本发明涉及源热泵设备领域，具体涉及一种节能空气源热泵。
背景技术：
1、空气源热泵是一种利用空气热源来制取热水的节能环保热水系统，其主要工作原理为蒸发器吸收空气中的低温热能，并使蒸发器内的液体制冷剂蒸发变为低温低压气体，随后低温低压气体经过压缩机压缩转变为高温高压气体，高温高压气体进入到冷凝器中释放热量制取热水，同时自身凝结成液体，通过节流阀降压回到蒸发器中。
2、空气源热泵在冬季温度较低，蒸发器表面在吸热过程中产生露水时，蒸发器表面会出现结霜现象，由于结霜会导致启动空气源热泵时需要耗能进行除霜工作，目前常见的除霜方式有热气旁通除霜和逆循环除霜，但是以上除霜方式在除霜后都会产生积水导致湿度增加，从而在停止除霜工作一段时间后会再次发生结霜现象，从而需要再次进行除霜，导致能源损耗进一步增加。现有技术对该问题已提出了良好的解决方案，如专利公开号为cn117588872b的一种智能除霜空气源热泵，通过设置振动发生器、超声波发生和振动板，利用机械振动的方式带动引导线对蒸发器翅片上的霜冻进行冲击，使其脱落并通过气流吹动使脱落的霜冻离开翅片间隙，同时在气流作用下将翅片表面附着的水珠通过引导线和引导槽脱离翅片表面，进而保证除霜效果。
3、现有技术虽然解决了传统除霜方式会产生积水，在停止除霜工作一段时间后会再次结霜，需要再次除霜，导致能耗增大的问题，但还存在如下问题：利用机械振动对蒸发器翅片表面霜冻进行振裂脱落，虽然可以将霜冻去除后不留下积水，但由于霜层厚度无法准确把控，使用其他弹性元件来冲击霜层去霜速度较慢，而直接对翅片施加振动力时，振动力过小会导致附着力较强的霜层无法完全去除，而振动力过大则冻结的蒸发器翅片会出现裂纹或断裂的情况甚至会对冷凝支管造成磨损，使空气源热泵耗能提高工作效率下降。
4、鉴于以上情况，为了克服上述技术问题，本发明一种节能空气源热泵。
技术实现思路
1、本发明提供了一种节能空气源热泵，解决了机械振动方式进行除霜时振动力不易把控，振动力过小除霜效果差，振动力大会使蒸发器翅片损伤，使空气源热泵耗能提高工作效率下降的问题，通过设置预热机构和振动机构，利用压缩机压缩完成后的一部分高温高压制冷剂驱动传动组件转动，从而带动振动组件进行振动，通过预热机构中的高温高压制冷剂对霜层进行预热，使其在较小振动力下可以被快速去除。
2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种节能空气源热泵，包括机壳、风扇、蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀；还包括预热机构、振动机构和排水机构；所述蒸发器上设置有翅片；所述预热机构设置在蒸发器和风扇之间；所述振动机构包括振动组件和传动组件；所述振动组件与蒸发器上的翅片相连接；所述传动组件连接在预热机构和振动组件之间；压缩机压缩制冷剂气体并将压缩完的制冷剂气体一部分导流至传动组件中并驱动传动组件转动，传动组件转动带动振动组件进行微距水平往复运动带动翅片振动使霜层振落至排水机构中，经过预热机构的高温高压制冷剂气体对翅片进行预热，高温高压制冷剂气体流出预热机构经过膨胀阀被导流回蒸发器中。
4、优选的，所述预热机构包括导流管、预热管和回流管；所述冷凝器包括冷凝流入管和冷凝流出管；所述冷凝流入管与压缩机相连接；所述冷凝流出管与机壳相连接；所述蒸发器包括蒸发流入管和蒸发流出管；所述蒸发流入管与膨胀阀相连接；所述蒸发流出管与压缩机相连接；所述导流管与冷凝流入管相连接；所述预热管设置在蒸发器和风扇之间，预热管为蛇形结构；所述回流管与预热管相连接。
