专利名称：一种利用平板式换热器组成的空调和热泵的制作方法
技术领域：
涉及一种利用平板换热器制成的的空调或热泵的蒸发器和冷凝器，实现高能效比和节能。
背景技术：
节能涉及气候变化，原理在最近几年中有一个显著现象就是各地频繁暴雨、暴雪、地震频率增加，就是异常天气目前具有常态化的倾向，究其原因，从科学角度讲不能以一句“自然灾害”话搪塞过去，实际上气候变化有着人类深刻的自我生产原因，这种原因就是人类生产中需要消耗大量能源，在消耗能源的过程中，不仅排出大量的具有化学污染的气体和液体，还能释放与能量消耗数值相当的热量值，这个热量值数值巨大，大到可以 和太阳在局部的辐射量相比较，并足以在局部形成恶劣气候变化或称“自然灾害”，并且这种自然灾害优先在热排放巨大的地区(城市)或附近优先发生，从科学发展的角度出发，一个城市是否采取节能化生产首先关系到这个城市的“天气”变化，为什么呢？ 一个地区之所以下雨或下雪，原因就在于这个地区的上空不仅存在大量的空气，还有掺杂在空气里的水蒸气，水蒸气存量越多，遇冷凝结形成的大雨或大雪就会越大，而空气中的水分含量能力与空气的温度成正比，大气温度每提高1° C，其容纳水的能力将会提高4%左右，比如在夏天大气温度提高10° C，大气中就会增加40%左右的水汽容纳能力，并且相应的在地面有足够的水分蒸发和水汽排放能力来满足大气的这种“水汽容纳能力”，为何这么说呢？大家知道煤炭、石油、天然气燃烧生成二氧化碳和水，石油燃烧的通用分子化学反应
式--------CnH(2n+2)+ (2n+l) 02=nC02+(2n+l)H20, η表示碳原子个数，以上化学式是石
油、天然气、乙烷气、丙烷气、丁烷气、戊己烷等的分子与氧气反应的通式，其中以上化学式不适用煤炭(煤炭的氢元素含量不确定因此生成水的量要低于以上化学反应式数量)。从以上化学反应式中可以推算出一吨石油或天然气等化石能源燃烧可消耗大约3吨氧气(SP15吨空气)，可生成约2. 8吨二氧化碳气体和I. 2吨水水蒸气，这些水蒸气分子量小于空气中的氮气和氧气直接上升于这个地区的上空，并对周围的大气形成挤压，即“高温高压高含水量”的气体，由于这些气体压力较大且密度较小，因此这些暖湿气流不断克服重力和阻力上升，而大气温度每上升100米约降低O. 6° C，因此这些暖湿气流在上升的过程中与大气层上边的冷空气交汇，造成冷暖气流的接触面空气不断降温，形成少量液态水凝结，由于暖湿空气已经上升(几千米)，暖湿空气周围温度较低，这样暖湿空气同时在周围冷空气的作用下逐渐降温，并逐渐形成液态水、固态雪花，气态水变为液体时，体积减小99. 8%以上，因此上升的、连续的、大面积的暖湿气流由原来的高气压水汽团迅速溃败成低气压，周围大气向低气压地区运动形成大风，低气压地区不仅具有低气压云团和雨水，还会加强形成暴雨、暴雪，同时伴有大风。因此风雨的来历除了大气的自然蒸发形成水汽凝结降雨之外，就是人类消耗能源直接造成大量水汽凝结的结果，所以，降低能源消耗，对于改善空气质量，减少大雨大雪等“自然灾害”发生具有重要现实意义。空调和热泵在大气降温、冬天取暖以及未来的能源利用方面起着越来越重要的作用，目前空调的能耗占据夏季电力能源消耗的大部分，同时冬天取暖的能耗也占据我国能耗总量的大部分，因此如何降低空调和热泵的能耗，实现较高的效能比，在目前具有重大现实意义。比如目前国家空调的效能比是3. 4-3.6为一级，如果效能比达到7以上，则空调能耗会在目前的需求状况下降低一半，对节能有着重大意义。而实际上正确的技术可以实现效能比10以上，综合效能比20以上，也就是说通过综合技术的改进可以实现巨大的节能空间。因此空调和热泵的技术改进对于能效比的提高和降低我国耗能总量及保护环境具有重要理论意义和现实意义。