[发明专利]一种防结霜空气源热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及热泵热水器领域，特别涉及一种防结霜空气源热泵系统。

背景技术

空气源热水器，又称热泵热水器，也称空气能热水器，是采用制冷原理从空气中吸收热量来造热水的热量搬运装置。由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、压缩机依次通过管路相连构成循环回路。管路中流通有制冷剂。通过让制冷剂不断完成蒸发（蒸发器吸取环境中的热量）-压缩-冷凝（冷凝器放出热量）--节流（通过膨胀阀进行节流）—再蒸发（蒸发器吸取环境中的热量）的热力循环过程，从而将环境中的热量带到水中。具有高效节能的特点、其节能效果（在一定的环境温度范围内）是电热水器的4倍，是燃气热水器的3倍，是太阳能的2倍。但现在市场上的空气源热泵在环境温度0下7度以下时、易结霜、而降霜是行业病、时间长、功耗大、有的热泵虽能免强工作但根本谈不上节能。

由于环境温度低、吸气比容增大、压缩机理论吸气量是恒定不变的，这样进入压缩制冷剂的体积流量减少，相应单位制冷剂热量减少，随之热性能下降、经济性降低。此时压缩机压比增大，导致输气系数下降，压缩机制冷剂的循环流量减少，压缩机的功耗增大，热量降低，性能系数降低。

如果蒸发温度过高，超出压缩机本身允许工作温度范围，导致压缩机频繁起停、无法正常工作（严重时会烧毁压缩机）。热泵热水器是因为受季节环境气候影响一直不能得到广泛推广和深度利用。

空气源热泵的蒸发器合理工作温度在20度至40度左右，如果过高会造成蒸发温度过高导致压缩机频繁起停、无法正常工作（严重时会烧毁压缩机），如果过低容易结霜，随之热性能下降、经济性降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种防结霜空气源热泵系统，以解决热性能低和经济性低的问题。

一方面，本发明提供了一种防结霜空气源热泵系统，包括蒸发器和储热水箱及太阳能集热器，还包括水泵和用于大循环回路和小循环回路切换的水阀门，蒸发器内设有流通制冷剂的第一流道和用于流通热水的第二流道；储热水箱、水泵、太阳能集热器、水阀门、第二流道、储热水箱依次通过水管相连通构成大循环回路；储热水箱、水泵、太阳能集热器、水阀门、储热水箱依次通过水管相连通构成小循环回路。

进一步地，水阀门包括阀腔体和阀芯，阀腔体上设置有进水管和大循环出水管及小循环出水管，大循环出水管与第二流道相连，小循环出水管与储热水箱相连；阀芯可旋转的安装在阀腔体内，阀芯内设置有内流道；阀芯包括第一工位和第二工位，在第一工位时，内流道连通进水管与大循环出水管；在第二工位时，内流道连通进水管与小循环出水管。

进一步地，蒸发器还设置有空气对流风扇。

进一步地，包括冷凝器，冷凝器安装在储热水箱内。

进一步地，在储热水箱的进出水管路中均设置有单向阀。

进一步地，还包括压缩机、储液罐、过滤器、膨胀阀；压缩机、冷凝器、储液罐、过滤器、膨胀阀、蒸发器、压缩机依次通过管路相连构成制热循环回路。

本发明提供的防结霜空气源热泵系统，包括大循环回路和小循环回路，当发现储热水箱水温低于30摄氏度时，操作手通过操作水阀门，切换至大循环回路，储热水箱和太阳能集热器中的热水进行蒸发器的第二流道中，热水的热量不断传递给蒸发器的第一流道，使系统制冷剂得到最佳蒸发气化、平衡系统工作压力，携带最大热能，在冷凝器中最大化的放出热量。从而解决在低温环境下易结霜的问题，使压缩机工作在最佳温度范围内，提高热泵制热性能，减少压缩机功耗。当热水温度高于30度时，操作手通过操作水阀门，切换至小循环回路，防止蒸发温度过高，超出压缩机本身允许工作温度范围，导致压缩机频繁起停、无法正常工作（严重时会烧毁压缩机）。

在大循环回路中，太阳能集热器收集的热能向蒸发器和储热水箱传递，储热水箱的热能也蒸发器和太阳能集热器传递，蒸发器吸收太阳能集热器和储热水箱中的热能。因此，在大循环回路中，可以利用储热水箱和太阳能集热器的热量一起对蒸发器进行除霜。在小循环回路中，太阳能集热器收集的热能传递给储热水箱，加快加温热水。在储热水箱的进出水管路中均设置有单向阀，可以防止热水逆流，蒸发器的温度超出压缩机本身允许工作温度范围。冷凝器安装在储热水箱内，可以提高冷凝器的放热效率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明防结霜空气源热泵系统结构示意图；

图2为图1的水阀门在第一工位示意图；