[发明专利]一种具有除霜功能的二氧化碳热泵热水器

说明书

本发明涉及一种具有除霜功能的二氧化碳热泵热水器。本发明包括二氧化碳制冷剂主循环回路、除霜管路以及热水供应回路；二氧化碳制冷剂主循环回路包括依次连接的蒸发器、压缩机、气体冷却器以及膨胀阀；除霜管路包括依次连接的第一电磁阀以及第一降压毛细管，第一电磁阀的进口端与压缩机出口端连接，第一降压毛细管的出口端与蒸发器进口端连接；热水供应回路包括水箱，水箱出水端与气体冷却器水侧进口端连接，水箱进水端与气体冷却器水侧出口端连接。本发明压缩机排出的部分高温高压制冷剂通过除霜管路进入蒸发器，对蒸发器换热盘管进行加热，达到蒸发器除霜的目的。本发明有效解决了在寒冷地区蒸发器结霜、换热效率降低、热泵制热量衰减的问题。

技术领域

本发明属于热水器技术领域，具体是涉及一种具有除霜功能的二氧化碳热泵热水器。

背景技术

空气源热泵热水器利用传热工质把空气中的低温热量吸收进来，经过压缩机压缩后转化为高温热能以此来加热水温。它具有高效节能的特点，制造相同的热水量，消耗费用的成本仅为电热水器的1/4、燃气热水器的1/3，比电辅助太阳能热水器利用能效高。二氧化碳是一种不破坏大气臭氧层(ODP＝0)和全球气候变暖指数很小(GWP＝1)的天然环保制冷剂。同时，二氧化碳在热泵循环还具有优良的节能性能。二氧化碳热泵热水器将有效解决空调冷热源面临的资源与环境的压力,应用前景良好。

然而在寒冷地区，环境温度较低，风冷蒸发器的表面容易结霜，导致蒸发器换热效率大大降低，从热源侧吸收的热量减少，蒸发温度和蒸发压力降低，压缩机吸入的制冷剂质量流量降低，导致制热能力急剧下降；同时，结霜严重时会导致制冷剂在蒸发器中蒸发不完全，压缩机吸气带液，损坏压缩机，系统无法正常运行。因而，二氧化碳热泵热水器在寒冷地区的应用受到了一定的限制。在二氧化碳热泵热水器系统中，压缩机的排气压力很高，蒸发器的承压性能有限，常规的R22热泵热水器所使用的四通换向阀逆循环除霜和热气旁通除霜不适用于二氧化碳热泵热水器系统中。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有除霜功能的二氧化碳热泵热水器，该热水器可以有效解决在寒冷地区蒸发器结霜、热水器制热量衰减、制热效率降低等问题，促进二氧化碳热泵热水器在寒冷地区的推广和应用。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：

一种具有除霜功能的二氧化碳热泵热水器，包括二氧化碳制冷剂主循环回路、除霜管路以及热水供应回路；所述二氧化碳制冷剂主循环回路包括依次连接的蒸发器、压缩机、气体冷却器以及膨胀阀；所述除霜管路包括依次连接的第一电磁阀以及第一降压毛细管，所述第一电磁阀的进口端与所述压缩机出口端连接，所述第一降压毛细管的出口端与所述蒸发器进口端连接；所述热水供应回路包括水箱，所述水箱出水端与所述气体冷却器水侧进口端连接，所述水箱进水端与所述气体冷却器水侧出口端连接。

进一步，所述压缩机包括一级压缩机以及二级压缩机，所述热水器还包括中间补气管路，所述中间补气管路包括依次连接的第二电磁阀以及第二降压毛细管，所述第二电磁阀进口端与所述冷却器的出口端连接，所述第二降压毛细管出口端与所述二级压缩机进口端连接。

进一步，所述热水供应回路还包括循环水泵、进水阀、出水阀以及止回阀，所述循环水泵、进水阀按水流动方向依次安装在所述水箱出水端与所述气体冷却器水侧进口端之间，所述出水阀、止回阀按水流动方向依次安装在所述水箱进水端与所述气体冷却器水侧出口端之间。

进一步，所述蒸发器包括风机、管翅片换热管以及用于测量所述管翅片换热管外侧温度的第一温度传感器。

进一步，所述二级压缩机出口端设有用于测量二氧化碳制冷剂温度的第二温度传感器。

本发明的有益效果在于：