专利名称：压缩机直接加热热水的水机空调系统及其工作方法
技术领域：
本发明涉及热泵技术领域，尤其涉及一种压缩机直接加热热水的水机空调系统及其工作方法。
背景技术：
随着技术发展，人类对能源的需求越来越多，能源消耗对环境的影响也日趋突现， 人们节能减排认识不断提高。由于空调便于安装、使用和管理，制冷、制热功能多，可灵活选配，有着广泛的市场前景，并被越来越多的家庭、办公室和企业采用。空调分风冷机组和水冷机组两类，对于采用水冷机组的水机空调而言，水机空调通常包括室外机和水机，因其具环保、高舒适性以及低造价被广泛的应用于办公楼等场所中。当前，大部分的水机空调仅有夏天制冷、冬天制热来调节室内空气温度的单一功能，夏天水机空调在制冷过程中所产生的热量被排放到室外大气中，造成室外空气热污染和能源的浪费。与此同时，有水机空调的家庭和办公场所还需要另外购买热水器以解决生活用热水问题，增加成本，而且电热水器、 燃气热水器能耗大、安全性差。目前也出现许多带有制热水功能的水机空调，但仅限于在空调制冷时，利用水机空调冷媒的余热来加热水，而在冬季则需要进行运行模式切换进行单独制热水或单独加热室温。因此，现有技术中的制热水功能的水机空调仅能利用压缩机输出的冷媒的温度加热热水器中的水，其总体能耗依然较高并且控制过程复杂。
发明内容
本发明提供一种压缩机直接加热热水的水机空调系统及其工作方法，用以解决现有技术中的制热水功能的水机空调能耗高并且控制过程复杂的缺陷，实现降低压缩机直接加热热水的水机空调系统及其工作方法的能耗并简化其控制过程。本发明提供一种压缩机直接加热热水的水机空调系统，包括室外机和水机，所述室外机包括压缩机、四通阀、冷凝器和气液分离器，所述水机包括连接在一起的板式换热器和循环泵；所述四通阀的三个出口分别与所述冷凝器、所述气液分离器和所述板式换热器连接，所述气液分离器与所述压缩机的进口连接，所述冷凝器通过毛细管与所述板式换热器连接，其特征在于，所述压缩机的出口通过第一电磁阀与所述四通阀的进口连接；所述压缩机直接加热热水的水机空调系统还包括热水装置，所述热水装置包括水箱和设置在所述水箱中的冷媒管，所述冷媒管的进口连接有第二电磁阀，所述冷媒管的出口连接有单向阀， 所述第二电磁阀的进口与所述压缩机和所述第一电磁阀之间的管路连接，所述单向阀的出口与所述四通阀和所述第一电磁阀之间的管路连接。本发明提供的压缩机直接加热热水的水机空调系统，通过将从压缩机中输出的高温高压冷媒通过第二电磁阀先进入到热水装置中以加热水箱中的水，然后在通过四通阀继续循环流动；在制冷模式下，可以有效的利用压缩机输出的高温高压冷媒的热量加热水箱中的水，使高温高压冷媒先经过热水装置降温后再进入到冷凝器进一步换热降温，有效的提高了制冷效率降低了能耗；在制热模式下，压缩机输出的高温高压冷媒先进入到热水装置再进入到水机，可以在制热的同时制热水，制热与制热水同时进行而无需采用复杂的控制系统，有效的简化了压缩机直接加热热水的水机空调系统控制过程。如上所述的压缩机直接加热热水的水机空调系统，所述热水装置还包括膨胀罐、 安全阀和排气阀，所述膨胀罐、所述安全阀和所述排气阀分别连接在所述水箱上。如上所述的压缩机直接加热热水的水机空调系统，所述水机还包括电热水器，所述电热水器位于所述板式换热器和所述循环泵之间。如上所述的压缩机直接加热热水的水机空调系统，所述电热水器连接有压力表和膨胀水箱。本发明提供一种如上所述的压缩机直接加热热水的水机空调系统的工作方法，所述方法包括如下运行模式
①、制冷模式；②、制热模式；③、除霜模式。如上所述的节压缩机直接加热热水的水机空调系统的工作方法，①、制冷模式具体运行如下
第一电磁阀关闭，第二电磁阀开启，四通阀关闭；从压缩机排出的高温高压冷媒经第二电磁阀进入冷媒管中，加热水箱的水后，经过单向阀进入四通阀，再进入冷凝器中进一步冷却，通过毛细管节流后进入到板式换热器中进行换热，变成低温低压冷媒后，再经过四通阀进入到气液分离器，最后流回到压缩机中。如上所述的节压缩机直接加热热水的水机空调系统的工作方法，②、制热模式具体运行如下