在空调和热泵中，主要包括蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀、四通换向阀、控制器，其中两个具体的换热部件就是蒸发器和冷凝器，这两个部件实际上就是与周围进行热交换的换热器，在空调和热泵的传统换热器中，换热器厚度300mm以上，长度和宽度一般在500_以上，不仅换热器体积较大，为了增增加换热片的面积需要增加换热器体积，增加体积往往占有更大的生活空间，在不能增加换热器体积的情况下，做空调的厂家需要增加风 扇的功率，通过增加气体或液体的流量来提高换热器的换热量，这就要增加风扇电能消耗，空调的风扇功率在几十瓦或几百瓦以上，与几千瓦和几万瓦的压缩机功率相比，风扇几百瓦只占空调总电耗的1%_30%，但当提高效能比之后，压缩机的功率有下降趋势，风扇功率的消耗会占到总电耗的20%-50%，压缩机消耗的功率与换热器的风扇的消耗功率几乎相当，因此，这对于提高效能比极其不利。
发明内容
针对以上增大换热面积只能增加换热器的体积和风扇功率的情况，寻找一种既能增加面积又不增加体积，既能提高能效又能减小换热器对人们生活空间的占有，既能提高能效又能不增加风扇对电能的消耗的换热器，使辐射、传导、对流换热量都能显著增加的大面积平板式换热器，大面积平板式换热器作为蒸发器和冷凝器与压缩机、节流阀、四通换向阀、控制器(包括变频器)组成新型空调或热泵系统。空调或热泵的大面积平板换热器包括蒸发器和冷凝器，形状为平板，或平板与平板之间的折弯角度不大于135° ,平板厚度小于100mm，大于IOOnm,比表面积大于平面几何面积，即大面积平板换热器平面为非光滑平面，所述非光滑平面是指平面具有沟槽或着是具有密集颗粒或者呈粗糙的绒面或者凹凸面，颜色是黑色或蓝色或灰暗色或褐色或其它暗色即对可见光反射率不大于30%的颜色，平面换热器具有较大的换热面积，所述较大换热面积是指实际接触空气源或水源或其他介质源头的面积远大于平板换热器的平视平面面积，即直观投影面积，所述“远大于”是指与空气源或水源或其他介质的接触面积大于直观投影面积5%以上；大面积平板换热器中间具有较细的通气管道，管道水平或直立或弯曲或旋转或呈不规则的各种结构连接位于上和下或左和右的液体仓和气体仓，所述平板换热器的液体仓是指平板换热器内液体介质的回流仓，所述大面积平板换热器的气体仓充满了气体和部分不断凝结还没有来得及回流的液体，所述大面积平板换热器的气体仓和所述大面积平板换热器的液体仓独立存在或与中间介质循环管道融为一体，所述独立存在是指液体仓和气体仓与循环管道有明显的外部区别特征，所述与介质循环管道和腔体融为一体是从外表上看不出区别结构特征，仅仅表现在上部和下部或左右两边位置和实际功能上的区另O，所述功能区别是指液体具有回流部位的功能与仅仅容纳气体或气液混合物的功能之间的区别。大面积平板换热器在与周围介质温差5° C时的单位时间换热量大于压缩机或抽气泵或真空泵功率的I倍，或在温差10° C时从周围空气源或水源或其它换热介质中的单位时间换热量大于压缩机或抽气机或真空泵功率的2倍，在温差10° C时从周围空气源或水源或其他换热介质中的单位时间换热量是压缩机或抽气机或真空泵功率的4至20倍时，压缩机或抽气机或真空泵消耗电能全部做功时，空调或热泵的能效比达到7以上，最大至20，制冷端和制热端同时运用实现综合能效比14以上，最大至40。大面积平板换热器中间具有高度小于10_的柱体，柱体支撑平板，柱体边形成规则或不规则介质循环管道。大面积平板换热器中间具有大于50nm的纳米微球，纳米微球作为平板支撑体，纳米微球边形成规则或不规则介质循环管道。
大面积平板换热器的表面利用纳米材料制成凹凸面，凹凸面上，分别与表平面平行的、经过相邻最低凹点和最高凸点的两个平面间距离大于50纳米，所述表平面是指经过无数凸点的平面或近似平面。大面积平板换热器背面即靠墙一面具有红外线反射板或在大面积平板换热器背面有反射层。大面积平板换热器前面在散热时具有减少太阳辐射的遮光板或去除附近具有阻挡红外线辐射的障碍物。大面积平板呈盒子形状，厚度大于10mm。大面积平板换热器依墙安置，或大面积平板换热器依墙角互相垂直，或依墙角、地面、天花板两两垂直安置。大面积平板换热器具有空洞。