[发明专利]一种相变蓄热空气源热泵热水机组

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气源热泵热水机组，特别是一种带相变蓄热器的低温空气源热泵热水机组。 

背景技术

空气源热泵机组长期在低温环境下运行时存在一系列的问题，主要包括以下几个方面：1）系统安全问题。热泵长期在低温环境下工作，使系统压缩机的运行工况恶化，严重影响压缩机寿命。当环境温度低于-25℃，甚至会出现压缩机烧毁。2）空气源热泵供热过程中存在能量供需矛盾。室外温度比较高时系统制热量增加，而热用户需热量减少；温度比较低时系统制热量减少，而热用户的需热量增加。3）热泵系统中室外蒸发器结霜除霜问题。空气源热泵在冬季运行时，蒸发器表面的温度较低，当空气流经蒸发器盘管时水分析出形成霜层，如果这些霜层不能及时除去严重影响蒸发器的换热效果。 

专利号为201020261648.1的实用新型专利揭露了一种技术方案：冷凝器出来的制冷剂循环分为主回路循环和补气回路循环，且涡旋压缩机带有补气口，主要解决了热泵系统低温工况的安全性问题。在低温环境下运行时，该技术的运用可以使压缩机的运行工况得到很大的改善，增加了压缩机的使用寿命，避免了压缩机低温停机或烧毁等事故。与此同时，系统也在一定程度上解决了低温运行供热不足的问题，在同工况下该热泵系统制热量比常规热泵要高一些，但是随着环境温度的降低，系统的制热量衰减仍然非常大，低温下热用户的供热需求依旧不能很好的满足。主回路中的高压液体在经济器内过冷，在一定程度上也提高了系统的性能系数（COP），但是系统工质的过冷度有限，因此系统COP增加不显著。该专利的最大不足在于低温环境下热泵系统蒸发器的除霜问题，蒸发器的除霜只能采用单一的电除霜，消耗了大量电能的同时又增加了初投资的成本，不利于系统的节能。 

专利号为201020669249.9的实用新型专利揭露了一种技术方案：采用中间补气压缩机，通过增加压缩机低温环境下的冷媒循环量，增加冷凝器制热量，克服了空气源热泵机组不能在湿度比较大的湿冷地区应用的困难，解决了上述地区制暖费用高的问题。该专利技术主要解决了低温运行热泵系统的安全问题，同时还在一定程度上增加了系统低温工况的制热量，系统的COP也得到了一定提高。但是当室外温度很低时，热泵运行工况恶化，制热量满足了不了热用户的需求，COP也会急剧下降；同时当冷凝器出现冷凝不充分时，还可能导致膨胀阀无法稳定工作，大大降低补气量，严重影响补气效果。专利技术最大的不足还在于缺少合理的除霜系统，系统只能采用额外的电加热器对室外蒸发器进行除霜，既不经济也不节能。 

专利号为201120113835.X的实用新型记录了一种技术方案：提供的一种低温补气空气源热泵热水器，能够在外界低温环境、水箱内高水温的恶劣工况下，保证进入第二膨胀阀之前的制冷剂充分冷凝为液体，而非气液混合物，从而使第二膨胀阀稳定工作，提高蒸发压力，保障系统稳定运行，保障压缩机寿命。同样由于没有外部热源的输入，当室外温度极低时，系统的供热量仍然会严重减少，满足不了热用户的需求。同时，该专利技术中系统蒸发器的除霜只能采用电除霜，不经济不节能。 

专利号：201110078011.8的发明专利，该发明主要是为克服现有除霜技术的缺点和不足提出的一种用于空气源热泵热水器的相变蓄热型除霜系统。当前公认的空气源热泵的除霜系统有两种方式：一是压缩机的高温热气旁路除霜；二是利用四通换向阀，将热泵由制热工况运行变为制冷工况除霜。这两种除霜方式均存在一定的缺陷，主要表现在：热气旁路除霜过程中除霜所用的能量都来自压缩机的耗功，由于供给除霜用的热量不足，引起吸气、排气压力变化剧烈，对压缩机的冲击大，系统制冷剂回液量大，蒸发器和冷凝器频繁转换破坏机组的正常运行，误除霜现象有时发生，压缩机入口压力太低，导致低压保护动作；除霜过程不仅不制热，而且还从供热空间吸收热量，从而对水箱内储存的热水造成很大影响，又由于供给除霜用的热量不足，导致除霜时间加长，除霜能耗损失加大。 

发明内容

本发明主要解决技术方案是：解决现有的空气源热泵在北方寒冷天气下制热量不足、热气除霜时供融霜用的热量不足而引起的除霜可靠性差、能耗损失大等问题。 

本发明所采用的技术方案是：一种相变蓄热空气源热泵热水机组，包括涡旋式压缩机、油分离器、多个气液分离器、四通换向阀、多个电磁阀、多个单向阀、套管冷凝器、水箱、相变蓄热器、蒸发器、干燥过滤器、视液镜、多个热力膨胀阀，所述涡旋式压缩机设有吸气口、补气口及排气口，所述吸气口与所述蒸发器管路连接，所述补气口与所述相变蓄热器管路连接，所述排气口与所述套管冷凝器管路连接。