用管道密封连 接，在第一三通4A的右连接管道上装有第三电磁阀7C，在第一三通的左连接管道上装有第 四电磁阀7D，第二三通4B的右接口和左接口与以空气为换热介质的第一热交换器5A盘管 下端接口和以水为换热介质的第三热交换器5C螺旋管下接口分别用管道密封连接，在第 二三通4B的左连接管道上串联有第二节流阀，6B和第二电磁阀7B，在第二三通4B的右连 接管道上串联有原第一节流阀6A和第一电磁阀7A，第二三通4B的下接口与干燥过滤器8的左接口用管道密封连接，在以水为换热介质的第三热交换器5C上装有时控器21和温控 器20，时控器21的设定时间为夜间低谷电用电时间或用户急需用电时间，而温控器20的 可设定温度夏季制冷空调时和冬季地板采暖时均介于30°C 45°C范围内；全年范围内制 取热水淋浴时温控器20的可设定温度介于50°C 60°C范围内，从而构成第二种空气源热 泵与空调器复合机组蒸汽压缩式制冷复合系统D2，在系统内充灌有制冷剂，而第三热交换 器5C的出水管接口和进水管接口与储热水箱13的进水管接口和出水管接口分别用管道密 封连接，并在第三热交换器5C的出水管道上装有第五电磁阀7E和第一热水泵10A，在第三 热交换器5C的进水管道上依次串联有第六电磁阀7F、第四三通4D和第七电磁阀7G，而第 四三通4D的下接口与自来水补水管道23密封连接，并在连接管道上装有第八电磁阀7H， 本实施案例(2)的特点是第二热交换器5B作用室内机，第三热交换器5C用作冷凝器，两 者组合，通过控制系统E开启第二电磁阀7B和第四电磁阀7D，而关闭第一电磁阀7A与第 三电磁阀7C，从而形成第二交换器5B夏季制冷剂蒸发吸热制冷空调，第三热交换器5C内 制冷剂蒸气冷凝放热制取30°C 45°C低温热水，蒸发温度由-10°C逐渐升至+10°C，取决于 第二节流阀6B--热力膨胀阀6B的感温包内蒸气温度和压力升高，节流孔打开到最大，对 应-10°C冷凝温度，当夏季空调时或冬季地板采暖时由温控器20均设定为30°C 45°C范 围内，当全年阴雨天制取热水淋浴时，由温控器设定为50°C 60°C范围内，其优点是夏季 第二热交换器5B制冷空调，第三热交换器5C能同时制取30°C 45°C的低温热水，并确保 空调器能效比COP不变小，当储热水箱13内低温热水盛满时，则通过控制系统E使第一热 交换器5A与第二热交换器5B组合成空调器，不用空调时再由温控器设定淋浴用热水温度 为50°C 60°C范围内.阴雨天或冬季再由变频变速压缩机或超低温热泵用涡旋式压缩机 构成的自身空气源热泵系统，将30°C 45°C的低温热水或冷水加热到50°C 60°C热水， 晴天则由太阳能热水系统A将30°C 45°C低温热水第二次加热成50°C 60°C热水，用一 份电力，同时制冷制热，获两份收益，比单一功能空气源热泵节电50%，比单一助能空调器 节电50%，比电热水器或电热锅炉节电70%，改装所增加的成本比第一功能空气源热泵热 水器大幅度降低，这是由于空气源热泵与空调器复合机组共用一台主机，成本节省50% 70%，又功能增加，成本可以分摊，尤其是可以直接利用家庭已有空调器或单位已有中央空 调改装成空气源热泵与空调器复合机组，使其造价大幅度降低，又因空气源热泵与太阳能 热水系统嫁接时可节省一台装有螺旋盘管的水箱，三者嫁接，节省出一台空气源热泵，亦即 一台主机和一台装有螺旋盘管的水箱。 (3)装有第三种空气源热泵与空调器复合机组D3的太阳能空气能低谷电制取热 水淋浴采暖空调复合系统装置，其特征在于阴雨天和冬季辅助加热系统D是第三种空气源 热泵与空调器复合机组D3，如图三所示，它由压缩机2、四通电磁换向阀3、以水为换热介质 的第三热交换器5C、干燥过滤器8、第一节流阀6A、以空气为换热介质的第一热交换器5A、 气液分离器1组成，用管道密封连接成空气源热泵蒸气压缩式制冷系统，在所述系统内通 过第一三通4A和第二三通4B用管道将一台以空气或水为热交换介质的第二热交换器5B 与以空气为热交换介质的第一热交换器5A并联，第一三通4A的上接口与四通电磁阀换向 