专利名称：太阳能-空气双热源型热泵空调器的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳利用装置，特别涉及利用太阳能的热泵装置，具体是一种太阳 能-空气双热源型热泵空调器。
背景技术：
随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，人们对能源的需求不断扩大， 给现实生活带来两大难题一是煤和石油的有限储量所产生的能源危机；二是以煤、石油 的大量燃烧而排放的废气(C02和S02)所产生的环境污染和温室效应使人类的生存环境不 断恶化，可见，发展可再生能源和节能技术已成为全球无可争议的可持续发展能源的两个 车轮。而空气中的能源和太阳能作为可再生清洁能源，其开发和有效利用越来越受到广泛 的重视。空气源热泵以空气作为冷热源，具有高效节能、绿色环保、安全节约、体积小巧等 特点，已成为目前推广度非常高的空调设备。但在冬季室外气温过低时，将会出现供热需求 最大同机组的容量及效率最低的矛盾。太阳能以其取之不尽、廉价、安全、无需运输、清洁无 污染等特点受到人们的重视，但由于太阳能受季节和天气影响较大、热流密度低，导致各种 形式的太阳能直接利用系统在应用中受到一定的限制。太阳能-空气双热源型热泵空调器 充分利用了太阳能和空气源热泵优点，一定程度上克服两者的缺点，因此具有很大的开发、 应用潜力。中国发明专利“一种利用多种自然环保能源的空调装置”(申请日2007年1月25 日，授权公告日2009年3月11日，授权公告号CN 100467964C)公开的技术方案中，将太阳 能、空气能和地能综合利用，但其中针对三种能源分别有设一套换热系统，结构复杂，管路 较多，而且能量不集中，不利于提高使用效果。中国发明专利申请“一种利用多种自然环保 能源的空调装置”(申请日2006年3月28日，申请号200610012529. 0，公开号CN1869555A) 公开的空气源太阳能水源热泵空调，采用两台水源热泵经配置循环水泵的管路相连接构成 第一级空气源热泵和第二级人工水源热泵，所述的第二级人工水源热泵的输出端经配置循 环水泵的管路连接空调末端设备，所述的第一级空气源热泵经配置循环水泵的管路连接空 气源换热装置，其结构复杂，需要分别采取集热装置集采太阳能和空气能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能_空气双热源型热泵空调器，所述的这种太阳 能_空气双热源型热泵空调器要解决现有技术中太阳能_空气热源热泵结构复杂、容易出 故障的技术问题。本发明的目的是通过以下技术方案实现的包括压缩机、室外机换热器、用户侧换 热器、四通换向阀、节流阀和连接管路，压缩机的出口通过四通换向阀分别连接用户侧换热 器工质通道的一个接口及室外机换热器工质通道的一个接口，用户室内的空调机通过空调 供水管和空调回水管与用户侧换热器相连接，所述室外机换热器是太阳能_空气双热源换 热器，太阳能-空气双热源换热器包括遮阳板、换热管，与换热管外壁相结合的翅片，以及换热管和翅片外表面上的太阳能辐射吸收性涂层，换热管内为热泵工质通道，翅片之间的 间隙构成空气热源通道。所述太阳能-空气双热源换热器为套片式结构，翅片呈长方形薄板，相邻两块翅 片之间设有间隙，翅片层叠构成该太阳能-空气双热源换热器的外形，换热管呈S形弯曲穿 设于翅片之间。太阳能-空气双热源换热器为绕片式结构，其换热管呈S形弯曲，翅片套设于换热 管外侧。在太阳能_空气双热源换热器上设有风机，风机位于太阳能_空气双热源换热器 的一侧。太阳能辐射吸收性涂层通过电镀方法设于换热管和翅片外表面。太阳能辐射吸收性涂层通过喷涂或涂刷方法设于换热管和翅片外表面。
