一种具有除湿及热水功能的热泵空调

摘要

一种具有除湿及热水功能的热泵空调，它包括热泵主机、供冷/热循环系统、若干个室内换热器、若干设在室内的除湿调温机和热水器主机，室内换热器、除湿调温机、热水器主机通过供回冷/热支管组和分集水器连通，室内换热器、除湿调温机和热水器主机都以供冷热循环系统中的循环水作为换热的冷源或热源。除湿调温机、热泵主机、供冷/热循环系统及室内换热器协同工作，热水主机和室内换热器、热泵主机联动工作。室内换热器和除湿调温机构成对室内空间进行制冷除湿或供暖的热交换系统，可以显著提升制冷时热泵主机的供水水温。利用室内换热器的散热面积和环境空气进行换热，把热水器制取热水时产生的冷量散发到环境中，从而得到较高的热水能效比。

权利要求

1.一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特征在于：它包括热泵主机、供冷/热循环系统、若干个室内换热器、若干设在室内的除湿调温机和热水器主机，热泵主机包括压缩机、第一换热器、风机、第二换热器、四通阀和膨胀阀，供冷/热循环系统包括供冷/热管路、回冷/热管路、分集水器、循环水泵和第三换热器，第二换热器和第三换热器耦合成第一双流道换热器；分集水器上设有若干个供冷/热支管、若干回冷/热支管，一供冷/热支管和对应连通的一回冷/热支管构成一供回冷/热支管组；热水器主机包括壳体、压缩机、膨胀阀、蒸发器、第四换热器、内胆、设在内胆内的冷凝器和与内胆连通的供水管路及用户热水出水管路，蒸发器和第四换热器耦合成第二双流道换热器，连接第四换热器和供冷/热支管的供水源管，连接第四换热器和回冷/热支管的回水源管，及设在回水源管上的温度传感器；

室内换热器、除湿调温机、热水器主机通过供回冷/热支管组和分集水器连通，室内换热器、除湿调温机和热水器主机都以供冷热循环系统中的循环水作为换热的冷源或热源，除湿调温机、热泵主机、供冷/热循环系统及室内换热器协同工作，热水主机和室内换热器、热泵主机联动工作；

所述除湿调温机包括柜体，所述柜体内设置有第五换热器、室内冷凝器、室内压缩机、室内蒸发器、室内风机、室内膨胀阀和接水盘，由第五换热器和室内冷凝器耦合形成的室内双流道热交换器、所述接水盘设在室内蒸发器的下方；室内双流道热交换器与室内换热器串联。

2.根据权利要求1所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特征在于：所述柜体上形成有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口连通形成一循环回路；

所述出风口与所述室内风机的排风口相对应，所述室内蒸发器设置于所述室内风机的入风口，所述出风口设置于所述室内风机的排风口。

3.根据权利要求1所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特征在于：所述热泵主机还包括主控制器，所述供冷/热管路上设置有供冷/热温度传感器，所述室内设置有室内温湿度控制器，所述主控制器分别与所述压缩机、供冷/热温度传感器和室内温湿度控制器连接；

所述室内温湿度控制器用于获取室内的温湿度信号或露点温度，并将所述温湿度信号发送给所述主控制器，所述主控制器用于根据所述温湿度信号，获得室内的露点温度；

所述供冷/热温度传感器用于获取所述供冷/热管路上的供冷/热温度，并将该供冷/热温度发送给所述主控制器；

所述主控制器用于控制所述压缩机的运行参数，使得该供冷/热温度高于所述露点温度。

4.根据权利要求1所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特征在于：所述除湿调温机还包括室内四通阀。

5.根据权利要求1所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特征在于：所述热水器主机壳体包括内胆腔和装置腔，热水内胆设在内胆腔内，所述压缩机、第二双流道换热器设在装置腔内。

6.根据权利要求1或3所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特征在于：所述热水器主机的回水源管上的温度传感器，将所检测到的回水源管内的水温，传送给热泵主机的主控制器，主控制器用于控制所述压缩机的运行参数，使得回水源管内的水温温度高于露点温度。

7.根据权利要求1或3所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特征在于：所述供冷/热支管、回冷/热支管、供水源管及回水源管在安装及使用过程中，无需保温层。

8.根据权利要求1‑5任一项所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特征在于：

所述供冷/热循环系统中介质冷媒或水传递能量。

说明书

一种具有除湿及热水功能的热泵空调

技术领域

[0001] 本发明涉及一种热泵空调装置。

背景技术

[0002] 目前现有技术，中国专利申请201811556478.7，发明名称：一种变频多联辐射中央空调热水机组。本发明的变频多联辐射中央空调热水机组包括室外机和室内机，室外机和室内机组通过汽管/液管/高低压管三根冷媒铜管相连，室内外机数量分别可以是一台或者多台。存在问题是：热泵主机数量多，管路多、分布复杂、热泵主机负载大，频繁起动。

