专利名称：冷水旁通化霜的空气源热泵热水机组及其控制方法
技术领域：
本发明涉及以冷媒在由冷凝器、蒸发器和压縮机构成的封闭系统中循环，并以冷凝器为 热交换器，使冷水在热交换器中得到升温并泵入热水箱的空气源热泵热水机组，以及机组的 控制方法。
背景技术：
现有技术中的空气源热泵热水机组是利用热泵的工作原理进行设计的，其系统组成如图 1所示。冷媒在图1所示的封闭系统中循环，压縮机1中排出的高温高压气体进入冷凝器2， 在冷凝器2中与冷水进行热交换，使冷水升温，同时，高温高压气体被冷凝成为中温高压的 液体，再经节流装置3节流后成为低温低压液体，以低温低压的液态进入蒸发器4，蒸发过 程中吸收空气热量并使冷媒蒸发成为低温低压气体，继而被重新吸入压縮机l，如此以蒸发 器的吸热和冷凝器的放热进行系统循环，同时，水泵5的运行使冷水经热交换器升温后贮入 热水箱6，在热水箱6中获得所需的热水。
该系统设置中，由于空气源热泵热水机组是在低温环境中运行，蒸发器4的表面温度很 低，通常低于0'C，从而导致蒸发器4的表面结霜甚至结冰，霜或冰层阻隔了空气与冷媒的 热交换，降低机组的制热水能力。为此，在蒸发器表面结霜达到一定程度时，必须及时化霜， 以保证空气与冷媒热交换能有效进行，保障机组的制热水能力。
目前，为实现化霜是在系统中设置四通阀进行换向，改变冷媒的流向进行化霜，其工作 原理如图2所示。
压縮机1排出的高温高压气体经四通阀7改变流向，进入蒸发器4散热化霜，并冷凝成 为中温高压液体，经节流装置3节流后成为低温低压液体进入冷凝器2，在冷凝器2中吸收 水的热量进行蒸发成为低温低压气体，再被吸入压縮机1进行压縮做功成为高温高压气体， 如此往复循环直至将霜化净。这一化霜过程中，冷凝器2处于吸热状态，并且吸取的是由水 泵5泵入冷凝器2中的冷水的热量，使冷水的水温更低，并且这一低温水同样被注入在热水 箱中。因此，每一次的化霜，热水箱都因低温水的注入造成整个箱内水温一定程度的降低， 这不仅带来热水箱水温的波动，也带来热量无谓的损失；若是在化霜过程中，停止水泵的运 行，截止水的流动，又将导致水在冷凝器中被冻结成冰，冷凝器会被胀裂而损坏。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种冷水旁通化霜的空气源热泵 热水机组及其控制方法，在保证化霜效果的前提下，避免化霜过程对热水箱带来热量损失， 提高热水使用率，减小水温波动，并能保证冷凝器不受损伤。
本发明解决技术问题采用如下技术方案
本发明冷水旁通化霜的空气源热泵热水机组是以压縮机、冷凝器、蒸发器和节流装置构 成封闭的循环系统，系统中设置用于改变冷媒流向进行化霜的四通换向阀；以冷凝器为热交 换器，冷水水源管通过水泵接入在热交换器的输入端口，热交换器的输出端口通过热水管接 入在热水箱的输入端口。
本发明冷水旁通化霜的空气源热泵热水机组的结构特点是在热水管中，设置热水阀，在 热水阀与热交换器的输出端口之间设置旁通低温水路，旁通低温水路中设置有截止阀。
本发明冷水旁通化霜的空气源热泵热水机组控制方法的特点是
设置热水阀打开，截止阀关断，循环系统工作在以蒸发器吸热、以冷凝器散热的制热水 状态；
或设置热水阀关闭，截止阀打开，循环系统工作在以蒸发器散热、以冷凝器吸热的化霜 状态。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在
1、 本发明通过设置热水阀阻止化霜过程中形成的低温水进入热水箱，避免了热水箱由 于低温水的注入而造成的水温波动，以及热量的无谓损失。
