專利名稱：太陽能-空氣雙熱源型熱泵熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽利用裝置，特別涉及利用太陽能的熱泵裝置，具體是一種太陽 能-空氣雙熱源型熱泵熱水器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，能源緊缺與環(huán)境污染已經(jīng)成為制約全球可持續(xù)發(fā)展的兩個(gè)突出問題，引起 世界各國越來越廣泛的關(guān)注。能源緊缺突出表現(xiàn)在兩個(gè)方面一方面是全球能源系統(tǒng)的主 體是“碳基能源” 一石油與煤炭，這些不可再生能源已日漸枯竭；另一方面是全球能耗總量 的迅速膨脹和能源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，進(jìn)一步加劇了能源緊缺狀況。另外，隨著社會的發(fā)展和人 民生活水平的提高，用于采暖、空調(diào)及制取生活用熱水方面的能耗占能源總量的比例越來 越大。為此，大力開發(fā)和有效利用可再生能源已成為各國的優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略?？諝庵械哪茉?和太陽能作為擁有巨大應(yīng)用前景和市場的可再生清潔能源，其開發(fā)和有效利用越來越受到 廣泛的重視?？諝庠礋岜脽崴饕钥諝庾鳛槔錈嵩?，結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，可以充分利用空 氣中的能源，是一種高效、節(jié)能的熱水生產(chǎn)設(shè)備。但在冬季室外氣溫過低時(shí)，空氣源熱泵系 統(tǒng)蒸發(fā)溫度過低，COP (性能系數(shù))急劇下降，系統(tǒng)能耗升高，熱水供應(yīng)量明顯不足，甚至不能 正常啟動(dòng)。太陽能作為擁有巨大應(yīng)用前景和市場的可再生清潔能源，其開發(fā)和有效利用越來 越受到廣泛的重視。太陽能熱泵作為太陽能熱利用綜合技術(shù)，將太陽能集熱技術(shù)與熱泵技 術(shù)有機(jī)集成，可同時(shí)提高太陽能集熱效率和熱泵系統(tǒng)性能。因此，創(chuàng)新與開發(fā)低成本、高效 率的新型太陽能熱泵技術(shù)和產(chǎn)品，已成為太陽能熱泵技術(shù)的研究重點(diǎn)和發(fā)展方向。中國發(fā) 明專利“太陽能-空氣熱泵熱水器”(申請日2003年8月28日，授權(quán)公告日2008年8月28 日，授權(quán)公告號CN 100398936C)公開了一種太陽能-空氣熱泵熱水器，由太陽能集熱板、 空調(diào)風(fēng)扇、通風(fēng)口、殼體等部件組成，將太陽能集熱器和空氣換熱器以緊湊結(jié)構(gòu)形式組合起 來，該發(fā)明中需要獨(dú)立的太陽能集熱板，使得整個(gè)熱泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜。中國發(fā)明專利“可實(shí)現(xiàn)多 模式運(yùn)行的太陽能輔助空氣源熱泵”采取比較復(fù)雜的管路，以實(shí)現(xiàn)熱泵的多種模工作模式 的切換，加上其中使用的太陽能集熱板及其管路，使得其結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能_空氣雙熱源型熱泵熱水器，所述的這種太陽 能_空氣雙熱源型熱泵熱水器要解決現(xiàn)有技術(shù)中太陽能_空氣熱源熱泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、容易出 故障的技術(shù)問題。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的包括壓縮機(jī)、換熱器、蓄熱水箱、節(jié)流 閥、熱水換熱盤管和連接管路，所述換熱器是太陽能_空氣雙熱源換熱器，太陽能_空氣雙 熱源換熱器的一個(gè)接口及熱水換熱盤管的一個(gè)接口通過壓縮機(jī)相連接，太陽能-空氣雙熱 源換熱器的另一個(gè)接口及熱水換熱盤管的另一個(gè)接口通過節(jié)流閥相連接，熱水換熱盤管設(shè)
