專利名稱：太陽能-空氣雙熱源型熱泵空調(diào)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-空氣雙熱源型熱泵空調(diào)器。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們對能源的需求不斷擴(kuò)大， 給現(xiàn)實(shí)生活帶來兩大難題一是煤和石油的有限儲(chǔ)量所產(chǎn)生的能源危機(jī)；二是以煤、石油 的大量燃燒而排放的廢氣(C02和S02)所產(chǎn)生的環(huán)境污染和溫室效應(yīng)使人類的生存環(huán)境不 斷惡化，可見，發(fā)展可再生能源和節(jié)能技術(shù)已成為全球無可爭議的可持續(xù)發(fā)展能源的兩個(gè) 車輪。而空氣中的能源和太陽能作為可再生清潔能源，其開發(fā)和有效利用越來越受到廣泛 的重視?？諝庠礋岜靡钥諝庾鳛槔錈嵩?，具有高效節(jié)能、綠色環(huán)保、安全節(jié)約、體積小巧等 特點(diǎn)，已成為目前推廣度非常高的空調(diào)設(shè)備。但在冬季室外氣溫過低時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)供熱需求 最大同機(jī)組的容量及效率最低的矛盾。太陽能以其取之不盡、廉價(jià)、安全、無需運(yùn)輸、清潔無 污染等特點(diǎn)受到人們的重視，但由于太陽能受季節(jié)和天氣影響較大、熱流密度低，導(dǎo)致各種 形式的太陽能直接利用系統(tǒng)在應(yīng)用中受到一定的限制。太陽能-空氣雙熱源型熱泵空調(diào)器 充分利用了太陽能和空氣源熱泵優(yōu)點(diǎn)，一定程度上克服兩者的缺點(diǎn)，因此具有很大的開發(fā)、 應(yīng)用潛力。中國發(fā)明專利“一種利用多種自然環(huán)保能源的空調(diào)裝置”(申請日2007年1月25 日，授權(quán)公告日2009年3月11日，授權(quán)公告號CN 100467964C)公開的技術(shù)方案中，將太陽 能、空氣能和地能綜合利用，但其中針對三種能源分別有設(shè)一套換熱系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管路 較多，而且能量不集中，不利于提高使用效果。中國發(fā)明專利申請“一種利用多種自然環(huán)保 能源的空調(diào)裝置”(申請日2006年3月28日，申請?zhí)?00610012529. 0，公開號CN1869555A) 公開的空氣源太陽能水源熱泵空調(diào)，采用兩臺水源熱泵經(jīng)配置循環(huán)水泵的管路相連接構(gòu)成 第一級空氣源熱泵和第二級人工水源熱泵，所述的第二級人工水源熱泵的輸出端經(jīng)配置循 環(huán)水泵的管路連接空調(diào)末端設(shè)備，所述的第一級空氣源熱泵經(jīng)配置循環(huán)水泵的管路連接空 氣源換熱裝置，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要分別采取集熱裝置集采太陽能和空氣能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能_空氣雙熱源型熱泵空調(diào)器，所述的這種太陽 能_空氣雙熱源型熱泵空調(diào)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)、室外機(jī)換熱器、用戶側(cè)換 熱器、四通換向閥、節(jié)流閥和連接管路，壓縮機(jī)的出口通過四通換向閥分別連接用戶側(cè)換熱 器工質(zhì)通道的一個(gè)接口及室外機(jī)換熱器工質(zhì)通道的一個(gè)接口，用戶室內(nèi)的空調(diào)機(jī)通過空調(diào) 供水管和空調(diào)回水管與用戶側(cè)換熱器相連接，所述室外機(jī)換熱器是太陽能_空氣雙熱源換 熱器，太陽能-空氣雙熱源換熱器包括遮陽板、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。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通過電鍍方法設(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。所述遮陽板采用可拆卸方式設(shè)于太陽能_空氣雙熱源換熱器上。所述遮陽板采用可拆疊方式設(shè)于太陽能_空氣雙熱源換熱器上。該遮陽板通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由齒輪齒條構(gòu)成，遮陽 板通過鉸鏈和滑槽設(shè)于太陽能-空氣雙熱源換熱器上，齒軸固定于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上， 齒輪與齒條相嚙合，齒條一端通過銷軸與遮陽板相連接。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 空調(diào)器只使用一個(gè)太陽能-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中省去了用戶室內(nèi)的空調(diào)機(jī)，在本實(shí)施例中，該太陽 能_空氣雙熱源型熱泵空調(diào)器，包括壓縮機(jī)1，遮陽板式太陽能一空氣雙熱源換熱器2，用戶 側(cè)換熱器3，四通換向閥4，節(jié)流閥5及連接管路。壓縮機(jī)1的出口通過四通換向閥4分別 連接用戶側(cè)換熱器3及遮陽板式太陽能_空氣雙熱源換熱器2制冷劑(工質(zhì))通道的一個(gè)接 口，用戶室內(nèi)的空調(diào)機(jī)通過空調(diào)供水管12和空調(diào)回水管13與用戶側(cè)換熱器3相連接，用戶 側(cè)換熱器3及太陽能-空氣雙熱源換熱器2制冷劑通道的另一個(gè)接口通過節(jié)流閥5相連接， 其中，所述遮陽板式太陽能_空氣雙熱源換熱器2為帶夏季遮陽板11和高效輻射熱吸收性 涂層的太陽能_空氣雙熱源換熱器，該換熱器包括可拆卸式遮陽板11、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， 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。冬季采暖時(shí)，拆下遮陽板11，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；夏季制冷時(shí)，安裝上遮陽板11，熱泵工質(zhì)釋放熱量給空氣。由于翅片和外套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)，以及管路結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的工作流程如下 (1)制熱模式
