CN106802009A - 一种新型复合蒸发器及空气‑水双热源复合热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具备预热除霜功能的新型复合蒸发器及空气‑水双热源复合热泵系统，该新型复合蒸发器包括至少一排除霜管路、若干排套管管路和若干翅片，除霜管路为设置在空气入口侧的具有除霜功能的热泵工质管路；套管管路与除霜管路平行且各套管管路沿空气流动方向依次布置，套管管路的内管内侧为热媒流道，套管管路的内外管间为热泵工质流道；各所述翅片均沿空气流动方向设置且各翅片均设置在除霜管路及各套管管路上，若干翅片并排相对设置。该新型复合蒸发器的独特结构设计能够保证甚至提升复合蒸发器的换热性能，并有效改善了低温环境下双热源运行模式下低温水源侧热量流失的问题，减少了除霜时复合蒸发器热容的损失。

Description

一种新型复合蒸发器及空气-水双热源复合热泵系统

技术领域

本发明涉及复合换热技术领域，特别是一种具备预热除霜功能的新型复合蒸发器及空气-水双热源复合热泵系统。

背景技术

大力推广太阳能、空气能等可再生能源在建筑中应用早已成为实现建筑节能的重要措施和途径之一，然而单一可再生能源本身的缺点及相关技术应用中的诸多问题使得实际节能效果不佳，制约其进一步推广应用。利用双热源复合热泵技术将太阳能、空气能等几种可再生能源利用形式结合成为联合供能系统，扬长避短、优势互补，成为可再生能源发展的方向之一。目前复合热泵技术的相关研究处于理论和试验阶段，需解决的技术问题仍较多。

复合热泵系统的核心部件之一为复合蒸发器(也称为复合型蒸发器，或复合换热器)，目前为实现热泵系统同时从空气源和水源中吸收能量，复合蒸发器侧已有的设计方案主要有三种：采用热水管道和制冷剂管道并列交替设置的复合换热器、单独的套管+翅片复合换热器、单空气侧蒸发器和单水侧蒸发器分别设置。

复合蒸发器侧的这三种设计方案存在着如下问题：

a、热水管道和制冷剂管道并列交替设置的复合换热器存在问题：单水源制热、空气-水双热源制热运行模式下，复合蒸发器水侧热量需要通过管排间的翅片和空气层传递至制冷剂，其过程中存在的热阻大，致使换热效率低，不利于复合热泵高效运行；空气-水双热源制热运行模式在低温度环境条件下运行时，低温水源侧的热量容易被流经复合蒸发器的低温气流带走到环境中，易造成低温水源侧有限热量的浪费。

b、单独的套管+翅片复合换热器作为复合蒸发器，虽然改善了a中复合蒸发器存在的问题，但单空气源制热运行模式长时间在低温环境下运行需除霜时复合热泵系统仍需采用逆循环除霜解决，逆循环除霜时蒸发器套管环隙制冷剂的工作状态由低压变为高压，对内套管有很高的强度要求，否则容易将其压扁导致内侧水流道不畅，复合蒸发器存在被破坏的隐患；除霜时热泵系统不但停止向外制热，且需要消耗部分已供的热量；同时除霜过程中蒸发器表面温度由正常制热下的低温变为较高温，除霜结束后正常制热又需转成低温，存在热容损失。

c、单空气侧蒸发器和单水侧蒸发器分别设置，存在材料浪费、造价高、系统复杂的问题。

空气-水复合热泵系统一般可实现三种制热运行模式：单空气源制热运行模式、单水源制热运行模式和空气-水双热源制热运行模式。常规的系统图见图1，该复合蒸发器10A可为b单独的套管+翅片复合换热器作为复合蒸发器或a热水管道和制冷剂管道并列交替设置的复合换热器。制热循环中复合蒸发器制冷剂侧的工作状态为低压。制热运行时制冷剂的流程如图1所示：压缩机20出口的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀50流向冷凝器40，制冷剂在冷凝器40冷凝放热(热水带走热量，向外供热)变成低温高压液态制冷剂，通过单向阀70流经储液器80、过滤器90后经膨胀阀30后变成低温低压液态制冷剂，再经单向阀70流向复合蒸发器10A，在复合蒸发器10A中蒸发吸热变成低温低压的气态制冷剂，之后经四通换向阀50流至气液分离器60后流入压缩机20入口，再次进行循环。