单个翅片呈圆环形薄片。所述遮阳板采用可拆卸方式设于太阳能_空气双热源换热器上。所述遮阳板采用可拆叠方式设于太阳能_空气双热源换热器上。该遮阳板通过一个驱动机构与驱动电机相连接，驱动机构由齿轮齿条构成，遮阳 板通过铰链和滑槽设于太阳能-空气双热源换热器上，齿轴固定于驱动电机的输出轴上， 齿轮与齿条相啮合，齿条一端通过销轴与遮阳板相连接。本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本太阳能-空气双热源型热泵 空调器只使用一个太阳能-空气双热源换热器即可实现同时从太阳辐射和空气中获取热 量，在换热管和翅片外表面涂太阳能辐射吸收性涂层，取代了传统的太阳能集热器，一方面 简化了换热器结构，另一方面也简化了管路结构，提高热泵的可靠性，在进行热泵循环制取 热水工作时，可以同时利用空气源和太阳能辐射能作为热泵热源，实现可再生能源的综合 有效利用，在使热泵热水器的供热性能系数COP和运行稳定性明显提高的同时，使系统组 成较单独利用太阳能集热器的太阳能热泵系统更为简化。当采用套片式结构时，由多个长 方形薄板翅片以一定间隔层叠构成，这时，换热管呈S形穿设于翅片中，这样相邻两块翅片 之间的间隙构成空气气流通道。当采用绕片式结构时，采用尺寸较小的翅片，多个翅片套设 于换热管上，再随换热管弯曲呈S形，翅片之间的间隙形成上下空气流通道。
图1是本发明的工作原理图。图2是本发明实施例1的太阳_空气双热源换热器主视图。图3是图2的左视图。图4是图2的右视图。图5是本发明实施例2的太阳_空气双热源换热器主视图。图6是图5的左视图。图7是图6的右视图。
具体实施例方式下面结合附图通过实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1、图2、图3和图4所示，图1中省去了用户室内的空调机，在本实施例中，该太阳 能_空气双热源型热泵空调器，包括压缩机1，遮阳板式太阳能一空气双热源换热器2，用户 侧换热器3，四通换向阀4，节流阀5及连接管路。压缩机1的出口通过四通换向阀4分别 连接用户侧换热器3及遮阳板式太阳能_空气双热源换热器2制冷剂(工质)通道的一个接 口，用户室内的空调机通过空调供水管12和空调回水管13与用户侧换热器3相连接，用户 侧换热器3及太阳能-空气双热源换热器2制冷剂通道的另一个接口通过节流阀5相连接， 其中，所述遮阳板式太阳能_空气双热源换热器2为带夏季遮阳板11和高效辐射热吸收性 涂层的太阳能_空气双热源换热器，该换热器包括可拆卸式遮阳板11、换热管6、与换热管 外壁相结合的翅片7、以及换热管外表面及翅片外表面电镀的黑色太阳能辐射吸收性涂层， 该太阳能辐射吸收性涂层对太阳辐射有较强的吸收作用；所述换热管6内为热泵工质通道 8，带太阳能辐射吸收性涂层的换热管6外表面与翅片7外表面构成太阳能热源的吸附表 面，换热管外表面与翅片之间构成空气热源通道9。冬季采暖时，拆下遮阳板11，热泵工质 可以同时吸收气态热源热量和换热管外表面及翅片外表面的太阳能辐射吸收性涂层吸收 的太阳辐射能热量；夏季制冷时，安装上遮阳板11，热泵工质释放热量给空气。由于翅片和外套管外表面镀有太阳能辐射吸收性涂层，可充分吸收太阳能，不需 要采用太阳能集热器，简化了换热器的结构，以及管路结构。本发明的工作流程如下 (1)制热模式
该工作模式下，遮阳板关闭(或拆除)，遮阳板式太阳能_空气双热源换热器2可同时吸 收空气热源及太阳能辐射热量，此时，热泵工质由压缩机1压缩，通过四通换向阀4，进入用 户侧换热器3释放热量后，经节流阀5进入遮阳板式太阳能一空气双热源换热器2，同时吸 收气态热源热量和换热管外表面及翅片外表面的太阳能辐射吸收性涂层吸收的太阳辐射 能热量后，通过四通换向阀4进入压缩机1进入下一循环；用户室内的空调机通过空调供水 管12和空调回水管13与用户侧换热器进行热量交换，实现室内的供暖。(2)制冷模式
该工作模式下，安装上遮阳板(安装于遮阳板式太阳能_空气双热源换热器2上部)进 行遮阳工作，遮阳板式太阳能-空气双热源换热器2只吸收空气热源热量，热泵工质由压缩 机1压缩，通过四通换向阀4，进入遮阳板式太阳能-空气双热源换热器2释放热量给空气 后，经节流阀5进入用户侧换热器3，用户室内的空调机通过空调供水管12和空调回水管 13与用户侧换热器进行热量交换，实现室内的制冷，工质吸收来自用户室内的热量后，通过 四通换向阀4进入压缩机1进入下一循环。实施例2
