CN203323465U - 一种空气源热泵热水器热气旁通除霜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的空气源热泵热水器热气旁通除霜装置，包括主要由压缩机（1）、制热电磁阀（2）、水侧换热器（3）、储液器（4）、干燥过滤器（5）、膨胀阀（7）、空气侧换热器（10）、气液分离器（14）、回气电磁阀（15）和高低压控制开关（20）组成的空气源热泵热水器和主要由热气旁通电磁阀（18）、单向阀（8）、回气旁通电磁阀（13）、节流机构（16）、冷媒加热器（17）组成的热气旁通除霜装置，其中：热气旁通阀和单向阀设置在压缩机排气口和空气侧换热器进液口之间的管道上；在空气侧换热器的出液口与气液分离器的进液口之间增加回气旁通管路及冷媒加热器，并在回气旁通管路上连接回气旁通电磁阀及节流机构。改善压缩机低温环境下的工作状况，有效提高热泵热水器机组整体运行的安全性和稳定性。

Description

一种空气源热泵热水器热气旁通除霜装置

技术领域

本实用新型涉及空气源热泵除霜技术领域，尤其为空气源热泵热水器的热气旁通除霜装置。

背景技术

空气源热泵作为一种热量的泵送装置，其利用制冷剂的热力循环，从空气中吸收热量，并实现热量的转移。随着热泵技术的不断发展与完善，空气源热泵被广泛应用在空调制冷、供暖热水等行业。但空气源热泵在冬季低温环境下运行时，根据热量传递规律，蒸发器中的冷媒要从环境中吸收热量，则蒸发温度必须要低于室外环境温度，当翅片管表面温度低于空气露点温度时，空气中的水蒸气便会凝结，当此温度低于0℃时，凝露便以疏松的冰晶体形式堆积在翅片管表面形成霜层。结霜初期，由于结霜增加了传热表面的粗糙度及表面积，使总的传热系数有所增加，但随着霜层的逐渐增厚，空气流过翅片管的阻力增大，空气流量降低，导致翅片管内制冷剂蒸发不充分，蒸发温度降低，蒸发器出口过热度减小，制冷剂流量降低，制热量衰减，严重时导致压缩机故障。因此，要保证热泵在低温环境下正常、稳定运行，必须要考虑机组的除霜问题。目前，空气源热泵热水器最常用的除霜方式有两种：逆循环除霜和热气旁通除霜。

逆循环除霜:该除霜方法通过四通换向阀，改变制冷剂的流向，使压缩机排出的高温高压蒸汽通过四通阀换向，进入到蒸发器中进行除霜，当蒸发器盘管温度上升到某一温度值时，除霜结束。该除霜方式，会影响到热泵热水器的供水，即在除霜期间，无法为用户提供有效水温的热水，同时经过除霜后，原有的热水温度会降低，从能量角度讲，这种除霜过程的损失，相当于两倍除霜时间的停机，另外，四通阀频繁换向会影响其寿命和可靠性。

热气旁通除霜：该除霜方法不改变制冷剂的流向，机组在除霜过程中保持制热工作状态不变，压缩机排出的高温气体直接旁通一部分至蒸发器中进行融霜。此种融霜方式由于高压侧冷媒的热量还是来自于蒸发器中吸收的热量，当气温较低，除霜不够快时，将没有足够的热量吸收，会使主机进入保护性停机。如采用简单的旁通，则易产生压缩机的液击现象。同时，在除霜过程中，因压缩机排气量减少，会影响加热热水的效果，无法满足正常热水量的需求。

实用新型内容

    本实用新型的目的是针对上述除霜方法存在的不足，提出一种空气源热泵热水

器热气旁通除霜装置。该除霜装置通过提高压缩机吸气温度及压力，改善压缩机低温环境下的工作状况，在除霜过程不影响热水水温，有效提高了热泵热水器机组整体运行的安全性和稳定性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种空气源热泵热水器热气旁通除霜装置，包括主要由压缩机、制热电磁阀、水侧换热器、储液器、干燥过滤器、膨胀阀、空气侧换热器、气液分离器、回气电磁阀和高低压控制开关组成的空气源热泵热水器，及主要由热气旁通电磁阀、单向阀、回气旁通电磁阀、除霜节流机构、冷媒加热器组成的热气旁通除霜装置，其中：热气旁通阀和单向阀设置在所述压缩机排气口和所述空气侧换热器进液口之间的管道上；在所述空气侧换热器的出液口与所述气液分离器的进液口之间增加回气旁通管路及冷媒加热器，并在该回气旁通管路上连接回气旁通电磁阀及节流机构。

本实用新型在所述的空气侧换热器为翅片管式换热器，并在翅片上设置有翅片温度传感器。

本实用新型在所述的水侧换热器为板式换热器或套管式换热器。

本实用新型所述的节流机构为膨胀阀或毛细管。

本实用新型的有益效果在于：

    1）与常规热泵相比，在空气侧换热器出口与气液分离器进口之间增加回气旁通管路与除霜节流机构，对除霜后冷凝的制冷剂液体进行节流降压，有利于后续液态制冷剂的蒸发；

    2）增加了冷媒加热器，对制冷剂进行热量补偿，大大缩短除霜所需时间；且冷媒加热器的功率可以调节，能够根据系统除霜对于热量的需求进行调节，实现能量节约并提高热量的利用效率。

