空气太阳复合源驱动向上风幕分体式热泵空调的制作方法
【专利说明】
(一)
技术领域
[0001]本发明涉及一种空气太阳复合源驱动向上风幕分体式热栗空调。
(二)
【背景技术】
[0002]现有太阳能热栗空调主要有两种产品形式:
[0003]1、热栗蒸发器设计成太阳能平板式吸收器:由迎光表面涂黑的双层铝板制造，双层铝板间形成氟利昂热栗工质的分配器与流通管道；其中，涂黑铝板用于吸收太阳光并提供蒸发热量，而分配器与流通管道则用于优化热栗循环中的蒸发过程。由于每平方米面积所能接收的太阳光强度不超过lkW，因此就极大限制了热栗制热量的提高；此外，这种形式的蒸发器由于没有翅片，因此在夜晚没有阳光时，可从空气中吸收的热量就大打折扣，导致产品使用率很低，只能应用于白天加热少量的家庭用热水，其制热量远低于空气源热栗热水机。
[0004]2、热栗空调与太阳能电池板各自独立设计:由太阳能电池板通过逆变器，而把所接收的太阳光转化成交流电，用于驱动各种形式热栗空调的压缩机、风机、循环水栗；然而由于每平方米面积所能接收的太阳光强度不超过lkw，且现有光电转化效率极低，因此决定了不仅太阳能电池板所需占地面积十分巨大，而且决定了太阳能电池板所需投资十分昂贵；因此在现有技术水平很难具有商业推广价值。
[0005]现有空气源分体式热栗空调的末端主要有下列几种产品形式:
[0006]1、地埋管采暖:由于通过地板的蓄热和热辐射，可降低冷凝温度提高热栗制热量与能效比；然而其缺陷如下:(1)地埋管的材料成本和安装成本较高；(2)产品须现场组装，大批量供货时产品质量难以确保；(3)地埋管维修困难；(4)为实现空调功能还需增设壁挂式室内机，从而在两种末端间切换运行，这一方面导致氟利昂工质积液，影响产品可靠性；另一方面两种末端也提尚广品成本。
[0007]2、分体式空调:为实现夏季空调的回风除湿，其室内机就以小风量大温差方式把27°C的室内回风冷却至12°C ;然而当该室内机用于冬季采暖时又面临下列困境:(1)较小循环风量对应的送风/回风温差较大，导致冷凝温度偏高，降低热栗制热量与能效比，难以独立满足北方严寒地区的采暖应用要求；(2)壁挂式室内机和天花嵌入式室内机:由于都是从屋顶回风，并上部送风，因此始终循环加热室内上部热分层后回风；这就一方面提高冷凝温度，降低热栗制热量与能效比；另一方面导致下部空气温度偏低，降低采暖效果；(3)立柜式室内机:由于下部回风、中部水平送风，因此始终循环加热下部回风，提高采暖效果。
[0008]3、暖气片:可在外窗前形成垂直向上热气流，以阻挡冷风渗透、形成室内空气的虹吸加热循环以提高室温均匀性、改善采暖效果。
[0009]4、空调用垂直向下冷风幕:阻挡热风渗透，降低建筑空调冷负荷；但由于是垂直向下形成风幕，因此用于采暖运行的效果就不够理想。
(三)
【发明内容】
[0010]本发明目的是要(1)实现太阳能吸收器与空气翅片蒸发器的一体化设计；(2)构建由双热源提供蒸发热量的空气太阳复合源分体式热栗空调，提高蒸发温度；(3)统一采暖与空调的高效末端形式，降低冷凝温度；(4)通过大幅降低循环温差提高热栗制热量与能效比；(5)采用高效、廉价的光热转化形式利用太阳能驱动热栗运行，革命性提升太阳能分体式热栗空调的使用经济性。
[0011]本发明采用技术方案，即空气太阳复合源驱动向上风幕分体式热栗空调如附图1所示，其由:1_压缩机；1_1气液分离器；2_四通换向阀；3_翅片氟盘管；4_翅片氟盘管吸收器；5-止回阀；6_膨胀阀；6-1_过滤器；7_百叶式侧面回风口 ；8_过滤网；9_变风量风机；10-导流式顶面送风口 ； 11-积水盘；12-排水管；13-室内机外壳；14-消音棉；15_轴流风机；16-室外机外壳；17_反射镜；18_加湿器；19-太阳能电池板；20_逆变器等组成，其特征在于:
[0012]氟气管串联连接气液分离器1-1、压缩机1、四通换向阀2、翅片氟盘管3、翅片氟盘管吸收器4，氟液管串联连接翅片氟盘管3及其止回阀5与过滤器6-1串联膨胀阀6的并联组件、翅片氟盘管吸收器4及其止回阀5与过滤器6-1串联膨胀阀6的并联组件，其中各止回阀5的流动方向背离所连接的翅片氟盘管3或翅片氟盘管吸收器4，组成氟利昂热栗工质循环回路；
[0013]百叶式侧面回风口 7、过滤网8、翅片氟盘管3、变风量风机9、导流式顶面送风口10，组成回风调节回路；
[0014]翅片氟盘管3的垂直正下方设置水平的积水盘11，积水盘11底部设置排水管12，组成室内机冷凝排水回路；