大面积平板表面具有凹凸线。大面积平板换热器强度高，直接接触周围环境的大气或水源或其他介质，即没有像玻璃、玻璃钢等透光保护层。大面积平板换热器由管状组成，管与管之间有间隙或没有间隙或管状体带有翅翼换热片。大面积平板换热器直接由玻璃片组成，玻璃片之间具有支撑装置，周围密封，玻璃片之间为介质，介质颜色为不透可见光的暗色。大面积平板换热器平铺在床上作为空调床，控制适宜的温度，减少睡眠时的空调的能量消耗。大面积平板换热器用在电脑机箱，金属机箱做成散热器，散热器连接CPU换热器。大面积平板换热器与LED反光板连接，增强LED散热能力。大面积平板换热器与半导体集成模块连接，增强半导体器件的散热，与光电池连接，增强发电效率。大面积平板换热器内腔在低压状态即低于大气压状态运行，系统取消压缩机代之
为真空泵。大面积平板换热器依靠建筑物安置，根据建筑特点确定大面积平板换热器的形状、尺寸。
大面积平板换热器应用在热泵和空调中，取消节流阀(7)。以上技术方案解决技术问题所产生的积极效果1.取消换热器的风扇，取消了风扇的电能消耗，减小了空调或热泵系统的电能消耗。2.大面积平板换热器能够在增大换热器面积的同时减小平板换热器的厚度，减小厚度利于传热，还能减小体积，不占有生活空间，且大面积平板换热器能够依靠建筑物安置，因建筑特点确定大面积平板换热器的形状、尺寸，与建筑物有机结合，能够美化环境。3.取消换热器风扇能够减小空气流通，能够减少大气中颗粒如PM2. 5在空气中的运动，便于微小颗粒沉积，便于净化空气，能够使人们减少对PM2. 5颗粒的吸收，并减少细菌在空调风扇内滋生，便于清洁维护，利于人们的身心健康。4.大面积平板换热器能够吸收电磁辐射能，包括可见光辐射(包括太阳能)、红外线辐射(包括地热、空气能、物体能)、电磁波辐射(平板绒面后吸收电磁波，减少电磁波污染)。5.大面积平板换热器能够吸收各种机械波和机械撞击产生的震动能量，包括声波，且声波转化成热量，能够减小空气波动，即能够减小噪音，也能减小次声波或超声波对人们健康产生的危害，机械撞击包括空气对流、风、雨点撞击等，即能够把大面积的雨点撞击和风能转变成热量。6.大面积平板换热器内腔在低压状态运行，即外界大气压力大于内部介质工作 压力，与传统空调的高压状态相反，不会鼓裂平板，能够利用较薄的材料获取较好的机械性能。7.大面积平板换热器内的介质能够利用纳米材料充分换热，纳米材料的应用能够充分减小大面积换热板的厚度和增加大面积平板换热器的表面粗糙度，极大增加比表面积，即单位体积内的表面积。
图I为大面积平板换热器模型；图2为带有循环管道平板换热器模型；图3为热泵或空调的结构模型示意图；图4为箱体或盒子形状平板模型示意图；图5为具有电磁波通过孔的平板换热器示意图；图6为具有沟槽的平板结构示意图；图7为表层具有纳米颗粒的平板换热器示意图；图8为表层纳米颗粒结构示意图；图9为平板夹层含有纳米颗粒支撑的平板换热器示意图；图10为平板夹层间具有柱形支撑物的平板换热器结构示意图；(11)为折弯为90°的平板换热器结构示意图。以上在图I至图11中，其中(I)为液体仓，(2)为平板主体，3)为气体仓，(4)为蒸发器，(5)为压缩机或抽气机或真空泵，(6)为冷凝器，(7)为节流阀，(8)为平板凹线，(9)为平板凸线，(10)为纳米板分布的表层纳米微球颗粒示意图，(11)为金属板，(12)为基层颗粒，(13)为中间层颗粒，(14)为表层纳米颗粒，(15)为夹层中分布的纳米微球，(16)为平板夹层中的柱形体，(17)为介质循环管道，(18)电磁波通过孔。
