本發(fā)明涉及一種換熱器，具體的說，是一種具有太陽能集熱功能的翅片管換熱器。

背景技術：

空氣源熱泵是一種被廣泛應用的供熱設備，翅片管換熱器作為空氣源熱泵的室外機在冬季使用時，由于室外空氣溫度低，導致制冷劑的蒸發(fā)溫度低，使得機組供熱效果下降，而且由于空氣中存在水蒸汽，會在換熱時導致翅片結(jié)霜，霜層堵塞空氣通道，惡化制冷劑與空氣的換熱，當霜層達到一定厚度時，必須進行除霜，因此有必要采取措施來改善現(xiàn)有的翅片管換熱器。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種具有太陽能集熱功能的翅片管換熱器，能延緩結(jié)霜速率，改善除霜效果，減少除霜頻率，同時提高制冷劑的蒸發(fā)溫度，提高機組的制熱效果。

實現(xiàn)本發(fā)明采用的技術方案是：一種具有太陽能集熱功能的翅片管換熱器，包括翅片、換熱管、風機、擋風板、支架，其特征在于，還包括用于聚光或遮陽的反射板，所述翅片水平放置且分為上、下兩部分，所述上下兩部分翅片的夾角φ為鈍角，所述下部分翅片相互平行且與所述換熱管垂直，所述上部分翅片相互平行且與豎直方向的夾角為0°—15°之間，在所述上部分翅片上鍍上一層太陽能吸收鍍層，所述翅片和所述換熱管組成翅片管結(jié)構，所述翅片管結(jié)構的兩側(cè)和底側(cè)均設置有擋風板且翅片管結(jié)構與水平地面的夾角α取值與當?shù)鼐暥然疽恢拢淦钚∮凇?5°，所述反射板設置在所述翅片管結(jié)構的上側(cè)，所述風機設置在所述翅片管結(jié)構的內(nèi)側(cè)下方，所述風機運行時抽吸的空氣只從所述翅片管結(jié)構的間隙流過，所述翅片管結(jié)構、風機、反射板固定在所述支架上。

所述上部分翅片上的鍍層表面積s滿足a×(d/sin(α+θm+2×β+φ-1.5π))×sin(α+θ+2β)<s<1.3×a×(d/sin(α+θm+2β+φ-1.5π))×sin(α+θ+2β),其中a為所述翅片的長，θm為所述換熱器使用期間的最大太陽高度角，β為反射板與陽光的夾角，d為翅片間距,φ為所述上、下兩部分翅片的夾角。

所述反射板上開有透風不透光的通風孔。

所述通風孔的形狀為百葉或凸起的斜孔，所述百葉或凸起的斜孔的風口朝向所述反射板的轉(zhuǎn)軸。

在所述翅片管結(jié)構的下側(cè)設置反射板，其作用與所述翅片管結(jié)構上側(cè)的反射板相同。

所述反射板材料為鏡面鋁板、鏡面不銹鋼、鍍鏡面金屬的塑料、具有高反射率的玻璃鏡中的一種。

在所述翅片管結(jié)構的上側(cè)設置的反射板的自由端通過連桿機構與在所述翅片管結(jié)構的下側(cè)設置的反射板的自由端連接。

本發(fā)明的一種具有太陽能集熱功能的翅片管結(jié)構換熱器，當需要強化所述翅片管結(jié)構吸收太陽能時，通過調(diào)節(jié)所述反射板的角度來聚光，使反射的陽光照射到所述翅片管結(jié)構上的面積最大；當需要避免所述翅片管結(jié)構吸收太陽能時，通過調(diào)節(jié)所述反射板的角度來遮陽，使陽光照射到所述翅片管結(jié)構上的面積最小。

其進一步有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明的一種具有太陽能集熱功能的翅片管結(jié)構換熱器作為空氣源熱泵的室外機在冬季使用時：能減緩結(jié)霜速率、改善除霜效果、減少除霜頻率、延長供熱時間并且充分吸收太陽能，提高制冷劑的蒸發(fā)溫度和機組的制熱效果；

2、本發(fā)明所述換熱器的反射板在夏季使用時，可根據(jù)系統(tǒng)制冷或制熱的需要遮擋或反射太陽光，調(diào)節(jié)靈活；

3、本發(fā)明所述換熱器的翅片管結(jié)構和反射板易加工制作，附加成本低，易于推廣使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種具有太陽能集熱功能的翅片管換熱器結(jié)構示意圖；

圖2為圖1中部分符號標注示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1和圖2對本發(fā)明作進一步說明。