[0015]百叶式侧面回风口 7设置在室内机外壳13室内侧、导流式顶面送风口 10设置在室内机外壳13顶面、氟液管和氟气管接口设置在室内机外壳13墙体侧、排水管12出口设置在室内机外壳13底面，组成室内机外壳13的使用端口 ；
[0016]室内机外壳13内壁满贴消音棉14 ;
[0017]翅片氟盘管吸收器4、轴流风机15，组成环境空气回路；
[0018]翅片氟盘管吸收器4的垂直正下方设置水平的室外机外壳16底盘，并设置其排水管12，组成室外机冷凝排水回路；
[0019]室外机外壳16背阳面布置反射镜17，反射镜17的表面对太阳光具有较高反射率，反射镜17的对称轴为垂直布置，反射镜17的开口朝向正南方。
[0020]翅片氟盘管吸收器4的翅片表面对太阳光具有较高吸收率。
[0021]轴流风机15的叶片对太阳光具有较高透过率。
[0022]室外机外壳16为垂直布置，且空气流动朝向正南方。
[0023]反射镜17为平面反射镜或抛物面反射镜或复合抛物面反射镜。
[0024]在变风量风机9至导流式顶面送风口 10之间设置加湿器18。
[0025]过滤网8为PM2.5滤网。
[0026]太阳能电池板19的输出电线，通过逆变器20连接至压缩机1、变风量风机9、轴流风机15的电动机。
[0027]本发明工作原理结合附图1说明如下:
[0028]1、冬季氟利昂冷凝加热采暖回风:热栗循环的压缩机1驱动高压、过热气态氟利昂工质，流经四通换向阀2、翅片氟盘管3工质侧，释放排气显热、冷凝潜热、过冷显热后，成为高压、过冷液态氟利昂工质，然后经止回阀5和过滤器6-1进入膨胀阀6中节流，再流经翅片氟盘管吸收器4工质侧，吸收环境空气低位热能而蒸发成为低压、过热气态氟利昂工质，并流经四通换向阀2和气液分离器1-1，重新被压缩机1吸引，构成气-气热栗循环；轴流风机15以较大风量驱动环境空气从室外机外壳16的背阳面流经翅片氟盘管吸收器4，一方面通过其翅片而吸收环境空气低位热能，另一方面通过室外机外壳16的背阳面布置反射镜17，反射太阳光至其沙化翅片夹缝黑腔内，以及再一方面通过室外机外壳16的朝阳面布置轴流风机15透明叶片，透射太阳光至其沙化翅片夹缝黑腔内，从而吸收太阳光；通过上述热栗循环把空气太阳复合热能循环栗至翅片氟盘管3而排放至18°C的室内空气中，以实现采暖功能；变风量风机9以较大循环风量驱动回风流经百叶式侧面回风口 7、过滤网8、翅片氟盘管3、加湿器18、导流式顶面送风口 10，以大风量7°C小温差方式加热地面最冷18°C回风至送风温度25°C并加湿，形成垂直向上热风幕阻挡冷风渗透，降低建筑采暖热负荷；在地面上外窗前形成水平侧回风与垂直顶送风，以畅通室内回风虹吸加热循环，提高室温均匀性；室内机外壳13内壁满贴的消音棉14用于在冬季增大循环风量时降低噪音；通过降低冷凝温度6°C提高热栗制热量与能效比；太阳能电池板19通过逆变器20，以把所接收的太阳光转化成交流电，并驱动压缩机1、变风量风机9、轴流风机15的电动机；从而实现冬季空气太阳复合源分体式热栗空调驱动的采暖功能。
[0029]2、夏季氟利昂蒸发冷却空调回风:制冷循环的压缩机1驱动高压、过热气态氟利昂工质，流经四通换向阀2、翅片氟盘管吸收器4工质侧，以向35°C环境空气释放排气显热、冷凝潜热、过冷显热而成为高压、过冷液态氟利昂工质，然后经止回阀5和过滤器6-1进入膨胀阀6中节流，再流经翅片氟盘管3工质侧，以吸收27°C室内空气低位热能，而蒸发成为低压、过热气态氟利昂工质，并流经四通换向阀2和气液分离器1-1，重新被压缩机1吸引，构成气-气制冷循环；通过该制冷循环而把室内空气低位热能循环栗至翅片氟盘管吸收器4，再由轴流风机15以较大风量驱动35°C环境空气从室外机外壳16的背阳面流经翅片氟盘管吸收器4，带走冷凝热量，以实现空调功能。变风量风机9以较小循环风量驱动回风流经百叶式侧面回风口 7、过滤网8、翅片氟盘管3、导流式顶面送风口 10，以小风量14°C大温差方式冷却、除湿地面最冷26°C回风至送风温度12°C;既降低回风冷却负荷，同时也通过垂直向上冷风幕阻挡热风渗透，降低建筑空调冷负荷；在地面上外窗前形成水平侧回风与垂直顶送风，以畅通室内回风虹吸冷却循环，提高室温均匀性；除湿过程中翅片氟盘管3外表面形成的冷凝水依重力先向下流至积水盘11中，再由排水管12继续向下排出室内机外壳13 ;太阳能电池板19通过逆变器20，