发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点，在基本不改变原有空气热泵和室内供热系统，只对采
暖锅炉进行改造的情况下，提供一种复合空调设备。
本发明复合空调设备，其具有空气热泵，所述空气热泵包括室外冷凝器、压缩机、蒸发
器和膨胀阀，它们通过管道连接形成循环回路，在所述循环回路中具有换热介质，所述循环
回路中的蒸发器与换热盘管耦合，换热盘管连接室内风盘组，其中设有地下水集热器，集热
器通过供水管道和回水管道与水侧盘管相连，在第二蒸发器中与水侧盘管耦合的热交换盘管
的出入口分别通过管道与所述空气热泵的循环回路相连接，在热泵的回路中，设有五个二位
三通换向阀，当二位三通换向阀处于第一位置时，使通过管道相连通的集热器、第二蒸发器、
压缩机、蒸发器、膨胀阀和室内风盘组构成的制热系统进入工作状态；当二位三通换向阀处
于第二位置时，使通过管道相连通的室外冷凝器、压缩机、蒸发器、膨胀阀和室内风盘组构
成的制冷系统进入工作状态。
本发明复合空调设备，其中在所述热泵中，室外冷凝器的一个端口连通管道一端，管道
的另一端连通第一二位三通换向阀的第一端口，第一二位三通换向阀的第二端口连接管道的
一端，管道的另一端连接第二蒸发器中换热盘管的一个端口，第一二位三通换向阀的第三端
口连接管道的一端，管道的另一端连接第二二位三通换向阀的第一端口，第二二位三通换向
阀的第二端口连接管道的一端，管道的另一端与管道相接，第二二位三通阀的第三端口连接
管道的一端，管道的另一端连接压缩机的出口端，压缩机的入口端连接管道的一端，管道的
另一端连接第四二位三通换向阀的第二端口，第四二位三通换向阀的第一端口连接管道的一
端，管道的另一端连通膨胀阀的一端和管道，管道的另一端连通第五二位三通换向阀的第三
端口，第四二位三通换向阀的第三端口连通蒸发器中放热或吸热盘管的一端口，放热或吸热
盘管的另一端口连通第五二位三通换向阀的第一端口，第五二位三通换向阀的第二端口连通
管道的一端，管道的另一端连通第二二位三通换向阀的第三端口和管道，膨胀阀的另一端通
过管道连通第三二位三通换向阀的第三端口，所述第三二位三通换向阀的第三端口还通过管
道连通第二二位三通换向阀的第二端口，第三二位三通换向阀的第二端口通过管道连通压缩
机入口端和第四二位三通换向阀之间的管道，第三二位三通换向阀的第一端口通过管道连通
室外冷凝器的另一个端口，通过管道连通第三二位三通换向阀的第一端口和第二蒸发器中换
热盘管的另一个端口，与第二蒸发器中换热盘管耦合的放热盘管的进水口连通供水管的一端，
供水管的另一端连通地下水集热器中的潜水泵，放热盘管的出水口连通回水管的一端，回水
管的另一端位于集热器的竖井内。
本发明复合空调设备，其中与蒸发器中放热或吸热盘管耦合的换热盘管的一个端口通过
管道连通风盘组的第一端口，换热盘管的另一个端口通过管道连接水泵的出口，水泵的入口
通过管道连接风盘组的第二端口。
本发明多热源空调设备，其中在压缩机和第二二位三通换向阀的第三端口之间的管道中
借助管道串接热水器的加热盘管。
本发明提供的复合空调设备特别适用于已有的仅用于夏季降温的中央空调系统的改造。
通过设置地下水集热器，利用地下水资源与原有的中央空调系统相结合，能够在冬季、寒冷
地区，向需要的场合提供热能。而在夏季，依然采用原有中央空调系统进行制冷。本发明是
通过在原有的中央空调系统中，安装多个二位三通换向阀门，使地下水集热器中的换热器中
氟路侧串接到空气热泵的氟路中。在冬季，通过转换多个二位三通换向阀门与管路的接口，
切断原中央空调系统中氟路的室外部分，接通地下水集热器中的换热器的氟路部分，从而使
地下水集热器进入制热工作系统。
当通过地下水集热器中的潜水泵向地下水集热器中的水侧盘管提供具有低品位热能的地
下水时，与其耦合的第二蒸发器中的含氟介质吸收热量蒸发，再经过压缩机压缩升温之后，
在冷凝器中释放热量。在冷凝器中水侧管路中的水吸收热量，然后被输送到风盘组中释放热
量，从而达到供暖目的。
下面通过结合附图进行描述，可以更加清楚、具体地理解本发明的详细内容。
具体实施方式
图3描绘了现有技术中常见的用于宾馆、写字楼、饭店等降温的中央空调系统简化的示
意图，其中由置于室外散热/吸热器或凉水塔内的冷凝器2、压缩机5、蒸发器7和膨胀阀6
通过管道连接形成制冷/制热回路，及和蒸发器7相耦合的散热盘管相连接的水泵90和室内
风盘组94，当置于室外散热/吸热器或凉水塔内的冷凝器2作为散热器时，中央空调系统相