    3）该除霜装置通过提高压缩机吸气温度及压力，并防止压缩机吸气带液，改善压缩机低温环境下的工作状况，有效提高热泵热水器机组整体运行的安全性和稳定性。除霜过程压缩机不停机，除霜时间短、效果好，除霜过程不影响热水器水温。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理图。

图中：1、压缩机，2、制热电磁阀，3、水侧换热器，4、储液器，5、干燥过滤器，6、视液镜，7、膨胀阀，8、单向阀，9、翅片温度传感器，10、空气侧换热器，11、轴流风机，12、环境温度传感器，13、回气旁通电磁阀，14、气液分离器，15、回气电磁阀，16、除霜节流机构，17、冷媒加热器，18、热气旁通电磁阀，19、吸气温度传感器，20、高低压控制开关，21、高低压力表，22、排气温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型不局限以下实施例。

如图1所示：本实施例所述的空气源热泵热水器热气旁通除霜装置是在现有主要由压缩机1、制热电磁阀2、水侧换热器3、储液器4、干燥过滤器5、视液镜6、膨胀阀7、空气侧换热器10、轴流风机11、气液分离器14、回气电磁阀15、吸气温度传感器19、高低压控制开关20、高低压力表21、排气温度传感器22组成的空气源热泵热水器的结构基础上，还设置有主要由热气旁通电磁阀18、单向阀8、翅片温度传感器9、环境温度传感器12、回气旁通电磁阀13、除霜节流机构16、冷媒加热器17组成的热气旁通除霜装置。其中：热气旁通阀18和单向阀8设置在压缩机1排气口和空气侧换热器10进液口之间的管道上，热气旁通阀18位于压缩机1的排气口端，单向阀8位于空气侧换热器10进液口端。在空气侧换热器10出液口与气液分离器14进液口之间增加回气旁通管路及冷媒加热器17，并在回气旁通管路上连接有回气旁通电磁阀13及除霜节流机构16。翅片温度传感器9设置在空气侧换热器10中间位置翅片上，环境温度传感器12设置在机组侧面壳体上。通过反馈的翅片温度及环境温度，来判断结霜情况，进而控制除霜程序的启动与停止。冷媒加热器17（已另案申请专利），除霜节流机构16采用的是膨胀阀或毛细管（膨胀阀调节范围相对较大，但毛细管成本较低，实际应用中可根据具体情况进行选用）。

空气源热泵热水器在正常工作时，由压缩机1、制热电磁阀2、水侧换热器3、储液器4、干燥过滤器5、视液镜6、膨胀阀7、空气侧换热器10、轴流风机11、回气电磁阀15、冷媒加热器17、气液分离器14及其管路构成封闭回路。循环流程是：压缩机1—制热电磁阀2—水侧换热器3—储液器4—干燥过滤器5—视液镜6—膨胀阀7—空气侧换热器10及轴流风机11—回气电磁阀15—冷媒加热器17—气液分离器14—压缩机1。此时，制热电磁阀2打开，热气旁通电磁阀18关闭；回气电磁阀15打开，回气旁通电磁阀13关闭；冷媒加热器17不启动。

空气源热泵热水器在除霜时，由压缩机1、热气旁通电磁阀18、单向阀8、空气侧换热器10、回气旁通电磁阀13、节流机构16和冷媒加热器17及其管路构成除霜回路。除霜运行时，循环流程是：压缩机1—热气旁通电磁阀18—单向阀8—空气侧换热器10—回气旁通电磁阀13—节流机构16—冷媒加热管17—气液分离器14—压缩机1。此时，热气旁通电磁阀18打开，制热电磁阀2关闭；回气旁通电磁阀13打开、回气电磁阀15关闭；压缩机1高温排气直接进入空气侧换热器10除霜，除霜后形成的冷媒液体，流经回气旁通电磁阀13，并经过节流机构16节流降压，冷媒加热器17启动，使液态制冷剂转化为气态，并进行热量补偿，最终进入气液分离器14并回到压缩机1，完成除霜循环。

Claims (4)

1.一种空气源热泵热水器热气旁通除霜装置，包括主要由压缩机（1）、制热电磁阀（2）、水侧换热器（3）、储液器（4）、干燥过滤器（5）、膨胀阀（7）、空气侧换热器（10）、气液分离器（14）、回气电磁阀（15）和高低压控制开关（20）组成的空气源热泵热水器，其特征是：还设置有主要由热气旁通电磁阀（18）、单向阀（8）、回气旁通电磁阀（13）、节流机构（16）、冷媒加热器（17）组成的热气旁通除霜装置，其中：热气旁通阀和单向阀设置在所述压缩机排气口和所述空气侧换热器进液口之间的管道上；在所述空气侧换热器的出液口与所述气液分离器的进液口之间增加回气旁通管路及冷媒加热器，并在该回气旁通管路上连接回气旁通电磁阀（13）及节流机构（16）。

2.根据权利要求1所述的空气源热泵热水器热气旁通除霜装置，其特征是：在所述的空气侧换热器（10）为翅片管式换热器并在翅片上设置有翅片温度传感器（9）。

3.根据权利要求1所述的空气源热泵热水器热气旁通除霜装置，其特征是：在所述的水侧换热器（3）为板式换热器或套管式换热器。

4. 根据权利要求1所述的空气源热泵热水器热气旁通除霜装置，其特征是：所述的节流机构（16）为膨胀阀或毛细管。

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