低能耗多功能热泵空调系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供一种低能耗多功能热泵空调系统，它可以分别工作于15种模式：1)空调制冷+空调制热+制热水+制冷水、2)空调制冷+制热水+制冷水、3)空调制热+制热水+制冷水、4)空调制冷+空调制热+制热水、5)空调制冷+空调制热+制冷水、6)空调制冷+制热水、7)空调制热+制冷水、8)制热水+制冷水、9)空调制冷+空调制热；10)空调制冷+制冷水：利用热水箱吸收余热、11)空调制热+制热水：利用冷水箱吸收余冷、12)制冷水：利用热水箱吸收余热、13)制热水：利用冷水箱吸收余冷、14)空调制冷：利用热水箱吸收余热、15)空调制热：利用冷水箱吸收余冷。以及内箱外箱均温方法、冷热水交替浴的温度控制方法。

Low energy consumption multifunctional heat pump air conditioner system and method thereof

The invention provides a multifunctional heat pump air conditioning system with low energy consumption, it can work in 15 modes: 1) air conditioning refrigeration air conditioning heating hot water + + + 2) + water, air conditioning and refrigeration system for cold water, hot water + 3) + water + air conditioning heating system for cold water, air conditioning and refrigeration) 4 air conditioning heating + + water heating, air conditioning and refrigeration air conditioning system + 5) + 6) cold water, hot water heating, air conditioning and refrigeration + 7) air conditioning heating + cold water, hot water 8) + 9) + water, air conditioning and refrigeration air conditioning heating; 10) air conditioning and refrigeration system using hot water + water: box 11), heat absorption air conditioning heating + hot water system: using cold water absorbed more than cold, cold water: 12) system using hot water tank, heat absorption 13) hot water system: using cold water absorbed more than 14), cold air conditioning and refrigeration using hot water tank to absorb heat, air conditioning and heating: 15) more than the use of cold absorption cold water tank. And the temperature inside the box outside the box method, alternating hot and cold water bath temperature control method.

