化霜辅助装置、空气源热泵机组、热水器及空调的制作方法

本实用新型涉及热泵技术领域，特别是涉及一种化霜辅助装置、空气源热泵机组、热水器及空调。

背景技术：

空气源热泵机组是一种可以将低位热能转换为高位热能的装置，从而起到节约电能等高位能的目的，被广泛地应用于热水器及空调等领域。空气源热泵机组包括至少两个换热器，两个换热器通过制热管道相连。通常当利用空气源热泵机组制热时，其中一个换热器处于室外，用于吸收空气中的热量，另一个换热器释放热量。当在冬季进行制热时，由于室外换热器的表面温度低于环境温度，故室外换热器容易结霜，当霜层较厚时，会严重影响到空气源热泵的制热能力。

传统化霜方法中，利用四通阀使制冷剂的流通方向换向，此时，室外换热器充当冷凝器，从另一个换热器处吸收热量，并将热量在室外换热器处释放以加热其表面的霜，从而达到化霜的目的。但是，传统化霜方法的化霜速度较慢，且另一个换热器处的温度波动较大，导致供热产生波动。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种化霜辅助装置、空气源热泵机组、热水器及空调，旨在加快化霜速度、减少温度波动，保证供热平稳。

一种化霜辅助装置，包括：

储存容器，用于储存换热介质；

加热源，用于加热所述换热介质；及

第一换热器，通过介质流通管道与所述储存容器连接形成换热介质循环回路，所述第一换热器用于连接所述介质流通管道与空气源热泵机组的制热管道，以使在所述空气源热泵机组化霜时，所述介质流通管道中的所述换热介质与所述制热管道中的制冷剂进行热交换。

上述化霜辅助装置至少具有以下优点：

化霜时，储存容器里储存有换热介质，加热源可通过直接或间接的方式加热换热介质，被加热的换热介质能在介质流通管道中流通。第一换热器用于连接介质流通管道与空气源热泵机组的制热管道，以使介质流通管道中的换热介质与制热管道中的制冷剂进行热交换。由于制冷剂可从换热介质处吸收热量，故可加快化霜速度，减少温度波动。此外，由于制冷剂可从第一换热器处吸收热量，故一方面可减少在用于释放热量的换热器处吸收的热量，另一方面节流元件与制热时用于释放热量的换热器之间的制热管道的温度较高，可在一定程度上减少制热管道对用于释放热量的换热器处的影响，从而起到了进一步减少温度波动的作用。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，还包括循环泵，所述循环泵连接在所述换热介质循环回路中，所述循环泵用于提供动力，使所述换热介质在所述换热介质循环回路中流通。

在其中一个实施例中，所述循环泵的数量为至少两个，且所述至少两个循环泵并联设置。

在其中一个实施例中，所述加热源为电阻加热元件，所述电阻加热元件设置于所述储存容器的内部；或者

所述加热源为热水箱，所述热水箱与所述储存容器相连通；或者

所述加热源为加热炉，所述加热炉用于通过火焰加热所述储存容器的外壁。

一种空气源热泵机组，包括：

机组主体，包括通过制热管道连接并形成循环回路的第二换热器、压缩机、第三换热器及节流元件，制冷剂在化霜时的流通方向为从第三换热器到节流元件再到第二换热器然后到压缩机，所述第二换热器用于在所述机组主体制热时吸收空气中的热量，所述第三换热器用于在所述机组主体制热时释放热量，所述压缩机具有排气口及吸气口，所述机组主体还包括四通阀，所述四通阀具有第一接口、第二接口、第三接口及第四接口，所述四通阀的第一接口通过制热管道与所述第二换热器相连，所述四通阀的第二接口通过制热管道与所述压缩机的排气口相连，所述四通阀的第三接口通过制热管道与所述压缩机的吸气口相连，所述四通阀的第四接口通过制热管道与所述第三换热器相连；及

