一种具有逆向除霜功能的CO2热泵热水机的制作方法

本实用新型涉及热泵技术领域，特别涉及一种具有逆向除霜功能的co2热泵热水机。

背景技术：

热泵是一种将低位热源转移到高位热源的装置，在热泵循环中，从低温热源吸收热量，消耗一定的机械功，并将热量传给高温热源。co2热泵热水机则是以空气为热源，从空气中提取热量来生产热水，空气源热泵需定期除霜，常规的氟利昂介质空气源热泵多采用四通换向阀实现逆向除霜，逆向除霜相较于热气旁通除霜而言，除霜速度快，除霜效果好，目前90％以上氟利昂空气源热泵都采用逆向除霜。而co2热泵采用跨临界循环，工作压力高达9～12mpa，没有适合co2的高压四通换向阀，因此目前各厂家的co2热泵热水机均采用由电磁阀控制的热气旁通除霜；然而热气旁通除霜存在化霜时间长、除霜不彻底和除霜能效差等问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：一种具有逆向除霜功能的co2热泵热水机。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种具有逆向除霜功能的co2热泵热水机，在所述co2热泵热水机的内腔设有压缩机、气冷器、回热器、电子膨胀阀、蒸发器、气液分离器、第一电动三通阀和第二电动三通阀；

所述第二电动三通阀的第一个端口与所述压缩机1连接，所述第二电动三通阀的第二个端口分别与所述第一电动三通阀的第二个端口和气冷器连接，所述第二电动三通阀的第三个端口分别与所述蒸发器和第一电动三通阀的第三个端口连接，所述回热器分别与所述气冷器、气液分离器、第一电动三通阀的第一个端口和电子膨胀阀连接，所述电子膨胀阀与所述蒸发器连接，所述压缩机与所述气液分离液连接。

进一步的，还包括电磁阀，所述电磁阀分别与所述回热器和电子膨胀阀连接且所述电磁阀与所述回热器相互并联连接。

进一步的，所述电磁阀与所述回热器之间和所述电磁阀与所述电子膨胀阀之间均通过排气管连接。

本实用新型的有益效果在于：

通过设置第一电动三通阀和第二电动三通阀，通过切换两个电动三通阀的方向，改变压缩机排气的流向，高温排气直接进入蒸发器中进行除霜，实现了逆向除霜功能；逆向除霜可以利用压缩机的高排气温度，结合压缩机轴功率的热量及热水的热量共同进行化霜，缩短化霜时间，彻底化霜，化霜能效(用cop表示，cop＝压缩机轴功率热量+热水热量)/压缩机轴功率热量＞1)，而热气旁通除霜能效cop≤1，因此逆向除霜更节能。本方案设计的co2热泵热水机，逆向除霜时间较热气旁通除霜时间减少约60％，节能约50％，除霜更彻底。

附图说明

图1所示为根据本实用新型的一种具有逆向除霜功能的co2热泵热水机的结构示意图；

标号说明：

1、压缩机；2、气冷器；3、回热器；4、电子膨胀阀；5、蒸发器；6、气液分离器；7、第一电动三通阀；8、第二电动三通阀；9、电磁阀。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1所示，本实用新型提供的技术方案：

一种具有逆向除霜功能的co2热泵热水机，在所述co2热泵热水机的内腔设有压缩机、气冷器、回热器、电子膨胀阀、蒸发器、气液分离器、第一电动三通阀和第二电动三通阀；

所述第二电动三通阀的第一个端口与所述压缩机1连接，所述第二电动三通阀的第二个端口分别与所述第一电动三通阀的第二个端口和气冷器连接，所述第二电动三通阀的第三个端口分别与所述蒸发器和第一电动三通阀的第三个端口连接，所述回热器分别与所述气冷器、气液分离器、第一电动三通阀的第一个端口和电子膨胀阀连接，所述电子膨胀阀与所述蒸发器连接，所述压缩机与所述气液分离液连接。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：