制热循环中，通过控制蒸发器的风机和蒸发器侧循环水泵的启停，可实现三种制热运行模式；当蒸发器风机单独运行时为单空气源制热运行模式，当蒸发器侧循环水泵单独运行时为单水源制热运行模式，当蒸发器的风机和蒸发器侧循环水泵同时运行时实现空气-水双热源制热运行模式。当复合热泵系统在低温环境条件下长时间采用单空气源制热运行模式或空气-水双热源制热运行模式时，复合蒸发器表面会逐渐结霜，结霜到一定程度时热泵需启动除霜程序，一般采取逆循环除霜，此时热泵系统制冷剂流程如图2所示：压缩机20出口的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀50流向复合蒸发器10A(即复合蒸发器转化为冷凝器的功能进行使用)，制冷剂在复合蒸发器10A冷凝放热(容霜吸热)变成低温高压液态制冷剂，通过单向阀70流经储液器80、过滤器90后经膨胀阀30后变成低温低压液态制冷剂，再经单向阀70流向冷凝器40，在冷凝器40中蒸发吸热(从热水侧吸热)变成低温低压的气态制冷剂，之后经四通换向阀50流至气液分离器60后流入压缩机20入口。

因此，采用逆循环除霜过程中复合蒸发器的制冷剂侧为高压工作状况，复合蒸发器(其制冷剂流道)的工作状态由制热运行时的低压变为高压，若采用b单独的套管+翅片复合换热器作为复合蒸发器时，对内套管的强度要求很高，否则容易将其压扁导致内侧水流道不畅，复合蒸发器存在被破坏的隐患；除霜过程中系统不仅停止向外供热，且需要从已供的热量或热水中吸收消耗掉部分热量，即存在除霜过程制热的不连续性问题；除霜过程中蒸发器由原来的低温吸热状况、转化为高温容霜状态，除霜结束后仍要转化为低温吸热状况的制热运行状况，故存在热容损失。

发明内容

本发明针对现有的复合热泵中的复合蒸发器的设计方案存在的问题以及复合热泵系统采用逆循环除霜方式导致的除霜过程制热的不连续性、热容损失以及复合蒸发器工作状态由低压变成高压对其存在破坏隐患等问题，提供一种具备预热除霜功能的新型复合蒸发器，通过设置特定的除霜管路和套管管路相配合，能够提升或保证复合蒸发器的较高换热性能，并有效改善了低温环境下双热源运行模式下低温水源侧热量流失的问题，减少了除霜时复合蒸发器热容的损失。本发明还涉及一种采用上述新型复合蒸发器的空气-水双热源复合热泵系统。

本发明的技术方案如下：

一种具备预热除霜功能的新型复合蒸发器，其特征在于，包括至少一排除霜管路、若干排套管管路和若干翅片，

所述除霜管路为设置在空气入口侧的具有除霜功能的热泵工质管路；所述套管管路与除霜管路平行且各套管管路沿空气流动方向依次布置，所述套管管路的内管内侧为热媒流道，套管管路的内外管间为热泵工质流道；各所述翅片均沿空气流动方向设置且各翅片均设置在除霜管路及各套管管路上，所述若干翅片并排相对设置。

所述除霜管路和各套管管路均为蛇形管路并与翅片垂直设置。

采用一排除霜管路和三排套管管路，在每个翅片上打孔四排，一排设置除霜管路，另外三排设置套管管路。

所述套管管路包括依次连接的直排管和弯管，弯管的两端分别连接相邻两行直排管并在连接处外部设置有连接管箱，

所述连接管箱的两侧均具有两个开孔，一侧开孔孔径均与套管管路的相邻两行直排管的外管外径相匹配，另一侧开孔孔径均与套管管路的相邻两行直排管的内管外径相匹配，相邻两行直排管的内管穿过连接管箱后与弯管焊接连接，相邻两行直排管的外管插入连接管箱后焊接密封固定。

除霜管路的外径与套管管路的外管外径相同，所述除霜管路采用铜管并与翅片胀接，套管管路的外管与翅片胀接。

一种采用上述的新型复合蒸发器的空气-水双热源复合热泵系统。

所述空气-水双热源复合热泵系统还包括冷凝器、四通换向阀、压缩机、单向阀、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，