【技术实现步骤摘要】
低能耗多功能热泵空调系统及其方法
本专利技术涉及一种低能耗多功能热泵空调系统及其方法，具体涉及一种可分别工作在1)空调制热+空调制冷+制热水+制冷水、2)空调制冷+制热水+制冷水、3)空调制热+制热水+制冷水、4)空调制冷+空调制热+制热水、5)空调制冷+空调制热+制冷水、6)空调制冷+制热水、7)空调制热+制冷水、8)制热水+制冷水、9)空调制冷+空调制热；10)空调制冷+制冷水、11)空调制热+制热水、12)制冷水、13)制热水、14)空调制冷、15)空调制热十五种工作状态的系统。以及水箱外箱均温方法、冷热水交替浴的温度控制方法。
技术介绍
针对国家城镇化计划中要走集约、节能、生态的新路子，《浙江省可再生能源建筑应用技术标准》讨论稿出炉，一旦标准正式发布实施，就意味着浙江新建房屋将强制性地应用至少一种可再生能源，进入讨论稿的可再生能源包括太阳能热水系统、空气能热泵热水系统、地源热泵系统、太阳能光伏系统和太阳光诱导系统。标准的实施，意味着新建民用建筑如果不执行该标准，就难以通过审批和审图环节，也就不能获得施工和验收的许可。反之，达到上述标准的建设项目可以申请补贴。根据我省实施节约能源法的办法，民用建筑以非发电方式利用太阳能、浅层地热能、空气能的，可以向县级以上人民政府建设主管部门申请项目建设资金补助。沈福鑫透露，正联手浙江大学建筑设计院起草一个空气能热泵热水器的安装设计标准，估计今年3月可起草完毕。这一标准实施后，对建筑施工企业有强制作用。届时，新建房屋将预留安装空气能热泵热水器的空间，对空气能热泵热水器产生直接利好。本项目利用热泵空调在制冷过程中产生的余热用于加热热水，产生不需用电的热水，并且变风冷(空气能)为水冷(水能)，有更高的COP，此外节省购置费用、节省安装空间；还可以把热泵空调在制热、制热水过程中产生的余冷用于生产不需用电的冷水，配合热水进行冷热水交替浴，起到强身健体的作用。以空调制冷+制热水的工作过程为例：按照风冷模式计算：输入功率P＝1000W，可以通过空调制冷从室内采热Qc＝3000W，输出热量Qh＝4000W用于制热水，P+Qc＝Qh；，由于室内采热3000W相当于给室内制冷3000W，是有用的，则输入功率P＝1000W，换来4000W+3000W＝7000W有用热功，是指风冷，现在用热水吸热，相当于水冷，还可以提高。本项目完全可以取代空气能热泵热水器+热泵分体空调，有望进入城镇化计划中，走节能的新路子。
技术实现思路
一种低能耗多功能热泵空调系统：包括最少一台室外机、最少一台蓄能水箱。连接所有工作单元的四根总线式公共冷媒接管，包括：高压气管30、冷热水液体管31A、空调液体管31B、低压气管32；控制总线50室外机包括室外机冷热水电磁阀28、室外机空调电磁阀29。系统还包括：室内机。系统还包括：热水箱或/和冷水箱。室外机包括：压缩机1、气液分离器2、室外机冷凝器/蒸发器3、室外机风机4、室外机三通电磁阀5、室外机电子膨胀阀6、室外机冷热水电磁阀28、室外机空调电磁阀29。室内机包括：室内机三通电磁阀7、室内机蒸发器/冷凝器8、室内机电子膨胀阀9、室内机风机10。蓄能水箱包括：蓄能水箱三通电磁阀11、蓄能水箱蒸发器/冷凝器12、蓄能水箱电子膨胀阀13、上水口三通电磁水阀21、下水口三通电磁水阀22。蓄能水箱上水口和下水口，分别连接一个三通电磁水阀，三通电磁水阀的一端连通并与自来水管相连，上水口三通电磁水阀21的另一端为热水出口，下水口三通电磁水阀22的另一端为冷水出口；这样处理后，蓄能水箱除用于蓄能外，还可以充当热水箱、冷水箱使用；工作过程中，需要单独使用热水或者冷水时，可以由蓄能水箱承担热水箱或者冷水箱的功能；不要热水或者冷水时，蓄能水箱的水提供空调制冷过程所需的冷能或者空调制热过程所需的热能，从而使系统工作于水冷模式；需要使用冰火池或水疗机时，可以根据需要增加配置热水箱或者冷水箱；增加配置热水箱时，蓄能水箱承担冷水箱的功能；增加配置冷水箱时，蓄能水箱承担热水箱的功能。