专利名称：空调热水器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种空调热水器及其控制方法，特别是指一种具有制冷(单独对空气制冷)、制热(单独对空气制热)、制热水(单独制热水)、制冷制热水(对空气制冷同时制热水)、制热制热水(对室内空气制热同时制热水)五种功能模式的空调热水器及其控制方法。
背景技术：
现有技术中，将空调功能与热水器功能结合的空调热水器已有较多应用，例如图 1所示的现有技术的一种空调热水器的结构示意图。如图1所示，空调热水器具有压缩机 com(可以是多台并联)、四通阀#v、电磁阀sv2、室内换热器i/d exc (可以是多台并联)、 电子膨胀阀LEVI、室外换热器o/u exc、水换热器water-exc、电磁阀svl。在不同的功能模式下，空调热水器的冷媒的流程是不同的，具体如下制冷模式冷媒依次经过压缩机com、四通阀、室外换热器o/u-exc、电子膨胀阀levl、室内换热器i/d exc、电磁阀sv2后回流至压缩机com制热模式冷媒依次经过压缩机com、四通阀#v、电磁阀sv2、室内换热器i/d exc、电子膨胀阀levl、室外换热器o/u-exc后回流至压缩机com。制热水模式冷媒依次经过压缩机com、电磁阀svl、水换热器water exc、电子膨胀阀levl、室外换热器o/u exc后回流至压缩机com。制冷制热水模式压缩机com中的冷媒一路依次经过四通阀、室外换热器o/uexc、电子膨胀阀 1 ev 1，另一路依次经过电磁阀sv 1、水换热器water exc，两路汇集到一起后依次经过室内换热器i/d exc、电磁阀sv2，最后回到压缩机com。制热制热水模式压缩机com中的冷媒一路依次经过四通阀#v、电磁阀SV2、室内换热器i/d exc, 另一路依次经过电磁阀svl、水换热器water exc，两路汇集到一起后依次经过电子膨胀阀 levl、室外换热器o/u exc，最后返回压缩机com。然而上述现有技术的空调热水器存在如下缺点在制冷制热水模式下，一部分冷媒经室外换热器冷凝后进入室内，另一部分经水换热器冷凝后进入室内，冷媒分两条路径分别执行不同的功能，没有将室内吸收的热量有效利用，空调热水器的整体效率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种空调热水器，以有效利用室内吸收的热量来用于加热水，提高空调热水器的整体效率。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案
技术方案1 空调热水器包括压缩机、水换热器、室内机、室外换热器、第1四通阀、第2四通阀、第1电子膨胀阀、第2电子膨胀阀，室内机包括互相“串联”的室内换热器与室内电子膨胀阀，第1四通阀与第2四通阀分别具有第1端口、第2端口、第3端口、第4 端口，并且第1四通阀与第2四通阀可分别在第1状态与第2状态间切换，该第1状态是指第1端口与第3端口连通且第2端口与第4端口连通的状态，该第2状态是指第1端口与第2端口连通且第3端口与第4端口连通的状态。压缩机的冷媒出口与第2四通阀的第1 端口连接，该第2四通阀的第2端口与水换热器的一端连接，该水换热器的另一端通过第2 电子膨胀阀与室内机的一端连接，该室内机的另一端与第1四通阀的第2端口连接，该第1 四通阀的第4端口与压缩机的冷媒入口连接，室外换热器的一端通过第1电子膨胀阀连接在第2电子膨胀阀与室内机之间，另一端与第1四通阀的第3端口连接，第1四通阀的第 1端口连接在压缩机与第2四通阀的第1端口之间，第2四通阀的第3端口封闭。采用技术方案1所述的本发明的空调热水器，可有效利用室内吸收的热量来用于加热水，提高空调热水器的整体效率。技术方案2 在技术方案1的基础上，技术方案2的空调热水器还包括电磁阀，该电磁阀的一端连接在所述第1电子膨胀阀与第2电子膨胀阀之间，另一端通过第2毛细管与压缩机的冷媒入口连接。通过采用具有技术方案2所述的电磁阀的结构，当冷媒量较少(如系统中某处出现泄露)时，该电磁阀接通，以向压缩机输送冷媒，使压缩机的冷媒量达到要求。技术方案3 在技术方案1的基础上，在技术方案3的空调热水器中，第2四通阀的第4端口通过第1毛细管压缩机的冷媒入口连接。通过采用技术方案3所述的本发明的空调热水器，当需要除去室外机侧的结霜时，该第1毛细管可形成了一个完整的除霜通路，可使冷媒在系统中以较低的流量或速度循环，利用压缩机输出的高温冷媒除去室外机一侧的结霜。
