[实用新型]一种无霜空气源热泵热水机组

说明书

技术领域

本实用新型属于空调领域，涉及一种无霜空气源热泵热水机组。

背景技术

空气源热泵是一种以空气为冷热源，既能制冷水也能制热水的空调装置。机组省去了一套复杂的冷却水系统和锅炉加热系统，安置使用方便，有着广泛的应用。但是，空气源热泵在冬季制热工况运行时有两个比较明显的缺陷。一是制热量和COP随室外空气温度的降低迅速降低，这个问题并不足以撼动空气源热泵的地位，首先制热量的降低可以通过选用容量较大的机组加以预防，其次南方地区冬季室外气温一般不会太低，COP的衰减量有限；二是当室外蒸发器翅片表面温度低于0℃且低于空气露点温度时，翅片表面将会结霜。结霜不仅增加换热器与空气的传热热阻，而且增加了空气侧阻力，导致空气流量减小，使热泵制热量大幅度降低，严重时将导致热泵无法正常运行，引起电机烧毁等故障。

目前常用的除霜方法有电加热法、逆向运行法、热气旁通法和蓄能除霜法。电加热法通过电加热的方式融霜，简单易行，但需要消耗高品位的电能，不符合热泵节能环保的理念，已淡出应用；逆向运行法即改变制冷剂流向，机组由制热运行转变为制冷运行，制冷剂从室内吸热用于除霜，造成室内“冷吹”效应，室内温度波动大，导致热舒适性降低，且换向会对系统造成压力冲击和热冲击，缩短机组寿命；热气旁通阀是指压缩机排出的高温高压气体通过旁通管旁通一部分至室蒸发器（外侧换热器）进行融霜，缺点是除霜时间较长，且会降低机组出力；蓄能除霜方式能较好地避免以上三种除霜的缺点，但系统复杂、控制繁琐，且对相变材料要求高。

美国橡树岭国家实验室在“The Development of a Fross-Less Heat Pump”论文中认为向气液分离器中的制冷剂加入适量的热量，可以升高压缩机的吸气温度和吸气压力，进而可以提高室外蒸发器盘管表面温度，降低室外蒸发器盘管上霜形成和堆积的速度，同时可以提高热泵系统室内送风温度。但是蒸发器表面温度的升高会降低与空气之间的传热温差，制冷剂从空气中吸收的热量减少，甚至完全吸收不到热量而变成完全电加热；向气液分离器中加入适量的热量，并没有确切的数值表达，没有实用价值，而且电加热器功率不可调节，不能随室外温度的变化加以调节，有可能在室外温度调节不是很恶劣时导致压缩机排气温度过高，影响压缩机的正常运行，并且有可能导致室内送风温度过高，反而降低室内热舒适性。

现有的专利技术，如ZL200910098008.5“无霜型空气源热泵系统”，ZL200610041213.4“热泵热水器的热泵系统”等都只是片面地关注了空气源热泵的结霜和化霜问题，在系统外部间断地进行除霜，忽视机组以及压缩机的平稳连续运行的重要性，长期使用会影响机组的使用寿命。ZL201010572661.3“智能风冷热泵化霜控制方法”，ZL200910033545.1“一种基于图像识别技术的空气源热泵及方法”只片面的关注了空气源热泵的控制问题，简单的将蒸发器的结霜参数测点设定在蒸发器中间，忽略了蒸发器是多支路盘管换热器，具有复杂的结构，温度传感器的安装位置很敏感，因而容易造成除霜不净或有霜不除。

发明内容

技术问题：针对现有空气源热泵运行效率不高，冬季制热工况结霜，系统寿命短等缺陷，本实用新型提供一种运行效率高，监测控制精确，在低温潮湿的环境下能连续运行，电加热器功率可根据室外气象条件调节以降低能耗，能保证压缩机安全运行，系统寿命长的无霜空气源热泵热水机组。

技术方案：为了实现上述目的，本实用新型的一种无霜空气源热泵热水机组，包括压缩机组件、四通换向阀、热水换热器、电子膨胀阀、蒸发器总成和可控硅功率调整器。压缩机组件的进气端和排气端分别与四通换向阀上相对的两个接口连接，热水换热器的制热进口和蒸发器总成的制热出口分别与四通换向阀上另外两个相对的接口连接，热水换热器的制热出口和储液罐的制热进口连接，热水换热器的制热出口通过电子膨胀阀与蒸发器总成的制热进口连接。

蒸发器总成包括风机、多支路蒸发盘管、过热盘管、温湿度传感器、第一温度传感器、第一压力传感器和计算控制器，过热盘管设置在蒸发器总成中换热效果最差的位置并与多支路蒸发盘管平行。多支路蒸发盘管的制热出口和过热盘管的制热进口连接，温湿度传感器和第一压力传感器设置在蒸发器总成的进风口处，第一温度传感器设置在多支路蒸发盘管的迎风前排中换热最差管路的管壁上，计算控制器采用装载有露点温度计算和温度比较程序的芯片，通过数据连接线分别与温湿度传感器、第一温度传感器、第一压力传感器和电子膨胀阀连接。