对于室内风盘组94进行制冷。天气较冷时，空气热泵用于供暖效率低，当室外温度低于4℃
时，不能工作，因而，冬季采暖时，则需将采暖锅炉接入风盘组，用锅炉的热水或热气供暖。
参照附图1，其中描绘了本发明提供的一种复合空调设备，其中具有空气热泵10，所述
空气热泵10包括置于室外流体散热器内的冷凝器2、压缩机5、蒸发器7和膨胀阀6，它们
通过管道连接形成制冷/制热回路。在制冷/制热回路中具有换热介质或制冷剂。设有地下
水集热器1，集热器1通过供水管道11和回水管道12与第二蒸发器4相连。在第二蒸发器4
中与水侧盘管14耦合的热交换盘管18的出入口分别通过管道23、24与流体热泵10的制冷
/制热回路相连接。
如图1所示，在热泵10的制热回路中，设有五个二位三通换向阀30、40、50、60、70，
当这五个二位三通换向阀30、40、50、60、70处于图1所示的第一位置时(图中涂黑的部分
表示关闭的流道)，通过管道相连通的集热器1、第二蒸发器4、压缩机5、蒸发器7、膨胀阀
6和室内风盘组94构成的制热系统处于工作状态。此时，蒸发器7作为冷凝器作用。
如图2所示，当二位三通换向阀30、40、50、60、70处于第二位置时，使通过管道相连
通的冷凝器2、压缩机5、蒸发器7、膨胀阀6和室内风盘组94构成的制冷系统进入工作状
态。
下面参照附图1和2详细描述本发明提供的复合空调设备的优选实施例。
在所述热泵10中，冷凝器2的一个端口21连通管道26一端，管道26的另一端连通第
一二位三通换向阀30的第一端口31。第一二位三通换向阀30的第二端口32连接管道24的
一端，管道24的另一端连接蒸发器4中换热盘管18的一个端口17。第一二位三通换向阀30
的第四端口33连接管道35的一端，管道35的另一端连接第二二位三通换向阀40的第一端
口41。第二二位三通换向阀40的第二端口42连接管道38的一端，管道38的另一端与管道
36相接；第二二位三通阀40的第三端口43连接管道45的一端，管道45的另一端连接压缩
机5的出口端，压缩机5的入口端连接管道48的一端，管道48的另一端连接第四二位三通
换向阀60的第二端口62。第四二位三通换向阀60的第一端口61连接管道47的一端。管道
47的另一端连通膨胀阀6的一端和管道37，管道37的另一端连通第五二位三通换向阀70的
第三端口73。第四二位三通换向阀60的第三端口63连通冷凝器7中放热或吸热盘管65的
一端口64。放热或吸热盘管65的另一端口66连通第五二位三通换向阀70的第一端口71。
第五二位三通换向阀70的第二端口72连通管道44的一端，管道44的另一端连通第二二位
三通换向阀40的第三端口43和管道45。膨胀阀6的另一端通过管道36连通第三二位三通
换向阀50的第三端口53。所述第三二位三通换向阀50的第三端口53还通过管道38连通第
二二位三通换向阀40的第二端口42。第三二位三通换向阀50的第二端口52通过管道34连
通压缩机5入口端和第四二位三通换向阀60之间的管道48。第三二位三通换向阀50的第一
端口51通过管道28连通冷凝器2的另一个端口22，通过管道23连通第三二位三通换向阀
50的第一端口51和第二蒸发器4中换热盘管18的另一个端口19。与第二蒸发器4中换热盘
管18耦合的放热盘管14的进水口15连通供水管11的一端，供水管11的另一端连通地下水
集热器1中的潜水泵3。放热盘管14的出水口13连通回水管12的一端。回水管12的另一
端位于集热器1的竖井内，将使用过的水通过竖井排入地下。
如图1和2所示，与蒸发器7中放热或吸热盘管65耦合的换热盘管75的一个端口76
通过管道95连通至少一组风盘组94的第一端口96，换热盘管75的另一个端口74通过管道
97连接水泵90的一个端口。水泵90的另一个端口通过管道93连接风盘组94的第二端口92。
如图2所示，在压缩机5和第二二位三通换向阀40的第三端口43之间的管道45中借助
管道46串接热水器80的加热盘管81。
下面参照图1描述本发明的第一实施例的运行过程。
根据图1所示本发明第一实施例的构造，其中五个二位三通换向阀30、40、50、60、70
处于图1中所示的第一位置，此时，第一二位三通换向阀30的第一端口31关闭，第一二位
三通换向阀30的第二端口32和第四端口33导通。第二二位三通换向阀40的第三端口43关
闭，第二二位三通换向阀40的第一端口41和第二端口42导通。第四二位三通换向阀60的
第二端口62关闭，第四二位三通换向阀60的第一端口61和第三端口63导通。第五二位三