阀3的右接口用管道密封连接，第一三通4A的左、右管接口与以空气或水为换热介质的第 二热交换器5B盘管上接口和以空气为换热介质的第一热交的器5A盘管上接口分别用管道 密封连接，在第一三通4A的右连接管道上装有第三电磁阀7C，在第一三通4A的左连接管道上装有第四电磁阀7D，第二三通4B的左、右接口与第二热交换器5B盘管的下接口和第一热 交换器5A盘管的下接口用管道分别密封连接，在第二三通4B右连接管道上串联有第一节 流阀6A和第一电磁阀7A，在第二三通4B的左连接管道上串联有第二节流阀6B和第二电磁 阀7B，第二三通4B的下接口与干燥过滤器8的右接口用管道密封连接，在以水为换热介质 的第三热交换器5C上装有时控器21和可设定温度的温控器20，时控器21的设定时间为夜 间低谷电用电时间或用户急需用电时间，当夏季空调时和冬季地板采暖时温控器20的可 设定温度都介于30°C 45°C范围内；当全年制取热水淋浴时温控器20的可设定温度介于 50°C 60°C范围内，从而构成第三种空气源热泵与空调复合机组蒸汽压缩式复合制冷系统 D3，在系统内充灌有制冷剂，而第三热交换器5C的出水管接口与储热水箱13的进水管接口 用管道密封连接，并在管道上装有第一热水泵IOA和第五电磁阀7E，第三热交换器5C的进 水管接口与储热水箱13的出水管接口用管道密封连接，并在管道依次串联有第六电磁阀 7F、第四三通4D和第七电磁阀7G，而第四三通4D的下接口与自来水补水管道23密封连接， 并在连接管道上装有第八电磁阀7H，本实施案例(3)的特点是第二热交换器5B用作室内 机，第三热交换器5C用作冷凝器，两者组合，通过控制系统E，开启第二电磁阀7B和第四电 磁阀7D，而关闭第一电磁阀7A和第三电磁阀7C，从而形成空调器蒸气压缩制冷系统，夏季 第二热交换器5B内制冷剂蒸发吸热制冷空调，第三热交换器5C内制冷剂蒸气冷凝制取低 温热水35°C 45°C，蒸发温度为-10°C，冷凝温度由温控器20设定为35°C 45°C，以确保 空调器能效比不变小，当不用空调时阴雨天和冬季再由室外机5A与第三热交换器5C组合 成空气源热泵系统，将低温热水再加热成50°C 60°C淋浴用热水；或晴天由太阳能热水系 统A将低温热水再加热成淋浴用热水，用一份电力，同时制冷制热，获两份收益，比单一功 能空气源热泵热水节电50%，比单一功能空调器节电50%，比电热水器节电70%，另一优 点是改装所增成本比增购一台专用空气源热泵造价大幅度降低，这是由于空气源热泵与空 调器共用一台主机，热泵成本可以节省50% 70 %，又因功能增加，成本可分摊，尤其是可 以直接利用家庭已有空调器或单位已有中央空调改装成空气源热泵与空调器复合机组，又 因空气源热泵与太阳能热水系统嫁接时可节省一台装有螺旋盘管的水箱，三者嫁接，可节 省一台空气源热泵投资。 (4)装有阴雨天和冬季第四种空气源热泵和空调双作用机组D4的太阳能空气能 低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置，其特征在于阴雨天和冬季辅助加热系统D是 由空气源热泵或中央空调改装的同时制冷制热双作用机组D4，如图四所示，它由压缩机 (2)、以水为换热介质第三热交换器5C、干燥过滤器8、节流阀6A、以空气为换热介质的第一 热交换器5A、气液分离器1组成，用管道密封连接成空气源热泵或中央空调蒸气压缩式制 冷系统，在以水为换热介质的第三热交换器5C上装有时控器21和可设定温度的温控器20， 时控器21的设定时间为夜间低谷电用电时间或用户急需用电时间，以空气为换热介质的 第一热交换器5A连接有输送冷热风的通道34，在通道内装有换向挡板33，当夏季空调同时 回收冷凝热制取低温热水时或冬季地板采暖时，温控器20设定温度均介于30°C 45°C范 围内，当全年制取热水沐浴时，温控器20的可设定温度介于50°C 60°C范围内，从而构成 用于取代电加热器的第四种空气源热泵与空调双作用机组蒸气压缩制冷系统D4，第三热交 换器5C的出水管接口与储热水箱13的进水管接口用管道密封连接，并在管道上装有第一 