图1为现有技术的空调热水器的结构示意图；图2为本实施方式的空调热水器的结构示意图。
具体实施例方式下面参照附图对本实施方式的空调热水器的结构进行说明。图2所示为本发明的空调热水器结构的示意图。为方便起见，在下面的说明中，各部件的通过管道的连接只叙述为“连接”，即在下面的说明中的“连接”是指通过管道连接。如图2所示，本实施方式的空调热水器包括压缩机com、水换热器water exc、室外换热器o/u exc、室内机、第1四通阀 #vl、第2四通阀#v2、第1电子膨胀阀levl、第2电子膨胀阀lev2。其中，压缩机具有冷媒出口与冷媒入口，室内机包括室内换热器i/d exc与室内电子膨胀阀，该室内换热器i/ d exc与室内电子膨胀阀为“串联”关系。第1四通阀与第2四通阀分别都具有第1端口 d、第2端口 C、第3端口 e、第4端口 s四个出入端口，可在第1状态与第2状态间切换，该第1状态是指第1端口 d与第3端口 c连通且第2端口 e与第4端口 s连通的状态，第2状态是指第1端口 d与第2端口 e连通且第3端口 c与第4端口 s连通的状态。
压缩机的冷媒出口与第2四通阀的第1端口 d连接，该第2四通阀的第2端口 e与水换热器的一端连接，该水换热器的另一端通过第2电子膨胀阀与室内机的一端连接，该室内机的另一端与第1四通阀的第2端口 e连接，该第1四通阀的第4端口 s 与压缩机的冷媒入口连接。室外换热器的一端通过第1电子膨胀阀连接在第2电子膨胀阀与室内机之间，另一端与第1四通阀^vl的第3端口 c连接。第1四通阀的第1端口 d连接在压缩机与第2四通阀的第1端口 d之间。第2四通阀的第3端口 c 封闭，本实施方式中，该第2四通阀的第3端口 c的封闭是通过焊死的方式实现的。下面对本发明的空调热水器的各工作模式进行说明。制冷模式将第1四通阀断电切换第1状态(第1端口 d与第3端口 c连通且第2端口 e与第4端口 s连通)、第2四通阀断电切换为第1状态(第1端口 d与第3端口 c连通且第2端口 e与第4端口 s连通)、第1电子膨胀阀Ievl打开、第2电子膨胀阀lev2 关闭、室内电子膨胀阀lev3打开，从而将空调热水器置于制冷模式。在制冷模式下，由压缩机com消耗电能输出高温高压的气态冷媒，该高温高压的气态冷媒经过第1四通阀^vl的第1端口 d与第3端口 c进入室外换热器o/u exc，在室外换热器o/u exc中被冷凝成高压中温的液态冷媒，之后该高压中温的液态冷媒进入室内机， 通过室内机的室内电子膨胀阀lev3节流成低温低压的液态冷媒，之后该低温低压的液态冷媒进入室内换热器i/d exc，在室内换热器i/d exc中被蒸发成低温低压的气态冷媒，最后经过第1四通阀的第2端口 e与第4端口 s返回到压缩机com中，从而完成一个完整的制冷循环过程。其中低温低压的液态冷媒在室内换热器i/d exc中蒸发的过程就是吸收室内热量即制冷的过程。在室内换热器i/d exc中吸收的热量通过室外换热器o/u exc 排放到室外侧。在制冷模式下，本发明的空调热水器的冷媒流程如下冷媒依次经过压缩机com、第1四通阀(第1端口 d、第3端口 c)、室外换热器 o/u exc、第1电子膨胀阀levl、室内机(室内电子膨胀阀lev3、室内换热器i/d exc)、第1 四通阀第2端口 e、第4端口 s)后回流至压缩机com。