通换向阀70的第三端口73关闭，第五二位三通换向阀70的第一端口71和第二端口72导通。
第三二位三通换向阀50的第三端口53关闭，第三二位三通换向阀50的第一端口51和第二
端口52导通。设备进入制热工作状态。
此时空气热泵10中通过管道24和管道23与第二蒸发器4中的热交换盘管18连接的通
道被导通，而室外冷凝器2的通道被关闭。开启集热器1中的潜水泵3，使地下水通过管道
11进入换热器4中的放热盘管14，地下水在放热盘管14中将其携带的热量释放给与放热盘
管14耦合的吸热盘管18中的热介质，释放过热量的水通过回水管12返回地下水集热器1。
在吸热盘管18中的热介质获得来自与其耦合的放热盘管14中的热量后，通过管道23进入第
三二位三通换向阀50的第一端口51，经第三二位三通换向阀50的第二端口52，进入管道
34到达压缩机5的入口，通过压缩机5后热介质进一步提升热量，经过提升热量后的热介质
进入管道45，由于连接管道45的第二二位三通换向阀40的第二端口42关闭，热介质进入
管道44，然后进入第五二位三通换向阀70的第二端口72，接着通过导通的第五二位三通换
向阀70的第一端口71进入作冷凝器用的蒸发器7中的放热盘管65，热介质在此处冷凝放热，
将携带的热量释放给与放热盘管65耦合的吸热盘管75。通过放热盘管65释放热量后的热介
质进入第四二位三通换向阀60的第三端口63，再经过导通的第四二位三通换向阀60的第一
端口61进入管道47，然后释放热量后的热介质通过膨胀阀6，通过膨胀阀6后的热介质进入
管道36，由于第三二位三通换向阀50的第三端口53关闭，热介质仅沿管道38移动进入第
二二位三通换向阀40的第二端口42，再经过导通的第二二位三通换向阀40的第一端口41，
经过管道35，进入第一二位三通换向阀30的第四端口33，再经过导通的第一二位三通换向
阀30的第二端口32，通过管道24进入第二蒸发器4的吸热盘管18，接着进入下一工作循环。
在吸热盘管75中获得热量的热介质，通常是水，通过管道95进入风盘组94，向用户供
暖。从风盘组94中排出的回水经管道93和水泵90，再经过管道97进入换热盘管75的另一
个端口74，进入下一工作循环。
下面参照图2描述本发明的第二实施例的运行过程。
根据图2所示本发明第二实施例的构造，其中五个二位三通换向阀30、40、50、60、70
处于图2中所示的第二位置，此时，第一二位三通换向阀30的第二端口32关闭，第一二位
三通换向阀30的第一端口31和第三端口33导通。第二二位三通换向阀40的第二端口42关
闭，第二二位三通换向阀40的第一端口41和第三端口43导通。第四二位三通换向阀60的
第一端口61关闭，第四二位三通换向阀60的第二端口62和第四端口63导通。第五二位三
通换向阀70的第二端口72关闭，第五二位三通换向阀70的第一端口71和第四端口73导通。
第三二位三通换向阀50的第二端口52关闭，第三二位三通换向阀50的第一端口51和第三
端口53导通。设备进入制冷工作状态。
此时流体热泵10中通过管道24和管道23与第二蒸发器4中的热交换盘管18连接的通
道被关闭，而室外冷凝器2的通道被导通。此时本发明实施例的设备运行过程是来自风盘组
94的热介质在水泵90的推动作用下通过换热盘管75，向与其耦合的吸热盘管65释放热量，
释放热量后的热介质由端口76出来后，经管道95返回换风盘组94，从而提供制冷，使室内
温度降低。在吸热盘管65获取热量的热介质经第四二位三通换向阀60的第三端口63和导通
的第四二位三通换向阀60的第二端口62，进入管道48，热介质从管道48进入压缩机5，热
介质通过压缩机5提升温度，随后沿管道46进入热水器80中的加热盘管81，向热水器80
中的水释放热量。然后，通过管道45进入第二二位三通换向阀40的第三端口43和导通的第
二二位三通换向阀40的第一端口41，再经过管道35进入第一二位三通换向阀30的第四端
口33和导通的第一二位三通换向阀30的第一端口31。热介质流出第一二位三通换向阀30
的第一端口31后，由管道26经过端口21进入室外冷凝器2，热介质在此处通过空气或水释
放热量，释放热量后的热介质再通过管道28、36、37依次通过第三二位三通换向阀50、膨
胀阀6和第五二位三通换向阀70返回吸热盘管65，进入下一工作循环。
上面所述实施例是对本发明进行说明，并非对本发明进行限定。本发明要求保护的构思
和范围，都记载在本发明的权利要求书中。