如图1、图5、图6和图7所示，本实施例与实施例1区别在于，其所述太阳能_空气双热 源换热器为绕片式结构，其换热管6呈S形弯曲，多个圆环形翅片7套设于换热管外侧，上、 下相邻两层翅片为分离结构，上、下相邻两层翅片中的单个翅片呈上下对齐，构成空气流动 通道。除了上述方案之外，本发明的多处结构还可以许多变形。比如，太阳能-空气双热 源换热器的外形也可以采用其它形式，不必是方形，这可通过改变实施例1中翅片的形状，以及实施例2中翅片的排列方式即可，同时，翅片还可设置呈一定造型，以便于空气流动， 提高换热效率。翅片和换热管外表面的太阳能辐射吸收性涂层也可以采用其它具有较好太 阳辐射吸收性能的颜色，比如褐色，也可以通过喷涂或涂刷的方式涂覆于翅片和外套管外 表面。同时，所述遮阳板采用可拆叠方式设于太阳能-空气双热源换热器上，该遮阳板通过 一个驱动机构与驱动电机相连接，驱动机构由齿轮齿条构成，遮阳板通过铰链和滑槽设于 太阳能_空气双热源换热器上，齿轴固定于驱动电机的输出轴上，齿轮与齿条相啮合，齿条 一端通过销轴与遮阳板相连接，由驱动电机控制遮板的展开与收拢。
权利要求
一种太阳能 空气双热源型热泵空调器，包括压缩机(1)、室外机换热器(2)、用户侧换热器(3)、四通换向阀(4)、节流阀(5)和连接管路，其特征在于压缩机(1)的出口通过四通换向阀(4)分别连接用户侧换热器(3)工质通道的一个接口及室外机换热器(2)工质通道的一个接口，用户室内的空调机通过空调供水管(12)和空调回水管(13)与用户侧换热器(3)相连接，所述室外机换热器(2)是太阳能 空气双热源换热器(2)，太阳能 空气双热源换热器(2)包括遮阳板(11)、换热管(6)，与换热管(6)外壁相结合的翅片(7)，以及换热管(6)和翅片(7)外表面上的太阳能辐射吸收性涂层，换热管(6)内为热泵工质通道(8)，翅片(7)之间的间隙构成空气热源通道(9)。
2.如权利要求1所述的太阳能-空气双热源型热泵空调器，其特征在于所述太阳 能-空气双热源换热器(2)为套片式结构，翅片(7)呈长方形薄板，相邻两块翅片(7)之间 设有间隙，翅片(7)层叠构成该太阳能-空气双热源换热器(2)的外形，换热管(6)呈S形 弯曲穿设于翅片(7)之间。
3.如权利要求1所述的太阳能_空气双热源型热泵空调器，其特征在于太阳能_空 气双热源换热器(2 )为绕片式结构，其换热管(6 )呈S形弯曲，翅片(7 )套设于换热管外侧。
4.如权利要求1或2或3所述的太阳能-空气双热源型热泵空调器，其特征在于在 太阳能-空气双热源换热器(2)上设有风机(10)，风机(10)位于太阳能-空气双热源换热 器的一侧。
5.如权利要求1或2或3所述的太阳能-空气双热源型热泵空调器，其特征在于太 阳能辐射吸收性涂层采用电镀方法设于换热管(6)和翅片(7)外表面。
6.如权利要求1或2或3所述的太阳能-空气双热源型热泵空调器，其特征在于太 阳能辐射吸收性涂层通过喷涂或涂刷方法设于换热管(6 )和翅片(7 )外表面。
7.如权利要求3所述的太阳能-空气双热源型热泵空调器，其特征在于单个翅片(7) 呈圆环形薄片。
8.如权利要求1或2或3所述的太阳能-空气双热源型热泵空调器，其特征在于所 述遮阳板(11)采用可拆卸方式设于太阳能_空气双热源换热器(2)上。
9.如权利要求1或2或3所述的太阳能-空气双热源型热泵空调器，其特征在于所 述遮阳板(11)采用可拆叠方式设于太阳能_空气双热源换热器(2)上。
10.如权利要求8所述的太阳能-空气双热源型热泵空调器，其特征在于该遮阳板 (11)通过一个驱动机构与驱动电机相连接，驱动机构由齿轮齿条构成，遮阳板通过铰链和 滑槽设于太阳能-空气双热源换热器上，齿轴固定于驱动电机的输出轴上，齿轮与齿条相 啮合，齿条一端通过销轴与遮阳板相连接。
全文摘要
一种太阳能-空气双热源型热泵空调器，包括压缩机、室外机换热器、用户侧换热器、四通换向阀、节流阀和连接管路，压缩机的出口通过四通换向阀分别连接用户侧换热器工质通道的一个接口及室外机换热器工质通道的一个接口，所述室外机换热器是太阳能-空气双热源换热器，包括遮阳板、换热管，与换热管外壁相结合的翅片，以及换热管和翅片外表面上的太阳能辐射吸收性涂层。本发明只使用一个太阳能-空气-地能三热源换热器，同时利用空气源和太阳能辐射能作为热泵热源，实现可再生能源的综合有效利用，在使热泵热水器的供热性能系数COP和运行稳定性明显提高的同时，使系统组成较单独利用太阳能集热器的太阳能热泵系统更为简化，应用范围广泛。
文档编号F25B30/02GK101936623SQ20101029674
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者刘寅, 周光辉, 董秀洁 申请人:中原工学院