冷水箱包括：冷水箱三通电磁阀15、冷水箱蒸发器/冷凝器16、冷水箱电子膨胀阀17。热水箱包括：热水箱三通电磁阀18、热水箱冷凝器/蒸发器19、热水箱电子膨胀阀20。热水箱、冷水箱还包括：内外箱保温层39、外箱40、立式外箱固定架41、吊式外箱固定架42；对于空间比较狭小的用户，热水箱、冷水箱用立式或吊挂式热水、冷水一体化水箱代替。室内机2包括：室内机2三通电磁阀7A、室内机2蒸发器/冷凝器8A、室内机2电子膨胀阀9A、室内机2风机10A。室外机2包括：压缩机1A、气液分离器2A、室外机2冷凝器/蒸发器3A、室外机2风机4A、室外机2三通电磁阀5A、室外机2电子膨胀阀6A、室外机2冷热水电磁阀28A、室外机2空调电磁阀29A。高压气管30、低压气管32为公共接管，所有室内机、室外机、热水箱、冷水箱都并联连接在上面；冷热水液体管31A为热水箱、冷水箱专用液体管；空调液体管31B为空调室内机专用液体管；室外机则通过室外机冷热水电磁阀28、室外机空调电磁阀29分别与冷热水液体管31A、空调液体管31B相连；并连接控制总线50即可正常工作。高压气管30流通的是低压冷媒气体经过压缩机压缩以后的高压冷媒气体；冷热水液体管31A、空调液体管31B流通的是高压冷媒气体经过冷凝器放热后冷却成的冷媒液体；低压气管32流通的是冷媒液体经过蒸发器吸热后的低压冷媒气体。控制总线50用于连通各单元的控制电路及供电电路。对于只使用冷水或/和热水，使用或不使用室外机进行热量调节时，开启室外机冷热水电磁阀28，关闭室外机空调电磁阀29，使冷媒液体不流向空调液体管31B；对于只使用冷气或/和热气，使用或不使用室外机进行热量调节时，开启室外机空调电磁阀29，关闭室外机冷热水电磁阀28，使冷媒液体不流向冷热水液体管31A；此时可以减少冷媒液体的热损耗。通过三通电磁阀改变制冷剂的流向，实现重新定义热水、冷水一体化水箱的功能为：热水箱+冷水箱、热水箱+热水箱、冷水箱+冷水箱、冷水箱+热水箱。对于没有三通电磁阀的地方，可以用两个电磁阀代替一个三通电磁阀。对于须分别购置1～2台热泵分体空调及一台热泵空气能热水器的用户，在室外要安装2～3个室外机；使用本系统，只需安装1个室外机即可，除节能外，还节省了产品购置费用、节省了安装的空间。本系统除具备热泵设备的高能效外，尚具有余热利用、余冷利用的优点，在使用空调制冷、制热时除了有免费的热水、冷水使用外，还因为使用水冷，较风冷有更高的能效比，因此本系统比热泵空气能热水器或分体空调更省电。还包括：内箱外箱均温单元33、共晶盐蓄能单元46、热交换水管均温单元34。所述内箱外箱均温单元33包括：内箱均温块35、外箱均温块36、活动均温块37、均温块自锁电磁铁38。内箱外箱均温单元33中的活动均温块37在均温块自锁电磁铁38的控制下，把内箱均温块35及外箱均温块36进行热短路，让内箱和外箱均温，使热水箱或/和冷水箱的热量通过外箱向空间传导，改变热水箱或/和冷水箱的温度，从而可以多次向热水箱或/和冷水箱散热或采热，把热水箱或/和冷水箱的水变成冷热源，变风冷为水冷，提高能效比。所述共晶盐蓄能单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低能耗多功能热泵空调系统，其特征在于：包括最少一台室外机、最少一台蓄能水箱；四根总线式公共冷媒接管，包括：高压气管(30)、冷热水液体管(31A)、空调液体管(31B)、低压气管(32)；控制总线(50)；还包括：内箱外箱均温单元(33)：所述内箱外箱均温单元(33)包括：内箱均温块(35)、外箱均温块(36)、活动均温块(37)、均温块自锁电磁铁(38)。