具体实施例方式 现有的空调或热泵换热器为立体状，带有外壳和风扇，增大换热面积只能增加换热器的体积和风扇功率，而目前使用平板换热器，可以使面积任意增大又不增加体积，这样能够减小换热器对人们生活空间的占有，同时平板换热器又能制作的很薄，很薄的换热器具有较好的换热效果，又能节省材料降低成本，由于采取大面积换热，又配以适当的压缩机或抽气泵或真空泵的功率，能够提高能效比，同时没有风扇，减小了风扇对电能的消耗，换热平板暴露在视野当中便于维修维护。更重要的是平板换热器能够使辐射、传导、对流换热量都能显著增加，这是因为辐射传热、对流传热及传导方式的传热都会与面积和温差呈正比关系。在温差相对稳定的情况下换热量都与面积成正比关系，因此大面积平板换热器能够显著提高能效，大面积的平板换热器作为蒸发器和冷凝器与压缩机、节流阀、四通换向阀、控制器(包括变频器)组成新型空调或热泵系统，节流阀在以上系统可以取消，蒸发器和冷凝器的压力差由液体仓液面来调节。具体技术特征表现为空调或热泵的大面积平板换热器包括蒸发器和冷凝器，蒸发器和冷凝器都为大面积平板换热器，其形状为平板，或平板与平板之间的折弯角度不大于135°，因为在通常状态下，平板换热器没有折弯，仅仅是平板，但是，房屋形状为立方体，比如住房的墙体有90°折弯，这样就需要图11所示的具有90°折弯的A板和B板共同连接成同一蒸发器或者冷凝器系统，这是与建筑物形状结合增加平板换热器面积的需要，也是取暖或制冷时便于空间内换热器立体辐射传热的需要，因此90°的折弯在现实中有存在的必要，但是折弯角度超过180°，就没有现实意义，折弯角度超过180°会形成旋转式换热器，旋转式换热器失去平板换热器的意义。之所以界定折弯角度不大于135°，这是对于特殊建筑的限定，有些建筑物具有45°角，为了迎合特殊建筑，限定平板换热器的折弯角度不大于135°。至于圆形的建筑物，平板换热器做成圆形板，因为圆形是角度的缓慢改变，可 以认为是微分形式的连续折弯，这种连续折弯角度随着微分尺寸的限定，微分尺寸很小时折弯角度实际很小，因此可以认定其折弯落入“不大于135°折弯”的范围内。限定平板厚度小于100mm，大于lOOnm。当平板厚度大于IOmm小于IOOmm时，平板换热器在人们的视觉之内像个“盒子”，盒子内具有介质，这种平板较为笨重，但在形状上依然为“平板”，这种平板落入平板换热器的限定范围。说明书附图4显示了这种结构，这种结构的特点是平板厚度较大，液体仓(I)和气体仓(3)只是上下结构区别，没有特殊的形状区另O。通常情况，为了增加换热或减小空间，平板厚度小于10mm，以上限定大于100纳米，仅仅是针对纳米换热器而言，是本申请文件限定的极限值。100纳米的厚度也可以在未来得以运用，可以与建筑物墙体完美结合，而在外表看不出换热设备。更多的情况是平板换热器的厚度在几个毫米间的厚度，比如3到10毫米的厚度。比表面积大于平面几何面积。即大面积平板换热器平面为非光滑平面，所述非光滑平面是指平面具有沟槽或着是具有密集颗粒或者呈粗糙的绒面或者凹凸面，颜色是黑色或蓝色或灰暗色或褐色或其它暗色即对可见光反射率不大于30%的颜色，平面换热器具有较大的换热面积，所述较大换热面积是指实际接触空气源或水源或其他介质源头的面积远大于平板换热器的平视视觉平面面积，即直观投影面积，所述“远大于”是指平板与空气源或水源或其他介质的接触面积大于直观投影面积5%以上，就是能够在视觉上分辨出来即认为超过直观投影面积5% ;或者在设计中有意识的增加表面积，都是这种设计的需要，即有意识的通过增加换热器表面的沟槽或弯曲或凹凸来增加表面积。实际中比表面积可以做到直观投影面积的数倍或数十倍或数百倍或利用纳米材料做的更大。大面积平板换热器在与周围介质温差5° C时的单位时间换热量大于压缩机或抽气泵或真空泵功率的I倍，或在温差10° C时从周围空气源或水源或其它换热介质中的单位时间换热量大于压缩机或抽气机或真空泵功率的2倍，这个要求是基本要求，现实中可以做的更高。在温差10° C时从周围空气源或水源或其他换热介质中的单位时间换热量是压缩机或抽气机或真空泵功率的4至20倍，理论上当压缩机或抽气机或真空泵做功效率为100%时，可以显著提高空调或热泵的能效比至7-20。能效比是一定时间内换热量与压缩机做功量的比值，去掉时间因素，就是换热功率与压缩机功率的比值，因此单位时间内换热量越大，与压缩机做功功率的比值就越大，能效比就会越大。