該工作模式下，遮陽板關(guān)閉(或拆除)，遮陽板式太陽能_空氣雙熱源換熱器2可同時(shí)吸 收空氣熱源及太陽能輻射熱量，此時(shí)，熱泵工質(zhì)由壓縮機(jī)1壓縮，通過四通換向閥4，進(jìn)入用 戶側(cè)換熱器3釋放熱量后，經(jīng)節(jié)流閥5進(jìn)入遮陽板式太陽能一空氣雙熱源換熱器2，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 能熱量后，通過四通換向閥4進(jìn)入壓縮機(jī)1進(jìn)入下一循環(huán)；用戶室內(nèi)的空調(diào)機(jī)通過空調(diào)供水 管12和空調(diào)回水管13與用戶側(cè)換熱器進(jìn)行熱量交換，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的供暖。(2)制冷模式
該工作模式下，安裝上遮陽板(安裝于遮陽板式太陽能_空氣雙熱源換熱器2上部)進(jìn) 行遮陽工作，遮陽板式太陽能-空氣雙熱源換熱器2只吸收空氣熱源熱量，熱泵工質(zhì)由壓縮 機(jī)1壓縮，通過四通換向閥4，進(jìn)入遮陽板式太陽能-空氣雙熱源換熱器2釋放熱量給空氣 后，經(jīng)節(jié)流閥5進(jìn)入用戶側(cè)換熱器3，用戶室內(nèi)的空調(diào)機(jī)通過空調(diào)供水管12和空調(diào)回水管 13與用戶側(cè)換熱器進(jìn)行熱量交換，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的制冷，工質(zhì)吸收來自用戶室內(nèi)的熱量后，通過 四通換向閥4進(jìn)入壓縮機(jī)1進(jìn)入下一循環(huán)。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 源換熱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外套管外 表面。同時(shí)，所述遮陽板采用可拆疊方式設(shè)于太陽能-空氣雙熱源換熱器上，該遮陽板通過 一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由齒輪齒條構(gòu)成，遮陽板通過鉸鏈和滑槽設(shè)于 太陽能_空氣雙熱源換熱器上，齒軸固定于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上，齒輪與齒條相嚙合，齒條 一端通過銷軸與遮陽板相連接，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制遮板的展開與收攏。
權(quán)利要求
一種太陽能 空氣雙熱源型熱泵空調(diào)器，包括壓縮機(jī)(1)、室外機(jī)換熱器(2)、用戶側(cè)換熱器(3)、四通換向閥(4)、節(jié)流閥(5)和連接管路，其特征在于壓縮機(jī)(1)的出口通過四通換向閥(4)分別連接用戶側(cè)換熱器(3)工質(zhì)通道的一個(gè)接口及室外機(jī)換熱器(2)工質(zhì)通道的一個(gè)接口，用戶室內(nèi)的空調(diào)機(jī)通過空調(diào)供水管(12)和空調(diào)回水管(13)與用戶側(cè)換熱器(3)相連接，所述室外機(jī)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)包括遮陽板(11)、換熱管(6)，與換熱管(6)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-空氣雙熱源型熱泵空調(diào)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_空氣雙熱源型熱泵空調(diào)器，其特征在于太陽能_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-空氣雙熱源型熱泵空調(diào)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-空氣雙熱源型熱泵空調(diào)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-空氣雙熱源型熱泵空調(diào)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-空氣雙熱源型熱泵空調(diào)器，其特征在于單個(gè)翅片(7) 呈圓環(huán)形薄片。
8.如權(quán)利要求1或2或3所述的太陽能-空氣雙熱源型熱泵空調(diào)器，其特征在于所 述遮陽板(11)采用可拆卸方式設(shè)于太陽能_空氣雙熱源換熱器(2)上。
9.如權(quán)利要求1或2或3所述的太陽能-空氣雙熱源型熱泵空調(diào)器，其特征在于所 述遮陽板(11)采用可拆疊方式設(shè)于太陽能_空氣雙熱源換熱器(2)上。
10.如權(quán)利要求8所述的太陽能-空氣雙熱源型熱泵空調(diào)器，其特征在于該遮陽板 (11)通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由齒輪齒條構(gòu)成，遮陽板通過鉸鏈和 滑槽設(shè)于太陽能-空氣雙熱源換熱器上，齒軸固定于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上，齒輪與齒條相 嚙合，齒條一端通過銷軸與遮陽板相連接。
全文摘要
一種太陽能-空氣雙熱源型熱泵空調(diào)器，包括壓縮機(jī)、室外機(jī)換熱器、用戶側(cè)換熱器、四通換向閥、節(jié)流閥和連接管路，壓縮機(jī)的出口通過四通換向閥分別連接用戶側(cè)換熱器工質(zhì)通道的一個(gè)接口及室外機(jī)換熱器工質(zhì)通道的一個(gè)接口，所述室外機(jī)換熱器是太陽能-空氣雙熱源換熱器，包括遮陽板、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。本發(fā)明只使用一個(gè)太陽能-空氣-地能三熱源換熱器，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，應(yīng)用范圍廣泛。
文檔編號F25B30/02GK101936623SQ20101029674
公開日2011年1月5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