第一电磁阀关闭，第二电磁阀开启，四通阀开启；从压缩机排出的高温高压冷媒经第二电磁阀进入冷媒管中，加热水箱的水后，经过单向阀进入四通阀，再进入板式换热器中进行换热，通过毛细管节流后再到冷凝器换热，变成低温低压冷媒后，再经过四通阀进入到气液分离器，最后流回到压缩机中。如上所述的节压缩机直接加热热水的水机空调系统的工作方法，③、除霜模式具体运行如下
第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，四通阀关闭；从压缩机排出的高温高压冷媒经第一电磁阀，经过四通阀进入冷凝器中除霜，通过毛细管节流后进入到板式换热器中进行换热， 变成低温低压冷媒后，再经过四通阀进入到气液分离器，最后流回到压缩机中。本发明提供的压缩机直接加热热水的水机空调系统的工作方法，通过将从压缩机中输出的高温高压冷媒通过第二电磁阀先进入到热水装置中以加热水箱中的水，然后在通过四通阀继续循环流动；在制冷模式下，可以有效的利用压缩机输出的高温高压冷媒的热量加热水箱中的水，使高温高压冷媒先经过热水装置降温后再进入到冷凝器进一步换热降温，有效的提高了制冷效率降低了能耗；在制热模式下，压缩机输出的高温高压冷媒先进入到热水装置再进入到水机，可以在制热的同时制热水，制热与制热水同时进行而无需采用复杂的控制系统，有效的简化了压缩机直接加热热水的水机空调系统控制过程。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明压缩机直接加热热水的水机空调系统实施例的结构示意图。
具体实施例方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1为本发明压缩机直接加热热水的水机空调系统实施例的结构示意图。如图1 所示，本实施例压缩机直接加热热水的水机空调系统，包括室外机ι和水机2，室外机1包括压缩机11、四通阀12、冷凝器13和气液分离器14，水机2包括连接在一起的板式换热器 21和循环泵22 ；四通阀12的三个出口分别与冷凝器13、板式换热器21和气液分离器14连接，气液分离器14与压缩机11的进口连接，冷凝器13通过毛细管18与板式换热器21连接，压缩机11的出口通过第一电磁阀41与四通阀12的进口连接；本实施例压缩机直接加热热水的水机空调系统还包括热水装置3，热水装置3包括水箱31和设置在水箱31中的冷媒管32，冷媒管32的进口连接有第二电磁阀42，冷媒管32的出口连接有单向阀5，第二电磁阀42的进口与压缩机11和第一电磁阀41之间的管路连接，单向阀5的出口与四通阀 12和第一电磁阀41之间的管路连接。具体而言，本实施例压缩机直接加热热水的水机空调系统中压缩机11输出的高温高压冷媒通过第二电磁阀42直接进入到热水装置3中的冷媒管32中以加热水箱31中的水，再通过单向阀5输送到四通阀12中进行正常的循环。通过控制第一电磁阀41和第二电磁阀42的通断电，可以控制压缩机11输出的高温高压冷媒先进入到热水装置3进行换热，然后在通过四通阀12进入到冷凝器13和水机2等部件中。在制冷模式下，通过热水装置3可以有效的利用压缩机11输出的高温高压冷媒的热量，实现先对高温高压冷媒进行降温，再通过冷凝器13进行换热，热水装置3充分利用了高温高压冷媒的热量进行加热热水，从而有效的提高了本实施例压缩机直接加热热水的水机空调系统的制冷效率并有效的降低了能耗。在制热模式下，压缩机11输出的高温高压冷媒依次经过热水装置3和水机2， 从而实现同时加热热水和制热的功效，由于压缩机11输出的高温高压冷媒在循环流动的过程中便可以完成加热热水和制热的工作，无需采用复杂的控制系统，有效的简化了本实施例压缩机直接加热热水的水机空调系统的控制过程。