实际中压缩机两端做功的温差可能是30°或40°或50°甚至60°，温差越大，压缩机做功越多，相对能效比会低。但理想状态压缩机做功温差在30°或40°的情况下，当蒸发器或冷凝器一端恰好与外界温差是15°或20°，在能充分换热的情况下，由于温差增大换热量增加，单位时间内换热量与做功量的比值最大可以达到7-10，但现实中极少存在这种理想状态，因此需要增加换热器面积增加换热器应对不同温度的能力，即要想获得较高能效比，可以使温差10° C时从周围空气源或水源或其它换热介质中的单位时间换热量大于压缩机或抽气机或真空泵功率的2倍提高到4倍、6倍、8倍、10倍等任意较高数值，但是提高到20以上时几乎没有现实意义，因为增加的面积虽然很多，提高的能效比却不大。提高能效比最有利的比值是4-20之间的中间数值。温差是还有一个问题，由于辐射换热的辐射量与绝对温度的四次方成正比，因此以上限定的技术指标即使在平板换热器面积和形状固定的情况下，在不同温度下由于辐射量的区别测定的5°温差或10°温差并不是一个固定值，因此可以取20°的环境温度作为 比较值，S卩30° C与20° C的温差作为固定值，或者20° C和10° C的温差作为固定值，但实际上，周围环境温度变化较大，固定一个技术指标在现实中具有严格的理论意义，从现实角度出发也可以确定一个模糊值，这个模糊值就是在常态温度下测定5°温差或10°温差时的换热量作为比较值，条件是不在太阳辐射下且没有大风大雨及环境条件较为安静的情况下，否则数值变化较大。因此可以使5°温差和10°温差在一个相对稳定的环境中测定，这个稳定环境是指常态的环境，20° C附近具体温度作为固定值，上下浮动5°或10°测定5°温差或10°温差时的单位时间换热量，周围环境稳定且不受风雨、强烈震动、阳光辐射、强电磁污染的直接影响，这个技术指标称为5°或10°温差的“安静指标”，由于换热器平板换热具有传导、对流、辐射多种换热方式，加上环境温度是在20°中间温度上下附近测定，因此安静指标变化幅度不是很大。严格是在20° C，以20° C为标准，且围绕20° C上下5°或10°温差测定，或围绕20度附近测定，可以选择一天当中的凌晨或上午具有散射光时的白天测定。大面积平板换热器中间具有较细的通气管道，管道水平或直立或弯曲或旋转或呈不规则的各种结构连接位于上和下或左和右的液体仓(I)和气体仓(3)，所述平板换热器的液体仓(I)是指平板换热器内液体介质的回流仓，所述大面积平板换热器的气体仓(3)充满了气体和部分不断凝结还没有来得及回流的液体，所述大面积平板换热器的气体仓
(3)和所述大面积平板换热器的液体仓(I)独立存在或与中间介质循环管道(17)融为一体，所述独立存在是指液体仓⑴和气体仓⑶与循环管道(17)有明显的外部区别特征，所述与介质循环管道(17)和平板腔体融为一体是从外表上看不出区别结构特征，仅仅表现在换热器平板上部和下部或平板换热器左右两边位置和实际功能上的区别，所述功能区别是指液体具有回流部位的功能与仅仅容纳气体或气液混合物的功能之间的区别，比如图4显示的箱体或盒子形状的平板换热器，平板内具有很大的空仓，成有液体的部位可以称为液体仓，液体仓之上都可以称为气体仓，而在外表面上看不出液体仓和气体仓的区别。除了箱体平板换热器之外，还有较薄的平板换热器，换热器厚度小于10mm，或者大于2mm，这样薄的平板换热器内置管道随着平板的逐渐变薄已经逐渐变得不现实，为此需要在平板之间夹杂一些柱体，柱体高度自然小于IOmm而大于O. 5mm，如图10所示，柱形体(16)夹杂在平板中间，大面积平板换热器中间具有高度小于IOmm的柱体(16)，柱体(16)支撑平板，柱体(16)边形成规则或不规则介质循环管道。