[发明专利]太阳能热水辅助除霜的空气源热泵装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种太阳能热水辅助除霜的空气源热泵装置及其使用方法，是一种蒸发器的除霜技术，尤其涉及利用太阳能热水除霜技术在热泵中应用，属于空气源热泵技术领域。

背景技术

进入21世纪，能源紧张和环境保护意识的增强为可再生能源的发展带来了新的机遇。可再生能源的开发和利用在国际社会和各国政府的大力支持下，加快了推广速度。太阳能是一种取之不尽、安全、清洁无污染的可再生能源，利用太阳能提供低品位能量是减少建筑能耗、缓解能源与环境危机的重要手段之一。20世纪80年代初，国产空气源热泵冷热水机组首先在上海某商场获得应用。据统计，我国空气源热泵冷热水机组占到了建筑空调的45％以上。

空气源热泵机组的应用越来越广泛，然而由于华北地区冬季温度较低，长江流域地区空气湿度较大，机组在运行过程中结霜问题无法避免，严重影响系统效率。为解决上述问题，一般采用水冲霜、电加热、热气旁通和逆循环除霜，还有通过增大换热器的面积以及增大风量来提高蒸发温度，延迟结霜时间，但是效果不明显。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种太阳能热水辅助除霜的空气源热泵装置及其使用方法，以提高蒸发温度以从根本上避免结霜、同时提高热泵的效率和工作稳定性。

本发明为解决技术问题采用以下技术方案。

太阳能热水辅助除霜的空气源热泵装置，其结构特点是，包括太阳能热水系统和空气源热泵系统；

所述太阳能热水系统包括循环水泵、太阳能热水排管、第一截止阀、太阳能集热器、储热水箱和第三截止阀，所述循环水泵、太阳能热水排管、第一截止阀、太阳能集热器、储热水箱、第三截止阀和循环水泵依次连接形成环形的水循环系统；第二截止阀的一端连接在太阳能集热器和第一截止阀之间，所述第二截止阀的另一端连接在循环水泵和太阳能热水排管之间；

所述空气源热泵系统包括蒸发器、膨胀阀、冷凝器、四通换向阀和压缩机，所述蒸发器、膨胀阀、冷凝器、四通换向阀和蒸发器依次连接形成环形的热泵循环系统，所述四通换向阀还与所述压缩机相连接。

本发明的太阳能热水辅助除霜的空气源热泵装置及其使用方法的结构特点也在于：

所述储热水箱内设置有电加热装置，所述所述储热水箱上还连接有进水管和出水管，所述出水管上连接有淋雨喷头。

所述冷凝器上连接有空调。

本发明还提高了一种上述的太阳能热水辅助除霜的空气源热泵装置的使用方法，其特点是：

太阳能热水系统冬季除霜时的运行方式为：关闭第二截止阀，打开第一截止阀和第三截止阀；当阳光充足时，太阳能集热器吸收太阳能后水温升高，热水进入储热水箱，热水经过第三截止阀，再经循环水泵将热水送入太阳能热水排管，太阳能热水排管外的空气温度升高后流过制冷剂盘管，由制冷剂盘管内制冷剂吸收空气热量；太阳能热水排管同时提升蒸发器的制冷剂盘管的温度，进而提高蒸发温度，使蒸发温度维持在0℃以上，防止蒸发器的结霜；

空气源热泵冬季时的工作工程为：压缩机低压吸气侧连接四通换向阀的S接口，此时S接口处为低压高温的气体，低压高温的气体进入压缩机，压缩机的高压排气侧与四通换向阀的D接口相连，D接口一侧为高压高温的气体，四通换向阀的E接口和S接口相通、D接口和C接口相通，高温高压气体经过D接口和C接口进入冷凝器，从冷凝器出来的为低温高压液体，低温高压液体进入膨胀阀出来后变为低温低压的液体，低温低压的液体再进入蒸发器吸热后变为高温低压的气体，高温低压的气体经过四通换向阀的E接口和S接口进入压缩机的低压吸气侧，从而实现制热循环；

太阳能热水系统夏季时的运行方式为：切断第一截止阀，打开第二截止阀和第三截止阀，循环水泵将冷水送入太阳能集热器，太阳能集热器将获得的热水存入储热水箱；

空气源热泵侧夏季制冷时的工作工程为：压缩机的低压吸气侧连接四通换向阀的S接口，压缩机的高压排气侧连接四通换向阀的D接口，蒸发器连接四通换向阀的C接口，E接口和S接口连通，D接口和C接口连通，冷凝器连接四通换向阀的E接口，实现夏季制冷功能。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明的太阳能热水辅助除霜的空气源热泵装置及其使用方法，通过在空气源热泵装置中原有蒸发器的外面增设一排换热管，管内流过的是由太阳能加热的热水，一方面可以对空气进行预热，另一方面也通过翅片的导热来加热制冷剂管道。提高蒸发温度，从根本上避免结霜。由于蒸发温度升高使得热泵可以高效、稳定的使用。