2、 本发明通过设置旁通低温水路，使化霜过程中形成的低温水能够通过该旁通低温水 路直接排放，避免了在冷凝器中被冻结成冰，保证了冷凝器不受损伤。
3、 本发明结构简单、控制方法易于实施，效果显著。
图1为本发明热泵热水机组工作原理图。
图2为本现有技术中空气源热泵热水机组化霜工作原理图。
图3为本发明系统结构示意图。
图4为本发明化霜过程工作原理示意图。
图中标号l压縮机、2冷凝器、3节流装置、4蒸发器、5水泵、6热水箱、7四通阀、 8热水阀、9截止阀、IO冷水水源管、ll热水管、12旁通低温水路。 以下通过具体实施方式
，结合附图对本发明作进一步描述
具体实施例方式
参见图3、图4，与已有技术相同的是，本实施例中机组是以压縮机l、冷凝器2、蒸发 器4和节流装置3构成封闭的循环系统，系统中设置用于改变冷媒流向进行化霜的四通换向 阀7，并以冷凝器2为热交换器，冷水水源管10通过水泵5接入在热交换器的输入端口， 热交换器的输出端口通过热水管11接入在热水箱6的输入端口。
图中所示，本实施例中，在热水管ll中，设置热水阀8，在热水阀8与热交换器的输 出端口之间设置旁通低温水路12，旁通低温水路12中设置有截止阀9。
该机组的控制方法是
设置热水阀8开启，截止阀9关断，循环系统工作在以蒸发器4吸热、以冷凝器2散热 的制热水状态中(图3所示)。
或设置热水阀8关闭，截止阀9开启，循环系统工作在以蒸发器4散热、以冷凝器2吸 热的化霜状态中(图4所示)。
使用时，当机组正常制取热水时，通过控制使热水阀8开启，截止阀9关闭；当机组化 霜时，通过控制使热水阀8关闭，截止阀9开启；机组化霜结束时，重新开启热水阀8，并 关闭截止阀9，恢复机组制热水工作状况。
权利要求
1、冷水旁通化霜的空气源热泵热水机组，所述机组是以压缩机(1)、冷凝器(2)、蒸发器(4)和节流装置(3)构成封闭的循环系统，系统中设置用于改变冷媒流向进行化霜的四通换向阀(7)；以所述冷凝器(2)为热交换器，冷水水源管(10)通过水泵(5)接入在热交换器的输入端口，热交换器的输出端口通过热水管(11)接入在热水箱(6)的输入端口；其特征是在所述热水管(11)中，设置热水阀(8)，在热水阀(8)与热交换器的输出端口之间设置旁通低温水路(12)，所述旁通低温水路(12)中设置有截止阀(9)。
2、 一种权利要求1所述的冷水旁通化霜的空气源热泵热水机组的控制方法，其特征是 设置热水阀(8)开启，截止阀(9)关断，循环系统工作在以蒸发器(4)吸热、以冷凝器(2)散热的制热水状态中；或设置热水阀(8)关闭，截止阀(9)开启，循环系统工作在以蒸发器(4)散热、以 冷凝器(2)吸热的化霜状态中。
全文摘要
冷水旁通化霜的空气源热泵热水机组及其控制方法，以压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置构成封闭的循环系统，系统中设置用于改变冷媒流向进行化霜的四通换向阀；以冷凝器为热交换器，冷水水源管通过水泵接入在热交换器的输入端口，热交换器的输出端口通过热水管接入在热水箱的输入端口；其特征是在热水管中设置热水阀，在热水阀与热交换器的输出端口之间设置旁通低温水路，旁通低温水路中设置截止阀。本发明在保证化霜效果的前提下，避免化霜过程对热水箱带来热量损失，提高热水使用率，减小水温波动，并能保证冷凝器不受损伤。
文档编号F24H9/20GK101097090SQ200710024788
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月22日 优先权日2007年6月22日
发明者丁海波, 波 刘, 勇 谢, 颜孝兵 申请人:滁州扬子必威中央空调有限公司