3CN 101929734 A
于蓄熱水箱內(nèi)，蓄熱水箱設(shè)有補(bǔ)水口和熱水供水口，該太陽能_空氣雙熱源換熱器包括換 熱管，與換熱管外壁相結(jié)合的翅片，以及換熱管和翅片外表面上的太陽能輻射吸收性涂層， 換熱管內(nèi)為熱泵工質(zhì)通道，翅片之間的間隙構(gòu)成空氣熱源通道。所述太陽能-空氣雙熱源換熱器為套片式結(jié)構(gòu)，翅片呈長方形薄板，相鄰兩塊翅 片之間設(shè)有間隙，翅片層疊構(gòu)成該太陽能_空氣雙熱源換熱器的外形，換熱管呈S形彎曲穿 設(shè)于翅片之間。所述太陽能_空氣雙熱源換熱器為繞片式結(jié)構(gòu)，其換熱管呈S形彎曲，翅片套設(shè)于 換熱管外側(cè)。在太陽能_空氣雙熱源換熱器上設(shè)有風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)位于太陽能_空氣雙熱源換熱器 的一側(cè)。太陽能輻射吸收性涂層采用電鍍方法設(shè)于換熱管和翅片外表面。太陽能輻射吸收性涂層通過噴涂或涂刷方法設(shè)于換熱管和翅片外表面。單個(gè)翅片呈圓環(huán)形薄片。本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其效果是積極和明顯的。本太陽能-空氣雙熱源型熱泵 熱水器只使用一個(gè)太陽能一空氣雙熱源換熱器即可實(shí)現(xiàn)同時(shí)從太陽輻射和空氣中獲取熱 量，在換熱管和翅片外表面涂太陽能輻射吸收性涂層，取代了傳統(tǒng)的太陽能集熱器，一方面 簡化了換熱器結(jié)構(gòu)，另一方面也簡化了管路結(jié)構(gòu)，提高熱泵的可靠性，在進(jìn)行熱泵循環(huán)制取 熱水工作時(shí)，可以同時(shí)利用空氣源和太陽能輻射能作為熱泵熱源，實(shí)現(xiàn)可再生能源的綜合 有效利用，在使熱泵熱水器的供熱性能系數(shù)COP和運(yùn)行穩(wěn)定性明顯提高的同時(shí)，使系統(tǒng)組 成較單獨(dú)利用太陽能集熱器的太陽能熱泵系統(tǒng)更為簡化。當(dāng)采用套片式結(jié)構(gòu)時(shí)，由多個(gè)長 方形薄板翅片以一定間隔層疊構(gòu)成，這時(shí)，換熱管呈S形穿設(shè)于翅片中，這樣相鄰兩塊翅片 之間的間隙構(gòu)成空氣氣流通道。當(dāng)采用繞片式結(jié)構(gòu)時(shí)，采用尺寸較小的翅片，多個(gè)翅片套設(shè) 于換熱管上，再隨換熱管彎曲呈S形，翅片之間的間隙形成上下空氣流通道。


圖1是本發(fā)明的工作原理圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的太陽_空氣雙熱源換熱器主視圖。圖3是圖2的左視圖。圖4是圖2的右視圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例2的太陽_空氣雙熱源換熱器主視圖。圖6是圖5的左視圖。圖7是圖6的右視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1
如圖1、圖2、圖3和圖4所示，圖1中省去了補(bǔ)水管路和熱水供水管路以及必須閥門組 件，在本實(shí)施例中，該太陽能-空氣雙熱源型熱泵熱水器，包括壓縮機(jī)1，太陽能-空氣雙熱 源換熱器2，蓄熱水箱3，節(jié)流閥4，熱水換熱盤管5及連接管路。其各部件之間的具體連接
