一种家用节能系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种家用节能系统，其包括空调室内热交换器、空调室外热交换器、子系统热交换器、多个控制阀、为各热交换器提供能量的压缩机及控制多个控制阀及压缩机工作状态的控制电路；压缩机的a端接至空调室外热交换器的a端，压缩机的a端还通过第一子系统热交换器接至空调室外热交换器的a端，空调室外热交换器的b端通过第二子系统热交换器接至压缩机的b端，空调室外热交换器的b端还通过空调室内热交换器接至压缩机的b端；所述空调室内热交换器、空调室外热交换器、各子系统热交换器所在的支路上均设有所述控制阀，控制阀用于控制各个支路的通断或流量。本实用新型充分利用各子系统的废弃能量，达到用最小的能量实现最多的用途。
【专利说明】一种家用节能系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种家用节能系统。
【背景技术】
[0002]如今随着社会的发展，人民生活水平的提高，越来越多的家用耗能设备进入普通家庭，其中不乏有空调、烘干机、热水器等耗能巨大的设备，这些设备运转时消耗的能量绝对是以往家用电器所消耗能量的几倍，如何使这些高耗能设备具有更高的效率，从而符合现在社会主流的绿色低炭环保理念，乃当今家用电器发展的方向。
[0003]日常生活中，我们使用的很多大功率设备，其浪费的能量往往白白地排放到周围环境当中，像家用空调器，其夏天制冷时，室外机将热交换所产生的大量热能排放到空气中，这些热能就是白白地浪费了，而一些需要较大热能的家用电器设备，如电热水器、干衣机等，正是从电网中吸取大量的电能转换为空调外机所排放的这些“废物”，如果把空调、热水器、烘干机，乃至冰箱等家用电器集合成一个系统，通过合理的设计，使其相互之间的废弃能量能相互利用，这样整个系统相对于多个系统单独运转来说，节能效果是非常可观的。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种充分利用各子系统的废弃能量的家用节能系统。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
[0006]一种家用节能系统，其包括空调室内热交换器、空调室外热交换器、子系统热交换器、多个控制阀、为各热交换器提供能量的压缩机及控制多个控制阀及压缩机工作状态的控制电路；`
[0007]压缩机的a端接至空调室外热交换器的a端，压缩机的a端还通过第一子系统热交换器接至空调室外热交换器的a端，空调室外热交换器的b端通过第二子系统热交换器接至压缩机的b端，空调室外热交换器的b端还通过空调室内热交换器接至压缩机的b端；
[0008]所述空调室内热交换器、空调室外热交换器、各子系统热交换器所在的支路上均设有所述控制阀，控制阀用于控制各个支路的通断或流量。
[0009]本方案中，通过将空调及多个子系统集合成一个系统，使其相互之间的废弃能量能相互利用，组成一个高效节能的系统，充分利用各子系统的废弃能量，达到用最小的能量实现最多的用途。
[0010]具体的，所述第一子系统热交换器为热水器热交换器或干衣机热交换器，压缩机的a端通过控制阀A7与热水器热交换器a端相连接,热水器热交换器b端通过控制阀A3连接至空调室外热交换器的a端；或者压缩机的a端通过控制阀A7与干衣机热交换器a端相连接，干衣机热交换器的b端通过控制阀A3连接至空调室外热交换器的a端；热水器热交换器或干衣机热交换器的b端还通过控制阀A4连接至空调室内热交换器的b端。
[0011]除此之外，所述第一子系统热交换器包括热水器热交换器和干衣机热交换器，热水器热交换器与干衣机热交换器所在支路并联连接，且热水器热交换器的支路上设有控制阀A6与干衣机热交换器的支路上设有控制阀A9，压缩机的a端通过控制阀A7与并联连接的热水器热交换器与干衣机热交换器的a端相连接，热水器热交换器与干衣机热交换器的b端通过控制阀A3与空调室外热交换器的a端相连接，热水器热交换器与干衣机热交换器的b端还通过控制阀A4与空调室内热交换器的b端相连接。
