本发明涉及空调
技术领域：
，尤其涉及一种辐射模块、带有该辐射模块的空气源热泵机组及其控制方法。
背景技术：
：随着经济的快速发展和居住人口的增长，环境污染问题日趋严重，雾霾天气不断增多，影响人们的健康和生活质量。为了治理环境污染，还人们一片蓝天，目前我国正在积极推进农村地区冬季燃煤供暖向清洁能源供暖的转变。采用空气源热泵机组采暖是一种比较环保、舒适的采暖方式，在广大农村地区“煤改电”中得到广泛应用。然而，目前将空气源热泵机组与其它清洁能源（如太阳能）联合利用的研究较少，仅仅依靠电力的供应会增大运行成本；同时，空气源热泵机组在采暖过程中会产生结霜现象，频繁的逆循环除霜过程中会造成能源的浪费及采暖室内的温度波动，因此，需要对以上两个问题进行优化，设计一种高效、低霜、复合型空气源热泵机组。中国专利201710241374.6公开了一种太阳能热泵无玻璃无保温不凝霜集热器供热系统，其中，蒸发器为太阳能集热器，控制器通过太阳能集热器温度、气温、供热温度和供热温度设定值控制压缩机的启动和停机，当太阳能集热器温度大于等于气温并且供热温度低于供热温度设定值时控制器控制压缩机启动，当太阳能集热器温度小于气温或者供热温度大于等于供热温度设定值时控制器控制压缩机停机，供热系统不运行。此方法虽然可以主动控制太阳能集热器不凝霜，但控制系统复杂，且当夜晚时太阳能集热器无风机强制对流换热，导致效率较低。中国专利201510636133.2公布了一种利用太阳能-空气能热泵系统，其利用太阳能驱动吸收式制冷循环与压缩式热泵循环组成复叠循环降低压缩式热泵机组冷凝温度而节省压缩机耗电量，通过空气源热泵机组解决太阳能不足或缺少太阳能条件下系统连续性制冷或者制热问题，但此系统结构复杂，投资成本较大。由此可见，如何利用清洁能源降低机组的运行成本，提高效率、减少采暖过程中频繁的逆循环除霜过程中造成能源的浪费及采暖室内的温度波动是界内亟待解决的技术问题。技术实现要素：本发明提出一种辐射模块、带有该模块的空气源热泵机组及其控制方法。本发明提出一种辐射模块，包括：底板、架设在底板上的铜盘管和盖在底板上的玻璃罩，所述底板和所述玻璃罩成密封结构。优选地，所述底板的内表面设置有铜板，铜板的表面和铜盘管的表面均电镀有黑镍镀层。优选地，所述铜盘管表面及所述铜板表面的黑镍镀层为0.077mg/cm2。优选地，所述底板由两层镀锌钢板制成，中间夹层填充隔热材料。所述玻璃罩可采用弧形玻璃，或斜坡形玻璃。当所述玻璃罩采用斜坡形玻璃时，所述铜盘管与斜坡玻璃平行布置。优选地，所述玻璃罩采用超白低铁钢化玻璃。优选地，在所述密封结构内放置干燥剂。本发明还提出一种热泵机组，该热泵系统中包括上述辐射模块，该辐射模块设置在热泵机组的顶部，并通过管道与室外换热器和四通换向阀之间的管路并联，室外换热器和四通换向阀之间的管路上设有第一电磁阀。所述辐射模块两端分别设有第二电磁阀和第三电磁阀。所述辐射模块内部及外部分别设置有感温探头。本发明还提出一种上述热泵机组的控制方法，在采暖运行模式中所述的控制方法包括：步骤1.判断机组是否启动除霜程序，如是，则进入步骤2；如否，则进入步骤3；步骤2.关闭第一电磁阀，开启第二和第三电磁阀，机组转除霜操作；步骤3.检测外部环境温度T1和辐射模块内部温度T2；步骤4.判断T2-T1是否大于等于△T1，如是，则转步骤5；如否，则转步骤6；步骤5.