通过设置第一电动三通阀和第二电动三通阀，通过切换两个电动三通阀的方向，改变压缩机排气的流向，高温排气直接进入蒸发器中进行除霜，实现了逆向除霜功能；逆向除霜可以利用压缩机的高排气温度，结合压缩机轴功率的热量及热水的热量共同进行化霜，缩短化霜时间，彻底化霜，化霜能效(用cop表示，cop＝压缩机轴功率热量+热水热量)/压缩机轴功率热量＞1)，而热气旁通除霜能效cop≤1，因此逆向除霜更节能。本方案设计的co2热泵热水机，逆向除霜时间较热气旁通除霜时间减少约60％，节能约50％，除霜更彻底。

进一步的，还包括电磁阀，所述电磁阀分别与所述回热器和电子膨胀阀连接且所述电磁阀与所述回热器相互并联连接。

从上述描述可知，通过设置电磁阀，在逆向除霜时，电磁阀打开，减少制冷剂经过回热器做有害换热，能够有效提高co2热泵热水机逆向除霜的效率。

进一步的，所述电磁阀与所述回热器之间和所述电磁阀与所述电子膨胀阀之间均通过排气管连接。

请参照图1所示，本实用新型的实施例一为：

一种具有逆向除霜功能的co2热泵热水机，在所述co2热泵热水机的内腔设有压缩机1、气冷器2、回热器3、电子膨胀阀4、蒸发器5、气液分离器6、第一电动三通阀7和第二电动三通阀8；

所述第二电动三通阀8的第一个端口与所述压缩机1连接，所述第二电动三通阀8的第二个端口分别与所述第一电动三通阀7的第二个端口和气冷器2连接，所述第二电动三通阀8的第三个端口分别与所述蒸发器5和第一电动三通阀7的第三个端口连接，所述回热器3分别与所述气冷器2、气液分离器6、第一电动三通阀7的第一个端口和电子膨胀阀4连接，所述电子膨胀阀4与所述蒸发器5连接，所述压缩机1与所述气液分离液6连接。

还包括电磁阀9，所述电磁阀9分别与所述回热器3和电子膨胀阀4连接且所述电磁阀9与所述回热器3相互并联连接。

所述电磁阀9与所述回热器3之间和所述电磁阀9与所述电子膨胀阀4之间均通过排气管连接。

上述的co2热泵热水机的包括两种工作方式，分别为制热模式和除霜模式。

上述的co2热泵热水机制热模式的工作原理为：

压缩机1排出的高温高压co2超临界气体进入气冷器2，与水换热制出热水；高温co2热气与水换热后温度降低，进入回热器3中继续与蒸发器5回气进行换热，可以提高系统能效值cop；温度进一步降低的co2低温超临界气体经过电子膨胀阀4进行节流减压后进入两相区，变成co2汽液混合物后进入蒸发器5中吸收空气中的热量蒸发为气态；低温低压的co2气体经过回热器3的加热以及气液分离器6的分离后回到压缩机1，如此形成系统循环。

上述的co2热泵热水机除霜模式的工作原理为：

co2热泵热水机系统中的电动三通阀切换方向，压缩机1排出的高温高压co2超临界气体进入蒸发器5中，利用排气的热量将蒸发器5翅片表面的霜融化，化霜后co2气体降温冷凝；低温的co2液体通过经过电子膨胀阀4进行节流减压后进入两相区，变成co2汽液混合物后进入气冷器2中，吸收热水的热量蒸发为气态；通过开启电磁阀9来屏蔽回热器3，蒸发后的co2气体经过气液分离器6后回到压缩机1，如此形成系统循环；待除霜完成后通过电动三通阀的换向，切换回制热模式。

综上所述，本实用新型提供的一种具有逆向除霜功能的co2热泵热水机，通过设置第一电动三通阀和第二电动三通阀，通过切换两个电动三通阀的方向，改变压缩机排气的流向，高温排气直接进入蒸发器中进行除霜，实现了逆向除霜功能；逆向除霜可以利用压缩机的高排气温度，结合压缩机轴功率的热量及热水的热量共同进行化霜，缩短化霜时间，彻底化霜，化霜能效(用cop表示，cop＝压缩机轴功率热量+热水热量)/压缩机轴功率热量＞1)，而热气旁通除霜能效cop≤1，因此逆向除霜更节能。本方案设计的co2热泵热水机，逆向除霜时间较热气旁通除霜时间减少约60％，节能约50％，除霜更彻底。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。