5、上述方案中，通过设置导流管与冷凝流入管相连接，使一部分压缩机压缩后的高温高压制冷剂气体能被导流至预热管中，预热管设置为蛇形结构，增大预热管的能够加热空气的体积，并且减小预热管内通过的高温高压制冷剂气体体积，使高温高压制冷剂气体流动速度减慢，进一步提高空气的加热效率，并且设置在蒸发器和风扇之间，使预热管附近产生的高温热空气可以在风扇吹动作用下将高温热空气流向蒸发器的翅片位置，提高预热效果。
6、优选的，所述回流管尾端设置有膨胀阀；所述膨胀阀与蒸发流入管相连接。
7、上述方案中，通过将回流管通过膨胀阀与蒸发流入管相连接，将高温高压的制冷剂气体可以重新导流回到蒸发器中，避免制冷剂气体的流失；另一方面将高温高压的制冷剂气体降压后重新导回至蒸发器中，可以帮助蒸发器中的制冷剂液体快速升温汽化，并且有助于蒸发器内部气温提高，进而降低气温过低结霜的概率，从而提高空气源热泵的工作效率。
8、优选的，所述振动组件包括固定板、振动轨道、振动板和振动连杆；两个所述固定板分别与蒸发器后部的上下两端相连接，固定板上设置有超声波发生器；所述振动轨道与蒸发器前部的中间段相连接；所述振动板安装在振动轨道内，并与蒸发器相连接；所述振动连杆包括拉杆和转杆；所述拉杆与振动板相连接；所述转杆与拉杆相连接。
9、上述方案中，将翅片上下端通过固定板进行固定，将振动板设置在翅片中间段，并且在振动轨道的固定下振动板仅能进行水平运动，此时振动板对翅片的中间部位进行水平往复振动，此时能够使翅片上的霜层从中间向两端扩散振裂，保证除霜效果，同时从中间向两侧进行振动能够进行最大限度振动，并且控制翅片形变在允许范围内，从除中间外的其余部位进行振动易产生除霜效果不均匀的问题。
10、优选的，所述振动板包括板体、板爪、引风转槽、引风板和平衡扭簧；所述板体滑动安装在振动轨道中；所述板爪与翅片相连接；所述引风转槽呈线性阵列开设在板体上下两端；多个所述引风板分别安装在引风转槽中；所述平衡扭簧连接在引风转槽和引风板之间。
11、上述方案中，通过将振动板的板爪与翅片进行连接，利用板爪带动翅片进行振动，并且设置引风板，在翅片振动的时候振动板可以带动引风板摆动，使热空气集中向翅片位置进行流动。
12、优选的，所述引风板前端设置有引风弧面，后端设置有增速平面；所述平衡扭簧弹性模量满足非振动状态下风扇风力可以使平衡扭簧发生弹性形变。
13、上述方案中，风扇吹动预热管处的高温空气，使高温空气向引风板处进行流动，流动至引风弧面位置时通过引风弧面，使流动到此处的高温空气进行减速增压，使引风弧面处的高温空气压力能够高于增速平面处的冷空气压力，进入到增速平面位置后空气流动距离变短，在增速平面摆动状态下使空气能够进行增速流出至翅片位置；平衡扭簧弹性模量满足非振动状态下风扇风力可以使平衡扭簧发生弹性形变可以使在非除霜工作时，引风板仍可进行摆动使翅片表面的空气流速和流量变大，从而使翅片表面不易结霜，同时提高蒸发器翅片吸热效率，提高蒸发器的蒸发效率，进而提高空气源热泵的工作效率；在除霜工作时，在振动板发生振动时，引风板进行快速摆动，将预热管附近的高温空气快速导流至蒸发器翅片处，使蒸发器翅片表面的霜层融化。
14、优选的，所述传动组件包括启动阀、传动腔、传动转轮和驱动转轮；所述启动阀设置在导流管与冷凝流入管连接处，启动阀为常闭电磁阀；所述传动腔包括气流腔、转动腔和摆动腔；所述气流腔与冷凝流入管相连接；所述转动腔开设在气流腔上端；所述摆动腔连接在转动腔和气流腔之间；所述传动转轮偏心安装在气流腔内；所述驱动转轮安装在转动腔内，并与转杆相连接。
