[發明專利]一種廢熱回收型家用空氣能熱泵熱水器及制熱、除霜方法

在審

• 申請號: 201810642816.2
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108426370A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 丁行軍
• 申請（專利權）人: 江蘇天合能源管理有限公司
• 主分類號: F24H4/02
• 分類號: F24H4/02;F25B30/06;F25B41/04;F25B47/02
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 孫彬;雍常明

1.一種廢熱回收型家用空氣能熱泵熱水器，其特征在于：包括壓縮機、四通閥、儲水箱、經濟器、電子膨脹閥、第一氣液分離器、廢水儲水器、翅片蒸發器和第二氣液分離器，所述壓縮機設有排氣口、吸氣口和補氣口，所述壓縮機的排氣口通過管道與四通閥的a端口連接，所述壓縮機的吸氣口與所述第二氣液分離器連接，所述第二氣液分離器與所述四通閥的c端口連接，所述儲水箱的內膽外盤有微通道換熱器，所述四通閥的b端口通過管道與微通道換熱器連接，所述儲水箱和經濟器之間設有第一三通，所述第一三通與經濟器的a端口連接，所述經濟器的b端口通過管道與所述電子膨脹閥連接，所述第一三通與所述經濟器的c端口連接，所述經濟器的d端口與所述壓縮機的補氣口連接，所述電子膨脹閥與所述第一氣液分離器連接，所述第一氣液分離器的兩端分別連接廢水儲水箱和翅片蒸發器，所述廢水儲水箱和翅片蒸發器同時連接第二三通，所述第二三通與所述四通閥的d端口連接。

2.根據權利要求1所述的廢熱回收型家用空氣能熱泵熱水器，其特征在于：所述電子膨脹閥的兩側管道中設有過濾器，用于過濾進出電子膨脹閥的制冷劑。

3.根據權利要求1所述的廢熱回收型家用空氣能熱泵熱水器，其特征在于：所述第一三通與所述經濟器的c端口連接的管路中依次設有電磁閥和熱力膨脹閥，所述電磁閥用于控制制冷劑的通斷，所述熱力膨脹閥用于控制進入經濟器制冷劑的流量大小。

4.根據權利要求1所述的廢熱回收型家用空氣能熱泵熱水器，其特征在于：所述廢水儲水器中設有廢水換熱器，所述第一氣液分離器與所述廢水換熱器連接，所述廢水儲水器和第二三通連接的管路中設有單向閥。

5.根據權利要求1所述的廢熱回收型家用空氣能熱泵熱水器，其特征在于：所述壓縮機和四通閥連接的管路中設有高壓開關，所述壓縮機和第二氣液分離連接的管路中設有低壓開關。

6.根據權利要求4所述的廢熱回收型家用空氣能熱泵熱水器，其特征在于：所述第一氣液分離器為重力式氣液分離器，所述第一氣液分離器的上部與翅片蒸發器連接，所述第一氣液分離器的下部與廢水換熱器連接。

7.根據權利要求1所述的廢熱回收型家用空氣能熱泵熱水器，其特征在于：所述翅片蒸發器的上端設有風機，所述風機用于加速空氣流動。

8.一種廢熱回收型家用空氣能熱泵熱水器的制熱方法，其特征在于：包括步驟如下：

A、首先壓縮機將低溫低壓的制冷劑氣體壓縮成高溫高壓狀態，通過排氣口進入四通閥，此時四通閥不通電，經過四通閥后進入到儲水箱內膽外盤的微通道換熱器，高溫高壓制冷劑在微通道換熱器中與水箱內膽進行熱量交換，水箱內膽再將熱量傳遞給冷水，加熱水溫，高溫高壓的制冷劑氣體逐漸冷凝為液體；

B、液體制冷劑在壓縮機的持續增壓下經過第一三通分成主路和支路，此時電磁閥為通電狀態，一部分通過電磁閥和熱力膨脹閥進入經濟器，從經濟器的c口進入，從d口流出，該部分制冷劑為支路，在經濟器、內蒸發汽化為氣體制冷劑，通過壓縮機的補氣口進入壓縮機進行再次循環；另一部分制冷劑通過第一三通后，從經濟器的a口進入經濟器，從b口流出經濟器，該部分為主路；在經濟器內部，支路部分制冷劑蒸發吸收主路制冷劑的熱量汽化，使得主路制冷劑溫度降低，過冷度增加；

C、由經濟器b口流出的主路制冷劑，經過過濾器后進入電子膨脹閥，在電子膨脹閥的減壓節流作用下，主路制冷劑變為低溫低壓的制冷劑液體并進入第一氣液分離器；

D、在第一氣液分離器中，液體制冷劑和潤滑油由下部進入廢水儲水箱中的廢水換熱器內，液態制冷劑蒸發吸收廢水中的熱量，變為常溫低壓制冷劑蒸汽，通過單向閥后達到翅片蒸發器的出口；

E、在第一氣液分離器中分離出的氣液混合制冷劑從上部進入翅片蒸發器，在風機的作用下，翅片蒸發器內部液體制冷劑與空氣進行熱量交換，吸收空氣中的熱量變為常溫低壓的制冷劑氣體，在第二三通處與在廢水換熱器中蒸發的常溫低壓的制冷劑氣體混合；

F、混合后的制冷劑氣體，經過四通閥回到第二氣液分離器中，氣體通過管道回到壓縮機的吸氣口，進入下一循環中。

9.一種廢熱回收型家用空氣能熱泵熱水器的除霜方法，包括步驟如下：

A、當室外環境溫度很低且濕度較大時，翅片蒸發器結霜，當霜層達到一定程度時，系統進入化霜模式，四通閥通電，改變制冷劑流動方向，經過壓縮機、壓縮的高溫高壓制冷劑氣體進入翅片蒸發器，風機停止運行，高溫高壓的制冷劑氣體在翅片蒸發器內將熱量傳遞給翅片換熱器，翅片換熱器溫度升高，將霜層融化；

B、高溫高壓制冷劑氣體冷凝成液態，經過第一氣液分離器后通過電子膨脹閥，制冷劑液體變為氣液混合狀態，經過濾器后進入到經濟器中，電磁閥為斷電狀態，然后通過經濟器進入到微通道換熱器中，吸收熱水的熱量，蒸發成氣態；

C、最后，依次進過四通閥和第二氣液分離器后回到壓縮機，完成化霜模式循環。