所述压缩机的出口经四通换向阀连接至冷凝器入口，压缩机的出口还经过第一电磁阀连接至所述新型复合蒸发器的除霜管路的一端，所述新型复合蒸发器的除霜管路的另一端连接至单向阀的一端，所述冷凝器的出口经过第二电磁阀也连接至单向阀的一端，冷凝器的出口经第三电磁阀也连接至所述新型复合蒸发器的除霜管路的一端，所述单向阀的另一端分流连接至所述新型复合蒸发器的各套管管路的热泵工质流道的一端，所述新型复合蒸发器的各套管管路的热泵工质流道的另一端合流后连接至四通换向阀。

还包括储液器、过滤器、膨胀阀、气液分离器，所述单向阀依次连接储液器、过滤器和膨胀阀，所述膨胀阀通过单向阀连接至所述新型复合蒸发器的各套管管路的热泵工质流道的一端，所述四通换向阀经气液分离器连接至压缩机的入口，所述新型复合蒸发器的各套管管路的热媒流道经蒸发器侧循环水泵连接至低温水源或水箱，所述冷凝器的热媒通过冷凝器侧循环水泵连接至高温水箱。

所述新型复合蒸发器的空气出口侧设置有风机，通过控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀以及蒸发侧循环水泵的工作状态实现空气-水双热源复合热泵系统在低温环境中的若干种除霜模式。

所述除霜模式包括：冷凝器出口热泵工质再冷除霜模式，此时第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀开启；低温热媒除霜模式，此时第一电磁阀和第三电磁阀关闭，第二电磁阀开启，蒸发器侧循环水泵启动工作；热气旁通除霜模式，此时第一电磁阀和第二电磁阀开启，第三电磁阀关闭；冷凝器出口热泵工质再冷除霜模式与低温热媒除霜模式的组合，此时第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀开启，蒸发器侧循环水泵启动工作；热气旁通除霜模式与低温热媒除霜模式的组合，此时第一电磁阀和第二电磁阀开启，第三电磁阀关闭，蒸发器侧循环水泵启动工作。

本发明的技术效果如下：

本发明涉及一种具备预热除霜功能的新型复合蒸发器，包括至少一排除霜管路、若干排套管管路和若干翅片，除霜管路为设置在空气入口侧的热泵工质管路并具有除霜功能，除霜管路与翅片组合形成除霜管段，若干排套管管路与翅片组合形成蒸发段，套管管路的外管外侧与翅片形成空气流道，这种新型复合蒸发器由于设置除霜管段，在正常的制热循环过程中，相当于增加了复合蒸发器的空气侧换热面积，有利于复合蒸发器的吸热，本发明的独特结构设计能够保证甚至提升复合蒸发器的较高换热性能，有效改善了低温环境中双热源制热模式下低温水源侧热量流失的问题。该新型复合蒸发器在应用时无需采用逆循环除霜，避免了采用常规逆循环除霜模式时热泵制热供热的不连续性、复合蒸发器制冷剂管路(套管环隙)由低压转为高压带来的危害(尤其内管，可被压扁导致内侧水流道不畅)，同时减少了除霜时复合蒸发器热容的损失，增强了复合热泵系统各部件工作的稳定性，延长了使用寿命，具备良好的实用和推广价值。

本发明还涉及一种采用上述新型复合蒸发器的空气-水双热源复合热泵系统，需要进行除霜时，热泵系统仍可保持制热运行模式的流程，通过调整系统热泵工质(如制冷剂)管路上的电磁阀切换和新型复合蒸发器水侧循环水泵的启停可直接进入除霜模式，如采用冷凝器出口制冷剂再冷除霜模式时冷凝器出口的制冷剂先流经除霜管进行再放热除霜，之后可再流向单向阀、膨胀阀和新型复合蒸发器等组件，复合蒸发器水侧管路可以同时辅助除霜；除霜过程中热泵的供热能力降低但可以同时制热(即保证向外供热的连续性)，同时热泵系统各部件的工作状况较为稳定，不存在逆循环除霜过程中各部件压力状况转化的情况，对系统的运行稳定性和延长设备的寿命有利。