热水泵IOA和第五电磁阀7E，第三热交换器5C的进水管接口与储热水箱13的出水管接口用管道密封连接，并在管道上依次串联有第六电磁阀7F、第四三通4D和第七电磁阀7G，而 第四三通4D下的接口与自来水补水管道23密连接，并在连接管道上装有第八电磁阀7H，本 实施案例⑷的优点是当夏季制冷空调时，第一热交换器5A内制冷剂经节流阀6A节流， 蒸发温度为-10°C，产生冷风通过室内风道热交换系统使室内制冷空调，制冷剂蒸气经压缩 机压缩变成高温高压蒸气被压入以水为换热介质第三热交换器5C放出冷凝热冷凝，同时 制取30°C 45°C范围内的低温热水，由温控器20设定，能确保空调器能效比不变小，同时 将低温热水输入太阳能热水系统内，由太阳能再加热成淋浴用热水或地板采暖用热水，或 阴雨天和冬季通过超低温涡旋压缩机，将低温热水直接再加热成50°C热水，用一份电力，同 时制冷制热获两份收益，比单一功能空气源热泵热水机节电50%，比单一功能中央空调器 节电50%，比电热水器节电70%，另一优点是由于空气源热泵与空调器共有一台主机和 两台热交换器，仅增一只可设定温度的温控器20，又功能增加，成本可分摊，比订购一台专 用空气源热泵进行辅助加热，造价大幅度降低，还可利用用户已有空调器或单位已有中央 空调或空气源热泵改装成空调与热泵双作用机组，只需增加一只温控器和一只时控器。这种太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置，其特征在于第一 种空气源热泵与空调器复合机组D1、第二种空气源热泵与空调器复合机组D2、第三种空气 源热泵与空调器复合机组D3或第四种空气源热泵与空调器双作用机组D4其压缩机2是 变频压缩机2A、数码蜗旋压缩机2B、装有或不装齿轮变速器的螺杆式压缩机2C1，2C2、装有 或不装齿轮变速器的活塞往复式压缩机2D1，2D2、装有或不装齿轮变速器的旋转式压缩机 2E1，2E2、不装或装有带变速器电机的离心式压缩机2G1、2G2或配用404A制冷剂的超低温 蜗旋压缩机2F。这种太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置，其特征在于第一 种空气热源泵与空调器复合机组D1、第二种空气源热泵与空调器复合机组D2第三种空气 源热泵与空调器复合机组D3或第四种空气源热泵与空调器双作用机组D4其以水为热交换 介质的第三热交换器5C是壳管式冷凝器5C1、圆筒一螺旋管式冷凝器5C2、套管式冷凝器 5C3或板式冷凝器5C4。亦即蜂窝型板式换热器。这种太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置，其特征在于第一 种空气源热泵与空调复合机组D1、第二种空气源热泵与空气器复合机组D2、第三种空气源 热泵与空调器复合机组D3或第四种空气源热泵与空调器双作用机组D4其蒸气压缩式复合 制冷系统均适用于将以空气为换热介质的中央空调或空气源中央热泵热水机改装成以空 气为换热介质的中央空调与空气源中央热泵热水机复合机组，以取代电热锅炉于阴雨天和 冬季用作辅助加热装置。
1权利要求
一种太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置，其特征在于它由太阳能热水系统(A)、淋浴系统(B)、地板采暖系统(C)和辅助加热系统(D)组成，并装有控制系统(E)，而太阳能热水系统(A)由太阳能集热器(17)、储热水箱(13)组成，用管道密封连接成太阳能热水系统(A)，储热水箱(13)装有螺旋盘管(12)，螺旋盘管(12)内装有防冻液或水，它的出液管接口和进液管接口与太阳能集热器(17)阵列首端进液管接口和末端出液管接口用管道密封连接，在太阳能集热器(17)阵列的进液管道上装有第一截止阀(11A)，膨胀罐(15)和第二热媒泵(10B)，在太阳能集热器(17)阵列的出液管道上装有第二排空阀(14B)和第二截止阀(11B)，在储热水箱(13)的出水管接口与淋浴系统(B)的进水管接口用管道密封连接，在进水管