关闭第一电磁阀、开启第二和第三电磁阀，辐射模块投入使用，之后判断T2-T1是否小于等于△T2；如是，则转步骤6；如否，则保持原状态运行，之后返回步骤1；步骤6.开启第一电磁阀，关闭第二和第三电磁阀，断开辐射模块运行，之后返回步骤1。优选地，所述△T1的取值范围为：5℃≤△T1≤10℃，所述△T2的取值范围为：1℃≤△T2≤4℃。本发明具有以下有益效果：将空气源热泵机组与清洁能源（太阳能）联合利用，降低了空气源热泵机组的运行成本，提高了机组能效，同时延缓结霜速度，降低结霜量，达到节能的目的。此外，本发明还减少了采暖过程中频繁的逆循环除霜过程中造成能源的浪费并使采暖室内的温度波动较小。附图说明图1为本发明空气源热泵机组的整体示意图；图2为图1中辐射模块的俯视图；图3为本发明另一实施例的整体示意图；图4是带有辐射模块的热泵机组系统图；图5是热泵机组的控制流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对发明进行详细的说明。图1为本发明带有辐射模块的空气源热泵机组的整体示意图，该图中显示了辐射模块的结构。如图1和图2所示，辐射模块10包括：底板11、架设在底板上的铜盘管12和盖在底板上的玻璃罩13。铜盘管12两端伸出底板并设有接口。底板11和玻璃罩之间采用密闭结构。底板11为保温板，包括两面镀锌钢板，中间夹层填充绝热材料，例如聚氨酯硬泡沫塑料。底板的内表面设置有铜板，铜板的表面和铜盘管12的表面均电镀黑镍镀层，目的是增大对太阳辐射热的吸收效果。当铜表面电镀黑镍镀层时，吸收比增大，发射率降低。如表1所示，镀层厚度达到0.077mg/cm2时，吸收比为0.97，发射率为0.07，约为14倍，镀层的使用可以大幅提高太阳能辐射热的吸收。表1黑镍镀层厚度对辐射特性的影响镀层厚度指标mg/cm20.0550.0770.080.0980.13吸收比0.830.970.930.890.91发射率0.080.070.090.090.11吸收比/发射率10.3813.8610.339.898.27玻璃罩13可以采用弧形玻璃，与底板11构成密闭保温结构，形成“温室效应”。因为太阳辐射的主要能量集中在0.3-3μm波长之间，当太阳光照射到玻璃上时，由于玻璃对波长小于3μm的辐射能的穿透比很大，从而使大部分阳光照射到玻璃罩内铜管表面及底部内表面。由维恩位移定律可知，波长与温度成反比，已知当温度为-35℃时，波长为12.1μm，0℃时波长为10.62μm，80℃时为8.21μm，辐射模块内铜管表面温度及模块底部内表面温度在-35℃-80℃之间，其辐射能绝大部分位于波长大于3μm的红外范围内，玻璃对于波长大于3μm的辐射能的穿透比很小，从而阻止了辐射能向玻璃罩外的散失。同时弧型顶部的设计也起到清洁顶部，防止积雪灰尘覆盖，提高阳光透过率的作用。图3显示了本发明的另一实施例结构。该实施例中，辐射模块的玻璃罩13采用斜坡形玻璃，表面电镀黑镍镀层的铜盘管倾斜布置，与玻璃罩的斜坡平行。此方案可保证辐射模块获得较大的太阳能辐射热，斜坡顶的设计也可以防止积雪和灰尘的覆盖。但此方案铜盘管倾斜角度需要与当地太阳能最佳照射角相适应。玻璃罩13不限于弧形结构、斜坡结构，可综合考虑朝阳的情况、吸热效率、成本和稳定性等因素采用不同形式。在一实施例中，辐射模块的底板11由1.15mm厚的两层镀锌钢板制成，中间夹层填充3cm厚导热系数为0.024W/(m.k)聚氨酯硬泡沫塑料，辐射模块的底板11的内表面设置铜板。