4關(guān)系如下太陽能_空氣雙熱源換熱器2的一個(gè)接口及換熱盤管5的一個(gè)接口通過壓縮機(jī) 1相連接，太陽能一空氣雙熱源換熱器2的另一個(gè)接口及換熱盤管5的另一個(gè)接口通過節(jié)流 閥4相連接；所述換熱盤管5置于蓄熱水箱3內(nèi)，蓄熱水箱3設(shè)置有補(bǔ)水口和熱水供水口， 熱水供水管11與熱水供口連接，給用戶提供熱水，補(bǔ)水管12與補(bǔ)水口連接，從自來水網(wǎng)補(bǔ) 充冷水；其中，所述太陽能_空氣雙熱源換熱器2為帶高效輻射熱吸收性涂層的太陽能_空 氣雙熱源換熱器。本發(fā)明中所述太陽能_空氣雙熱源換熱器2包括換熱管6、與換熱管外壁 相結(jié)合的翅片7、以及換熱管外表面及翅片外表面電鍍的黑色太陽能輻射吸收性涂層(圖中 未畫出)，該太陽能輻射吸收性涂層對太陽輻射有較強(qiáng)的吸收作用；所述換熱管6內(nèi)為熱泵 工質(zhì)通道8，帶太陽能輻射吸收性涂層的換熱管6外表面與翅片7外表面構(gòu)成太陽能熱源 的吸附表面，換熱管外表面與翅片之間構(gòu)成空氣熱源通道9，所述太陽能-空氣雙熱源換熱 器2為套片式結(jié)構(gòu)，翅片7呈長方形薄板，相鄰兩塊翅片7之間設(shè)有間隙構(gòu)成空氣熱源通道 9，翅片層疊構(gòu)成該太陽能-空氣雙熱源換熱器的外形，換熱管6呈S形彎曲穿設(shè)于翅片之 間，在換熱器2 —側(cè)設(shè)有風(fēng)機(jī)10，以加強(qiáng)空氣流動(dòng)，充分利用空氣熱源。由于翅片和換熱管 外表面鍍有太陽能輻射吸收性涂層，可充分吸收太陽能，不需要采用太陽能集熱器，簡化了 換熱器的結(jié)構(gòu)，和管路結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中的壓縮機(jī)1可選定頻壓縮機(jī)或變頻壓縮機(jī)，可使用現(xiàn)有的常用工質(zhì)和新 型環(huán)保工質(zhì)做冷媒。熱泵工質(zhì)可以同時(shí)吸收氣態(tài)熱源熱量和換熱管外表面及翅片外表面的 太陽能輻射吸收性涂層吸收的太陽輻射能熱量。本發(fā)明的工作過程如下
熱泵工質(zhì)由壓縮機(jī)1壓縮，經(jīng)管路至熱水換熱盤管5，向蓄熱水箱3中待加熱的水釋放 熱量后，經(jīng)節(jié)流閥4進(jìn)入太陽能-空氣雙熱源換熱器2吸收空氣熱量及太陽輻射能熱量后 進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)入下一循環(huán)。蓄熱水箱3中的熱水經(jīng)熱水供水口流出，待加熱的水經(jīng)補(bǔ)水口 進(jìn)入蓄熱水箱3。實(shí)施例2
如圖1、圖5、圖6和圖7所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1區(qū)別在于，其所述太陽能_空氣雙熱 源換熱器為繞片式結(jié)構(gòu)，其換熱管6呈S形彎曲，多個(gè)圓環(huán)形翅片7套設(shè)于換熱管外側(cè)，上、 下相鄰兩層翅片為分離結(jié)構(gòu)，上、下相鄰兩層翅片中的單個(gè)翅片呈上下對齊，構(gòu)成空氣流動(dòng) 通道。除了上述方案之外，本發(fā)明的多處結(jié)構(gòu)還可以許多變形。比如，太陽能-空氣雙熱 源型熱泵熱水器的外形也可以采用其它形式，不必是方形，這可通過改變實(shí)施例1中翅片 的形狀，以及實(shí)施例2中翅片的排列方式即可，同時(shí)，翅片還可設(shè)置呈一定造型，以便于空 氣流動(dòng)，提高換熱效率。翅片和換熱管外表面的太陽能輻射吸收性涂層也可以采用其它具 有較好太陽輻射吸收性能的顏色，比如褐色，也可以通過噴涂或涂刷的方式涂覆于翅片和 換熱管外表面。
權(quán)利要求