制热模式将第1四通阀通电切换为第2状态(第1端口 d与第2端口 e连通且第3 端口 c与第4端口 s连通)、第2四通阀断电切换为第1状态(第1端口 d与第3端口 c连通且第2端口 e与第4端口 s连通)、第1电子膨胀阀Ievl打开、第2电子膨胀阀 lev2关闭、室内电子膨胀阀lev3打开，从而将空调热水器置于制热模式。在制热模式下，由压缩机com消耗电能输出高温高压的气态冷媒，该高温高压的气态冷媒经过第1四通阀^vl的第1端口 d与第2端口 e进入室内机(室内换热器i/d exc及室内电子膨胀阀lev3)，在室内换热器i/d exc中释放热量被冷凝成高压中温的液态冷媒，之后，经过第1电子膨胀阀Ievl被节流成低温低压的液态冷媒，该低温低压的液态冷媒进入室外换热器o/u exc，在室外换热器o/u exc中被蒸发成低温低压的气态冷媒，最后经过第1四通阀的第3端口 c与第4端口 s返回到压缩机com中，完成一个完整的制热循环过程。其中，高温高压的气态冷媒在室内换热器i/d exc中的冷凝过程就是对室内释放热量即制热的过程。
在制热模式下，本发明的空调热水器的冷媒流程如下冷媒依次经过压缩机com、第1四通阀(第1端口 d、第2端口 e)、室内机(室内换热器i/d exc、室内电子膨胀阀lev3)、第1电子膨胀阀levl、室外换热器o/u exc、第 1四通阀(第3端口 C、第4端口 s)后回流至压缩机com。制热水模式将第1四通阀通电切换为第2状态(第1端口 d与第2端口 e连通且第3 端口 c与第4端口 s连通)、第2四通阀通电切换为第2状态(第1端口 d与第2端口 e连通且第3端口 c与第4端口 s连通)、第1电子膨胀阀Ievl打开、第2电子膨胀阀 lev2打开、室内电子膨胀阀lev3关闭，从而将空调热水器置于制热水模式。在制热水模式下，由压缩机com消耗电能输出高温高压的气态冷媒，该高温高压的气态冷媒经过第2四通阀的第1端口 d与第2端口 e进入水换热器warter exc，在水换热器warter exc中释放热量将水加热后被冷凝成高压中温的液态冷媒，之后通过第1电子膨胀阀Ievl被节流成低温低压的液态冷媒，之后进入室外换热器o/u exc，在室外换热器 o/u exc中被蒸发成低温低压的气态冷媒，最后经过第1四通阀的第3端口 c与第4 端口 s返回到压缩机com，完成一个完整的制热水循环过程。其中高温高压的气态冷媒在水换热器warter exc中冷凝的过程就是释放热量以加热水即制热水的过程。在制热水模式下，本发明的空调热水器的冷媒流程如下冷媒依次经过压缩机com、四通阀(第1端口 d、第2端口 e)、水换热器warter exc、第2电子膨胀阀lev2、第1电子膨胀阀levl、室外换热器o/u exc、第1四通阀(第3 端口 C、第4端口 s)后回流至压缩机com。制冷制热水模式将第1四通阀断电切换为第1状态(第1端口 d与第3端口 c连通且第2 端口 e与第4端口 s连通)、第2四通阀通电切换为第2状态(其第1端口 d与第2 端口 e连通且第3端口 c与第4端口 s连通)、第1电子膨胀阀Ievl关闭、第2电子膨胀阀 lev2打开、室内电子膨胀阀lev3打开，从而将空调热水器置于制冷制热水模式。在制冷制热水模式下，由压缩机com消耗电能输出高温高压的气态冷媒，该高温高压的气态冷媒经过第2四通阀的第1端口 d与第2端口 e进入水换热器warter exc，在水换热器warter exc中释放热量以加热水后被冷凝成高压中温的液态冷媒，该高压中温的液态冷媒通过室内电子膨胀阀lev3被节流成低温低压的液态冷媒后进入室内换热器i/d exc，在室内换热器i/d exc中该低温低压的液态冷媒蒸发成低温低压的气态冷媒，最后经过第1四通阀的第2端口 e与第4端口 s返回到压缩机com中，完成一个完整的制冷制热水循环过程。其中，低温低压的液态冷媒在室内换热器i/d exc中蒸发的过程就是吸收室内热量即制冷的过程，在室内吸收热量后，冷媒返回到压缩机com中，之后被变为高温高压的气态而加热水。可见，从室内吸收的热量被利用以在水换热器warter exc中加热水，实现了热量的有效利用，降低了整体空调热水器的能耗，提高了其效率。在制冷制热水模式下，本发明的空调热水器的冷媒流程如下冷媒依次经过压缩机com、四通阀(第1端口 d、第2端口 e)、水换热器warter exc、第2电子膨胀阀lev2、室内机(室内电子膨胀阀lev3、室内换热器i/d exc)、第1四通阀(第2端口 e、第4端口 s)后回流至压缩机com。