附图说明

图1为常规热泵系统的结构示意图及其在制热运行时制冷剂的流程。

图2为图1所示的常规热泵系统在逆循环除霜过程中制冷剂的流程。

图3为本发明具备预热除霜功能的新型复合蒸发器的优选结构示意图。

图4为图3的侧视图。

图5为图3的立体结构示意图。

图6为套管管路的直排管和弯管的连接处的结构示意图。

图7为本发明空气-水双热源复合热泵系统的优选结构示意图。

图中各标号列示如下：

1－套管管路；2－除霜管路；3－翅片；A－空气入口；B－空气出口；

11－热媒流道入口；12－热媒流道出口；13－热泵工质入口；14－热泵工质出口；15－空气流道；16－热媒流道(内套管内侧)；17－热泵工质流道(内外管间的环隙)；18－弯管；121－连接管箱；122－套管外管；123－套管内管；

10A－已有的复合蒸发器；10B－新型复合蒸发器；

V-1－第一电磁阀；V-2－第二电磁阀；V-3－第三电磁阀；

20－压缩机；30－膨胀阀；40－冷凝器；41冷凝器水管入口；42－冷凝器水管出口；50－四通换向阀；60－气液分离器；70－单向阀；80－储液器；90－过滤器；100－蒸发器侧循环水泵；101－水管接至低温水源或水箱；110－冷凝器侧循环水泵；111水管接至高温水箱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行说明。

本发明涉及一种具备预热除霜功能的新型复合蒸发器，包括至少一排除霜管路、若干排套管管路和若干翅片，如图3所示优选结构，图4为图3的侧视图，图5为立体结构示意图，该优选实施例采用一排除霜管路2和三排套管管路1，以及若干翅片3，在每个翅片3上打孔四排，一排设置除霜管路2，另外三排设置套管管路1，标示A和B分别表示空气入口和空气出口。除霜管路2为设置在空气入口A侧的具有除霜功能的热泵工质管路；套管管路1与除霜管路2平行且各套管管路1沿空气流动方向依次布置，套管管路1的内管内侧为热媒流道16，套管管路1的内外管间为热泵工质流道17；各翅片3均沿空气流动方向设置且各翅片3均设置在除霜管路2及各套管管路1上，若干翅片3并排相对设置。除霜管路2和各套管管路1均优选为蛇形管路并与翅片垂直设置，如图4所示，图4可理解为是图3的右视示意图，套管管路1呈蛇形管路，套管管路1的内管内侧为热媒流道16，热媒优选为水，即也可称为水流道，热媒流道16的两端分别具有热媒流道入口11和热媒流道出口12；套管管路1的内外管间的环隙为热泵工质流道17，热泵工质优选为制冷剂，即也可称为制冷剂流道，热泵工质流道17的两端分别具有热泵工质入口13和热泵工质出口14，套管管路与翅片之间形成空气流道15。套管管路1的内管优选采用内螺纹管，以强化水侧换热，该内管的外径可采用9.52mm。优选地，翅片尺寸为132mm*456mm，翅片间距为2.6mm，翅片厚度为0.1mm。

除霜管路2优选采用铜管，除霜管路2的外径与套管管路1的外管外径相同，可以保证相关工艺不复杂化，如除霜管路2采用外径为16mm左右的铜管，在同一翅片上共打孔4排(优选呈正三角形分布)，其中一排走除霜管路，铜管与翅片连接方式为胀接，复合蒸发器侧面上下两行排管用弯管焊接连接；除霜管路与翅片组合形成除霜管段，在正常的制热循环过程中，相当于增加了复合蒸发器的空气侧换热面积，有利于复合蒸发器的吸热。

蒸发段套管外管与翅片连接方式为胀接，复合蒸发器侧面上下两行直排管的连接方式如图6所示，套管管路包括依次连接的直排管和弯管，直排管也为套管，具有套管外管122和套管内管123，弯管18的两端分别连接相邻两行直排管并在连接处外部设置有连接管箱121，该连接管箱121的外径较套管外管的外径大，连接管箱121的两侧均具有两个开孔，一侧开孔孔径均与套管管路的相邻两行直排管的外管(即套管外管122)外径相匹配，另一侧开孔孔径均与套管管路的相邻两行直排管的内管(即套管内管123)外径相匹配，相邻两行直排管的内管(或者说是内侧热水管路)穿过连接管箱121后与弯管18焊接连接，相邻两行直排管的外管(即套管外管122)插入连接管箱121后用焊接方式密封固定。(若采用套管直接弯曲，弯曲过程中，由于内管受力无法有效控制，会造成套管一侧图中所示为右侧，内外管壁紧紧贴在一块，造成制冷剂无法流经此部件，不利于吸热，采用图6所示特定结构，完全可以避免上述问题。)