道上装有第五截止阀(11E)，淋浴系统(B)装有带开关的淋浴连蓬头(9)，自来水补水管(22)通过第三三通(4C)与储热水箱(13)和淋浴系统(B)用管道连通，而地板采暖系统(C)是在地板(19)下装有采暖盘管(18)，在采暖盘管(18)的下方装有蓄热保温填充材料，在采暖盘管(18)的热水输入管接口和输出管口与储热水箱(13)的出水管接口和进水管接口分别用管道密封连接，在采暖盘管(18)的进水管道上装有第三热水泵(10C)和第三截止阀(11C)，在采暖盘管(18)的出水管道上装有第四截止阀(11D)，在储热水箱(13)的上端装有第一排空阀(14A)，而辅助加热装置(D)是空气源热泵与空调器复合机组(D)，它由空气源热泵与空调器嫁接复合组成，而空气源热泵与空调器复合机组(D)的进出水管接口与储热水箱(13)的进出水管接口用管道分别密封连接，并在出水管道上装有第一热水泵(10A)和第五电磁阀(7E)，在进水管道上装有第六电磁阀(7F)，第四三通(4D)和第七电磁阀(5G)，而第四三通(4D)的下楼口与自来水补水管道(23)密封连接，并在连接管道上装有第八电磁阀(7H)，空气源热泵与空调器复合机组(D)装有时空器(21)和温控器(20)，太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置的控制系统(E)由压缩机电机(2a)、压缩机过热温控器(1F，1E)、用作室外机的第一热交换器的风扇电机(5a)、用作室内机的第二热交换器的风扇电机(5b)、第一热水泵电机(10a)、第二热媒泵电机(10b)、第三热水泵(10c)、第一电磁阀线圈(7a)、第二电磁阀线圈(7b)、第三电磁阀线圈(7c)、第四电磁换向阀线圈(7d)、第五电磁阀线圈(7e)、第六电磁阀线圈(7f)、第七电磁阀线圈(7g)、第八电磁阀线圈(7h)、四通电磁阀线圈(3a)、电容器(26)、过载保护器(25)、可设定温度的温控器(20)、除霜保温器(27)、选择开关(32)、电源插头(31)、电源插座以上主要器件电连接组成。
2.根据权利要求1所述的太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置， 其特征在于阴雨天和冬季辅助加热系统(D)是第一种空气源热泵与空调器复合机组(Dl)， 它由压缩机(2)、四通电磁换向阀(3)、以空气为换热介质的第一热交换器(5A)、干燥过滤 器(8)、第一节流阀(6A)、以空气为换热介质的第二热交换器(5B)、气液分离器(1)组成， 用管道依次密封连接成空调器蒸气压缩式制冷系统，在所述系统内通过第一三通(4A)和 第二三通(4B)，用管道将一台以水为换热介质的第三热交换器(5C)与第二热交换器(5B) 并联，通过第一三通(4A)的左接口与第三热交换器(5C)内金属螺旋管上端管接口用管道 密封连接，并在管道上装有第四电磁阀(7D)，第三热交换器(5C)内金属螺旋管的下端管接 口与第二三通(4B)的左接口用管道密封连接，在管道上串联有第二电磁阀(7B)和第二节 流阀(6B)，而第二热交换器(5B)内金属盘管的上端管接口与第一三通(4A)的右接口用管 道密封连接，并在管道上装有第三电磁阀(7C)，第二热交换器(5B)内金属盘管的下端管接口与第二三通(4B)的右接口用管道密封连接，在管道上串联有第一电磁阀(7A)和第一节 流阀(6A)，第一三通(4A)的上接口与四通电磁换向阀(2)的左接口用管道路密封连接，第 二三通(4B)的下接口与干燥过滤(8)的左接口用管道密封连接，在第三热交换器(5C)上 装有时控器(21)和可设定的温度的温控器(20)，而时控器(21)设定时间为夜间低谷电用 电区间或用户急需用电时间，当冬季地板采暖时温控器(20)可设定温度介于30°C至35°C 范围内，当制取热水时可设定温度介于50°C至60°C范围内，从而构成第一种空气源热泵与 空调器复合机组蒸汽压缩式复合制冷系统(Dl)，并在系统充灌有制冷剂，而第三热交换器 (5C)走水内腔的出水管接口和进水管接口与储热水箱(13)的进水管接口和出水管接口分 