1.一种具备结霜预测和除霜功能的空气能热水器，其特征在于：包括冷媒回路、水控制回路和变频控制器；所述冷媒回路包括蒸发器、第一四通阀、气液分离器、压缩机、热交换器、储液罐、膨胀阀和过滤器；所述蒸发器连接第一四通阀的1端，第一四通阀的2端连接气液分离器，气液分离器连接压缩机，压缩机与第一四通阀的3端连接；所述第一四通阀的4端与热交换器连接；所述热交换器与储液灌连接，出液灌经膨胀阀与过滤器连接，过滤器与蒸发器连接；所述水控制回路包括水箱、水泵、三通阀、单向截止阀、气压罐、压力表、回水温度传感器、第二四通阀和开度调节阀；所述水箱与热交换器连接，水箱的出水口连接水泵，水泵经三通阀连接有单向截止阀，所述单向截止阀连接有出水管路，出水管路连接有回水管路；所述第二四通阀的1端与热交换器连接，2端与三通阀连接，3端与回水管路电机，4端连接有进水管路；所述气压罐和压力表连接在出水管路上；所述回水温度传感器设置在回水管路上；所述开度调节阀连接在进水管路上；所述变频控制器分别与第一四通阀、压缩机、水箱、水泵、压力表、第二四通阀、回水温度传感器、开度调节阀电连接；所述变频控制器还连接有环境温度传感器和相对湿度传感器；

变频控制器通过采集环境温度、环境相对湿度、管网水压和回水末端温度以及采集压缩机出口气体压力数据，进而控制冷媒回路和水控制回路的运行，实现空气能热水器的制热工作和除霜工作；

所述变频控制器内设有结霜预测算法，通过结霜预测算法进行结霜预测，步骤如下：

(1)获取当天环境温度Tamb、环境相对湿度Hamb，判断空气能热水器当前是否处于结霜运行边界范围；如果是，则进入步骤(2)；否则，退出；

(2)以此时刻开始每隔ΔT时间执行一次结霜预测算法，并定义每次预测算法执行时均需对每个参数采样n个数据，采样周期为Ts；

(3)对压缩机的功率Pcomp和冷媒高压气体压力Ppress采样n个数据，分别记为：{Pcomp(1),Pcomp(2),…,Pcomp(n)}和{Ppress(1),Ppress(2),…,Ppress(n)}；设置拟合关系得到结霜程度数组{α(1),α(2),…,α(n)}；其中：(4)获取{α(1),α(2),…,α(n)}的最大值αmax＝max{α(1),α(2),…,α(n)}，判断条件αmax＜αthr和Tamb＞Tthr是否成立；如果是，说明空气能热水器不结霜，返回步骤(2)；否则，进入步骤(5)；其中：αthr和Tthr分别为结霜程度最小设定阈值和温度设定阈值；

(5)计算平均值 和标准方差 判断 是否成立，

如果是，进入步骤(6)；否则，返回步骤(2)；其中：θ为设定阈值；

(6)确定空气能热水器结霜程度

2.根据权利要求1所述的具备结霜预测和除霜功能的空气能热水器，其特征在于：所述蒸发器包括盘型铜管，盘型铜管上紧贴或者缠绕有热膨胀单元。

3.根据权利要求2所述的具备结霜预测和除霜功能的空气能热水器，其特征在于：所述盘型铜管周围安装有多个电振动器。

4.根据权利要求3所述的具备结霜预测和除霜功能的空气能热水器，其特征在于：所述电振动器的不动部分固定在室外机的端面上，活动部分与盘型铜管均存在间距。

5.根据权利要求1所述的具备结霜预测和除霜功能的空气能热水器，其特征在于：在制热工作时，冷媒回路中的制冷剂在蒸发器铜管中吸收空气中的热能而气化，经第一四通阀、气液分离器和压缩机压缩为高温高压的气体，在热交换器中将热能释放给流经此处的水，对其进行加热；释放热能后，制冷剂经过储液罐、膨胀阀和过滤器后再次回到蒸发器进行下一次热交换；