制热制热水模式将第1四通阀通电切换为第2状态(第1端口 d与第2端口 e连通且第3 端口 c与第4端口 s连通)、第2四通阀通电切换为第2状态(第1端口 d与第2端口 e连通且第3端口 c与第4端口 s连通)、第1电子膨胀阀Ievl打开、第2电子膨胀阀 lev2打开、室内电子膨胀阀lev3打开，从而将空调热水器置于制热制热水模式。在制热制热水模式下，由压缩机com消耗电能输出高温高压的气态冷媒，该高温高压的气态冷媒一部分经过第1四通阀^vl的第1端口 d与第2端口 e进入室内换热器 i/d exc，在室内换热器i/d exc中被冷凝成高压中温的液态冷媒，另一部分经过第2四通阀的第1端口 d与第2端口 e进入水换热器warter exc，在水换热器warter exc中释放热量以加热水，之后经过第2电子膨胀阀lev2与流经室内换热器i/d exc侧的冷媒汇合，汇合后的冷媒被第1电子膨胀阀Ievl节流成低温低压的液态冷媒进入室外换热器o/u exc, 在室外换热器o/u exc中被蒸发成低温低压的气态冷媒，最后经过第1四通阀的第3 端口 c与第4端口 s返回到压缩机com中，完整一个完整的制热制热水循环过程。其中，高温高压的气态冷媒在室内换热器i/d exc中被冷凝的过程就是释放热量以加热室内空气即制热的过程，在水换热器warter exc中释放热量的过程就是加热水即制热的过程。在制热制热水模式下，本发明的空调热水器的冷媒流程如下压缩机com中的冷媒一路依次经过第2四通阀、水换热器、第2电子膨胀阀 lev2，另一路依次经过第1四通阀#vl、室内换热器i/d exc两路汇集到一起后依次经过第 1电子膨胀阀levl、室外换热器o/u exc、第1四通阀，最后返回压缩机com。在本实施方式中，空调热水器还具有电磁阀sv，该电磁阀sv的一端连接在第1电子膨胀阀Ievl与第2电子膨胀阀lev2之间，另一端通过第1毛细管ctl连接在压缩机com 与第1四通阀的第4端口 s之间。当冷媒量较少(如系统中某处出现泄露)时，该电磁阀sv接通，向压缩机com输送冷媒，使流入压缩机的冷媒量充足，并且因第1毛细管ctl 的限流作用，使得冷媒并不会经由电磁阀sv过量地流向压缩机，不会对空调热水器的其他功能产生影响。另外，在本实施方式中，第2四通阀的第4端口 s通过第2毛细管ct2连接在第1 四通阀的第4端口 s与压缩机之间。与第2四通阀的第4端口 s连接的第2毛细管 ct2在空调热水器正常运转时并无作用，但是当整个系统没有室内空调机(例如冬天时使用者不需要制冷，可关闭室内空调机所处的局部系统)，只有地暖或热水器时，在长时间低温制热水的情况下，外机冷凝器会有结霜现象，当需要除霜时，该毛细管就形成了一个完整的除霜通路，可使冷媒在系统中以较低的流量或速度循环，利用压缩机输出的高温冷媒除去室外机一侧的结霜。此时，第1四通阀^vl切换为第1状态，第2四通阀切换为第 1状态，第1电子膨胀阀Ievl打开，第2电子膨胀阀lev2打开，第3电子膨胀阀lev3关闭， 冷媒的循环过程如下冷媒依次经过压缩机com、第1四通阀(第1端口 d、第3端口 c)、室外换热器o/u exc、第1电子膨胀阀Ievl、第2电子膨胀阀lev2、水换热器water exc、第2四通阀
第2端口 e、第4端口 s)后回流至压缩机com。可见，从压缩机com的冷媒出口流出的高温高压的冷媒直接流向室外机(室外换热器o/u exc、第1电子膨胀阀Ievl)，从而除去室外机上的结霜。