别用管道密封连接，在第三热交换器(5C)的出水管道上装有第五电磁阀(7E)和第一热水 泵(IOA)，在第三热交换器(5C)的进水管道上装有第六电磁阀(7F)、第四三通(4D)和第七 电磁阀(7G)，而第四三通(4D)的下接口连接有自来水补水管道(23)，并在管道上装有第 八电磁阀(7H)，第一种空气源热泵与空调器复合机组(Dl)的功能和特点是第一热交换器 (5A)用作蒸发器，第三热交换器(5C)用作冷凝器，两者组合，通过控制系统(E)开启第二电 磁阀(7B)和第四电磁阀(7D)，而关闭第一电磁阀(7A)和第三电磁阀(7C)，从而形成空气 源热泵热水器，蒸发温度由-10°C逐渐上升到+10°C，取决于第二热力膨胀阀(6B)节流孔逐 渐开到最大，对应于+10°C，冷凝温度取决于温控器(20)冬季所设定地板采暖所需温度为 30°C至35°C，当第三热交换器(5C)内冷水温度被制冷剂蒸气所放出的冷凝热加热到35°C 时则通过控制系统(E)开启第九电磁阀(7H)、第八电磁阀(7G)、第一热水泵(IOA)、第五电 磁阀(7E)，则自来水输入第三热交换器(5C)，而将35°C低温热水顶入储热水箱(13)内，供 冬季地板采暖用，或冬季采暖由热泵型空调或超低温空气源热泵其第一热交换器(5A)用 作蒸发器，第二热交换器(5B)用作冷凝器组合成空调器冬季热风式采暖系统，反之组合成 夏季冷风式制冷空调系统，通过控制系统(B)，开启第一电磁阀(7A)和第三电磁阀(7C)，关 闭第二电磁阀(7B)和第四电磁阀(7D)；当全年阴雨天和冬季制取淋浴用热水时，第一热交 换器(5A)用作蒸发器，第三热交换器(5C)用冷凝器组合成空气源热泵热水器，通过控制系 统(E)关闭第一电磁阀(7A)和第三电磁阀(7C)，开启第二电磁阀(7B)和第四电磁阀(7D)， 温控器设定温为50°C 60°C范围内。
3.根据权利要求1所述的太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置， 其特征在于阴雨天和冬季辅助加热系统(D)是第二种空气源热泵与空调器复合机组(D2)， 它由压缩机(2)、四通电磁换向阀(3)、以空气为换热介质的第一热交换器(5A)、第一节流 阀(6A)、干燥过滤器(8)、以空气为换热介质的第二热交换器(5B)、气液分离器(1)组成， 用管道依次密封连接成空调器蒸气压缩式制冷系统，在所述系统内通过第一三通(4A)和 第二三通(4B)用管道将一台以水为换热介质的第三热交换器(5C)与以空气为换热介质的 第一热交换(5A)并联，第一三通(4A)的上接口与四通电磁换向阀(2)的左接口用管道密 封连接，第一三通(4A)的右接口和左接口与以空气为换热介质的第一热交换器(5A)盘管 上端管接口和以水为换热介质的第三热交换器(5C)螺旋管上接口分别用管道密封连接， 在第一三通(4A)的右连接管道上装有第三电磁阀(7C)，在第一三通的左连接管道上装有 第四电磁阀(7D)，第二三通(4B)的右接口和左接口与以空气为换热介质的第一热交换器 (5A)盘管下接口和以水为换热介质的第三热交换器(5C)螺旋管下接口分别用管道密封 连接，在第二三通(4B)的左连接管道上串联有第二节流阀，(6B)和第二电磁阀(7B)，在第3二三通(4B)的右连接管道上串联有原第一节流阀(6A)和第一电磁阀(7A)，第二三通(4B) 的下接口与干燥过滤器(8)的左接口用管道密封连接，在以水为换热介质的第三热交换器 (5C)上装有时控器(21)和温控器(20)，时控器(21)的设定时间为夜间低谷电用电时间或 用户急需用电时间，而温控器(20)的可设定温度夏季制冷空调时和冬季地板采暖时均介 于30°C 45°C ；全年范围内制取热水淋浴时可设定温度介于50°C 60°C，从而构成第二 种空气源热泵与空调器复合机组蒸汽压缩式制冷复合系统(D2)在系统内充灌有制冷剂， 而第三热交换器(5C)的出水管接口和进水管接口与储热水箱(13)的进水管接口和出水 