如上述所述的化霜辅助装置，所述第一换热器设置于所述节流元件与所述第三换热器之间，所述介质流通管道中的所述换热介质能通过所述第一换热器与所述制热管道中的所述制冷剂进行热交换。

上述空气源热泵机组至少具有以下优点：

化霜时，四通阀使得热量循环换向，第二换热器充当冷凝器，第三换热器充当蒸发器。制冷剂经过第三换热器时，在第三换热器处吸收热量，然后通过四通阀进入到压缩机中，接着经四通阀到第二换热器处释放热量，以进行化霜。释放热量后的制冷剂经节流元件达到第三换热器处再次吸热，热量循环持续进行至化霜完成。

经加热后的换热介质在第二换热器处与经过节流元件后的制冷剂进行换热，以使制冷剂的温度升高，从而加快化霜速度。一方面制冷剂的温度升高后可减少在第三换热器处吸收的热量，另一方面可减少制热管道对第三换热器处温度的影响，从而起到减少温度波动的作用。此外，由于化霜速度的加快，故化霜时间会变短，从而进一步减少了第三换热器处的温度波动。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，还包括风机，所述风机靠近所述第二换热器设置，所述风机用于把空气送入所述第二换热器。

在其中一个实施例中，所述换热介质与所述制冷剂的流通方向相反。

一种热水器，包括：

储水箱；及

如上述所述的空气源热泵机组，所述第三换热器与所述储水箱通过进水管路及出水管路相连通。

上述热水器至少具有以下优点：

由于热水器包括上述空气源热泵机组，故可降低因化霜而导致的储水箱内水的水温的波动，加快化霜速度。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述储水箱与所述储存容器相连通。

一种空调，其特征在于，包括如上述所述的空气源热泵机组，所述第二换热器位于室外，所述第三换热器位于室内。

上述空调至少具有以下优点：

由于热水器包括上述空气源热泵机组，故可降低因化霜而导致的室内温度的波动，加快化霜速度，从而较好地保证了室内环境的舒适度。

附图说明

图1为一实施方式中热水器的示意图；

图2为图1中空气源热泵机组的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“相连”，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图1及图2，一实施方式中的热水器10，包括空气源热泵机组100及储水箱200，空气源热泵机组100用于加热储水箱200中的水，该热水器10具有化霜速度快、化霜时水温波动小、供热平稳的特点。

空气源热泵机组100包括机组主体110及化霜辅助装置120，化霜时，化霜辅助装置120处产生的热量可传递至机组主体110处，以用于加热节流后的制冷剂，从而加快化霜速度、减少储水箱200内水温的波动。

机组主体110包括通过制热管道111连接并形成循环回路的第二换热器112、压缩机113、第三换热器114及节流元件115，制冷剂在化霜时的流通方向为从第三换热器114到节流元件115再到第二换热器112然后到压缩机113。第二换热器112用于在机组主体110制热时吸收空气中的热量，第三换热器114用于在机组主体110制热时释放热量，压缩机具有排气口113a及吸气口113b。

机组主体110还包括四通阀116，四通阀具有第一接口、第二接口、第三接口及第四接口。四通阀116的第一接口通过制热管道111与第二换热器112相连，四通阀116的第二接口通过制热管道111与压缩机113的排气口113a相连，四通阀116的第三接口通过制热管道111与压缩机113的吸气口113b相连，四通阀116的第四接口通过制热管道111与第三换热器114相连。

在本实施方式中，制热时，制冷剂在第二换热器112处吸收空气中的热量，且第二换热器112处的制冷剂呈低温低压状态，制冷剂经制热管道111从四通阀116的第一接口进入四通阀116，然后流通至四通阀116的第三接口，并从四通阀116的第三接口通过，经制热管道111通过压缩机113的吸气口113b进入压缩机113内，在压缩机113的作用下呈高温高压状态，高温高压状态的制冷剂通过四通阀116的第二接口进入四通阀116内，然后从四通阀116的第四接口通过，并经制热管道111流通至第三换热器114时进行放热，以加热储水箱200内的水。从第三换热器114出来的制冷剂经过节流元件115时，在节流元件115的作用下压力降低，呈气液两相状态，以便再次到达第二换热器112处吸收热量。在制热过程中，第二换热器112充当蒸发器，第三换热器114充当冷凝器。