本发明还涉及一种采用上述新型复合蒸发器的空气-水双热源复合热泵系统。

采用本发明的新型复合蒸发器的空气-水双热源复合热泵系统的设计要点：针对本发明新型复合蒸发器的特点，在冷凝器制冷剂出口管路上分支出流向复合蒸发器除霜管路的热泵工质管路(或者称制冷剂管路)，并在该支管增设控制阀门(电磁阀V-3)；经复合蒸发器除霜管路后再流回到冷凝器出口的管路上，并在分支点和接入点之间增设控制阀门(电磁阀V-2)；此外在压缩机出口增设分支制冷剂管路，流向复合蒸发器的除霜管路的入口，同时增设控制阀门(电磁阀V-1)。

本发明的空气-水双热源复合热泵系统的优选结如图7所示，包括新型复合蒸发器10B，还包括第一电磁阀V-1、第二电磁阀V-2和第三电磁阀V-3，以及冷凝器40、四通换向阀50、压缩机20、单向阀70、储液器80、过滤器90、膨胀阀30、气液分离器60。压缩机20的出口经四通换向阀50连接至冷凝器40入口，压缩机20的出口还经过第一电磁阀V-1连接至新型复合蒸发器10B的除霜管路的一端(如图7所示的除霜管路下端)，新型复合蒸发器10B的除霜管路的另一端(如图7所示的除霜管路上端)连接至单向阀70的一端，冷凝器40的出口经过第二电磁阀V-2也连接至单向阀70的一端，冷凝器40的出口经第三电磁阀V-3也连接至新型复合蒸发器10B的除霜管路下端，单向阀70的另一端分流连接至新型复合蒸发器10B的各套管管路的热泵工质流道的一端(如图7所示的各套管管路下端)，新型复合蒸发器10B的各套管管路的热泵工质流道的另一端(如图7所示的各套管管路上端)合流后连接至四通换向阀50。单向阀70依次连接储液器80、过滤器90和膨胀阀30，膨胀阀30通过单向阀70连接至新型复合蒸发器10B的各套管管路的热泵工质流道的下端，四通换向阀50经气液分离器60连接至压缩机20的入口，新型复合蒸发器10B的各套管管路的热媒流道具有热媒流道入口11和热媒流道出口12并经蒸发器侧循环水泵100接至低温水源或水箱101，冷凝器上设置冷凝器水管入口41和冷凝器水管出口42并经冷凝器侧循环水泵110接至高温水箱111。各电磁阀可优选为常闭式电磁阀，在通电时电磁阀开启，在断电时电磁阀关闭。

正常制热运行模式下，电磁阀V-2开启，V-1和V-3关闭，复合热泵系统进行制热循环，冷剂流程如图7所示：压缩机20出口的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀50流向冷凝器40，制冷剂在冷凝器40冷凝放热(热水带走热量，向外供热)变成低温高压液态制冷剂，经电磁阀V-2通过单向阀70流经储液器80、过滤器90后经膨胀阀30后变成低温低压液态制冷剂，再经单向阀70流向新型复合蒸发器10B的各套管管路，在新型复合蒸发器10B中蒸发吸热变成低温低压的气态制冷剂，最后经四通换向阀50流经气液分离器60后流入压缩机20入口，再次循环(即压缩机20→四通换向阀50→冷凝器40→电磁阀V-2→单向阀70→储液器80→过滤器90→膨胀阀30→单向阀70→新型复合蒸发器10B→四通换向阀50→气液分离器60→压缩机20)。制热循环中，通过控制新型复合蒸发器10B的风机和蒸发器侧循环水泵100的启停，可实现三种制热运行模式；当蒸发器风机单独运行时为单空气源制热运行模式，当蒸发器侧循环水泵单独运行时为单水源制热运行模式，当蒸发器的风机和蒸发器侧循环水泵同时运行时实现空气-水双热源制热运行模式。

