一种防结霜空气源热泵系统技术方案

本发明专利技术公开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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开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。本专利技术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。【专利说明】 一种防结霜空气源热泵系统
本专利技术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。
技术介绍
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)一再蒸发(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O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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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，本专利技术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。 本专利技术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。 【专利附图】【附图说明】 构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1为本专利技术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；图3为图1的水阀门在第二工位示意图。 【具体实施方式】 需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。 如图1所示，本专利技术优选的一种防结霜空气源热泵系统，包括压缩机1、储液罐5、过滤器4、膨胀阀3、蒸发器2、空气对流风扇11、储热水箱7、太阳能集热器10。蒸发器2内设有流通制冷剂的第一流道20和用于流通热水的第二流道21。 压缩机1、冷凝器6、储液罐5、过滤器4、膨胀阀3、蒸发器2、压缩机I依次通过管路相连构成制热循环回路，制冷剂在该循环回路中吸热和放热。压缩机I排出的高压制冷剂蒸汽，经冷凝器6，制冷剂蒸汽冷凝时放出的潜热，将储热水箱7中的水进行加热，产生热水的，冷凝后的液态制冷剂，依次流过储液罐5、过滤器4、膨胀阀3进入蒸发器的第一流道20，吸收第二流道21和空气中的热量而蒸发，蒸发后的蒸汽被压缩机I吸入，完成制热循环。 由于天气季节温度的变化，防止蒸发器2结霜，热性能低和经济性低的问题。防结霜空气源热泵系统包括水泵8和用于大循环回路和小循环回路切换的水阀门9。热水循环包括大循环回路和小循环回路。储热水箱7、水泵8、太阳能集热器10、水阀门9、第二流道21、储热水箱7依次通过水管相连通构成大循环回路；在大循环回路中，储热水箱7的热水在水泵8的作用下，流向太阳能集热器10、水阀门9、第二流道21，最后回流至储热水箱7。在冬天，太阳能集热器10的温度和环境温度低于20度，低于压缩机I工作在最佳温度范围。储热水箱7的热水的热量流向蒸发器的第二流道21，蒸发器的第一流道20中的制冷剂吸收第二流道21热水和空气中的热量而蒸发，在这种情况下，蒸发器的第一流道20中的制冷剂吸收储热水箱7的热水的热量，使压缩机I工作在最佳温度范围，防止蒸发器2结霜，导致压缩机I压比增大，导致输气系数下降，压缩机I制冷剂的循环流量减少，压缩机I的功耗增大，热量降低，性能系数降低。如果在春天和秋天，太阳能集热器10的温度和环境温度逐渐升高，蒸发器的第一流道20中的制冷剂吸收储热水箱7的热水的热量和太阳能集热器10中热量及空气热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防结霜空气源热泵系统，包括蒸发器（2）和储热水箱（7）及太阳能集热器（10），其特征在于，还包括水泵（8）和用于大循环回路和小循环回路切换的水阀门（9），蒸发器（2）内设有流通制冷剂的第一流道（20）和用于流通热水的第二流道（21）；储热水箱（7）、水泵（8）、太阳能集热器（10）、水阀门（9）、第二流道（21）依次通过水管相连通构成大循环回路；储热水箱（7）、水泵（8）、太阳能集热器（10）、水阀门（9）依次通过水管相连通构成小循环回路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱凌云，
申请(专利权)人：武汉浩宏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42