随着平板换热器的变薄，平板夹层中的柱体(16)可以用纳米微球来代替，可以参照图7中的纳米微球(10)，大面积平板换热器中间具有大于50nm的纳米微球(10)，纳米微球作为平板支撑体，纳米微球边形成规则或不规则介质循环管道，由于纳米微球旁边轨道很细，气体分子在运动中会与平板充分换热，介质温度更容易接近环境温度，在液体流动顺畅的情况下，可以提高能效比，事实上，只要平板夹层不太小，液体会在重力和压缩机(或真空泵、抽气机)作用下克服液体表面张力回流，只要介质和纳米微球搭配得当，会实现热量充分交换而不产生巨大摩擦，会实现较高能效比。大面积平板换热器的表面利用纳米材料制成微细凹凸平面。比表面积增大对于提高换热效率具有直接影响，而纳米材料颗粒在表面沉积能够显著增大比表面积。如图8所示，基板(11)上边具有大小不同的颗粒，第一层(12)为较大颗粒，作为基层颗粒(12)，所述基层颗粒(12)是指较大的颗粒固定在基板(11)上，具有一层，在这层 上面固定较小的颗粒，如颗粒直径约Imm的固体颗粒上边固定一层50um的颗粒，即中间层
(13), 50um的颗粒上固定一层500纳米的颗粒，也是中间层(13),最后固定一层50nm的圆球，即表层(14),即金属板连接Imm的颗粒，Imm的颗粒连接50um的颗粒,50um的颗粒连接50nm的颗粒，且各种尺寸的固体颗粒具有吸收红外线和在温差10° C时从周围空气源或水源或其他换热介质中的单位时间换热量是压缩机或抽气机或真空泵功率的4至20倍，理论上当压缩机或抽气机或真空泵做功效率为100%时，可以显著提高空调或热泵的能效比至7-20。可见光的特性，极少产生反射，所述“一层”也是相对概念，比如油漆在粉刷时最后结果都是固定了“一层”较厚的膜，但是通过多次粉刷稀料蒸发后完成的，所以这里所说的“一层”是指功能上的概念，即起到颗粒均匀附着的目的，不在于加工时历经几道粉刷和固
定工序。那么，如何实现颗粒的固定呢？现代工业有很多种固定工艺，比如油漆的粉刷法，这种方法类似黏贴固定法，即颗粒均匀分散在树脂基料里，加上稀料，较为稀薄，洒在金属板上，树脂即高分子材料在稀料的稀释下均匀洒在金属板上，稀料即溶剂能够挥发，挥发后高分子材料的树脂和颗粒固定在金属板上。当然油漆中还有颜料，金属板可以添加黑色颜料。也可以利用材料的不透光性，比如金属，金属氧化物等自身的吸收光线的特性自然呈现黑色。但是一般用树脂的材料不能经受强烈光线，除了选择树脂外，现代工业中的外用防晒漆或涂料的基质选择可以参考。颗粒的固定有很多方法，比如物理沉积法，平板上逐渐沉淀不同大小的颗粒，最后在一定温度下烧结固定，这个温度比较接近材料的熔点。还有磁控溅射法，化学合成法，物理粉刷法，类似电池板的绒面技术，方法多种，利用现有技术中的工艺方法制作。所述纳米材料是指微米和纳米级的材料在“绒面”技术中的应用，以上实施例中所述50um、500nm、50nm、等都是纳米颗粒材料,包括纳米材料中的粒径不均勻的纳米颗粒和尺寸均匀的纳米微球，最好的是纳米微球。吸光材料比如陶瓷、金属等。金属板利用纳米材料目的是极大增加表面积，增加金属板对光线的吸收能力及较大面积红外线对外的发射能力。
大面积平板换热器背面即靠墙一面具有红外线反射板或在大面积平板换热器背面有反射层。目的是将墙面的吸收的辐射红外线反射出来，减小红外线与散热器之间的重复反射，减小内耗，而是通过反射器将墙面的热量辐射到其它位置，这样能够加快传热速度。大面积平板换热器前面在散热时具有减少太阳辐射的遮光板或去除附近具有阻挡红外线辐射的障碍物。比如大面积平板换热器在冬天从外界取热时可以置于太阳直射下，获取高能效比，但是在夏季向外界换热时就必须利用遮挡板遮住太阳辐射，这样更利于散热，或者更换其它换热路径，将散热器即冷凝器置于水中，加热水，起到热泵作用，同时实现室内降温。这样空调或热泵就具有不止一个蒸发器或换热器，根据季节和需要灵活开关某一个蒸发器或冷凝器。大面积平板换热器依墙安置，或大面积平板换热器依墙角互相垂直，或依墙角、地 面、天花板两两垂直安置。大面积平板换热器具有空洞。图5中的(18)即电磁波通过孔，空洞即电磁波通过孔(18)的目的在于透过电磁波。房间内有些地方需要电磁波透过，金属平板具有吸收或反射电磁波的能力，如果电磁波都被平板换热器吸收或反射，将不利于通信信号的通过，因此在个别位置需要留有空洞(18)，便于电磁波通过，不至于影响数据通信。大面积平板换热器表面具有凹凸线。图6中显示凹线(8)和凸线(9)，从外表看平板换热器上边呈现规律的起伏，凹线(8)和凸线(9)相邻，即凹线(8)边上是凸线(9)，凸线
