[发明专利]具有融霜功能的二氧化碳跨临界热泵热水机组和融霜操控方法

说明书

本发明提供了一种具有融霜功能的二氧化碳跨临界热泵热水机组和融霜操控方法，属于热泵热水技术领域。它解决了现有技术设计造价高等问题。本具有融霜功能的二氧化碳跨临界热泵热水机组和融霜操控方法包括控制器和由冷媒管依次连接压缩机、冷凝器、节流件和蒸发器形成的一个循环回路，冷凝器的冷水进水口与冷水进水管连通、热水出水口与热水出水管连通，热水出水管与冷水进水管之间连通设有热水支管等。本具有融霜功能的二氧化碳跨临界热泵热水机组和融霜操控方法的优点在于：通过在冷水进水管和热水出水管之间连接一根热水支管，并通过电动三通阀来控制热水出水管中的热水流入冷水进水管的量来使经过冷凝器后的气态冷媒始终为高温气体。

技术领域

本发明属于热泵热水技术领域，尤其是涉及一种具有融霜功能的二氧化碳跨临界热泵热水机组和融霜操控方法。

背景技术

近年来为绿化环境，节能减排，二氧化碳制冷剂热泵热水机组被人们重新认识。二氧化碳制冷剂热泵热水机组主要采用跨临界应用方式，亚临界状态在环境中吸热，跨临界区冷凝散热加热热水。由于二氧化碳无论是在亚临界状态还是跨临界状态，压力都特别高，无法采用合适的四通阀换向进行冷热交替融霜，这样导致限制了二氧化碳制冷剂热泵热水机组推广应用，为了解决二氧化碳制冷剂热泵热水机组融霜的问题，目前普遍是采用电磁阀旁通融霜控制技术(见图1)，即在融霜模式时通过打开图1中标号为11的旁通融霜电磁阀以减少流入标号为6的膨胀阀内的冷媒，冷媒热量的损失得以减少，以使高温冷媒能进入标号为8的蒸发器，但由于图1中标号为11的旁通融霜电磁阀只是简单的开关，无法控制冷媒气体流量，融霜时机组状态无法控制，同时旁通融霜电磁阀价格昂贵，造成机组成本大幅升高，另外由于二氧化碳跨临界热泵热水机组系统压力超高，旁通融霜电磁阀容易损坏造成系统泄漏，导致机组运行不正常的机率增加等问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，解决现有技术中因采用旁通融霜电磁阀来解决融霜，导致的制造成本增加的问题的具有融霜功能的二氧化碳跨临界热泵热水机组。

本发明的另一个目的是针对上述问题，提供一种解决融霜问题的二氧化碳跨临界热泵热水机组的融霜操控方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的具有融霜功能的二氧化碳跨临界热泵热水机组，包括控制器和由冷媒管依次连接压缩机、冷凝器、节流件和蒸发器形成的一个循环回路，其特征在于：冷凝器的冷水进水口与冷水进水管连通、热水出水口与热水出水管连通，热水出水管与冷水进水管之间连通设有热水支管，热水出水管和热水支管之间设有用于控制热水出水管流入热水支管的热水流量的电动三通阀，还包括设于压缩机与冷凝器之间的冷媒管上的排气压力传感器和排气温度传感器、设于蒸发器翅片上的翅片温度传感器和靠近设于蒸发器外的环境温度传感器，控制器分别与压缩机、电动三通阀、排气压力传感器、排气温度传感器、翅片温度传感器和环境温度传感器电连接。电动三通阀和热水支管的设置改变了进水的流向，实现融霜模式下，进入冷凝器中的高温气态冷媒不再与冷水发生热交换，即从冷凝器中流出的冷媒依然是高温气体，从而提高了流入蒸发器内的冷媒的温度，有利于除去蒸发器外的霜层。

在上述的具有融霜功能的二氧化碳跨临界热泵热水机组中，靠近蒸发器上的空气进出端设有蒸发风机，控制器与蒸发风机电连接。蒸发风机的设置有利于更好、更快地融霜。

在上述的具有融霜功能的二氧化碳跨临界热泵热水机组中，节流件是电子膨胀阀，控制器与电子膨胀阀电连接。可实现自动控制电子膨胀阀的开度，以控制经过的气态冷媒流量，以保证融霜时间和压缩机的正常运行。