一种用于空气源热泵的四通阀三联供系统的制作方法

本发明涉及热泵领域，具体是一种用于空气源热泵的四通阀三联供系统。

背景技术：

热水器就是指通过各种物理原理，在一定时间内使冷水温度升高变成热水的一种装置。按照原理不同可分为电热水器、燃气热水器、太阳能热水器、磁能热水器、热泵热水器和暖气热水器。热泵热水器就是利用逆卡诺原理，通过介质，把热量从低温物体传递到高温的水里的设备。热泵装置，可以使介质(冷媒)相变，变成比低温热源更低，从而自发吸收低温热源热量；回到压缩机后的介质，又被压缩成高温(比高温的水还高)高压气体，从而自发放热到高温热源；实现从将低温热源"搬运"热量到高温热源。

现有空气源热泵的三联供系统在制热水时不能采暖，采暖时不能制热水，因此需要声明采暖优先或者热水优先，这就为人们的使用带来了不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于空气源热泵的四通阀三联供系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于空气源热泵的四通阀三联供系统，包括节流元件、换热器、压缩机、电磁阀和第一四通阀，所述电磁阀包括第一电磁阀和第二电磁阀，节流元件包括第一节流元件、第二节流元件和第三节流元件，换热器包括生活热水换热器、翅片换热器和冷暖换热器，生活热水换热器的一侧与第一节流元件相连，生活热水换热器的另一侧分别与第一电磁阀和第二电磁阀相连，翅片换热器的一侧与第二节流元件相连，翅片换热器的另一侧分别与第一电磁阀和第一四通阀上部的左侧阀门相连通，冷暖换热器的一侧与第三节流元件相连，冷暖换热器的另一侧分别与第二电磁阀和第一四通阀上部的右侧阀门相连通，压缩机的一侧与第一四通阀的下部阀门相连通，压缩机的另一侧与第一四通阀上部的中间阀门相连通，第一节流元件、第二节流元件和第三节流元件之间两两相连通。

作为本发明进一步的方案：第一节流元件、第二节流元件和第三节流元件采用毛细管或者电子膨胀阀。

作为本发明进一步的方案：将第一电磁阀和第二电磁阀替换为第二四通阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该装置设计合理，一方面提供制冷空调用冷水的同时对空调冷凝器放出的热量用生活热水回收，另一方面解决了一般三联供冬天采暖和生活热水不能同时工作的问题，可以用一个主机系统提供生活热水、采暖用热水和空调用热水；该装置经过变换部件，可以改变为水源三联供系统和为地源(水环)三联供系统，适用范围广。

附图说明

图1为用于空气源热泵的单四通阀三联供系统的结构示意图。

图2为用于空气源热泵的双四通阀三联供系统的结构示意图。

其中：2-生活热水换热器，3-翅片换热器，4-冷暖换热器，5-压缩机，6-第一节流元件，7-第二节流元件，8-第三节流元件，9-第一电磁阀，10-第二电磁阀，11-第一四通阀，12-第二四通阀，13-第一管路，14-第二管路，15-第三管路，16-第四管路，17-第五管路，18-第六管路，19-第七管路。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

参阅图1，一种用于空气源热泵的单四通阀三联供系统，包括节流元件、换热器、压缩机5、电磁阀和第一四通阀11，所述电磁阀包括第一电磁阀9和第二电磁阀10，节流元件包括第一节流元件6、第二节流元件7和第三节流元件8，换热器包括生活热水换热器2、翅片换热器3和冷暖换热器4，生活热水换热器2的一侧与第一节流元件6相连，生活热水换热器2的另一侧分别与第一电磁阀9和第二电磁阀10相连，翅片换热器3的一侧与第二节流元件7相连，翅片换热器3的另一侧分别与第一电磁阀9和第一四通阀11上部的左侧阀门相连通，冷暖换热器4的一侧与第三节流元件8相连，冷暖换热器4的另一侧分别与第二电磁阀10和第一四通阀11上部的右侧阀门相连通，压缩机5的一侧与第一四通阀11的下部阀门相连通，压缩机5的另一侧与第一四通阀11上部的中间阀门相连通，第一节流元件6、第二节流元件7和第三节流元件8之间两两相连通。

该系统有五种运行模式，分别是单制热水、单采暖、单空调制冷、空调制冷同时制热水、采暖同时制热水；由于空调制冷和采暖用同一个换热器，因此制冷的同时不能采暖。

单热水模式：第一四通阀11切换到制热模式，第一电磁阀9关闭，第二电磁阀10打开，第三节流元件8关闭，氟利昂循环路径是：压缩机5、第一四通阀11、第二电磁阀10、生活热水换热器2、第一节流元件6、第二节流元件7、翅片换热器3、第一四通阀11、压缩机5，这样以生活热水换热器2为冷凝器，翅片换热器3为蒸发器可以实现制热水功能。