管接口分别用管道密封连接，并在第三热交换器(5C)的出水管道上装有第五电磁阀(7E) 和第一热水泵(IOA)，在第三热交换器(5C)的进水管道上装有第六电磁阀(7F)、第四三通 (4D)和第七电磁阀(7G)，而第四三通(4D)的下接口连接有自来水补水管道(23)，并在管 道上装有第八电磁阀(7H)，第二种空气源热泵与空调器复合机组(D2)的功能和特点是第 二热交换器(5B)用作蒸发器，液态制冷剂蒸发用以制冷空调，第三热交换器(5C)用作冷 凝器，高温高压制冷剂蒸气冷凝放出冷凝热，同时用以制取35°C 45°C低温热水，并取决 于温控器(20)所设定温度，以确保空调器能效比COP不变小，通过控制系统(E)开启第二 电磁阀(7B)和第四电磁阀(7D)，而关闭第一电磁阀(7A)和第三电磁阀(7C)，当第三热交 换器(5C)内低温热水达到温控器(20)所设定温度时则通过控制系统(E)将第八电磁阀 (7H)、第七电磁阀(7G)、第一热水泵(IOA)和第五电磁阀(7E)开启，自来水进入第三热交 换器(5C)，并将达标的低温热水顶入储热水箱(13)内，晴天由太阳能热水系统(A)再加热 成50°C 60°C供洗澡用热水，阴雨天待不用空调时，仍由第二热交换器(5B)与第三热交 换器(5C)组合成的空气源热泵第二次将低温热水加热成50°C 60°C淋浴用热水，此时蒸 发温度为+10°C，取决于第二节流阀(6B)，亦即热力膨胀阀(6B)的节流孔已开到最大，对 应于+10°C，而冷凝温度介于50°C 60°C，取决于温控器(20)，而温控器(20)温度设定在 50°C 60°C范围内，当储热水箱(13)内已充满低温热水时则水位开关通过控制系统(E)使 第二热交换器(5B)与第一热交换器(5A)组合成空调器蒸气压缩式制冷系统，第二热交换 器(5B)继续制冷空调，第一热交换器(5A)将不用的废热外排，以确保空调器的能效比不变
4.根据权利要求1所述的太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置， 其特征在于阴雨天和冬季辅助加热系统(D)是第三种空气源热泵与空调器复合机组(D3)， 它由压缩机(2)、四通电磁换向阀(3)、以水为换热介质的第三热交换器(5C)、干燥过滤器 (8)、第一节流阀(6A)、以空气为换热介质的第一热交换器(5A)、气液分离器(1)组成，用 管道密封连接成空气源热泵蒸气压缩式制冷系统，在所述系统内通过第一三通(4A)和第 二三通(4B)用管道将一台以空气或水为热交换介质的第二热交换器(5B)与以空气为热交 换介质的第一热交换器(5A)并联，第一三通(4A)的上接口与四通电磁阀换向阀(3)的右 接口用管道密封连接，第一三通(4A)的左、右管接口与以空气或水为换热介质的第二热交 换器(5B)盘管上接口和以空气为换热介质的第一热交的器(5A)盘管上接口分别用管道密 封连接，在第一三通(4A)的右连接管道上装有第三电磁阀(7C)，在第一三通(4A)的左连 接管道上装有第四电磁阀(7D)，第二三通(4B)的左、右接口与第二热交换器(5B)盘管的 下接口和第一热交换器(5A)盘管的下接口用管道分别密封连接，在第二三通(4B)右连接 管道上串联有第一节流阀(6A)和第一电磁阀(7A)，在第二三通(4B)的左连接管道上串联有第二节流阀(6B)和第二电磁阀(7B)，第二三通(4B)的下接口与干燥过滤器(8)的右接 口用管道密封连接，在以水为换热介质的第三热交换器(5C)上装有时控器(21)和可设定 温度的温控器(20)，时控器(21)的设定时间为夜间低谷电用电时间或用户急需用电时间， 当夏季空调时和冬季地板采暖时温控器(20)的可设定温度都介于30°C 45°C范围内；当 全年制取热水淋浴时温控器(20)的可设定温度介于50°C 60°C范围内，从而构成第三种 空气源热泵与空调复合机组(D3)，而第三热交换器(5C)的出水管接口与储热水箱(13)的 进水管接口用管道密封连接，并在管道上装有第一热水泵(IOA)和第五电磁阀(7E)，第三 热交换器(5C)的进水管接口与储热水箱(13)的出水管接口用管道密封连接，并在管道上 