[0012]进一步的，所述第二子系统热交换器为冰箱热交换器，冰箱热交换器的a端分别通过控制阀A10、控制阀All接至压缩机的a端、b端，冰箱热交换器的b端通过控制阀Al接至空调室外热交换器的b端，冰箱热交换器的b端还通过控制阀A2接至空调室内热交换器的b端。
[0013]进一步的，所述空调室内热交换器的b端与空调室外热交换器的b端之间设有电磁膨胀阀。
[0014]进一步的，压缩机通过四通阀接至空调室内热交换器、空调室外热交换器及各子系统热交换器所在的支路。
[0015]空调室内热交换器、热水器热交换器和干衣机热交换器还设有电辅助加热器。
[0016]还包括用于检测环境温度、室内空调出风温度及各子系统温度的温度传感器，控制电路根据温度传感器的信号控制压缩机的运行频率、各控制阀的通断或流量大小、空调风扇转速、电辅助加热器开停。
[0017]还包括用于检测各支路连接管管口压力的压力传感器，控制电路根据压力传感器的信号控制压缩机的运行频率、各控制阀的通断或流量大小、空调风扇转速、电辅助加热器开停。
[0018]进一步的，所述压`缩机为变频压缩机。
[0019]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0020]本实用新型通过将空调及多个子系统集合成一个系统，使其相互之间的废弃能量能相互利用，组成一个高效节能的系统，充分利用各子系统的废弃能量，达到用最小的能量实现最多的用途。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图I为本实用新型家用节能系统的原理框图；
[0022]图2为本实用新型家用节能系统的具体原理框图；
[0023]图3为本实用新型实施例I的工作原理图；
[0024]图4为本实用新型实施例2的工作原理图；
[0025]图5为本实用新型实施例3的工作原理图；
[0026]图6为本实用新型实施例4的工作原理图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0028]实施例I
[0029]如图I所示一种家用节能系统，其包括空调室内热交换器、空调室外热交换器、子系统热交换器、多个控制阀（图未示)、为各热交换器提供能量的压缩机及控制多个控制阀及压缩机工作状态的控制电路；
[0030]压缩机的a端接至空调室外热交换器的a端，压缩机的a端还通过第一子系统热交换器接至空调室外热交换器的a端，空调室外热交换器的b端通过第二子系统热交换器接至压缩机的b端，空调室外热交换器的b端还通过空调室内热交换器接至压缩机的b端；
[0031]所述空调室内热交换器、空调室外热交换器、各子系统热交换器所在的支路上均设有所述控制阀，控制阀用于控制各个支路的通断或流量。
[0032]本实用新型中，通过将空调及多个子系统集合成一个系统，使其相互之间的废弃能量能相互利用，组成一个高效节能的系统，充分利用各子系统的废弃能量，达到用最小的能量实现最多的用途。
[0033]如图2所示，所述第一子系统热交换器包括热水器热交换器和干衣机热交换器，热水器热交换器与干衣机热交换器所在支路并联连接，且热水器热交换器的支路上设有控制阀A6与干衣机热交换器的支路上设有控制阀A9，压缩机的a端通过控制阀A7与并联连接的热水器热交换器与干衣机热交换器的a端相连接，热水器热交换器与干衣机热交换器的b端通过控制阀A3与空调室外热交换器的a端相连接，热水器热交换器与干衣机热交换器的b端还通过控制阀A4与空调室内热交换器的b端相连接。[0034]进一步的，所述第二子系统热交换器为冰箱热交换器，冰箱热交换器的a端分别通过控制阀A10、控制阀All接至压缩机的a端、b端，冰箱热交换器的b端通过控制阀Al接至空调室外热交换器的b端，冰箱热交换器的b端还通过控制阀A2接至空调室内热交换器的b端。
[0035]进一步的，所述空调室内热交换器的b端与空调室外热交换器的b端之间设有电磁膨胀阀。压缩机通过四通阀接至空调室内热交换器、空调室外热交换器及各子系统热交换器所在的支路。空调室内热交换器、热水器热交换器和干衣机热交换器还设有电辅助加热器。