玻璃罩13采用3.2mm厚超白低铁钢化玻璃，采用弧形围护结构。玻璃罩弧形的设计可防止积雪和灰尘覆盖，提高阳光透射率。内部的铜盘管12结构如图2所示。在铜盘管表面及底板的内表面电镀0.077mg/cm2黑镍镀层，提高对太阳能辐射热的吸收。底板与上部的弧形玻璃罩构成密闭保温结构（密闭方式不限），形成“温室效应”。在辐射模块的密闭结构内可放置可更换的多孔材料---卤盐复合干燥剂。干燥剂可放置在辐射模块内部的底板四周，这样可以防止对吸收太阳辐射产生干扰。为保证除湿效果可每5年更换一次，降低密闭空间内空气的含湿量（控制相对湿度在30%以内），避免电镀黑镍镀层排管表面及玻璃板表面结霜。空气源热泵系统一般包括：压缩机4、四通阀5、室内换热器6、室外换热器7、气液分离器8、油分离器9和膨胀阀14等部件。如图4所示，本发明在热泵系统中增加了辐射模块10，该辐射模块设置在空气源热泵机组的顶部，与室外换热器7到四通换向阀5之间的管路15并联，由第一电磁阀1、第二电磁阀2和第三电磁阀3控制每条支路的开通。在辐射模块内部及外界环境分别布置感温探头，用于检测外界环境温度T1和辐射模块内部温度T2。室外换热器的风机布置在侧面，强化室外换热器7的换热。辐射模块10主要用于辅助作用，在白天阳光充足时提高系统效率，在阳光不充足时依然靠室外换热器7进行换热，为空气源热泵系统提供热量，保证系统运行的稳定性。辐射模块的密闭结构也起到防止下部强制通风对辐射模块内部电镀黑镍镀层铜盘管的换热产生干扰，减少冷风渗透的影响。在冬季采暖制热模式运行时，高温高压制冷剂气体从压缩机4排出后，进入室内换热器6与水进行换热，同时制冷剂气体冷凝，然后经过膨胀14进行节流，降压后变成低压的气液两相态，进入室外换热器7，吸收外部环境中的热量，变为低温低压制冷剂气体，然后根据辐射模块10内的温度和环境温度的差值，判断制冷剂是直接通过气液分离器8回到压缩机4中，还是先通过辐射模块10进一步提高温度后，通过气液分离器8回到压缩机4中。本发明提出的控制方法如图5所示。机组启动采暖运行模式运行，一段时间后进行如下控制：步骤1，判断机组是否启动除霜程序，如是，则进入步骤2；如否，则进入步骤3；步骤2.关闭第一电磁阀，开启第二和第三电磁阀，机组转除霜操作；步骤3.检测外部环境温度T1和辐射模块内部温度T2；步骤4.判断T2-T1是否大于等于△T1，如是，则转步骤5；如否，则转步骤6；步骤5.当T2-T1≥△T1时，控制第二电磁阀2、第三电磁阀3开启，第一电磁阀1关闭，此时辐射模块投入使用，为室外换热器7提供辅助换热，提高压缩机的吸气温度；之后判断T2-T1是否小于等于△T2；如是，则转步骤6；如否，则保持原状态运行，并返回步骤1；步骤6.当T2-T1﹤△T1时，开启第一电磁阀，关闭第二和第三电磁阀，断开辐射模块运行，之后返回步骤1。△T1和，△T2的取值范围可参考为5℃≤△T1≤10℃，1℃≤△T2≤4℃。考虑到太阳能的不稳定性和辐射模块中的铜盘管内的铜盘管会增大制冷剂在系统内的阻力，只有当阳光充足时，辐射模块才能发挥作用。通过顶部辐射模块中的铜盘管在密闭玻璃罩内吸收太阳辐射热，可以增加制冷剂吸热量，降低翅片管换热器的结霜速度及结霜量，提高机组能效。上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本发明的保护范围。当前第1页1 2 3