装有第六电磁阀(7F)、第四三通(4D)和第七电磁阀(7G)，而第四三通(4D)的下接口连接 有自来水补水管道(23)，并在管道上装有第八电磁阀(7H)，第三种空气源热泵与空调器复 合机组(D3)的功能和特点是第二热交换器(5B)用作蒸发器，液态制冷剂蒸发，用以制冷空 调，第三热交换器(5C)用作冷凝器，高温高压制冷剂蒸气冷凝，放出冷凝热，用以同时制取 35°C 45°C低温热水，水温取决于温控器(20)所设定温度，以确保空调器的能效比COP不 变小，通过控制系统(E)开启第二电磁阀(7B)和第四电磁阀(7D)，而关闭第一电磁阀(7A) 和第三电磁阀(7C)，当第三热交换器(5C)内低温热水达到温控器(20)所设定温度时，则 通过控制系统(E)将第八电磁阀(7H)、第七电磁阀(7G)、第一热水泵(IOA)和第五电磁阀 (7E)开启，自来水进入第三热水交换器(5C)，将达标的低温热水顶入储热水箱(13)内，晴 天由太阳能热水系统(A)再加热成50°C 60°C供淋浴用热水，阴雨天待不用空调时，由第 一热交换器(5A)与第三热交换器(5C)组合成空气源热泵第二次将低温热水加热成50°C 60°C淋浴用热水，蒸发温度由-10°C提升为+10°C，取决于第一热力膨胀阀(6A)的节流孔 开到最大，对应于+10°C，冷凝温度逐步升高到50°C 60°C，取决于温控器所设定温度为 50°C 60°C，通过控制系统(E)开启第一电磁阀(7A)和第二电磁阀(7C)，并开启第一热水 泵(IOA)、第五电磁阀(7E)、第六电磁阀(7F)和第七电磁阀(7G)，而关闭第八电磁阀(7H)， 又关闭第二电磁阀(7B)和第四电磁阀(7D)，从而使第一热交换器(5A)与第三热交换器 (5C)组合形成空气源热泵蒸气压缩式制冷系统。
5.根据权利要求1所述的太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置， 其特征在于阴雨天和冬季辅助加热系统(D)是由空气源热泵改进的同时制冷制热双作用 机组(D4)，它由压缩机(2)、四通电磁换向阀(3)、以空气为换热介质第一热交换器(5A)、节 流阀(6A)、干燥过滤器(8)、以水为换热介质的第三热交换器(5C)、气液分离器(1)组成，用 管道密封连接成空气源热泵蒸汽压缩式制冷系统，在以水为换热介质的第三热交换器(5C) 上装有时控器(21)和可设定温度的温控器(20)，时控器(21)的设定时间为夜间低谷电用 电时间或用户急需用电时间，以空气为换热介质的第一热交换器(5A)连接有输送冷风或 热风的通道(34)，在风道(34)内装有换向挡板(33)，当夏季空调同时回收冷凝热制取低温 热水时和冬季地板采暖时，温控器(20)设定温度均介于30°C 45°C范围内，当全年制取热 水沐浴时，可设定温度介于50°C 60°C范围内，从而构成用于取代电加热器的第四种空气 源热泵与空调双作用机组蒸汽压缩制冷系统(D4)，第三热交换器(5C)的出水管接口与储 热水箱(13)的进水管接口用管道密封连接，并在管道上装有第一热水泵(IOA)和第五电 磁阀(7E)，第三热交换器(5C)的进水管接口与储热水箱(13)的出水管接口用管道密封连 接，并在管道上装有第六电磁阀(7F)、第四三通(4D)和第七电磁阀(7G)，而第四三通(4D)的下接口连接有自来水补水管道(23)，并在管道上装有第八电磁阀(7H)，第四种空气源热 泵与空调双作用机组(D)的功能和特点是第一热交换器(5A)用作蒸发器，制冷剂蒸发，用 于夏季制冷空调，第三热交换器(5C)用作冷凝器，高温高压制冷剂蒸气冷凝，放出冷凝热， 用于同时制取35°C 45°C低温热水，水温取决于温控器(20)所设定温度，以确保空调能效 比不变小，当第三热交换器(5C)内低温热水达到温控器(20)所设定温度时则通过控制系 统(E)将第八电磁阀(7H)、第七电磁阀(7G)、第一热水泵(IOA)和第五电磁阀(7E)开启， 自来水进入第三热交换器(5C)内，并将达标后的低温热水顶入储热水箱(13)内，晴天由太 