权利要求
1.一种空调热水器，其特征在于，包括压缩机、水换热器、室内机、室外换热器、第1四通阀、第2四通阀、第1电子膨胀阀、第2电子膨胀阀，所述室内机包括互相“串联”的室内换热器与室内电子膨胀阀，所述第1四通阀与第2四通阀分别具有第1端口、第2端口、第3 端口、第4端口，并且所述第1四通阀与第2四通阀可分别在第1状态与第2状态间切换， 该第1状态是指第1端口与第3端口连通且第2端口与第4端口连通的状态，该第2状态是指第1端口与第2端口连通且第3端口与第4端口连通的状态，压缩机的冷媒出口与第2四通阀的第1端口连接，该第2四通阀的第2端口与水换热器的一端连接，该水换热器的另一端通过第2电子膨胀阀与室内机的一端连接，该室内机的另一端与第1四通阀的第2端口连接，该第1四通阀的第4端口与压缩机的冷媒入口连接，室外换热器的一端通过第1电子膨胀阀连接在第2电子膨胀阀与室内机之间，另一端与第1四通阀的第3端口连接，第1四通阀的第1端口连接在压缩机与第2四通阀的第1端口之间，第2四通阀的第3端口封闭。
2.根据权利要求1所述的空调热水器，其特征在于，还包括电磁阀，该电磁阀的一端连接在所述单向阀与第1电子膨胀阀与第2电子膨胀阀之间，另一端通过第2毛细管与所述压缩机的冷媒入口连接。
3.根据权利要求1所述的空调热水器，其特征在于，第2四通阀的第4端口通过第1毛细管与压缩机的冷媒入口连接。
4.一种控制权利要求1所述的空调热水器的方法，其特征在于，所述空调热水器具有制冷模式，该制冷模式是通过这样的操作实现的，即，将第1四通阀切换为第1状态、第2四通阀切换为第1状态、第1电子膨胀阀打开、第2电子膨胀阀关闭、室内电子膨胀阀lev3打开。
5.一种控制权利要求1所述的空调热水器的方法，其特征在于，所述空调热水器具有制热模式，该制热模式是通过这样的操作实现的，即，将第1四通阀切换为第2状态、第2四通阀切换为第1状态、第1电子膨胀阀打开、第2电子膨胀阀关闭、室内电子膨胀阀lev3打开。
6.一种控制权利要求1所述的空调热水器的方法，其特征在于，所述空调热水器具有制热水模式，该制热水模式是通过这样的操作实现的，即，将第1四通阀切换为第2状态、第 2四通阀切换为第2状态、第1电子膨胀阀打开、第2电子膨胀阀打开、室内电子膨胀阀lev3 关闭。
7.—种控制权利要求1所述的空调热水器的方法，其特征在于，所述空调热水器具有制冷制热水模式，该制冷制热水模式是通过这样的操作实现的，即，将第1四通阀切换为第 1状态、第2四通阀切换为第2状态、第1电子膨胀阀关闭、第2电子膨胀阀打开、室内电子膨胀阀lev3打开。
8.—种控制权利要求1所述的空调热水器的方法，其特征在于，所述空调热水器具有制热制热水模式，该制热制热水模式是通过这样的操作实现的，即，将第1四通阀切换为第 2状态、第2四通阀切换为第2状态、第1电子膨胀阀打开、第2电子膨胀阀打开、室内电子膨胀阀lev3打开。
全文摘要
本发明提供一种空调热水器，其包括压缩机、水换热器、室内机、室外换热器、第1四通阀、第2四通阀、第1电子膨胀阀、第2电子膨胀阀，室内机包括互相“串联”的室内换热器与室内电子膨胀阀。压缩机的冷媒出口与第2四通阀的第1端口连接，第2四通阀的第2端口与水换热器的一端连接，水换热器的另一端通过第2电子膨胀阀与室内机的一端连接，室内机的另一端与第1四通阀的第2端口连接，第1通阀的第4端口与压缩机的冷媒入口连接，室外换热器的一端通过第1电子膨胀阀连接在第2电子膨胀阀与室内机之间，另一端与第1四通阀的第3端口连接，第1四通阀的第1端口连接在压缩机与第2四通阀的第1端口之间，第2四通阀的第3端口封闭。
文档编号F25B13/00GK102466370SQ20101053601
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者卢大海, 国德防, 张广伟, 毛守博, 王莉, 陈永杰 申请人:海尔集团公司, 青岛海尔空调电子有限公司