单制冷模式：第一四通阀11切换到制冷模式，第一电磁阀9关闭，第二电磁阀10关闭，第一节流元件6关闭，氟利昂循环路径是：压缩机5、第一四通阀11、翅片换热器3、第二节流元件7、第三节流元件8、冷暖换热器4、第一四通阀11、压缩机5，这样以翅片换热器3为冷凝器，冷暖换热器4为蒸发器可以实现单制冷功能。用户选择单制冷模式运行时，如果热水水温较低，可以自动按照制冷+热水模式运行，以回收热量同时降低能耗。

单采暖模式：第一四通阀11切换到制热模式，第一电磁阀9关闭，第二电磁阀10关闭，第一节流元件6关闭，氟利昂循环路径是：压缩机5、第一四通阀11、冷暖换热器4、第三节流元件8、第二节流元件7、翅片换热器3、第一四通阀11、压缩机5，这样以冷暖换热器4为冷凝器，翅片换热器3为蒸发器可以实现单采暖功能。

制冷同时制热水模式：该模式有两种方式，根据不同条件选用：第一，第一四通阀11切换到制冷模式，第一电磁阀9打开，第二电磁阀10关闭，氟利昂循环路径是：氟利昂从压缩机5经第一四通阀11出来后分两路，一路从第一电磁阀9经生活热水换热器2和第一节流元件6流出，另一路从翅片换热器3经第二节流元件7流出，两路汇总后经第三节流元件8进入冷暖换热器4再经第一四通阀11回到压缩机5，这样以翅片换热器3和生活热水换热器2同时作为冷凝器，冷暖换热器4为蒸发器可以实现制冷+热水功能，这种方法制冷能效高，但热量回收不完全，适合热水需求量不大的场合。第二，第一四通阀11切换到制冷模式，第一电磁阀9打开，第二电磁阀10关闭，第二节流元件7关闭，氟利昂循环路径是：压缩机5、第一四通阀11、第一电磁阀9、生活热水换热器2、第一节流元件6、第三节流元件8、冷暖换热器4、第一四通阀11、压缩机5，这样以生活热水换热器2作为冷凝器，冷暖换热器4为蒸发器可以实现制冷的同时制热水功能。这种方法制冷废热完全回收，但是水温较高时制冷能效相对较低，适合水温较低或者热水需求量较大场合。

采暖同时制热水模式：第一四通阀11切换到制热模式，第一电磁阀9关闭，第二电磁阀10打开，氟利昂循环路径是：氟利昂从压缩机5经第一四通阀11出来后分两路，一路从第二电磁阀10经生活热水换热器2和第一节流元件6流出，另一路从冷暖换热器4经第三节流元件8流出，两路汇总后经第二节流元件7进入翅片换热器3再经第一四通阀11回到压缩机5，这样以冷暖换热器4和生活热水换热器2同时作为冷凝器，翅片换热器3为蒸发器可以实现采暖+热水功能。这种模式下采暖和热水可以同时运行，通过调节第一节流元件6和第三节流元件8的开度，可以实现采暖和热水的热量分配。

实施例2

参阅图2，一种用于空气源热泵的双四通阀三联供系统，包括节流元件、换热器、压缩机5、第一四通阀11和第二四通阀12，所述节流元件包括第一节流元件6、第二节流元件7和第三节流元件8，换热器包括生活热水换热器2、翅片换热器3和冷暖换热器4，翅片换热器3的一侧与第一节流元件6相连，生活热水换热器2的一侧与第二节流元件7相连，冷暖换热器4的一侧与第三节流元件8相连，第一节流元件6、第二节流元件7和第三节流元件8之间两两相连通，翅片换热器3的另一侧通过第七管路19与第一四通阀11上部的左侧阀门相连通，压缩机5的一侧与第一四通阀11的下部阀门相连通，压缩机5的另一侧通过第五管路17与第二四通阀12上部的右侧阀门相连通，生活热水换热器2的另一侧通过第四管路16与第二四通阀12与第二四通阀上部的左侧阀门相连通，冷暖换热器4的另一侧通过第三管路15分别与第二管路14和第一管路13相连，第一管路13与第一四通阀11上部的右侧阀门相连通，第二管路14与第二四通阀12上部的中间阀门相连通，第一四通阀11上部的中间阀门通过第六管路18与第五管路17相连。

该系统共有五种运行模式，分别是单制热水、单采暖、单空调制冷、空调制冷同时制热水、采暖同时制热水；由于空调制冷和采暖用同一个换热器，因此制冷的同时不能采暖。

单热水模式：第一四通阀11和第二四通阀12均切换到制热模式，第三节流元件8关闭，氟利昂循环路径是：压缩机5、第一四通阀11、经第一管路13和第二管路14到第二四通阀12、再经第四管路16到生活热水换热器2、第二节流元件7、第一节流元件6、翅片换热器3、经第七管路19到第一四通阀11、经第六管路18回到压缩机5(或到第二四通阀12经第五管路17回到压缩机5)，这样以生活热水换热器2为冷凝器，翅片换热器3为蒸发器可以实现制热水功能。

