[发明专利]蒸气压缩式制冷设备与制热设备复合机组及其用途

说明书

技术领域

本发明隶属于蒸气压缩式制冷设备和蒸气压缩式制热设备所属技术领域。

背景技术

国内外现有空调器夏季制冷空调是应用制冷剂在蒸发器内蒸发制冷的原理设计制造的，而制冷剂蒸气在风冷式冷凝器内释放的冷凝热排给大气，没有被利用；现有的空气能热泵热水器制取热水是应用制冷剂蒸气在水冷式冷凝器内冷凝，释放冷凝热将冷水加热成45°～60℃热水，供冬季采暖、全年洗浴用，而液态制冷剂在空气能蒸发器蒸发产生的制冷量没有被利用，古今中外特别是近代全球气候变暖，世界各国大力提倡节能减排、循环经济，曾不断有人将空调器与空气能热泵热水器直接嫁接成复合机组，渴望制冷同时制热，构筑循环经济，都没有成功，发明人针对前人失败原因，曾在专利200820118551.8申请文件中已将热泵制取热水，由一次性直接加热成60℃热水，改为分两次加热，当室内机制冷空调时，水冷式冷凝器内先制取40℃低温热水，以确保室内机制冷效果不降低，待不用空调器时再利用复合机组自身热泵系统加热成60℃热水，成功了一半，但冬季采暖与制取热水仍达不到要求，本发明在其基础上反复试验，分析研究再创新，终于解决了这一古今中外技术难题。

发明内容

本发明创新点是：(1)在蒸气压缩制冷系统内通过一对三通明确将一台水源蒸发器与一台空气能蒸发器并联，通过另一对三通明确将一台水冷式冷凝器与一台风冷式冷凝器并联；(2)特别是又通过一对三通将热力膨胀阀与毛细管并联；(3)在蒸气压缩式制冷制热复合系统内输送制冷剂的每一个三通其三个管接口横断面的垂直中心线互相平行。

本发明的任务是：要将冷暖空调器与空气能热泵热水器嫁接成多功能复合机组，不但夏季室内机制冷空调，同时能通过水冷式冷凝器，第一代产品先制取40℃低温热水，待不用空调时再由自身热泵系统第二次加热成60℃洗浴用热水；第二代产品不但夏季能制冷空调；而且能同时通过水冷式冷凝器直接一次性加热成55°～60℃洗浴用热水，并且制冷效果和能效比仍在国标要求范围内；冬季制热采暖，室内机风口温度达到35°～45℃，而且不用辅助电加热，冬季也能运行，全年可用作空气能热泵热水器，制取55°～60℃洗浴用热水，而且可不用价格较贵的数码蜗旋压缩机，这是由于上述创新点实现了本发明的第一大类任务，而且还能打造后述其它三大类制冷制热节能产品，构筑循环经济，实现节能减排。

本发明是这样实现的：如图(2)所示：在家用空调器其蒸气压缩式制冷系统内，介于四通电磁换向阀的左接口与干燥过滤器的左接口之间，通过一对三通及其左右两对双向电磁阀将一台水冷式冷凝器与一台风冷式冷凝器并联，又由四通电磁换向阀的右接口通过另一对三通及其左右两对双向电磁阀将一台水源蒸发器与一台空气能蒸发器并联，又由干燥过滤器的右接口再通过一对三通将热力膨胀阀与毛细管并联，而热力膨胀阀与毛细管并联用右侧三通其垂直方向管接口和水源蒸发器与空气能蒸发器并联用的下方三通其垂直方向管接口用管道密封连接，从而构成家用空调器与空气能热泵热水器及其蒸气压缩式制冷制热复合系统，在所述系统内充灌有适量的制冷剂，例如氟里昂F22，由于冬季空气温度在0℃以下，而自来水温度在0℃以上，因而由水冷式冷凝器输出的液态制冷剂温度比由风冷式冷凝器内输出的液体制冷剂温度较高，又因流经毛细管节流孔的制冷剂蒸发温度为-10℃，而流经热力膨胀阀节流孔的制冷剂蒸发温度由小增大，例如由-10℃逐渐增大到+20°，取决于节流孔逐渐开大，由毛细管和热力膨胀阀同时输入三通汇合后的制冷剂节流蒸发温度平均最大值t_max＝[+20°+(-10°)]÷2＝5℃，它比毛细管节流蒸发温度-10℃，提升了15℃，[Δt＝[5℃-(-10°)]＝15℃]，冬季汇合的制冷剂蒸气被吸入压缩机不断压缩，有助于升温增焓，所以冬季制热采暖可不用辅助电加热，又冬季制取60℃洗浴用热水可不用数码蜗旋压缩机，如果将空调器的室外机用作热泵的主机，制取60°热水，则冷凝温度为60℃，蒸发温度为-10℃，两者温度落差大，Δt＝60℃-(-10℃)＝70℃，压缩机容易过热停机，而毛细管与热力膨胀阀并联后，混合制冷剂蒸发温度为5℃，两者温度落差Δt＝60℃-5℃＝55℃，因而全年制取60℃热水时，压缩机也不会过热，当室内机同时制冷空调，能效比仍在国标要求范围内，该样机试验已一一证实，而采用三个管接口横断面的垂直中心线互相平行的三通，如图(9)中放大图所示，旨在确保制冷剂蒸气压力作用方向互相平行，不产生反向作用压力使制冷剂流动受阻。