15、上述方案中，启动阀设置为常闭电磁阀可以在冬季需要除霜时打开该电磁阀即可进行除霜工作，平时正常工作时无需启动保持常闭状态，节约能耗；通过传动转轮偏心安装在气流腔内，并且向右上方偏置，使进入到气流腔中的高温高压制冷剂气体，向左下方向扩散，从而带动传动转轮进行顺时针转动，同时通过偏心设置，可以减小进入到气流腔中的高温高压制冷剂气体量，避免损耗过多的高温高压制冷剂气体，降低换热效率，并且通过偏心设置可以使高温高压制冷剂气体在带动传动转轮转动的过程中，其在传动转轮和气流腔内的空间越来越大，从而进行扩散降压，避免对预热管造成冲击损伤，使其进入到预热管后快速扩散保证预热效果。
16、优选的，所述驱动转轮的直径d满足小于转杆与转动腔相接处端面的半径r，且驱动转轮的半径d/2满足小于翅片的挠度；所述驱动转轮上开设有连接卡槽；所述转杆前端设置有连接卡轴；所述连接卡轴安装在连接卡槽中。
17、上述方案中，将驱动转轮直径d满足小于转杆与转动腔相接处端面的半径r，可以使驱动转轮发生转动时，转动腔与转杆之间保持密封状态，避免高压高温制冷剂气体泄漏；驱动转轮的半径d/2满足小于翅片的挠度可以使驱动转轮发生转动时无论转动多少度，拉杆带动振动板进行的水平方向移动距离都在翅片允许的弹性形变范围内。
18、优选的，所述传动转轮包括传动转盘、传动叶片和连接弹簧；所述传动转盘上开设有伸缩槽；所述传动叶片安装在伸缩槽中，传动叶片外圈边缘设置有压缩弧面；所述连接弹簧连接在传动叶片和伸缩槽之间；所述驱动转轮包括收缩壳板、收缩板、收缩弹簧和环形弹簧；所述收缩壳板安装在摆动腔中；所述收缩板安装在收缩壳板内，收缩板下端设置有收缩弧面，收缩板伸出时收缩弧面最内侧转动一圈所转过的半径小于摆动腔最外圈半径；所述收缩弹簧连接在收缩板和收缩壳板之间；所述环形弹簧连接在收缩壳板和摆动腔之间。
19、上述方案中，通过设置压缩弧面和收缩弧面，并且收缩板伸出时收缩弧面最内侧转动一圈所转过的半径小于摆动腔最外圈半径，可以使传动叶片带动收缩板进行摆动到摆动腔边缘位置时，通过收缩弧面与摆动腔边缘进行挤压，使收缩板收缩至摆动腔内部，从而使摆动过程中伸缩板不会对传动叶片的正常转动造成影响；当摆动到边缘位置后传动叶片继续转动脱离收缩板，此时收缩板可以在环形弹簧弹力下快速收缩回到初始位置，收缩板此时进行摆动运动。
20、优选的，所述排水机构包括融化槽和排水管；所述融化槽设置在蒸发器下方，融化槽底部内表面设置成v形结构；所述回流管设置在融化槽下方；所述排水管一端与融化槽连接，一端与机壳外部相连接。
21、上述方案中，通过设置融化槽在蒸发器下方，将振动组件去除的霜层和产生的水珠进行收集，避免冰屑和水珠对冷凝器和压缩机造成影响；将排水机构设置在回流管上方，利用回流管内高温高压制冷剂气体释放出的热量，将融化槽内的冰屑，融化槽底部内表面设置成v形结构使融化成水的冰霜通过排水管排出空气源热泵机壳，使空气源热泵内部温度提高，从而使空气源热泵的工作能耗降低，提高空气源热泵的工作效率。
22、本发明的有益效果如下：
23、1.相较于现有的空气源热泵，本发明通过设置预热机构和振动机构进行除霜，利用压缩机压缩完成后的一部分高温高压制冷剂气体进入预热管中，对霜层进行预热，便于去除，同时通过高温高压制冷剂气体流动带动传动组件转动，利用传动组件转动带动振动机构在蒸发器翅片允许弹性形变量内进行振动，并且通过收缩板进行摆动运动，通过摆动运动可以进一步减小振动板水平运动距离，从而减小翅片的形变量，保护翅片，同时可以通过摆动运动提高振动板水平往复运动的频率，使翅片振动的频率增高，一方面提高霜层的去除速度，使空气源热泵在工作时可以更加节能，另一方面通过高温高压制冷剂气体流动带动振动机构进行振动，无需额外的动力源，节约能耗，同时高温高压制冷剂气体最后会通过回流管和膨胀阀泄压回到蒸发器中，进一步提高蒸发器蒸发速度，从而提高空气源热泵的工作效率。