化霜时，在四通阀116的作用下，制冷剂的流通方向与制热时的流通方向相反。制冷剂在第三换热器114处吸收储水箱200内的热量，且第三换热器114处的制冷剂呈低温低压状态，制冷剂经制热管道111从四通阀116的第四接口进入四通阀116，然后流通至四通阀116的第三接口，并从四通阀116的第三接口通过，经制热管道111通过压缩机113的吸气口113b进入压缩机113内，在压缩机113的作用下呈高温高压状态，高温高压状态的制冷剂通过四通阀116的第二接口进入四通阀116内，然后从四通阀116的第一接口通过，并经制热管道111流通至第二换热器112时进行放热，以使第二换热器112表面的霜层化掉。从第二换热器112出来的制冷剂经过节流元件115时，在节流元件115的作用下压力降低，呈气液两相状态，以便再次到达第三换热器114处吸收热量。由于化霜所用的热量来源于储水箱200内的水，故化霜时，水温会有一定程度的波动。在化霜过程中，第三换热器114充当蒸发器，第二换热器112充当冷凝器。在本实施方式中，第二换热器112为板式换热器或翅片式换热器等，第三换热器114为板式换热器或盘管壳式换热器等。

化霜辅助装置120包括储存容器121、加热源122及第一换热器123，该化霜辅助装置120可在一定程度上减少制热管道111对第三换热器114处温度的影响，从而起到了减少温度波动的作用，此外还可加快化霜速度，缩短化霜时间。

储存容器121用于储存换热介质，在本实施方式中换热介质为水。当然，在其他实施方式中，换热介质还可以为其他溶液。加热源122用于加热换热介质，加热源122加热换热介质的方式可以有多种，如通过火力或电力等方式。在本实施方式中，加热源122为电阻加热元件，电阻加热元件设置于储存容器121的内部，电阻加热元件可直接接触储存容器121内的换热介质，从而在通电时加热换热介质，简单方便，且成本较低。

在其他实施方式中，加热源122还可以为热水箱，热水箱与储存容器121相连通，热水箱中的热水流入储存容器121后也可以充当换热介质，随着热水地补入，储存容器121内部的水也应适当地排出，由于排出的水也具有一定温度，所以可对排出的水进行再利用。或者，加热源122为加热炉，加热炉用于通过火焰加热储存容器121的外壁，从而间接加热储存容器121内的换热介质，方便快捷，取材容易。

第一换热器123通过介质流通管道124与储存容器121连接形成换热介质循环回路，第一换热器123用于连接介质流通管道124与空气源热泵机组100的制热管道111，以使在空气源热泵机组100化霜时，介质流通管道124中的换热介质与制热管道111中的制冷剂进行热交换。在本实施方式中，第一换热器123为管壳式换热器等。

化霜辅助装置120还包括循环泵125，循环泵125连接在换热介质循环回路中，循环泵125用于提供动力，使换热介质在换热介质循环回路中流通。循环泵125的存在可加快换热介质的流通速度，从而提高第一换热器123处的热交换效率。进一步地，循环泵125的数量为至少两个，且至少两个循环泵125并联设置，正常使用时，一备一用，防止正在使用的循环泵125发生故障时而无法快速化霜的情况出现，提高了化霜辅助装置120的工作可靠性。

可选地，换热介质与制冷剂的流通方向相反，以利于促进换热介质与制冷剂之间的热交换，使得在同等情况下，单位时间内交换的热量更多。此外，这种通过换热介质与制冷剂在第一换热器123处进行热交换的方式，可使热交换相对平稳、稳定，从而提高了空气源热泵机组100的工作稳定性。