发明内容

[0003] 本发明的目的是：提供一种具有除湿及热水功能的热泵空调，它具有热泵负载小、除湿调温机与热泵协同增效，热水器主机与热泵主机耦合协同的特点。

[0004] 本发明是这样实现的：一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特殊之处在于：它包括热泵主机、供冷/热循环系统、若干个室内换热器、若干设在室内的除湿调温机和热水器主机，

[0005] 热泵主机包括压缩机、第一换热器、风机、第二换热器、四通阀和膨胀阀，供冷/热循环系统包括供冷/热管路、回冷/热管路、分集水器、循环水泵和第三换热器，第二换热器和第三换热器耦合成第一双流道换热器；分集水器上设有若干个供冷/热支管、若干回冷/热支管，一供冷/热支管和对应连通的一回冷/热支管构成一供回冷/热支管组；热水器主机包括壳体、压缩机、膨胀阀、蒸发器、第四换热器、内胆、设在内胆内的冷凝器和与内胆连通的供水管路及用户热水出水管路，蒸发器和第四换热器耦合成第二双流道换热器，连接第四换热器和供冷/热支管的供水源管，连接第四换热器和回冷/热支管的回水源管，及设在回水源管上的温度传感器；

[0006] 室内换热器、除湿调温机、热水器主机通过供回冷/热支管组和分集水器连通，室内换热器、除湿调温机和热水器主机都以供冷热循环系统中的循环水作为换热的冷源或热源。

[0007] 除湿调温机和热泵主机、供冷/热循环系统及室内换热器协同工作，热水主机和室内换热器、热泵主机联动工作。

[0008] 所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特殊之处在于：所述除湿调温机包括柜体，所述柜体内设置有第五换热器、室内冷凝器、室内压缩机、室内蒸发器、室内风机、室内膨胀阀和接水盘，由第五换热器和室内冷凝器耦合形成的室内双流道热交换器、所述接水盘设在室内蒸发器的下方；室内双流道热交换器与室内换热器串联。

[0009] 所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特殊之处在于：所述柜体上形成有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口连通形成一循环回路；

[0010] 所述出风口与所述室内风机的排风口相对应，所述室内蒸发器设置于所述室内风机的入风口，所述出风口设置于所述室内风机的排风口。

[0011] 所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特殊之处在于：所述热泵主机还包括主控制器，所述供冷/热管路上设置有供冷/热温度传感器，所述室内设置有室内温湿度控制器，所述主控制器分别与所述压缩机、供冷/热温度传感器和室内温湿度控制器连接；

[0012] 所述室内温湿度控制器用于获取室内的温湿度信号或露点温度，并将所述温湿度信号发送给所述主控制器，所述主控制器用于根据所述温湿度信号，获得室内的露点温度；

[0013] 所述供冷/热温度传感器用于获取所述供冷/热管路上的供冷/热温度，并将该供冷/热温度发送给所述主控制器；

[0014] 所述主控制器用于控制所述压缩机的运行参数，使得该供冷/热温度高于所述露点温度。

[0015] 所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特殊之处在于：所述除湿调温机还包括室内四通阀。

[0016] 所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特殊之处在于：所述热水器主机壳体包括内胆腔和装置腔，

[0017] 热水内胆设在内胆腔内，所述压缩机、第二双流道换热器设在装置腔内。

[0018] 所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特殊之处在于：所述热水器主机的回水源管上的温度传感器，将所检测到的回水源管内的水温，传送给热泵主机的主控制器，主控制器用于控制所述压缩机的运行参数，使得回水源管内的水温温度高于所述露点温度。

[0019] 所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特殊之处在于：所述供冷/热支管、回冷/热支管、供水源管及回水源管在安装及使用过程中，无需保温层。

[0020] 所述的一种具有除湿及热水功能的热泵空调，其特殊之处在于：所述供冷/热循环系统中介质冷媒或水传递能量。

[0021] 本发明一种具有除湿及热水功能的热泵空调，除湿调温机和热泵主机同步协同，室内换热器和除湿调温机构成对室内空间进行制冷除湿或供暖的热交换系统，可以显著提升制冷时热泵主机的供水水温，或者降低供暖时热泵主机的供水水温，从而提升热泵主机的能效比，达到系统节能；热水器主机藕合在供冷热循环系统上，和室内换热器、热泵主机进行联动，夏天热水器主机制取热水时，同时给热泵主机增加了免费的制冷量，节能明显，春秋季时，利用室内换热器的散热面积和环境空气进行换热，把热水器制取热水时产生的冷量散发到环境中，从而得到较高的热水能效比。因为采用这样的结构和控制，在室内布置的供回冷/热支管组、供水源管及回水源管无需保温，整个系统安装简单，使用方便，节省安装空间且运行节能。