[0036]上述家用节能系统还包括用于检测环境温度、室内空调出风温度及各子系统温度的温度传感器，控制电路根据温度传感器的信号控制压缩机的运行频率、各控制阀的通断或流量大小、空调风扇转速、电辅助加热器开停，以实现整个系统在最佳、最节能状态工作。
[0037]上述家用节能系统还包括用于检测各支路连接管管口压力的压力传感器，控制电路根据压力传感器的信号控制压缩机的运行频率、各控制阀的通断或流量大小、空调风扇转速、电辅助加热器开停，以实现整个系统在最佳、最节能状态工作。
[0038]变频压缩机、可调转速风扇系统、可调各支路流量的控制阀、电辅助加热器、温度传感器、压力传感器通过控制电路进行逻辑控制，以使系统处于最佳的节能状态。
[0039]干衣机的风扇系统为可选择室内循环、室外循环，在夏天的时候选择外循环可以避免过多的热能带入室内，而在冬天，干衣排出的余热可以通过内循环排放到室内，最大限度对热能加以利用。
[0040]控制电路可以单独对每个子系统的工作状态进行优先权选择，例如，冬天时，室内制热，若用户对干衣或者热水器有比较急迫的需求，这时候可以对该两系统进行优先选择，控制电路就会优先将更高效的压缩机产生的热量分配到该子系统，空调系统会根据情况进行控制，必要时才启动电辅助加热器。换句话说，压缩机-热交换器所产生的能量效率，无论是制冷还是制热，能效比都远大于I。而电辅助加热器的加热效率相对来说比较低，各个子系统会根据用户的缓急需要，优先选择效率较高的压缩机一换热器系统产生的冷(热）量，然后才会启动电辅助加热器。
[0041]下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0042]实施例I
[0043]如图3所示，为夏天-空调制冷-热水器不工作一干衣机不工作-冰箱工作的实施例。
[0044]只有控制阀A2、A5、All、A12工作，其余控制阀处于关闭状态。其中，空调及冰箱都是根据所设定的温度而启停的：
[0045]a.冰箱单独启动时，控制阀A12关闭，控制阀A2、A5、A11导通；
[0046]b.空调单独启动时，控制阀A2及控制阀All关闭，控制阀A5、A12导通；
[0047]c.冰箱及空调同时启动时，控制阀A2、A5、A11、A12同时导通。
[0048]无论以上哪种状态，压缩机会根据系统状态进行频率上的调整，例如只启动冰箱，压缩机会以很低的频率运行。冰箱空调同时启动时，压缩机会相应提高频率。
[0049]实施例2
[0050]如图4所示，为夏天-空调制冷-热水器工作一干衣机工作-冰箱工作的实施例。
[0051]该实施例在实施例I的情况下增加了热水器及干衣机的工作，增加了控制阀A3、A6、A7、A9、A13的工作，热 水器和干衣机同样的属于间歇性工作的，这时候可以通过调节控制阀A3、A5、A6、A7、A9、A13的开闭状态达到不同工况上的切换和调节：
[0052]a.当空调、热水器及干衣机同时工作下，控制阀A5、A13关闭，控制阀A3、A7全开，冷媒经过两并联的热水器及干衣机，汇合在串连空调室外热交换器，这时候，空调制冷所产生的废热可以先经过热水器及干衣机的充分利用，控制阀A6、A9的流量可以通过检测热水器及干衣机的使用状态而调节不同的比例，比如热水器刚开始加热，或者正有用户使用时，控制电路会增加控制阀A6流量，减少控制阀A9流量，当控制阀A6达到最大，控制阀A9处于极小时，就接近于以下b点的状态，剩下只有小部分热能通过空调室外热交换器(冷凝器)排放到空气中，这样既能充分利用废弃能量，同时也能为空调系统创造更好的热交换条件，降低系统压力，提高制冷效果，在本系统各种工作状态中，该状态属于最高的能量利用状态。
[0053]b.当空调工作，但热水器或干衣机只有一方单独在工作时(控制阀A6或A9只有一个处于开通状态)，系统中就等于热水器热交换器或干衣机热交换器单独跟空调热交换器串连，冷凝面积相对以上a点来说变小了，这时控制电路会根据各个检测数据调整空调热交换器散热风扇的转速，提高热交换效率。