空气源热泵机组100还包括风机130，风机130靠近第二换热器112设置，风机130用于把空气送入第二换热器112，以便于第二换热器112从空气中吸收热量。风机130的存在使得第二换热器112在单位时间内可接触更多的空气，从而提高了制热效果。

储水箱200与第三换热器114通过进水管路210及出水管路220相连通。储水箱200内的水经进水管路210进入第三换热器114，与制热管道111内的制冷剂进行换热，以使水温升高，升温后的水从出水管路220流回储水箱200。进一步地，制热时，在第三换热器114内，制冷剂的流动方向与水的流动方向相反，以促进制冷剂与水之间的热交换。

进一步地，储水箱200与储存容器121相连通，储水箱200内的水可在化霜时流入储存容器121，用于加热换热介质，此时储水箱200内的水加热换热介质的原理类似于热水箱内的水加热换热介质的原理，在此不再赘述。利用储水箱200内的水加热换热介质，既可保证储水箱200内的水温波动小，又能加快化霜速度。

上述热水器10至少具有以下优点：

化霜时，在四通阀116的作用下，制冷剂的流通方向与制热时的流通方向相反，第三换热器114从储水箱200内吸收热量，吸收有热量的制冷剂依次通过四通阀116、压缩机113及四通阀116到达第二换热器112处释放热量，以使第二换热器112表面的霜层化掉。

加热源122加热储存容器121内的换热介质，节流后的制冷剂与换热介质在第一换热器123处进行热交换，一方面可使制冷剂在第一换热器123处吸收较多的热量，而减少在储水箱200内吸收热量，以减少储水箱200内的水温波动；另一方面由于制冷剂可在第一换热器123处吸热，也可在储水箱200内吸热，加快了化霜速度，缩短了化霜时间。

一实施方式中的空调，包括空气源热泵机组，空气源热泵机组包括机组主体及化霜辅助装置，该空调具有化霜速度快、化霜时室内温度波动小、供热平稳的特点。

机组主体包括通过制热管道连接并形成循环回路的第二换热器、压缩机、第三换热器及节流元件，制冷剂在化霜时的流通方向为从第三换热器到节流元件再到第二换热器然后到压缩机。第二换热器用于在机组主体制热时吸收空气中的热量，第三换热器用于在机组主体制热时释放热量，压缩机具有排气口及吸气口。在本实施方式中，第二换热器位于室外，第三换热器位于室内。

机组主体还包括四通阀，四通阀具有第一接口、第二接口、第三接口及第四接口。四通阀的第一接口通过制热管道与第二换热器相连，四通阀的第二接口通过制热管道与压缩机的排气口相连，四通阀的第三接口通过制热管道与压缩机的吸气口相连，四通阀的第四接口通过制热管道与第三换热器相连。

在本实施方式中，制热时，制冷剂在第二换热器处吸收空气中的热量，且第二换热器处的制冷剂呈低温低压状态，制冷剂经制热管道从四通阀的第一接口进入四通阀，然后流通至四通阀的第三接口，并从四通阀的第三接口通过，经制热管道通过压缩机的吸气口进入压缩机内，在压缩机的作用下呈高温高压状态，高温高压状态的制冷剂通过四通阀的第二接口进入四通阀内，然后从四通阀的第四接口通过，并经制热管道流通至第三换热器时进行放热，以给室内供热。从第三换热器出来的制冷剂经过节流元件时，在节流元件的作用下压力降低，呈气液两相状态，以便再次到达第二换热器处吸收热量。在制热过程中，第二换热器充当蒸发器，第三换热器充当冷凝器。