进一步的，本实施例中的热水装置3可以还包括膨胀罐33、安全阀34和排气阀 35，膨胀罐33、安全阀34和排气阀35分别连接在水箱31上。具体的，通过设置膨胀罐33、 安全阀34和排气阀35，可以有效的提高热水装置3的安全性能，并提高了热水装置3的制热水效率。更进一步的，本实施例中的水机2可以还包括电热水器23，电热水器23位于板式换热器21和循环泵22之间。具体的，通过板式换热器21输出的加热后的液体可以先经过电热水器23进行进一步的加热，再通过循环泵22输送到外部的散热设备上，有效的提高了本实施例压缩机直接加热热水的水机空调系统在制热模式下的制热效率。而在制冷模式下，电热水器23可以停机不进行加热处理。其中，本实施例中的电热水器23连接有压力表 25和膨胀水箱M。通过压力表25可以有效的监控电热水器23的压力值，而通过膨胀水箱CN 102425884 A
说明书
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M可以确保电热水器23安全可靠的运行。本实施例压缩机直接加热热水的水机空调系统，通过将从压缩机中输出的高温高压冷媒通过第二电磁阀先进入到热水装置中以加热水箱中的水，然后在通过四通阀继续循环流动；在制冷模式下，可以有效的利用压缩机输出的高温高压冷媒的热量加热水箱中的水，使高温高压冷媒先经过热水装置降温后再进入到冷凝器进一步换热降温，有效的提高了制冷效率降低了能耗；在制热模式下，压缩机输出的高温高压冷媒先进入到热水装置再进入到水机，可以在制热的同时制热水，制热与制热水同时进行而无需采用复杂的控制系统，有效的简化了压缩机直接加热热水的水机空调系统控制过程。本发明还提供一种压缩机直接加热热水的水机空调系统的工作方法，方法包括如下运行模式
①、制冷模式；②、制热模式；③、除霜模式。①、制冷模式具体运行如下
第一电磁阀41关闭，第二电磁阀42开启，四通阀12关闭；从压缩机11排出的高温高压冷媒经第二电磁阀42进入冷媒管32中，加热水箱31的水后，经过单向阀5进入四通阀 12，再进入冷凝器13中进一步冷却，通过毛细管18节流后进入到板式换热器21中进行换热，变成低温低压冷媒后，再经过四通阀12进入到气液分离器14，最后流回到压缩机11中。②、制热模式具体运行如下
第一电磁阀41关闭，第二电磁阀42开启，四通阀12开启；从压缩机11排出的高温高压冷媒经第二电磁阀42进入冷媒管32中，加热水箱31的水后，经过单向阀5进入四通阀 12，再进入板式换热器21中进行换热，通过毛细管18节流后再到冷凝器13换热，变成低温低压冷媒后，再经过四通阀12进入到气液分离器14，最后流回到压缩机11中。③、除霜模式具体运行如下
第一电磁阀41开启，第二电磁阀42关闭，四通阀12关闭；从压缩机11排出的高温高压冷媒经第一电磁阀41，经过四通阀12进入冷凝器13中除霜，通过毛细管18节流后进入到板式换热器21中进行换热，变成低温低压冷媒后，再经过四通阀12进入到气液分离器14， 最后流回到压缩机11中。本实施例压缩机直接加热热水的水机空调系统的工作方法，通过将从压缩机中输出的高温高压冷媒通过第二电磁阀先进入到热水装置中以加热水箱中的水，然后在通过四通阀继续循环流动；在制冷模式下，可以有效的利用压缩机输出的高温高压冷媒的热量加热水箱中的水，使高温高压冷媒先经过热水装置降温后再进入到冷凝器进一步换热降温， 有效的提高了制冷效率降低了能耗；在制热模式下，压缩机输出的高温高压冷媒先进入到热水装置再进入到水机，可以在制热的同时制热水，制热与制热水同时进行而无需采用复杂的控制系统，有效的简化了压缩机直接加热热水的水机空调系统控制过程。