24、2.本发明通过在振动板上设置有引风板，一方面在非除霜状态下，引风板在风扇带动下进行慢速摆动，通过引风板上的引风弧面使空气增压并流经增速平面，增快蒸发器翅片表面的空气流速，使蒸发器翅片表面不易结霜，同时提高蒸发器翅片吸热效率，提高蒸发器的蒸发效率，进而提高空气源热泵的工作效率；另一方面在除霜状态下，在振动板发生振动时，引风板进行快速摆动，将预热管附近的高温空气快速导流至蒸发器翅片处，使蒸发器翅片表面的霜层融化，并通过振动板小幅度振动即可去除，对蒸发器翅片形成保护，同时可以使蒸发器表面的霜层融化产生的水珠无法停留避免再次结霜，提高除霜效率，进而使空气源热泵能耗降低，提高空气源热泵的工作效率。
25、3.本发明通过设置排水机构，将振动组件去除的霜层和产生的水珠进行收集，避免冰屑和水珠对冷凝器和压缩机造成影响；将排水机构设置在回流管上方，利用回流管内高温高压制冷剂气体释放出的热量，将融化槽内的冰屑，并通过排水管排出空气源热泵机壳，使空气源热泵内部温度提高，保证空气源热泵中的温度不易发生结霜现象；从而使空气源热泵的工作能耗降低，提高空气源热泵的工作效率。
1.一种节能空气源热泵，包括机壳(1)、风扇(2)、蒸发器(3)、压缩机(4)、冷凝器(5)和膨胀阀(6)；其特征在于：还包括预热机构(7)、振动机构(8)和排水机构(9)；所述蒸发器(3)上设置有翅片(31)；所述预热机构(7)设置在蒸发器(3)和风扇(2)之间；所述振动机构(8)包括振动组件(81)和传动组件(82)；所述振动组件(81)与蒸发器(3)上的翅片(31)相连接；所述传动组件(82)连接在预热机构(7)和振动组件(81)之间；压缩机(4)压缩制冷剂气体并将压缩完的制冷剂气体一部分导流至传动组件(82)中并驱动传动组件(82)转动，传动组件(82)转动带动振动组件(81)进行微距水平往复运动带动翅片(31)振动使霜层振落至排水机构(9)中，经过预热机构(7)的高温高压制冷剂气体对翅片(31)进行预热，高温高压制冷剂气体流出预热机构(7)经过膨胀阀(6)被导流回蒸发器(3)中。
2.根据权利要求1所述的一种节能空气源热泵，其特征在于：所述预热机构(7)包括导流管(71)、预热管(72)和回流管(73)；所述冷凝器(5)包括冷凝流入管(51)和冷凝流出管(52)；所述冷凝流入管(51)与压缩机(4)相连接；所述冷凝流出管(52)与机壳(1)相连接；所述蒸发器(3)还包括蒸发流入管(32)和蒸发流出管(33)；所述蒸发流入管(32)与膨胀阀(6)相连接；所述蒸发流出管(33)与压缩机(4)相连接；所述导流管(71)与冷凝流入管(51)相连接；所述预热管(72)设置在蒸发器(3)和风扇(2)之间，预热管(72)为蛇形结构；所述回流管(73)与预热管(72)相连接。
3.根据权利要求2所述的一种节能空气源热泵，其特征在于：所述回流管(73)尾端设置有膨胀阀(6)；所述膨胀阀(6)与蒸发流入管(32)相连接。
4.根据权利要求2所述的一种节能空气源热泵，其特征在于：所述振动组件(81)包括固定板(811)、振动轨道(812)、振动板(813)和振动连杆(814)；两个所述固定板(811)分别与蒸发器(3)后部的上下两端相连接，固定板(811)上设置有超声波发生器；所述振动轨道(812)与蒸发器(3)前部的中间段相连接；所述振动板(813)安装在振动轨道(812)内，并与蒸发器(3)相连接；所述振动连杆(814)包括拉杆(8141)和转杆(8142)；所述拉杆(8141)与振动板(813)相连接；所述转杆(8142)与拉杆(8141)相连接。