附图说明

[0022] 图1是本发明的主视图；

[0023] 图2是本发明的除湿调温机的结构原理图。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图对本发明作进一步描述。

[0025] 如图1所示，一种具有除湿及热水功能的热泵空调，它包括热泵主机1、供冷/热循环系统2、若干个室内换热器3、若干设在室内除湿调温机4和热水器主机5，[0026] 热泵主机1包括压缩机11、第一换热器12、风机13、第二换热器、四通阀14和膨胀阀15；供冷/热循环系统2包括供冷/热管路21、回冷/热管路22、分集水器23、循环水泵24、缓冲水箱25和第三换热器；第二换热器和第三换热器耦合成第一双流道换热器61，第一双流道换热器61设在热泵主机1内；分集水器23上设有若干个供冷/热支管、若干回冷/热支管，一供冷/热支管和对应连通的一回冷/热支管构成一供回冷/热支管组28；供冷/热管路21及回冷/热管路22上设有截止阀27；

[0027] 热水器主机5包括壳体51、压缩机52、膨胀阀53、蒸发器、第四换热器、内胆54、设在内胆内的冷凝器55和与内胆连通的供水管路56及用户热水出水管路57、供水源管66、回水源管65及设在回水源管上的温度传感器64；蒸发器和第四换热器耦合成第二双流道换热器63，，第二双流道换热器63设在热水器主机5的壳体51内；热水器主机5通过第二双流道换热器63与一供回冷/热支管组28连通；

[0028] 室内换热器3与除湿调温机4串联后与一供回冷/热支管组28连通；除湿调温机4和热泵主机1、供冷/热循环系统2及室内换热器3协同工作；

[0029] 所述除湿调温机4包括柜体49(见图2)，所述柜体内设置有由第五换热器、室内冷凝器、室内压缩机41、室内蒸发器42、室内风机43、室内膨胀阀44和接水盘45；第五换热器和室内冷凝器耦合形成的室内双流道热交换器62通过进水接口50、出水接口51与分集水器23连通；所述接水盘45设在室内蒸发器42的下方；室内双流道热交换器62与室内换热器3串联，并通过一供回冷/热支管组28连接到分集水器23上；或除湿调温机通过室内双流道热交换器62与一供冷/热支管组28直接连通到分集水器上，室内换热器3与另一供冷/热支管组28直接连通到分集水器上；除湿调温机4和室内换热器3同处于一个空调空间内。所述除湿调温机4还包括室内四通阀46。

[0030] 所述柜体49上形成有进风口47和出风口48，所述进风口47和所述出风口48连通形成一循环回路；

[0031] 所述出风口48与所述室内风机43的排风口相对应，所述室内蒸发器42设置于所述室内风机43的入风口，所述出风口48设置于所述室内风机43的排风口。

[0032] 作为本发明的进一步改进：所述热泵主机1还包括主控制器16，所述供冷/热管路上设置有供冷/热温度传感器26，所述室内设置有室内温湿度控制器7，所述主控制器16分别与所述压缩机11、所述供冷/热温度传感器26和所述室内温湿度控制器7连接；室内温湿度控制器7通过无线传输模块8与主控制器16进行通信；

[0033] 所述室内温湿度控制器7用于获取室内的温湿度信号或露点温度，并将所述温湿度信号发送给所述主控制器，所述主控制器16用于根据所述温湿度信号，获得室内的露点温度；

[0034] 所述供冷/热温度传感器26用于获取所述供冷/热管路上的供冷/热温度，并将该供冷/热温度发送给所述主控制器16；

[0035] 所述主控制器16用于控制所述压缩机的运行参数，使得该供冷/热温度高于所述露点温度。

[0036] 所述壳体51包括内胆腔和装置腔，

[0037] 内胆54设在内胆腔内，所述压缩机52、第二双流道换热器63和膨胀阀53设在装置腔内。

[0038] 所述热水器主机5的回水源管65上的温度传感器64，将所检测到的回水源管内的水温，传送给热泵主机1的主控制器16，主控制器16用于控制所述压缩机的运行参数，使得回水源管65内的水温温度高于所述露点温度。

[0039] 因为以上的结构和控制，在室内布置的供回冷/热支管组28、供水源管及回水源管无需保温，整个系统安装简单，供回冷/热支管组可以预埋到墙体、地面或天花内，热水主机相比于传统的空气源热泵热水器没有室外机因而体积小噪音小，整个系统节省安装空间，没有空调行业常见的室内管道因保温不良或老化损坏带来的结露、滴水、发霉等风险，且热泵主机、室内换热器、除湿调温机、热水主机通过供冷热循环系统联接成为一个协同工作的整体，在一年四季为室内空间提供制冷、除湿、供暖及热水功能，运行节能，用户舒适，特别是供暖及热水功能相比于传统的燃气燃煤方式，大大降低了碳排放。以下，结合一年四季气候进一步说明工作原理。