一種太陽能 空氣雙熱源型熱泵熱水器，包括壓縮機(jī)(1)、換熱器(2)、蓄熱水箱(3)、節(jié)流閥(4)、熱水換熱盤管(5)和連接管路，其特征在于所述換熱器(2)是太陽能 空氣雙熱源換熱器(2)，太陽能 空氣雙熱源換熱器(2)的一個(gè)接口及熱水換熱盤管(5)的一個(gè)接口通過壓縮機(jī)(1)相連接，太陽能 空氣雙熱源換熱器(2)的另一個(gè)接口及熱水換熱盤管(5)的另一個(gè)接口通過節(jié)流閥(4)相連接，熱水換熱盤管(5)設(shè)于蓄熱水箱(3)內(nèi)，蓄熱水箱(3)設(shè)有補(bǔ)水口和熱水供水口，該太陽能 空氣雙熱源換熱器(2)包括換熱管(6)，與換熱管外壁相結(jié)合的翅片(7)，以及換熱管(6)和翅片(7)外表面上的太陽能輻射吸收性涂層，換熱管(6)內(nèi)為熱泵工質(zhì)通道(8)，翅片(7)之間的間隙構(gòu)成空氣熱源通道(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能-空氣雙熱源型熱泵熱水器，其特征在于所述太陽 能_空氣雙熱源換熱器(2)為套片式結(jié)構(gòu)，翅片(7)呈長方形薄板，相鄰兩塊翅片(7)之間 設(shè)有間隙，翅片(7)層疊構(gòu)成該太陽能-空氣雙熱源換熱器(2)的外形，換熱管(6)呈S形 彎曲穿設(shè)于翅片(7)之間。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能_空氣雙熱源型熱泵熱水器，其特征在于所述太陽 能_空氣雙熱源換熱器(2)為繞片式結(jié)構(gòu)，其換熱管(6)呈S形彎曲，翅片(7)套設(shè)于換熱 管(6)外側(cè)。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的太陽能-空氣雙熱源型熱泵熱水器，其特征在于在 太陽能-空氣雙熱源換熱器(2)上設(shè)有風(fēng)機(jī)(10)，風(fēng)機(jī)(10)位于太陽能-空氣雙熱源換熱 器(2)的一側(cè)。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的太陽能-空氣雙熱源型熱泵熱水器，其特征在于太 陽能輻射吸收性涂層采用電鍍方法設(shè)于換熱管(6)和翅片(7)外表面。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的太陽能-空氣雙熱源型熱泵熱水器，其特征在于太 陽能輻射吸收性涂層通過噴涂或涂刷方法設(shè)于換熱管(6)和翅片(7)外表面。
7.如權(quán)利要求3所述的太陽能-空氣雙熱源型熱泵熱水器，其特征在于單個(gè)翅片(7) 呈圓環(huán)形薄片。
全文摘要
一種太陽能-空氣雙熱源型熱泵熱水器，包括壓縮機(jī)、換熱器、蓄熱水箱、節(jié)流閥、熱水換熱盤管和連接管路，換熱器是太陽能-空氣雙熱源換熱器，太陽能-空氣雙熱源換熱器的一個(gè)接口及熱水換熱盤管的一個(gè)接口通過壓縮機(jī)相連接，太陽能-空氣雙熱源換熱器的另一個(gè)接口及熱水換熱盤管的另一個(gè)接口通過節(jié)流閥相連接，熱水換熱盤管設(shè)于蓄熱水箱內(nèi)，太陽能-空氣雙熱源換熱器包括換熱管，與換熱管外壁相結(jié)合的翅片，以及換熱管和翅片外表面上的太陽能輻射吸收性涂層。本太陽能-空氣雙熱源型熱泵熱水器可以同時(shí)利用空氣源和太陽能輻射能作為熱泵熱源，在使熱泵熱水器的供熱性能系數(shù)COP和運(yùn)行穩(wěn)定性明顯提高，使系統(tǒng)組成更為簡化。
文檔編號F24H4/04GK101929734SQ201010296738
公開日2010年12月29日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者劉寅, 周光輝, 董秀潔 申請人:中原工學(xué)院