在制热工作模式下，水控制回路实现包括循环加热工作状态、回水加热工作状态和恒温恒压供水三种工作状态；在循环加热工作状态中，变频控制器在没有检测到用户用水和回水管路中末端回水温度过低的条件时，将第二四通阀的1端与2端连通，水从水箱流出，依次经过水泵、三通阀、第二四通阀和热交换器后再次回到水箱；变频控制器采样水箱水温并执行水温控制算法之后，协调压缩机运行参数和水泵运行参数，在实现水箱水温恒定的同时达到热水器效能最优；在回水加热工作状态中，变频控制器在检测到末端回水温度低于设定回水末端温度下限阈值时，将第二四通阀的1端与3端连通，水从水箱流出，依次经过水泵、三通阀、单向截止阀、出水管路、回水管路、第二四通阀和热交换器后再次回到水箱；变频控制器通过控制水泵的转速和压缩机的功率，快速将管道中的低温水进行加热，并将水箱中的高温水注入到管道中，直至回水末端温度达到设定回水末端温度上限阈值；在恒温恒压供水状态中，变频控制器通过压力表检测到用户用水时，将第二四通阀的1端与4端连通，热水从水箱流出，依次经过水泵、三通阀、单向截止阀和出水管路到达用户使用端，给用户提供满足要求的热水，水泵的运行转速由供水恒压控制算法确定水泵运行频率，实现用户用水压力的稳定；水箱中减少的热水通过控制开度调节阀的开度进行补充；与此同时，变频控制器运行水温控制算法，实时调节压缩机的功率，对由开度调节阀注入的低温水进行加热，确保水箱水温的温度。

6.根据权利要求1所述的具备结霜预测和除霜功能的空气能热水器，其特征在于：所述除霜工作包括由变频控制器通过驱动热膨胀单元和振动器实现膨胀应力和谐振应力破霜，将附着在铜管上的冰霜破碎为小冰霜，并通过振动将大部分破碎冰霜振落；同时变频控制器切换第一四通阀的模态，制冷剂在热交换器中吸收水的热能而气化，经第一四通阀、气液分离器和压缩机压缩为高温高压的气体后，在蒸发器中将热能释放给附着在铜管上的冰霜，用于加快了破碎冰霜的融化速度，提高空气能热水器除霜进程；释放热能后，制冷剂经过滤器、膨胀阀和储液罐之后，再次回到换热器进行下一次热交换；在除霜工作条件下，变频控制器将第二四通阀的1端与2端连通，水箱中的高温热水从水箱流出，依次经过水泵、三通阀、第二四通阀，到达热交换器后其高温热水中的热量被热交换器另一侧的冷媒吸收，释放热量后的水流出热交换器再次回到水箱；同时变频控制器通过对水泵运行速度的调节，实现热除霜速度的控制。

7.根据权利要求1所述的具备结霜预测和除霜功能的空气能热水器，其特征在于：根据获取的结霜程度进行除霜，步骤如下：

①、获取结霜程度α；

②、依据函数δ＝s(α)，计算出结霜程度为α时热膨胀单元所需产生的膨胀形变δ；依据set

函数I＝g(δ)，计算热膨胀单元产生膨胀形变δ时所需流过热膨胀单元的电流设定值I ；

③、依据函数A＝h(α)和函数F＝f(α)，计算出结霜程度为α时振动器所需产生振幅A和频率F；依据函数 计算振动器产生振幅A和频率F时驱动电源输出电流向量④、控制第一四通阀由制热工作切换到除霜工作，并依据除霜工作下压缩机功率Pcomp与结霜程度α之间的数学关系Pcomp＝D_frost(α)，获得压缩机运行功率设定值 实现除霜；

set

⑤、将I 、和 分别作为热膨胀单元的电源输出电流、振动器的电源输出电流和压缩机运行功率设定值，并对其进行控制；

⑥、驱动热膨胀、振动器、第一四通阀及压缩机进行除霜工作。