5.根据权利要求4所述的一种节能空气源热泵，其特征在于：所述振动板(813)包括板体(8131)、板爪(8132)、引风转槽(8133)、引风板(8134)和平衡扭簧(8135)；所述板体(8131)滑动安装在振动轨道(812)中；所述板爪(8132)与翅片(31)相连接；所述引风转槽(8133)呈线性阵列开设在板体(8131)上下两端；多个所述引风板(8134)分别安装在引风转槽(8133)中；所述平衡扭簧(8135)连接在引风转槽(8133)和引风板(8134)之间。
6.根据权利要求5所述的一种节能空气源热泵，其特征在于：所述引风板(8134)前端设置有引风弧面(81341)，后端设置有增速平面(81342)；所述平衡扭簧(8135)弹性模量满足非振动状态下风扇(2)风力可以使平衡扭簧(8135)发生弹性形变。
7.根据权利要求4所述的一种节能空气源热泵，其特征在于：所述传动组件(82)包括启动阀(821)、传动腔(822)、传动转轮(823)和驱动转轮(824)；所述启动阀(821)设置在导流管(71)与冷凝流入管(51)连接处，启动阀(821)为常闭电磁阀；所述传动腔(822)包括气流腔(8221)、转动腔(8222)和摆动腔(8223)；所述气流腔(8221)与冷凝流入管(51)相连接；所述转动腔(8222)开设在气流腔(8221)上端；所述摆动腔(8223)连接在转动腔(8222)和气流腔(8221)之间；所述传动转轮(823)偏心安装在气流腔(8221)内；所述驱动转轮(824)安装在转动腔(8222)内，并与转杆(8142)相连接。
8.根据权利要求7所述的一种节能空气源热泵，其特征在于：所述驱动转轮(824)的直径d满足小于转杆(8142)与转动腔(8222)相接处端面的半径r，且驱动转轮(824)的半径d/2满足小于翅片(31)的挠度；所述驱动转轮(824)上开设有连接卡槽(8241)；所述转杆(8142)前端设置有连接卡轴(8143)；所述连接卡轴(8143)安装在连接卡槽(8241)中。
9.根据权利要求7所述的一种节能空气源热泵，其特征在于：所述传动转轮(823)包括传动转盘(8231)、传动叶片(8232)和连接弹簧(8233)；所述传动转盘(8231)上开设有伸缩槽(82311)；所述传动叶片(8232)安装在伸缩槽(82311)中，传动叶片(8232)外圈边缘设置有压缩弧面(82321)；所述连接弹簧(8233)连接在传动叶片(8232)和伸缩槽(82311)之间；所述驱动转轮(824)还包括收缩壳板(8242)、收缩板(8243)、收缩弹簧(8244)和环形弹簧(8245)；所述收缩壳板(8242)安装在摆动腔(8223)中；所述收缩板(8243)安装在收缩壳板(8242)内，收缩板(8243)下端设置有收缩弧面(82431)，收缩板(8243)伸出时收缩弧面(82431)最内侧转动一圈所转过的半径小于摆动腔(8223)最外圈半径；所述收缩弹簧(8244)连接在收缩板(8243)和收缩壳板(8242)之间；所述环形弹簧(8245)连接在收缩壳板(8242)和摆动腔(8223)之间。
10.根据权利要求2所述的一种节能空气源热泵，其特征在于：所述排水机构(9)包括融化槽(91)和排水管(92)；所述融化槽(91)设置在蒸发器(3)下方，融化槽(91)底部内表面设置成v形结构；所述回流管(73)设置在融化槽(91)下方；所述排水管(92)一端与融化槽(91)连接，一端与机壳(1)外部相连接。
