[發明專利]一種具有除霜功能的二氧化碳熱泵熱水器

在審

• 申請號: 201711284127.0
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108224774A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 楊坤;樊海彬;黃磊;周俊海;宋有強;許敬德;曲繼坤;王智文;魏昇;夏玲
• 申請（專利權）人: 合肥通用機械研究院;合肥通用環境控制技術有限責任公司
• 主分類號: F24H4/02
• 分類號: F24H4/02;F25B9/00;F25B47/02
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺;鄭琍玉

本發明涉及一種具有除霜功能的二氧化碳熱泵熱水器。本發明包括二氧化碳制冷劑主循環回路、除霜管路以及熱水供應回路；二氧化碳制冷劑主循環回路包括依次連接的蒸發器、壓縮機、氣體冷卻器以及膨脹閥；除霜管路包括依次連接的第一電磁閥以及第一降壓毛細管，第一電磁閥的進口端與壓縮機出口端連接，第一降壓毛細管的出口端與蒸發器進口端連接；熱水供應回路包括水箱，水箱出水端與氣體冷卻器水側進口端連接，水箱進水端與氣體冷卻器水側出口端連接。本發明壓縮機排出的部分高溫高壓制冷劑通過除霜管路進入蒸發器，對蒸發器換熱盤管進行加熱，達到蒸發器除霜的目的。本發明有效解決了在寒冷地區蒸發器結霜、換熱效率降低、熱泵制熱量衰減的問題。

技術領域

本發明屬于熱水器技術領域，具體是涉及一種具有除霜功能的二氧化碳熱泵熱水器。

背景技術

空氣源熱泵熱水器利用傳熱工質把空氣中的低溫熱量吸收進來，經過壓縮機壓縮后轉化為高溫熱能以此來加熱水溫。它具有高效節能的特點，制造相同的熱水量，消耗費用的成本僅為電熱水器的1/4、燃氣熱水器的1/3，比電輔助太陽能熱水器利用能效高。二氧化碳是一種不破壞大氣臭氧層(ODP＝0)和全球氣候變暖指數很小(GWP＝1)的天然環保制冷劑。同時，二氧化碳在熱泵循環還具有優良的節能性能。二氧化碳熱泵熱水器將有效解決空調冷熱源面臨的資源與環境的壓力,應用前景良好。

然而在寒冷地區，環境溫度較低，風冷蒸發器的表面容易結霜，導致蒸發器換熱效率大大降低，從熱源側吸收的熱量減少，蒸發溫度和蒸發壓力降低，壓縮機吸入的制冷劑質量流量降低，導致制熱能力急劇下降；同時，結霜嚴重時會導致制冷劑在蒸發器中蒸發不完全，壓縮機吸氣帶液，損壞壓縮機，系統無法正常運行。因而，二氧化碳熱泵熱水器在寒冷地區的應用受到了一定的限制。在二氧化碳熱泵熱水器系統中，壓縮機的排氣壓力很高，蒸發器的承壓性能有限，常規的R22熱泵熱水器所使用的四通換向閥逆循環除霜和熱氣旁通除霜不適用于二氧化碳熱泵熱水器系統中。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種具有除霜功能的二氧化碳熱泵熱水器，該熱水器可以有效解決在寒冷地區蒸發器結霜、熱水器制熱量衰減、制熱效率降低等問題，促進二氧化碳熱泵熱水器在寒冷地區的推廣和應用。

為了實現本發明的目的，本發明采用了以下技術方案：

一種具有除霜功能的二氧化碳熱泵熱水器，包括二氧化碳制冷劑主循環回路、除霜管路以及熱水供應回路；所述二氧化碳制冷劑主循環回路包括依次連接的蒸發器、壓縮機、氣體冷卻器以及膨脹閥；所述除霜管路包括依次連接的第一電磁閥以及第一降壓毛細管，所述第一電磁閥的進口端與所述壓縮機出口端連接，所述第一降壓毛細管的出口端與所述蒸發器進口端連接；所述熱水供應回路包括水箱，所述水箱出水端與所述氣體冷卻器水側進口端連接，所述水箱進水端與所述氣體冷卻器水側出口端連接。

進一步，所述壓縮機包括一級壓縮機以及二級壓縮機，所述熱水器還包括中間補氣管路，所述中間補氣管路包括依次連接的第二電磁閥以及第二降壓毛細管，所述第二電磁閥進口端與所述冷卻器的出口端連接，所述第二降壓毛細管出口端與所述二級壓縮機進口端連接。

進一步，所述熱水供應回路還包括循環水泵、進水閥、出水閥以及止回閥，所述循環水泵、進水閥按水流動方向依次安裝在所述水箱出水端與所述氣體冷卻器水側進口端之間，所述出水閥、止回閥按水流動方向依次安裝在所述水箱進水端與所述氣體冷卻器水側出口端之間。

進一步，所述蒸發器包括風機、管翅片換熱管以及用于測量所述管翅片換熱管外側溫度的第一溫度傳感器。

進一步，所述二級壓縮機出口端設有用于測量二氧化碳制冷劑溫度的第二溫度傳感器。

本發明的有益效果在于：