【技术特征摘要】
2013.06.08 CN 20131024278251.一种低能耗多功能热泵空调系统，其特征在于：包括最少一台室外机、最少一台蓄能水箱；四根总线式公共冷媒接管，包括：高压气管(30)、冷热水液体管(31A)、空调液体管(31B)、低压气管(32)；控制总线(50)；还包括：内箱外箱均温单元(33)：所述内箱外箱均温单元(33)包括：内箱均温块(35)、外箱均温块(36)、活动均温块(37)、均温块自锁电磁铁(38)。2.根据权利要求1所述的低能耗多功能热泵空调系统，其特征在于：系统还包括：室内机。3.根据权利要求1所述的低能耗多功能热泵空调系统，其特征在于：系统还包括：热水箱或/和冷水箱。4.根据权利要求1或2或3所述的低能耗多功能热泵空调系统，其特征在于：室外机包括：压缩机(1)、气液分离器(2)、室外机冷凝器/蒸发器(3)、室外机风机(4)、室外机三通电磁阀(5)、室外机电子膨胀阀(6)、室外机冷热水电磁阀(28)、室外机空调电磁阀(29)；室内机包括：室内机三通电磁阀(7)、室内机蒸发器/冷凝器(8)、室内机电子膨胀阀(9)、室内机风机(10)；蓄能水箱包括：蓄能水箱三通电磁阀(11)、蓄能水箱蒸发器/冷凝器(12)、蓄能水箱电子膨胀阀(13)、上水口三通电磁水阀(21)、下水口三通电磁水阀(22)；蓄能水箱的上水口和下水口，分别连接一个三通电磁水阀，三通电磁水阀的一端连通并与自来水管相连，上水口三通电磁水阀(21)的另一端为热水出口，下水口三通电磁水阀(22)的另一端为冷水出口；这样处理后，蓄能水箱除用于蓄能外，还可以充当热水箱、冷水箱使用；工作过程中，需要单独使用热水或者冷水时，可以由蓄能水箱承担热水箱或者冷水箱的功能；不要热水或者冷水时，蓄能水箱的水提供空调制冷过程所需的冷能或者空调制热过程所需的热能，从而使系统工作于水冷模式；需要使用冰火池或水疗机时，可以根据需要增加配置热水箱或者冷水箱；增加配置热水箱时，蓄能水箱承担冷水箱的功能；增加配置冷水箱时，蓄能水箱承担热水箱的功能；冷水箱包括：冷水箱三通电磁阀(15)、冷水箱蒸发器/冷凝器(16)、冷水箱电子膨胀阀(17)；热水箱包括：热水箱三通电磁阀(18)、热水箱冷凝器/蒸发器(19)、热水箱电子膨胀阀(20)；热水箱、冷水箱还包括：内外箱保温层(39)、外箱(40)、立式外箱固定架(41)、吊式外箱固定架(42)；对于空间比较狭小的用户：热水箱、冷水箱用吊挂式安装方式；分体式热水箱、冷水箱用热水、冷水一体化水箱代替；分体式热水箱、蓄能水箱用热水、蓄能一体化水箱代替；一体化水箱用吊挂式安装方式；室内机2包括：室内机2三通电磁阀(7A)、室内机2蒸发器/冷凝器(8A)、室内机2电子膨胀阀(9A)、室内机2风机(10A)；室外机2包括：压缩机(1A)、气液分离器(2A)、室外机2冷凝器/蒸发器(3A)、室外机2风机(4A)、室外机2三通电磁阀(5A)、室外机2电子膨胀阀(6A)、室外机2冷热水电磁阀(28A)、室外机2空调电磁阀(29A)；高压气管(30)、低压气管(32)为公共接管，所有室内机、室外机、热水箱、冷水箱都并联连接在上面；冷热水液体管(31A)为热水箱、冷水箱专用液体管；空调液体管(31B)为空调室内机专用液体管；室外机则通过室外机冷热水电磁阀(28)、室外机空调电磁阀(29)分别与冷热水液体管(31A)、空调液体管(31B)相连；并连接控制总线(50)即可正常工作；高压气管(30)流通的是低压冷媒气体经过压缩机压缩以后的高压冷媒气体；冷热水液体管(31A)、空调液体管(31B)流通的是高压冷媒气体经过冷凝器放热后冷却成的冷媒液体；低压气管(32)流通的是冷媒液体经过蒸发器吸热后的低压冷媒气体；控制总线(50)用于连通各单元的控制电路及供电电路；对于只使用冷水或/和热水，使用或不使用室外机进行热量调节时，开启室外机冷热水电磁阀(28)，关闭室外机空调电磁阀(29)，使冷媒液体不流向空调液体管(31B)；对于只使用冷气或/和热气，使用或不使用室外机进行热量调节时，开启室外机空调电磁阀(29)，关闭室外机冷热水电磁阀(28)，使冷媒液体不流向冷热水液体管(31A)；此时可以减少冷媒液体的热损耗。