(9)边上是凹线(8)，所述凹线(8)和凸线(9)是一个区域，并不局限于“线”的概念。由于宏观上看凹凸区域规则，比较直，具有线性特点，因此，以名词凹线和凸线称之。大面积平板换热器由金属制成，机械强度高，直接接触周围环境的大气或水源或其他介质，即没有像玻璃、玻璃钢等透光保护层。太阳能热水器中的平板常有一层玻璃钢保护层，这层保护层利于保温不利于散热，因此在空调或热泵中不需要这层保护层，但是为了防止冰雹或机械撞击，需要平板足够的强度，避免平板穿孔导致介质泄露或打破平板换热器内外设计中的原有平衡。大面积平板换热器由管状组成，图2中循环管道(17)管与管之间有间隙或没有间隙或管状体带有翅翼换热片。没有间隙时外表就是一块平板，内置循环管道(17);有时需要把平板设计成管状散热器，即有间隙，其功能与平板换热器一样，管状密集时几乎形成平板形状，类似的可以与太阳能热水器中真空管排列相比，真空管之间有间隙，但平板式太阳能就没有间隙，无论真空管太阳能还是平板式太阳能，其结构都是吸收太阳辐射，在功能上没有区别，但在形状上差别很大。没有间隙或有间隙的平板换热器其实质是一样的，都落入本申请技术方案限定的范围。大面积平板换热器直接由玻璃片组成，玻璃片之间具有支撑装置，周围密封，玻璃片之间为介质，介质颜色为不透光的暗色。有些平板换热器需要由玻璃构成，需要更好地吸收辐射能，就是利用玻璃取代金属，目的是在特殊环境下增加吸收热或散发热的能力。大面积平板换热器平铺在床上作为空调床，控制适宜的温度，形成“温床”，空调就不一定在更大的空间范围内制冷或制热，能够减少空调的能量消耗。大面积平板换热器与电器外壳连接，如与电脑机箱连接，金属机箱做成散热器，散热器连接CPU换热器。起到CPU散热的功能。
大面积平板换热器与LED反光板连接，增强LED散热能力。大面积平板换热器与半导体集成模块连接，增强半导体器件的散热，与光电池连接，增强发电效率。大面积平板换热器内腔在低压状态即低于大气压状态运行，系统取消压缩机代之为真空泵。这种模式避免了平板内部的高压运行，平板换热器可以做的更薄，更具有适应性。大面积平板换热器依靠建筑物安置，根据建筑特点确定大面积平板换热器的形状、尺寸。蒸发器平板换热器为吸热性换热器，表面数次弯曲，每次弯曲呈凹状，凹状内表面具有更多凹状，呈阶梯状凹状，能够吸收各种波长的波，冷凝器平板换热器为红外线辐射换热器，表面弯曲呈凸状，凸状表面具有更多较小的凸状点，发射红外线及反射各种波长的波的能力较强。在实际应用中由于蒸发器和冷凝器可以互换，在辐射平板换热器上的凹凸相间，所以蒸发器和冷凝器可以中和凹凸特点制成中间凹凸点分布均匀的表面。空调或热泵具有的结构是蒸发器平板换热器、冷凝器平板换热器、压缩机或抽气机或真空泵、平板内介质循环管道、平板内支撑体、控制系统(包括变频器)、压力调节装置(节流阀或者重力调节系统)。其中蒸发器平板换热器和冷凝器平板换热器结构可以相同也可以不同，二者统称为大面积平板换热器。大面积平板换热器表面具有沟槽或纹理或具有绒面或具有细小凹凸面，增加反射面积和版面强度，或具有纳米材料结构增加比表面积。
权利要求