參照圖1和圖2，本發(fā)明的一種具有太陽能集熱功能的翅片管換熱器，包括翅片1、換熱管2、擋風板3、風機4、支架5、反射板6，翅片1水平放置且分為上下兩部分，上下兩部分翅片的夾角為φ，所述下部分翅片相互平行且與所述換熱管垂直，所述上部分翅片相互平行且與豎直方向的夾角為0-15°之間，在翅片1上鍍上一層太陽能吸收鍍層且鍍層的面積大于太陽光照射到其上的面積s，翅片1和換熱管2組成翅片管結(jié)構，所述翅片管結(jié)構的兩側(cè)和底側(cè)均設置有擋風板3且翅片管結(jié)構與水平地面的夾角α取值與當?shù)鼐暥然疽恢拢钚∮凇?5°，在所述翅片管結(jié)構的上下側(cè)各設置一個反射板6使太陽光被反射到翅片1上，風機4設置在所述翅片管結(jié)構的內(nèi)側(cè)下方，所述翅片管結(jié)構、風機4、反射板6均固定在支架5上。當機組制熱且太陽能充足時，風機4關閉，換熱器吸收太陽能和空氣能(自然對流換熱)來滿足換熱量的需求；當機組制熱且太陽能不足時，風機4運行，抽吸所述翅片管結(jié)構外側(cè)的空氣從翅片管結(jié)構的間隙流過，換熱器吸收太陽能和空氣能(強制對流換熱)來滿足換熱量的需求；當機組制熱且無太陽能時，風機4運行，抽吸所述翅片管結(jié)構外側(cè)的空氣從翅片管結(jié)構的間隙流過，此工況下?lián)Q熱器僅吸收空氣能來滿足換熱量的需求；當機組制冷時，調(diào)節(jié)反射板6遮擋太陽光使太陽光照射不到換熱器上，風機4運行，抽吸空氣和換熱器換熱來滿足機組制冷量的需求。

有太陽光時，為了最大限度的增加太陽能的集熱熱面積，調(diào)節(jié)反射板6使其與太陽光的夾角β滿足l2×sin(β)/(l1×sin(2β+θ+α))的值在0.8～1.2之間，其中l(wèi)1為所述翅片管結(jié)構的長度，l2為所述反射板6的長度，α為所述換熱器與地面的夾角且為銳角，θ為太陽高度角。

上部分翅片上鍍層的表面積s滿足a×(d/sin(α+θm+2×β+φ-1.5π))×sin(α+θ+2β)<s<1.3×a×(d/sin(α+θm+2β+φ-1.5π))×sin(α+θ+2β),其中a為所述翅片的長，θm為所述換熱器使用期間的最大太陽高度角，d為翅片間距,φ為所述上、下兩部分翅片的夾角，部分翅片上鍍層與翅片全鍍層相比，能減小制冷劑與空氣換熱時的熱阻，同時提高經(jīng)濟性。

有太陽光時，所述鍍上太陽能吸收鍍層的上部分翅片吸收太陽能溫度升高，能延緩結(jié)霜速率、延長供熱時間、減少除霜頻率。

翅片1水平放置使化霜水快速脫落，能減薄化霜水在翅片上形成的液膜厚度有利于換熱，同時縮短除霜時間。

當風機4運行時，霜層受到自身的重力和風機4向下抽力的雙重作用，有利于霜層的脫落，能縮短除霜時間。

反射板6的材料為鏡面鋁板、鏡面不銹鋼、鍍金屬的塑料、具有高反射率的玻璃中的一種。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

技術特征：

技術總結(jié)
一種具有太陽能集熱功能的翅片管換熱器，包括翅片、換熱管、風機、擋風板、支架，其特點是，還包括用于聚光或遮陽的反射板，翅片水平放置且分為上、下兩部分，上下兩部分翅片的夾角為鈍角，下部分翅片相互平行且與換熱管垂直，上部分翅片相互平行且與豎直方向的夾角為0°—15°，在上部分翅片上鍍上一層太陽能吸收鍍層，在翅片管結(jié)構的兩側(cè)和底側(cè)均設置有擋風板，且翅片管結(jié)構與水平地面的夾角α取值與當?shù)鼐暥然疽恢?，反射板設置在翅片管結(jié)構的上側(cè)，風機運行時抽吸的空氣只從翅片管結(jié)構的間隙流過，翅片管結(jié)構、風機、反射板固定在支架上。能延緩結(jié)霜速率，改善除霜效果，減少除霜頻率，同時提高制冷劑的蒸發(fā)溫度，提高機組的制熱效果。

技術研發(fā)人員：邱國棟;趙洪運;許振飛;位興華;張明發(fā)
受保護的技術使用者：東北電力大學
技術研發(fā)日：2017.04.17
技術公布日：2017.08.18