5.根据权利要求3所述的低能耗多功能热泵空调系统，其特征在于：热水箱和冷水箱均包含共晶盐蓄能单元(46)和热交换水管均温单元(34)；所述共晶盐蓄能单元(46)包括：共晶盐水合物(47)、固定环(48)、密封外壳(48A)、导热槽(49)；所述热交换水管均温单元(34)包括：出水电磁阀(27A)、进水电磁阀(27B)、循环水泵(27)、热交换水管(43)、翅片(44)和保护罩(45)。6.根据权利要求1所述的低能耗多功能热泵空调系统，其特征在于：系统还包括：沐浴监控系统、智能温度控制单元；沐浴监控系统(60)包括：沐浴显示控制器(54)、生物信息传感器(55)、沐浴变色灯(56)、音乐播放器(57)；生物信息传感器(55)为一手腕式、指套式或耳夹式心率、血氧浓度、脑波、血压采集传感器，它把用户的心率、血氧浓度、脑波、血压传送到沐浴显示控制器(54)，通过控制总线自动控制水温，以适应用户的身体素质；本系统冷水、热水的温度除可以分别由手动调节外，还可以通过淋浴监控系统根据用户的身体状态智能调节到最适宜的数值；沐浴显示控制器(54)包括：微电脑控制芯片(61)、存储器(61A)、LCD显示器(62)、遥控收发器(63)、USB盘/接口(64)、网卡(65)、移动通信模块(66)、无线接收器(67)、环境参数传感器(68)、空气/水温度控制器(69)、亮度控制器/照明灯(70)、彩色控制器(71)、音响、电视、投影仪、体感功放/体感振子(72)；智能温度控制单元包括：控制总线(50)、室内机显示控制器(51)、室外机控制器(53)、室内机2显示控制器(51A)、热水箱传感器(58)、冷水箱传感器(59)；有室外机2配置的系统还包括室外机2控制器(53A)，它们都连接到控制总线(50)上，沐浴显示控制器(54)也连接到控制总线(50)；此外还包括室内机遥控器(52)、室内机2遥控器(52A)、室内机3遥控器(52B)；水路如下：由自来水水管通过热水箱进水电磁水阀(24)连接到热水箱的进水口，热水箱的热水通过热水箱出水电磁水阀(23)供给热水；由自来水水管通过冷水箱进水电磁水阀(25)连接到冷水箱的进水口，冷水箱的冷水通过冷水箱出水电磁水阀(26)供给冷水；蓄能水箱的上水口和下水口，分别连接一个三通电磁水阀，三通电磁水阀的一端连通并与自来水管相连，上水口三通电磁水阀(21)的另一端为热水出口，下水口三通电磁水阀(22)的另一端为冷水出口；这样处理后，蓄能水箱除用于蓄能外，还可以充当热水箱、冷水箱使用。7.根据权利要求1所述的低能耗多功能热泵空调系统：其特征在于，对于具有两套室内机的系统，同时具有热水箱、冷水箱的系统，通过改变电磁阀的工作状态可以使低能耗多功能热泵空调系统分别工作于15种模式，15种模式均属于节能模式，其中部分模式分解为两个工作过程，两个过程同时工作：其中空调制冷、制热时采用水冷方式，余热利用、余冷利用、水冷方式COP较风冷高，热水、冷水为不耗能的余热余冷利用的副产品,工作模式有9种：1)空调制热+空调制冷+制热水+制冷水、2)空调制冷+制热水+制冷水、3)空调制热+制热水+制冷水、4)空调制冷+空调制热+制热水、5)空调制冷+空调制热+制冷水、6)空调制冷+制热水、7)空调制热+制冷水、8)制热水+制冷水、9)空调制冷+空调制热；利用水箱的闲置功能变风冷为水冷,工作模式6种：10)空调制冷+制冷水、11)空调制热+制热水、12)制冷水、13)制热水、14)空调制冷、15)空调制热；