1.一种利用平板式换热器组成的空调或热泵涉及空调或热泵的大面积平板换热器，包括大面积平板蒸发器和大面积平板冷凝器，其特征是大面积平板换热器形状为平板，或平板与平板之间的折弯角度不大于135° ,平板厚度小于100mm，大于IOOnm,比表面积大于平面几何面积，即大面积平板换热器平面为非光滑平面，所述非光滑平面是指平面具有沟槽或着是具有密集颗粒或者呈粗糙的绒面或者凹凸面，颜色是黑色或蓝色或灰暗色或褐色或其它暗色即对可见光反射率不大于30%的颜色，平面换热器具有较大的换热面积，所述较大换热面积是指实际接触空气源或水源或其他介质源头的面积远大于平板换热器的平视平面面积，即直观投影面积，所述“远大于”是指与空气源或水源或其他介质的接触面积大于直观投影面积5%以上；大面积平板换热器中间具有较细的通气管道，管道水平或直立或弯曲或旋转或呈不规则的各种结构连接位于上和下或左和右的液体仓和气体仓，所述平板换热器的液体仓是指平板换热器内液体介质的回流仓，所述大面积平板换热器的气体仓充满了气体和部分不断凝结还没有来得及回流的液体，所述大面积平板换热器的气体仓和所述大面积平板换热器的液体仓独立存在或与中间介质循环管道融为一体，所述独立存在是指液体仓和气体仓与循环管道有明显的外部区别特征，所述与介质循环管道和腔体融为一体是从外表上看不出区别结构特征，仅仅表现在上部和下部或左右两边位置和实际功能上的区别，所述功能区别是指液体具有回流部位的功能与仅仅容纳气体或气液混合物的功能之间的区别。
2.根据权利要求I所述的一种利用平板式换热器组成的空调或热泵，其特征是大面积平板换热器在与周围介质温差5° C时的单位时间换热量大于压缩机或抽气泵或真空泵功率的I倍，或在温差10° C时从周围空气源或水源或其它换热介质中的单位时间换热量大于压缩机或抽气机或真空泵功率的2倍，在温差10° C时从周围空气源或水源或其他换热介质中的单位时间换热量是压缩机或抽气机或真空泵功率的4至20倍时，压缩机或抽气机或真空泵消耗电能全部做功时，空调或热泵的能效比达到7以上，最大至20，制冷端和制热端同时运用实现综合能效比14以上，最大至40。
3.根据权利要求I所述的一种利用平板式换热器组成的空调或热泵，其特征是大面积平板换热器中间具有高度小于10_的柱体，柱体支撑平板，柱体边形成规则或不规则介质循环管道。
4.根据权利要求I所述的一种利用平板式换热器组成的空调或热泵，其特征是大面积平板换热器中间具有大于50nm的纳米微球，纳米微球作为平板支撑体，纳米微球边形成规则或不规则介质循环管道。
5.根据权利要求I所述的一种利用平板式换热器组成的空调或热泵，其特征是大面积平板换热器的表面利用纳米材料制成凹凸面，凹凸面上，分别与表平面平行的、经过相邻最低凹点和最高凸点的两个平面间距离大于50纳米，所述表平面是指经过无数凸点的平面或近似平面。
6.根据权利要求I所述的一种利用平板式换热器组成的空调或热泵，其特征是大面积平板换热器背面即靠墙一面具有红外线反射板或在大面积平板换热器背面有反射层。
7.根据权利要求I所述的一种利用平板式换热器组成的空调或热泵，其特征是大面积平板换热器前面在散热时具有减少太阳辐射的遮光板或去除附近具有阻挡红外线辐射的障碍物。
8.根据权利要求I所述的一种利用平板式换热器组成的空调或热泵，其特征是大面积平板呈盒子形状，厚度大于10mm。
9.根据权利要求I所述的一种利用平板式换热器组成的空调或热泵，其特征是大面积平板换热器依墙安置，或大面积平板换热器依墙角互相垂直，或依墙角、地面、天花板两两垂直安置。
10.根据权利要求I所述的一种利用平板式换热器组成的空调或热泵，其特征是大面积平板换热器具有空洞。
全文摘要
一种利用平板式换热器组成的空调和热泵涉及一种利用平板换热器制成的空调或热泵的蒸发器和冷凝器，能够实现高能效比和节能，主要是通过平板换热器取代空调的立体换热片式或换热管式换热器，利用这种方式能够消除提高能效比的瓶颈，主要方法是利用平板换热器任意增大换热面积而不增加换热器体积，通过控制一定温差时平板的换热量与压缩机的比值来提高能效比，同时消除风扇对电力的消耗，与建筑物完美结合便于维护，即能够通过任意增大平板换热器比表面积实现高能效比，从而最终达到节能目的。
文档编号F25B39/00GK102967085SQ20121048412
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月25日 优先权日2012年11月25日
发明者冯益安 申请人:冯益安