[0040] 本发明工作时，

[0041] (一)夏季：当热泵主机1制冷工作时，热水器主机5有热水需求，热水器主机工作，对热水制行加热，同时通过热水器主机5的蒸发器向供冷/热循环系统2中的水提供冷量，这部分冷量的加入可以减轻热泵主机的工作负荷，相当于空调系统免费获得了冷量；此时供冷/热循环系统2的水温高过室内空气的露点温度，大多数时候高过18度，所以，热水器主机可以获得稳定优良的工作工况，及很高的能效比；除湿调温机4工作时，室内蒸发器32起到除湿作用，而室内冷凝器将热能通过室内双流道热交换器及供回冷/热支管组进入冷/热循环系统，通过热泵主机1散热到环境中；除湿调温机的除湿功能，使得室内换热器3只需要承担室内制冷负荷的显热部分，因而可以采用辐射制冷或者干盘管制冷，以提高热泵主机制冷工况的供水水温，从而提高热泵主机的能效比；整个系统工作时热泵主机的功耗是主要功耗，热泵主机能效比的提升加上热水主机的协同工作将显著提升整个系统的制冷能效比；

[0042] (二)冬季：当热泵主机1制热工作时，热水器主机5有热水需求，热水器主机5工作，冷凝器55对内胆内的水制行加热，同时通过热水器主机5的蒸发器向供冷/热循环系统2中的水释放冷量，这部分冷量的加入增大了热泵主机1的工作负荷；通常对于一个固定的建筑空间及系统配置而言，热泵主机1的制热能力是有余量的，而且热水器主机5所增加的负荷相比于热泵主机1的供热负荷而言，会小于6％，因此，这种情况下，本系统足以满足用户需求，且，此时供冷/热循环系统2中的水温较高，多数时在30度以上，热水器主机5的蒸发侧温度高从而产热水的能效比高,相比于电热水器和燃气热水器，节能效果明显，且制热能力大、产热水速度快，符合用户冬天用热水量大的习惯特点，避免了空气源热水器越是冬天气温低越是热水速度慢的缺点；室内换热器3可以是辐射式换热器如地暖、对流式散热器如风机盘管或辐射对流式换热器如散热器，对于间歇式采暖的用户，地暖或散热器启动响应时间长，用户需要等待较长的时间才能感受到室内温度的提升，此时，可以启动除湿调温机的制热功能，在室内换热器向室内散热的基础上强制增加对室内空间的制热量，加快室内的升温速度从而提升用户的舒适度及避免用户需要提前较长时间开机采暖造成的能量浪费；因此，热泵主机、室内换热器、热水主机、除湿调温机协同工作，提升用户舒适度，且节能环保！

[0043] (三)春秋季：热泵主机1压缩机11不工作，当热水有需求时，循环水泵24启动，同时热水器主机5检测热水器主机“回水温度传感器”并从热泵主机1的主控制器16获得室内露点温度，当供冷/热温度传感器26检测到的温度高于露点温度时，热水器主机5启动，向内胆热水提供热热量，同时向供冷/热循环系统2释放冷量；此时，(1)如果除湿调温机4有除湿需求，除湿调温机进行制冷除湿，同时向供冷/热循环系统2释放热量，这样，除湿调温机换热器62释放的热量、热水器主机5释放的冷量及换热器3和室内环境的热交换所产生的冷量或热量，汇聚到供冷/热循环系统2中，将供冷/热循环系统2中的水温维持在某个平衡温度，如果该温度不低于露点温度，热泵主机的压缩机不启动运行；如果供冷/热循环系统2中的水温低于露点温度，则热泵主机1的压缩机启动，热泵主机1按制热工况运行以确保整个供冷/热循环系统中的水温始终高于露点温度；(2)如果除湿调温机4没有除湿需求，除湿调温机不工作，热水器主机5释放的冷量，及换热器3和室内环境的热交换所产生的热量，汇聚到供冷/热循环系统中，将供冷/热循环系统2中的水温维持在某个平衡温度，如果该温度不低于露点温度，热泵主机1的压缩机不启动运行；如果供冷/热循环系统2中的水温低于露点温度，则热泵主机1的压缩机启动，热泵主机1按制热工况运行以确保整个供冷/热循环系统中的水温始终高于露点温度；因此，春秋季大部分情况下，热水器主机5可以间接利用换热器3和环境产生热交换，从而对生活热水供热，相比于常规空气源热泵热水器必须和室外进行通风换热的情况相比，降低了热水器的噪音，减小了体积，易于安装，能效比更高。

[0044] 以上所述的仅是本发明的优先实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的情况下，还可以作出若干改进和变型，这也视为本发明的保护范围。