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种压缩机直接加热热水的水机空调系统，包括室外机和水机，所述室外机包括压缩机、四通阀、冷凝器和气液分离器，所述水机包括连接在一起的板式换热器和循环泵；所述四通阀的三个出口分别与所述冷凝器、所述气液分离器和所述板式换热器连接，所述气液分离器与所述压缩机的进口连接，所述冷凝器通过毛细管与所述板式换热器连接，其特征在于，所述压缩机的出口通过第一电磁阀与所述四通阀的进口连接；所述压缩机直接加热热水的水机空调系统还包括热水装置，所述热水装置包括水箱和设置在所述水箱中的冷媒管，所述冷媒管的进口连接有第二电磁阀，所述冷媒管的出口连接有单向阀，所述第二电磁阀的进口与所述压缩机和所述第一电磁阀之间的管路连接，所述单向阀的出口与所述四通阀和所述第一电磁阀之间的管路连接。
2.根据权利要求1所述的压缩机直接加热热水的水机空调系统，其特征在于，所述热水装置还包括膨胀罐、安全阀和排气阀，所述膨胀罐、所述安全阀和所述排气阀分别连接在所述水箱上。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机直接加热热水的水机空调系统，其特征在于，所述水机还包括电热水器，所述电热水器位于所述板式换热器和所述循环泵之间。
4.根据权利要求3所述的压缩机直接加热热水的水机空调系统，其特征在于，所述电热水器连接有压力表和膨胀水箱。
5.一种如权利要求1-4任一所述的压缩机直接加热热水的水机空调系统的工作方法， 其特征在于所述方法包括如下运行模式①、制冷模式；②、制热模式；③、除霜模式。
6.根据权利要求5所述的节压缩机直接加热热水的水机空调系统的工作方法，其特征在于，①、制冷模式具体运行如下第一电磁阀关闭，第二电磁阀开启，四通阀关闭；从压缩机排出的高温高压冷媒经第二电磁阀进入冷媒管中，加热水箱的水后，经过单向阀进入四通阀，再进入冷凝器中进一步冷却，通过毛细管节流后进入到板式换热器中进行换热，变成低温低压冷媒后，再经过四通阀进入到气液分离器，最后流回到压缩机中。
7.根据权利要求5所述的节压缩机直接加热热水的水机空调系统的工作方法，其特征在于，②、制热模式具体运行如下第一电磁阀关闭，第二电磁阀开启，四通阀开启；从压缩机排出的高温高压冷媒经第二电磁阀进入冷媒管中，加热水箱的水后，经过单向阀进入四通阀，再进入板式换热器中进行换热，通过毛细管节流后再到冷凝器换热，变成低温低压冷媒后，再经过四通阀进入到气液分离器，最后流回到压缩机中。
8.根据权利要求5所述的节压缩机直接加热热水的水机空调系统的工作方法，其特征在于，③、除霜模式具体运行如下第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，四通阀关闭；从压缩机排出的高温高压冷媒经第一电磁阀，经过四通阀进入冷凝器中除霜，通过毛细管节流后进入到板式换热器中进行换热， 变成低温低压冷媒后，再经过四通阀进入到气液分离器，最后流回到压缩机中。
全文摘要
本发明提供一种压缩机直接加热热水的水机空调系统及其工作方法，包括室外机和水机；四通阀的三个出口分别与冷凝器、气液分离器和板式换热器连接，气液分离器与压缩机的进口连接，冷凝器通过毛细管与板式换热器连接，其特征在于，压缩机的出口通过第一电磁阀与四通阀的进口连接；压缩机直接加热热水的水机空调系统还包括热水装置，热水装置包括水箱和设置在水箱中的冷媒管，冷媒管的进口连接有第二电磁阀，冷媒管的出口连接有单向阀，第二电磁阀的进口与压缩机和第一电磁阀之间的管路连接，单向阀的出口与四通阀和第一电磁阀之间的管路连接。实现降低压缩机直接加热热水的水机空调系统及其工作方法的能耗并简化其控制过程。
文档编号F25B29/00GK102425884SQ20111037991
公开日2012年4月25日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者刘金涛, 吴林涛 申请人:海信(山东)空调有限公司