[发明专利]一种热泵热水器低温度环境冷媒加热除霜控制系统

说明书

本发明公开了一种热泵热水器低温度环境冷媒加热除霜控制系统，包括压缩机、四通阀、冷凝器和翅片换热器，所述四通阀与压缩机、冷凝器和翅片换热器相连接，所述冷凝器和翅片换热器之间连接有电子膨胀阀，所述电子膨胀阀和翅片换热器之间连接有冷媒加热器；所述冷媒加热器包括电加热管和冷媒管，电加热管环绕在冷媒管的周围，所述冷媒管与管道相连通；电加热管的两端分别接电源。本发明通过安装一个冷媒加热器，通过冷媒加热器在低环境温度下运行时冷媒加热器通电加热，来提高低温度环境下冷媒温度，从而使得翅片换热器温度提高达到无霜运行目的；在低温度环境下解决翅片换热器结霜问题，从而提高能效，节约运行成本、提高机组运行寿命。

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，具体涉及一种热泵热水器低温度环境冷媒加热除霜控制系统。

背景技术

空气源热泵是一种利用空气中低品位热能生产生活热水、采暖热水和工业热水的高效节能技术。特别是在北方地区冬季采暖得到了广泛的应用。空气源热泵在冬季运行时遇到的最普遍的问题是翅片蒸发器结霜和化霜的问题。特别是在冬季湿度较高的天气和地区，热泵运行时，空气中的水分会在翅片蒸发器的表面特别是在迎风面结霜，霜层随着热泵的运行会逐渐增厚，导致翅片间的间隙越来越小，空气流进热泵翅片蒸发器的阻尼就会越来越大，霜层增厚还会加大蒸发器与对流空气的热阻，当翅片间的间隙被霜层堵满后，热泵蒸发器的空气流通就难以维持，在这种情况下，空气源热泵的制热能力就会大幅衰减。因此，有效除霜对于确保空气源热泵机组可靠运行极其重要。

目前，国内外对空气源热泵翅片蒸发器的除霜控制方法进行了大量的研究，主要的方法概括如下：1)定时除霜，按照热泵机组制热运行时间进行定时化霜。2)根据环境温度和蒸发器盘管温度之差，设定化霜条件，当盘管温度与环温的差值大于某一设定差值，启动化霜。3)对流空气压差控制除霜，当蒸发器翅片进风和出风侧空气压差达到一定的数值时，启动化霜。4)根据对流空气的湿度、确定环境温度与盘管温度差决定化霜条件，当满足条件时进行化霜。5)霜层传感器控制除霜法，通过电容、温度和其他探测方法进行霜层探测，进行除霜。6)红外热成像方法进行霜层探测和判断进行除霜的方法。7)其他综合环境温度、湿度、蒸发压力、盘管温度以及机组化霜累计运行时间等参数进行化霜模糊控制等方法。上述化霜方法大多数需要通过切换四通阀，将压缩机中的高压高温气体引入到室外机中进行除霜，在这种除霜模式下，室内机供热势必受到很大的影响。

为了解决这个问题，特此提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热泵热水器低温度环境冷媒加热除霜控制系统，解决热泵机组在低温度环境下无霜运行，从而提高能效，节约运行成本、提高机组运行寿命。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种热泵热水器低温度环境冷媒加热除霜控制系统，包括压缩机、四通阀、冷凝器和翅片换热器，所述四通阀与压缩机、冷凝器和翅片换热器相连接，所述冷凝器和翅片换热器之间连接有电子膨胀阀，所述电子膨胀阀和翅片换热器之间连接有冷媒加热器。

进一步的，所述冷媒加热器包括电加热管和冷媒管，电加热管环绕在冷媒管的周围，所述冷媒管与管道相连通。

进一步的，电加热管的两端分别接电源。

进一步的，所述四通阀设置有S管、C管、D管和E管，所述压缩机的输入端与四通阀的S管连接，压缩机的输出端与四通阀的D管连接，所述冷凝器的铜管出口通过管道与电子膨胀阀的输入端连通，所述电子膨胀阀的输出端通过冷媒加热器与蒸发器进口的输入端连接，所述蒸发器的输出端与四通阀的E管连通。

进一步的，压缩机的输入端与四通阀的S管之间串联有回气传感器。

进一步的，所述压缩机的输出端与四通阀的D管之间串联有高压开关。

进一步的，所述高压开关和压缩机的输出端之间设有温度传感器。