新型复合蒸发器的空气出口侧设置有风机。采用本发明方案后，能够保证甚至提升复合蒸发器的换热性能，有效改善了低温环境下双热源运行模式下低温水源侧热量流失的问题。同时低温环境条件运行需要除霜时，仅需通过控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀以及蒸发侧循环水泵的工作状态实现空气-水双热源复合热泵系统在低温环境中的若干种除霜模式。也就是说，需要进行除霜时，本发明空气-水双热源复合热泵系统(简称热泵系统)仍可保持制热运行模式的流程，仅需要通过控制电磁阀V-1、V-2、V-3及蒸发器侧循环水泵100的工作状态可实现五种除霜模式，以供选择：1)冷凝器出口制冷剂再冷除霜模式、2)低温热水除霜模式、3)热气旁通除霜模式、4)低温热水+冷凝器出口制冷剂再冷联合除霜模式和5)低温热水+热气旁通联合除霜模式。

单空气源制热模式(ASHM)、单水源制热模式(WSHM)和空气-水双热源制热模式(AWSHM)及当在低温环境中的五种除霜模式，即冷凝器出口制冷剂再冷除霜模式(D-Ⅰ)、低温热水除霜模式(D-Ⅱ)、热气旁通除霜模式(D-Ⅲ)、低温热水+冷凝器出口制冷剂再冷联合除霜模式(D-Ⅳ)和低温热水+热气旁通联合除霜模式(D-Ⅴ)。不同运行模式下各电磁阀、水泵(冷凝器侧循环水泵110和蒸发器侧循环水泵100)和风机的开关情况如表1。

表1

五种除霜模式工作状况如下：

1)冷凝器出口制冷剂再冷除霜模式(D-Ⅰ)：V-1、V-2关闭，V-3开启；此时冷凝器40出口的制冷剂先流经电磁阀V-3，流向新型复合蒸发器10B的除霜管路，在除霜管路实现再冷除霜(冷却放热，即再放热除霜，此时新型复合蒸发器10B可理解为是冷凝器40的延伸)后再流向单向阀70，其余的制冷剂流程同正常制热流程，即压缩机20→四通换向阀50→冷凝器40→电磁阀V-3→新型复合蒸发器10B的除霜管路→单向阀70→储液器80→过滤器90→膨胀阀30→单向阀70→新型复合蒸发器10B的套管管路→四通换向阀50→气液分离器60→压缩机20。

2)低温热水除霜模式(D-Ⅱ)：当低温水源温度足够高，能单独满足除霜要求时，可采用此模式，V-1、V-2和V-3工作状态同正常制热运行，即V-1、V-3关闭，V-2开启；此时只要蒸发器侧循环水泵100启动工作，即可除霜。除霜过程中，新型复合蒸发器水侧低温热水的热量部分用于融霜，部分供给新型复合蒸发器，若原新型复合热泵系统为单空气源制热运行模式，相当于切换至空气-水双热源制热运行模式，因为满足除霜要求的水侧温度远高于环境温度，故除霜过程中热泵的制热能力不降低反而会升高。

3)热气旁通除霜模式(D-Ⅲ)：V-1、V-2开启，V-3关闭，实现热气旁通除霜；此时压缩机20出口高温高压气态制冷剂部分沿原流程进行循环，即压缩机20→四通换向阀50→冷凝器40→电磁阀V-2→单向阀70→储液器80→过滤器90→膨胀阀30→单向阀70→新型复合蒸发器10B的套管管路→四通换向阀50→气液分离器60→压缩机20；部分先流向除霜段进行冷凝放热除霜，循环即：压缩机20→电磁阀V-1→新型复合蒸发器10B的除霜管路→单向阀70→储液器80→过滤器90→膨胀阀30→单向阀70→新型复合蒸发器10B的套管管路→四通换向阀50→气液分离器60→压缩机20。

4)冷凝器出口制冷剂再冷除霜模式+低温热水除霜模式(D-Ⅳ)，这种模式下V-1、V-2和V-3的开关情况以及工作状况和1)相同，可以理解为是在1)的基础上只要蒸发器侧循环水泵启动工作即可，以进一步提高除霜效率。

5)热气旁通除霜模式+低温热水除霜模式(D-Ⅴ)，这种模式下V-1、V-2和V-3的开关情况以及工作状况和3)相同，可以理解为是在3)的基础上只要蒸发器侧循环水泵启动工作即可，以进一步提高除霜效率。

本发明的空气-水双热源复合热泵系统，在除霜过程中热泵的制热能力可能降低但可以同时制热(即保证向外供热的连续性)，同时热泵系统各部件的工作状况较为稳定，不存在逆循环除霜过程中各部件压力状况转化的情况，对系统的运行稳定性和延长设备的寿命有利。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换或者变形，只要工作原理满足本发明技术方案的要求均可。总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种具备预热除霜功能的新型复合蒸发器，其特征在于，包括至少一排除霜管路、若干排套管管路和若干翅片，