阳能热水系统(A)再加热成50°C 60°C供淋浴用热水，阴雨天待不用空调时，则由第一热 交换器(5A)与第三热交换器(5C)再组合成空气源热泵，蒸发温度由-10°C提升为+10°C， 取决于第一热力膨胀阀(6A)的节流孔开到最大，对应于+10°C，冷凝温度逐渐升到50°C 60°C，取决于温控器第二次所设定温度为50°C 60°C，并通过控制系统(E)将第八电磁阀 (7H)关闭，而将第五电磁阀(7E)、第六电磁阀(7F)、第七电磁阀(7G)和第一水泵(IOA)开 启，使第三热交换器(5C)与储热水箱(13)连通；冬季采暖，由装有超低温压缩机的第一热 交换(5A)用作蒸发器，第三热交换器(5C)用作冷凝器，制取30°C 35°C低温热水，此时温 控器(20)设定温度设定为30°C 35°C，供地板采暖，或通过控制系统(E)使第三热交换器 (5C)用作水源蒸发器或太阳能热水源蒸发器，制冷剂吸收太阳能或水源中低温热能供第一 热交换器(5A)制取热风通过室内风道，冬季采暖。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合 系统装置，其特征在于第一种空气源热泵与空调器复合机组(Dl)、第二种空气源热泵与空 调器复合机组(D2)、第三种空气源热与空调器复合机组(D3)或第四种空气源热泵与空调 器双作用机组(D4)其压缩机(2)是变频压缩机(2A)、数码蜗旋压缩机(2B)、装有或不装齿 轮变速器的螺杆式压缩机(2C1，2C2)、装有或不装齿轮变速器的活塞往复式压缩机(2D1， 2D2)、装有或不装齿轮变速器的旋转式压缩机(2E1，2E2)、装有或不装变速器的离心式压缩 机(2G1，2G2)或配用404A制冷剂的超低温涡旋压缩机(2F)。
7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合 系统装置，其特征在于第一种空气源热泵与空调器复合机组(Dl)、第二种空气源热泵与空 调器复合机组(D2)、第三种空气源热泵与空调器复合机组(D3)和第四种空气源热泵与空 调器双作机组(D4)其以水为热交换介质的第三热交换器(5C)是壳管式热交换器(5C1)、螺 旋管——圆筒式热交换器(5C2)、套管式螺旋盘管型热交换器(5C3)、套管式——蛇形管型 热交换器(5C4)或板式——蜂蜗型热交换器(5C5)。
8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合 系统装置，其特征在于第一种空气源热泵与空调器复合机组(Dl)、第二种空气源热泵与空 调器复合机组(D2)、第三种空气源热泵与空调器复合机组(D3)或第四种空气源热泵与空 调器双作用机组(D4)其蒸气压缩式制冷复合系统适用于将以空气为换热介质的中央空调 或空气源热泵热水机改装成中央空调与空气源热泵热水机复合机组，以取代电热锅炉进行 辅助加热。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能空气能低谷电制取热水淋浴采暖空调复合系统装置，它由太阳能热水系统、淋浴系统、地板采暖系统、辅助加热系统嫁接复合组成，并装有控制系统，而辅助加热系统是由空气源泵与空调器嫁接复合组成，在空调器蒸气压缩制冷系统内，通过一对三通和两对电磁阀.将一台以水为热交换介质的第三热交换器与系统内两台中的一台以空气为热交换介质的第一或第二热交换器并联，在第三热交换器上装有温控器，第三热交换器与太阳能储热水箱用进出水管道密封连接，并装有热水泵和电磁阀，其优点是比电加热器节电70％，比专用空气源热泵节省一台主机，还能冬季采暖，夏季空调，并回收原室外机排出的废热变成洗浴用热水，能效比不会变小，用一份电力，获两份收获，节能减排。
文档编号F25B29/00GK101900457SQ201010239559
公开日2010年12月1日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者罗桂荣 申请人:罗桂荣