对于只有一套室内机的系统，没有：1)空调制热+空调制冷+制热水+制冷水、4)空调制冷+空调制热+制热水、5)空调制冷+空调制热+制冷水、9)空调制冷+空调制热这4种工作模式；各种工作状态的工作装置及接管连接顺序如下：1)空调制热+空调制冷+制热水+制冷水：分解为①空调制热+空调制冷和②制热水+制冷水，两个过程同时进行：①压缩机(1)→高压气管(30)→室内机三通电磁阀(7)：置G端→室内机蒸发器/冷凝器(8)→室内机电子膨胀阀(9)→空调液体管(31B)→室内机2电子膨胀阀(9A)→室内机2蒸发器/冷凝器(8A)→室内机2三通电磁阀(7A)：置D端→低压气管(32)→气液分离器(2)→压缩机(1)；②压缩机(1)→高压气管(30)→热水箱三通电磁阀(18)：置G端→热水箱冷凝器/蒸发器(19)→热水箱电子膨胀阀(20)→冷热水液体管(31A)→冷水箱电子膨胀阀(17)→冷水箱蒸发器/冷凝器(16)→冷水箱三通电磁阀(15)：置D端→低压气管(32)→气液分离器(2)→压缩机(1)；2)空调制冷+制热水+制冷水：分解为③空调制冷+制热水和②制热水+制冷水，两个过程同时进行：③压缩机(1)→高压气管(30)→热水箱三通电磁阀(18)：置G端→热水箱冷凝器/蒸发器(19)→热水箱电子膨胀阀(20)→冷热水液体管(31A)→室外机冷热水电磁阀(28)→室外机空调电磁阀(29)→空调液体管(31B)→室内机2电子膨胀阀(9A)→室内机2蒸发器/冷凝器(8A)→室内机2三通电磁阀(7A)：置D端→低压气管(32)→气液分离器(2)→压缩机(1)；②压缩机(1)→高压气管(30)→热水箱三通电磁阀(18)：置G端→热水箱冷凝器/蒸发器(19)→热水箱电子膨胀阀(20)→冷热水液体管(31A)→冷水箱电子膨胀阀(17)→冷水箱蒸发器/冷凝器(16)→冷水箱三通电磁阀(15)：置D端→低压气管(32)→气液分离器(2)→压缩机(1)；3)空调制热+制热水+制冷水：分解为④空调制热+制冷水和②制热水+制冷水，两个过程同时进行：④压缩机(1)→高压气管(30)→室内机三通电磁阀(7)：置G端→室内机蒸发器/冷凝器(8)→室内机电子膨胀阀(9)→空调液体管(31B)→室外机空调电磁阀(29)→室外机冷热水电磁阀(28)→冷热水液体管(31A)→冷水箱电子膨胀阀(17)→冷水箱蒸发器/冷凝器(16)→冷水箱三通电磁阀(15)：置D端→低压气管(32)→气液分离器(2)→压缩机(1)；②压缩机(1)→高压气管(30)→热水箱三通电磁阀(18)：置G端→热水箱冷凝器/蒸发器(19)→热水箱电子膨胀阀(20)→冷热水液体管(31A)→冷水箱电子膨胀阀(17)→冷水箱蒸发器/冷凝器(16)→冷水箱三通电磁阀(15)：置D端→低压气管(32)→气液分离器(2)→压缩机(1)；4)空调制冷+空调制热+制热水：分解为①空调制热+空调制冷和③空调制冷+制热水，两个过程同时进行：①压缩机(1)→高压气管(30)→室内机三通电磁阀(7)：置G端→室内机蒸发器/冷凝器(8)→室内机电子膨胀阀(9)→空调液体管(31B)→室内机2电子膨胀阀(9A)→室内机2蒸发器/冷凝器(8A)→室内机2三通电磁阀(7A)：置D端→低压气管(32)→气液分离器(2)→压缩机(1)；③压缩机(1)→高压气管(30)→热水箱三通电磁阀(18)：置G端→热水箱冷凝器/蒸发器(19)→热水箱电子膨胀阀(20)→冷热水液体管(31A)→室外机冷热水电磁阀(28)→室外机空调电磁阀(29)→空调液体管(31B)→室内机2电子膨胀阀(9A)→室内机2蒸发器/冷凝器(8A)→室内机2三通电磁阀(7A)：置D端→低压气管(32)→气液分离器(2)→压缩机(1)；5)空调制冷+空调制热+制冷水：分解为①空调...

【专利技术属性】
技术研发人员：李隆，
申请(专利权)人：李隆，
类型：发明
国别省市：广东,44