化霜时，在四通阀的作用下，制冷剂的流通方向与制热时的流通方向相反。制冷剂在第三换热器处吸收室内的热量，且第三换热器处的制冷剂呈低温低压状态，制冷剂经制热管道从四通阀的第四接口进入四通阀，然后流通至四通阀的第三接口，并从四通阀的第三接口通过，经制热管道通过压缩机的吸气口进入压缩机内，在压缩机的作用下呈高温高压状态，高温高压状态的制冷剂通过四通阀的第二接口进入四通阀内，然后从四通阀的第四接口通过，并经制热管道流通至第二换热器时进行放热，以使第二换热器表面的霜层化掉。从第二换热器出来的制冷剂经过节流元件时，在节流元件的作用下压力降低，呈气液两相状态，以便再次到达第三换热器处吸收热量。由于化霜所用的热量来源于室内的空气，故化霜时，室内温度会有一定程度的波动。在化霜过程中，第三换热器充当蒸发器，第二换热器充当冷凝器。在本实施方式中，第二换热器为板式换热器或翅片式换热器等，第三换热器为板式换热器或翅片式换热器等。

化霜辅助装置包括储存容器、加热源及第一换热器，该化霜辅助装置可在一定程度上减少制热管道对用于释放热量的换热器处的影响，从而起到了减少温度波动的作用，此外还可加快化霜速度，缩短化霜时间。

储存容器用于储存换热介质，在本实施方式中换热介质为水。当然，在其他实施方式中，换热介质还可以为其他溶液。加热源用于加热换热介质，加热源加热换热介质的方式可以有多种，如通过火力或电力等方式。在本实施方式中，加热源为电阻加热元件，电阻加热元件设置于储存容器的内部，电阻加热元件可直接接触储存容器内的换热介质，从而在通电时加热换热介质，简单方便，且成本较低。

在其他实施方式中，加热源还可以为热水箱，热水箱与储存容器相连通，热水箱中的热水流入储存容器后也可以充当换热介质，随着热水地补入，储存容器内部的水也应适当地排出，由于排出的水也具有一定温度，所以可对排出的水进行再利用。或者，加热源为加热炉，加热炉用于通过火焰加热储存容器的外壁，从而间接加热储存容器内的换热介质，方便快捷，取材容易。

第一换热器通过介质流通管道与储存容器连接形成换热介质循环回路，第一换热器用于连接介质流通管道与空气源热泵机组的制热管道，以使在空气源热泵机组化霜时，介质流通管道中的换热介质与制热管道中的制冷剂进行热交换。在本实施方式中，第一换热器为管壳式换热器等。

化霜辅助装置还包括循环泵，循环泵连接在换热介质循环回路中，循环泵用于提供动力，使换热介质在换热介质循环回路中流通。循环泵的存在可加快换热介质的流通速度，从而提高第一换热器处的热交换效率。进一步地，循环泵的数量为至少两个，且至少两个循环泵并联设置，正常使用时，一备一用，防止正在使用的循环泵发生故障时而无法快速化霜的情况出现，提高了化霜辅助装置的工作可靠性。

可选地，换热介质与制冷剂的流通方向相反，以利于促进换热介质与制冷剂之间的热交换，使得在同等情况下，单位时间内交换的热量更多。此外，这种通过换热介质与制冷剂在第一换热器处进行热交换的方式，可使热交换相对平稳、稳定，从而提高了空气源热泵机组的工作稳定性。

空气源热泵机组还包括风机，风机靠近第二换热器设置，风机用于把空气送入第二换热器，以便于第二换热器从空气中吸收热量。风机的存在使得第二换热器在单位时间内可接触更多的空气，从而提高了制热效果。

上述空调至少具有以下优点：

化霜时，在四通阀的作用下，制冷剂的流通方向与制热时的流通方向相反，第三换热器从室内空气中吸收热量，吸收有热量的制冷剂依次通过四通阀、压缩机及四通阀到达第二换热器处释放热量，以使第二换热器表面的霜层化掉。

加热源加热储存容器内的换热介质，节流后的制冷剂与换热介质在第一换热器处进行热交换，一方面可使制冷剂在第一换热器处吸收较多的热量，而减少在室内空气中吸收热量，从而减少室内温度的波动，提高室内舒适度；另一方面由于制冷剂可在第一换热器处吸热，也可在室内空气中吸热，加快了化霜速度，缩短了化霜时间，以进一步减少室内温度的波动。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。