所述除霜管路为设置在空气入口侧的具有除霜功能的热泵工质管路；所述套管管路与除霜管路平行且各套管管路沿空气流动方向依次布置，所述套管管路的内管内侧为热媒流道，套管管路的内外管间为热泵工质流道；各所述翅片均沿空气流动方向设置且各翅片均设置在除霜管路及各套管管路上，所述若干翅片并排相对设置。

2.根据权利要求1所述的新型复合蒸发器，其特征在于，所述除霜管路和各套管管路均为蛇形管路并与翅片垂直设置。

3.根据权利要求2所述的新型复合蒸发器，其特征在于，采用一排除霜管路和三排套管管路，在每个翅片上打孔四排，一排设置除霜管路，另外三排设置套管管路。

4.根据权利要求2所述的新型复合蒸发器，其特征在于，所述套管管路包括依次连接的直排管和弯管，弯管的两端分别连接相邻两行直排管并在连接处外部设置有连接管箱，

所述连接管箱的两侧均具有两个开孔，一侧开孔孔径均与套管管路的相邻两行直排管的外管外径相匹配，另一侧开孔孔径均与套管管路的相邻两行直排管的内管外径相匹配，相邻两行直排管的内管穿过连接管箱后与弯管焊接连接，相邻两行直排管的外管插入连接管箱后焊接密封固定。

5.根据权利要求1至4之一所述的新型复合蒸发器，其特征在于，除霜管路的外径与套管管路的外管外径相同，所述除霜管路采用铜管并与翅片胀接，套管管路的外管与翅片胀接。

6.一种采用权利要求1至5之一所述的新型复合蒸发器的空气-水双热源复合热泵系统。

7.根据权利要求6所述的空气-水双热源复合热泵系统，其特征在于，还包括冷凝器、四通换向阀、压缩机、单向阀、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，

所述压缩机的出口经四通换向阀连接至冷凝器入口，压缩机的出口还经过第一电磁阀连接至所述新型复合蒸发器的除霜管路的一端，所述新型复合蒸发器的除霜管路的另一端连接至单向阀的一端，所述冷凝器的出口经过第二电磁阀也连接至单向阀的一端，冷凝器的出口经第三电磁阀也连接至所述新型复合蒸发器的除霜管路的一端，所述单向阀的另一端分流连接至所述新型复合蒸发器的各套管管路的热泵工质流道的一端，所述新型复合蒸发器的各套管管路的热泵工质流道的另一端合流后连接至四通换向阀。

8.根据权利要求7所述的空气-水双热源复合热泵系统，其特征在于，还包括储液器、过滤器、膨胀阀、气液分离器，所述单向阀依次连接储液器、过滤器和膨胀阀，所述膨胀阀通过单向阀连接至所述新型复合蒸发器的各套管管路的热泵工质流道的一端，所述四通换向阀经气液分离器连接至压缩机的入口，所述新型复合蒸发器的各套管管路的热媒流道经蒸发器侧循环水泵连接至低温水源或水箱，所述冷凝器的热媒通过冷凝器侧循环水泵连接至高温水箱。

9.根据权利要求8所述的空气-水双热源复合热泵系统，其特征在于，所述新型复合蒸发器的空气出口侧设置有风机，通过控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀以及蒸发侧循环水泵的工作状态实现空气-水双热源复合热泵系统在低温环境中的若干种除霜模式。

10.根据权利要求9所述的空气-水双热源复合热泵系统，其特征在于，所述除霜模式包括：冷凝器出口热泵工质再冷除霜模式，此时第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀开启；低温热媒除霜模式，此时第一电磁阀和第三电磁阀关闭，第二电磁阀开启，蒸发器侧循环水泵启动工作；热气旁通除霜模式，此时第一电磁阀和第二电磁阀开启，第三电磁阀关闭；冷凝器出口热泵工质再冷除霜模式与低温热媒除霜模式的组合，此时第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀开启，蒸发器侧循环水泵启动工作；热气旁通除霜模式与低温热媒除霜模式的组合，此时第一电磁阀和第二电磁阀开启，第三电磁阀关闭，蒸发器侧循环水泵启动工作。