[0054]c.当室内环境温度已达到设定值，空调不需要启动，但热水器或干衣机需要启动时，为了避免室内机继续吹冷风，控制电路关闭控制阀A12，开通控制阀A13 (控制阀A13所连接的空调热交换器是专门用于本情况，利用置于空调室外热交换器替代空调室内热交换器，避免不需要制冷时吹冷风)，当需要重新启动空调时，控制系统先打开控制阀A12，再关闭控制阀A13，从而恢复室内制冷。另外，热水器、干衣机均带有电辅助加热器，但系统一般会以压缩机制热优先，此时能效比较高，电辅助加热器只有在压缩机制热满足不了需求时才会启动。
[0055]实施例3
[0056]如图5所示，为冬天-空调制热-热水器不工作一干衣机不工作-冰箱工作的实施例。
[0057]该实施例与实施例I类似，只不过通过四通阀的切换，实现了制冷和制热之间的转换，同时冰箱的控制阀由A2、Al I导通改为AUAlO导通。
[0058]只有控制阀Al、A5、A10、A12工作，其余控制阀处于关闭状态。其中，空调及冰箱都是根据所设定的温度而启停的：
[0059]a.冰箱单独启动时，控制阀A5关闭，控制阀A1、A10、A12导通；
[0060]b.空调单独启动时，控制阀A1、A10关闭，控制阀A5、A12导通；
[0061]c.冰箱及空调同时启动时，控制阀A1、A10、A12同时导通。
[0062] 无论以上哪种状态，压缩机会根据系统状态进行频率上的调整，例如只启动冰箱，压缩机会以很低的频率运行。冰箱空调同时启动时，压机会相应提高频率。
[0063]实施例4
[0064]如图6所示，为冬天-空调制热-热水器工作一干衣机工作-冰箱工作的实施例。
[0065]该实施例与实施例2类似，只不过对控制阀A3、A7进行关闭，切换为对控制阀A4、AS导通，此时热水器和干衣机热交换器不是跟空调室外热交换器连接，而是切换为跟空调室内热交换器连接，同时热水器和干衣机的热交换器不像实施例2那样两者先并联然后跟空调室外热交换器串联，而是直接跟空调室内侧热交换器并联，这样的不同设计原因是，实施例2中，制冷所产生的热能是废弃能量，应该尽量地利用，而让管路先通过热水器及干衣机的热交换器，有助于在这些废弃能量较大时(温度较高时）加以利用，提高其利用率。但实施例4中，由于空调室内热交换器充当制热功能，若此时先让热能先通过热水器及干衣机的热交换器然后才串联到空调室内热交换器，那么更多的热量将被热水器及干衣机所摄取，空调室内热交换器即使加上电辅助加热器，其加热效果也未必理想，故实施例4的设计热水器、干衣机、空调室内热交换器三者是并联的，因为冬天制热必须优先保证，通过对控制阀A4、A8、A12的大小调节，以调整系统运行在最合适的工况，干衣机及冰箱若需要启动，但此时遇到空调正需要全力运行时，可以通过启动热水器及干衣机的电辅助加热器加以辅助。
[0066]同样的，该实施例在实施例3的情况下增加了热水器及干衣机的工作，增加了控制阀A4、A6、AS、A9的工作，热水器和干衣机同样的属于间歇性工作的，这时候可以通过调节控制阀A4、A6、A8、A9、A12的开闭状态达到不同工况上的切换和调节：
[0067]当空调、热水器及干衣机同时工作下，热水器、干衣机、空调三者热交换器并联，控制阀A4、A6、A8、A9、A12根据各系统的需求由控制电路进行开合度的调节，上述也提到，制热状态跟制冷不一样，热能正是用户所需求的，而不是废弃物，冷媒过多流向热水器及干衣机，会造成室内送风温度降低，影响客户使用感受，故在本实施例下，室内空调制热是优先保证的，当空调在运转时，更多的冷媒将优先流向空调热交换器，若压缩机全力运转还不能满足系统需求时，热水器及干衣机此时将会以辅助加热的形式运行(注：控制系统中将加入ECO节能模式，针对空调、热水器、干衣机的使用状态进行设定优先权，例如以上状态，空调处于全力运行时，控制阀A4、AS处于极小开合度甚至关闭状态，冷媒基本不流向热水器及干衣机的热交换器，但当用户在系统ECO节能模式中选择热水器及干衣机为ECO节能优先的话，热水器及干衣机的电辅助加热器将不会启动，等待室内温度达到设定值，空调即将停止时，系统会对A4、AS打开，A12关闭，这样，在不影响空调系统制热的前提下，热水器及干衣机能充分利用热泵的高效优势。在热水器ECO节能模式下，若用户使用热水系统时，当水温达到了下限，而空调系统仍然在运转时，电辅助加热将会启动。）