单制冷模式：第一四通阀11和第二四通阀12均切换到制冷模式，第二节流元件7关闭，氟利昂循环路径是：压缩机5、第一四通阀11、经第七管路19到翅片换热器3、第一节流元件6、第三节流元件8、冷暖换热器4、经第三管路15和第一管路13到第一四通阀11、经第六管路18回到压缩机5(或经第二管路14到第二四通阀12、经第五管路17回到压缩机5)，这样以翅片换热器3为冷凝器，冷暖换热器4为蒸发器可以实现单制冷功能。

用户选择单制冷模式运行时如果热水水温较低可以自动按照制冷+热水模式运行以回收热量同时降低能耗。

单采暖模式：第一四通阀11和第二四通阀12均切换到制热模式，第二节流元件7关闭，氟利昂循环路径是：压缩机5、第一四通阀11、经第一管路13和第三管路15到冷暖换热器4、第三节流元件8、第一节流元件6、翅片换热器3、经第七管路19到第一四通阀11、经第六管路18回到压缩机5(或到第二四通阀12经第五管路17回到压缩机5)，这样以冷暖换热器4为冷凝器，翅片换热器3为蒸发器可以实现单采暖功能。

制冷同时制热水模式：有两种运行方法，根据不同条件选用。第一种，四通阀切换到制冷模式，氟利昂循环路径是：氟利昂从压缩机5经第一四通阀11出来后分两路，一路进入第二四通阀12，经第四管路16进入生活热水换热器2和第二节流元件7流出，另一路经第七管路19进入翅片换热器3从第一节流元件6流出，两路汇总后经第三节流元件8进入冷暖换热器4后经第三管路15、第一管路13到第一四通阀11，再经过第六管路18回到压缩机5(或经第三管路15、第二管路14到第二四通阀12，再经第五管路15回到压缩机5)，这样以翅片换热器3和生活热水换热器2同时作为冷凝器，冷暖换热器4为蒸发器可以实现制冷+热水功能。这种方法制冷能效高，但热量回收不完全，适合热水需求量不大的场合。第二种，四通阀切换到制冷模式，第一节流元件6关闭，氟利昂循环路径是：压缩机5、第一四通阀11、第二四通阀12，经第四管路16进入生活热水换热器2、第二节流元件7、第三节流元件8、冷暖换热器4、经第三管路15和第一管路13到第一四通阀11、再经过第六管路18回到压缩机5(或经第三管路15和第二管路14到第二四通阀12，再经第五管路17回到压缩机5)，这样以生活热水换热器2作为冷凝器，冷暖换热器4为蒸发器可以实现制冷的同时制热水功能。这种方法制冷废热完全回收，但是水温较高时制冷能效相对较低，适合水温较低或者热水需求量较大场合。

采暖同时制热水的模式：四通阀切换到制热模式，氟利昂循环路径是：氟利昂从压缩机5经第一四通阀11出来后分两路，一路从第一管路13经第二管路14到第二四通阀12，经第四管路16进入生活热水换热器2，从第一节流元件6流出，另一路从第一管路13经第三管路15进入冷暖换热器4，从第三节流元件8流出，两路汇总后经第一节流元件6进入翅片换热器3，经第七管路19到第一四通阀11、经第六管路18回到压缩机5(或到第二四通阀12经第五管路17回到压缩机5)，这样以冷暖换热器4和生活热水换热器2同时作为冷凝器，翅片换热器3为蒸发器可以实现采暖+热水功能。这种模式下采暖和热水可以同时运行，通过调节第二节流元件7和第三节流元件8的开度可以实现采暖和热水的热量分配。

上述两种实施例均可以用一个主机系统提供生活热水、采暖用热水和空调用热水，与市场已有三联供系统相比，该系统主要优势在于一方面提供制冷空调用冷水的同时对空调冷凝器放出的热量用生活热水回收，相当于夏天可以获得免费的生活热水；另一方面解决了一般三联供冬天采暖和生活热水不能同时工作的问题。一般的三联供系统制热水时不能采暖，采暖时不能制热水，因此需要声明采暖优先或者热水优先。该系统不存在采暖还是热水优先的问题，采暖和热水完全是同时工作，只是系统可以根据加热速度自动调节热量分配。

冷暖换热器可以是板换、壳换、套换等形式也可以是翅片换热器；热水换热器既可以是板换、壳换、套换等形式也可以是带盘管的水箱；该方案中的翅片换热器改为板换、壳换、高效罐等氟利昂与水换热的换热器就可以成为水源三联供系统；翅片换热器改为地埋管换热器就可以成为地源(水环)三联供系统，适用范围广。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。