节能减排，实现低碳生活，是当前全球的主题，也是暖通制冷行业持之以恒的追求。近年来，多能源的利用，同能源的转换，余热、潜热的回收利用等等课题被行业的精英们作为节能、减排的突破点在不断地探寻着。空气源热泵热水器、余热回收空调等产品的相应面市，在一定意义上实现了空调及家用电器节能上的突破。

    杭州大元人工环境设备有限公司研发的一种具有热泵热回收功能的制冷采暖热水一体化机组，经过几年时间的实践并完善，于2010年上半年荣获国家发明专利，专利号：200910099744.2。该发明专利技术的研制和成功，标志着杭州大元人工环境设备有限公司在暖通新能源集成系统技术和节能减排领域再一次领跑行业前沿阵地。

    一.概述

    目前市场上出现的热回收机组层次较低，仅限制于夏天制冷时得到生活热水，满足不了现代生活时尚家居市场的需求；而空气源热泵热水器更是只局限于长江以南地区；另一方面，由于空气源热泵空调冬季运行时的低温化霜及低温低能效的难题，导致冬季采暖效果很不理想，而冬季燃气采暖热水炉以燃烧清洁能源天然气为基础，运行稳定且热效率高同时又能解决采暖和生活热水的难题，唯一不足处是采暖热水炉不能解决制冷，且使用的是一次性能源。以此为设计依托，杭州大元人工环境设备有限公司于2003年开始，在燃气采暖热水炉的基础上，成功推出了中央三位一体机，经过七年的技术更新、发展，以燃气采暖热水炉为核心，一步步整合热回收，整合空气源热泵技术，整合太阳能，研发成功了划时代的具有热泵热回收功能的制冷采暖热水一体化机组，实现了电能、气能、空气源、太阳能的综合开发与利用。

    二.燃气采暖热水炉整合空气源热泵技术的原理

    冈底斯燃气采暖热水炉整合空气源热泵的热回收原理是分别利用了空调的卡诺循环和逆卡诺原理：夏季制冷时，利用热回收装置，对空调进行冷凝热回收利用，得到免费的生活热水，环保的同时又经济实惠；冬季制热时热回收装置自动转换为蒸发器，利用逆卡诺原理运行热泵得到廉价的热水，同时因为燃气采暖热水炉的辅助运行而保证冬季的采暖需求不受任何影响.

    制冷运行：低温低压的制冷剂气体被压缩机吸入后加压变成高温高压的制冷剂气体，高温高压的制冷剂气体在室外冷凝器（及热回收水箱换热器）冷凝中放热，变成中温高压的液体（热量通过室外循环空气及热回收水箱中的预热冷水带走），中温高压的液体再经过节流部件（热力膨胀阀）节流降压后变为低温低压的液体，低温低压的液体制冷剂在蒸发器（板式换热器）中吸热蒸发后变为低温低压的气体，低温低压的制冷剂气体再被压缩机吸入，如此循环。

    制热运行：热泵制热时通过四通阀来改变制冷剂的循环方向，低温低压的制冷剂气体被压缩机吸入后加压变成高温高压的制冷剂气体，高温高压的制冷剂气体在蒸发器（板式换热器及热回收水箱换热器）冷凝中放热（热量通过板式换热器及热回收水箱中的预热冷水带走，）变成中温高压的液体，中温高压的液体再经过节流部件（热力膨胀阀）节流降压后变为低温低压的液体，低温低压的液体制冷剂在冷凝器中吸热蒸发后变为低温低压的气体，低温低压的制冷剂气体再被压缩机吸入，如此循环。

    机组热水水路运行：首先热回收水箱由自来水补满水，在运行空调的情况下，水箱内的水通过热回收换热器源源不断地加热，水箱预存的水为燃气采暖热水炉的进水源。在输出热水时，当水箱的水温达到燃气采暖热水炉热水的设定温度时，燃气采暖热水炉不启动，直接输出热水；当水箱的水温未达到燃气采暖热水炉热水的设定温度时，燃气采暖热水炉辅助启动，输出理想温度热水。

    三.燃气采暖热水炉整合太阳能热水系统的原理

    利用太阳能热水器对自来水先进行加热，直至达到设定温度，经过加热的热水储存在保温承压水箱内，在机组的燃气采暖热水炉未点火运行状态便可得到理想的生活热水，使用成本很低；在太阳能不足或者没有太阳热能的日子里，通过燃气采暖热水炉制热，以保证恒温热水供应，使其不受环境影响，具备采暖、热水一体化功能，能源得以循环利用，具有高效、节能、经济、环保等优点。

    这种运行模式下，太阳能和燃气采暖热水炉同时为系统提供热量，而消耗燃料的燃气采暖热水炉是作为辅助热源出现的，不仅可以尽最大可能利用太阳能的热量，而且可以充分保障采暖系统和热水系统的舒适性。

    值得一提的是，以上两个系统可分开独立运行，同时也可以二合为一，利用温度控制装置对太阳能热水转换三通的处理，真正意义上体现了燃气采暖热水炉整合空气源热泵技术、太阳能热水技术后稳定、高效、节能。

   当太阳能热水器的水温达到50℃以上时，控制器控制电磁三通阀导向太阳能水箱和分水器，循环泵2运行（参见图2），燃气采暖热水炉不工作，整个采暖系统就可以以太阳能为热源进行低温地板采暖，达到节约运行成本的目的。

    当太阳能的温度低于50℃时，太阳能不能够长时间满足室内采暖需要，此时控制器控制电磁三通阀导向燃气采暖热水炉和分水器之间运行，循环泵1停止运行，而启动燃气采暖热水炉提供采暖所需要的热量。

    燃气采暖热水炉的自来水进水口连接水箱供水管，使用生活热水时，水源直接由太阳能热水提供。此时采暖水经过太阳能初次加热获得部分热量后，经过燃气采暖热水炉进行二次加热，燃气采暖热水炉的燃气比例阀将根据水温的高低自动调节燃气的输出量，甚至不输出（水温达到热水的设定温度时）。