[0068]当室内环境温度已达到设定值，空调不需要启动，但热水器或干衣机需要启动时，系统将关闭控制阀A12，全开控制阀A4、AS，而控制阀A6、A9将根据热水器及干衣机的负荷进行动态调整，此时压缩机也会根据系统负荷提高或降低运行频率。
[0069]显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护 范围之内。
【权利要求】
1.一种家用节能系统，其特征在于，包括空调室内热交换器、空调室外热交换器、子系统热交换器、多个控制阀、为各热交换器提供能量的压缩机及控制多个控制阀及压缩机工作状态的控制电路； 压缩机的a端接至空调室外热交换器的a端，压缩机的a端还通过第一子系统热交换器接至空调室外热交换器的a端，空调室外热交换器的b端通过第二子系统热交换器接至压缩机的b端，空调室外热交换器的b端还通过空调室内热交换器接至压缩机的b端； 所述空调室内热交换器、空调室外热交换器、各子系统热交换器所在的支路上均设有所述控制阀，控制阀用于控制各个支路的通断或流量。
2.根据权利要求1所述的家用节能系统，其特征在于，所述第一子系统热交换器为热水器热交换器或干衣机热交换器，压缩机的a端通过控制阀（A7)与热水器热交换器a端相连接，热水器热交换器b端通过控制阀（A3)连接至空调室外热交换器的a端；或者压缩机的a端通过控制阀（A7)与干衣机热交换器a端相连接,干衣机热交换器的b端通过控制阀(A3)连接至空调室外热交换器的a端；热水器热交换器或干衣机热交换器的b端还通过控制阀（A4)连接至空调室内热交换器的b端。
3.根据权利要求1所述的家用节能系统，其特征在于，所述第一子系统热交换器包括热水器热交换器和干衣机热交换器，热水器热交换器与干衣机热交换器所在支路并联连接，且热水器热交换器的支路上设有控制阀（A6)与干衣机热交换器的支路上设有控制阀(A9)，压缩机的a端通过控制阀（A7)与并联连接的热水器热交换器与干衣机热交换器的a端相连接，热水器热交换器与干衣机热交换器的b端通过控制阀（A3)与空调室外热交换器的a端相连接，热水器热交换器与干衣机热交换器的b端还通过控制阀（A4)与空调室内热交换器的b端相连接。
4.根据权利要求1所述的家用节能系统，其特征在于，所述第二子系统热交换器为冰箱热交换器，冰箱热交换器的a端分别通过控制阀（A10)、控制阀（All)接至压缩机的a端、b端，冰箱热交换器的b端通过控制阀（Al)接至空调室外热交换器的b端，冰箱热交换器的b端还通过控制阀（A2)接至空调室内热交换器的b端。
5.根据权利要求1所述的家用节能系统，其特征在于，所述空调室内热交换器的b端与空调室外热交换器的b端之间设有电磁膨胀阀。
6.根据权利要求1所述的家用节能系统，其特征在于，压缩机通过四通阀接至空调室内热交换器、空调室外热交换器及各子系统热交换器所在的支路。
7.根据权利要求2或3所述的家用节能系统，其特征在于，空调室内热交换器、热水器热交换器和干衣机热交换器还设有电辅助加热器。
8.根据权利要求7所述的家用节能系统，其特征在于，还包括用于检测环境温度、室内空调出风温度及各子系统温度的温度传感器，控制电路根据温度传感器的信号控制压缩机的运行频率、各控制阀的通断或流量大小、空调风扇转速、电辅助加热器开停。
9.根据权利要求7所述的家用节能系统，其特征在于，还包括用于检测各支路连接管管口压力的压力传感器，控制电路根据压力传感器的信号控制压缩机的运行频率、各控制阀的通断或流量大小、空调风扇转速、电辅助加热器开停。
10.根据权利要求1所述的家用节能系统，其特征在于，所述压缩机为变频压缩机。
【文档编号】F24F12/00GK203375582SQ201320099171
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年3月5日 优先权日:2013年3月5日
【发明者】梁炳祥, 黄民柱, 谭裕锋 申请人:海信科龙电器股份有限公司, 广东科龙空调器有限公司