一种太阳能-空气能集热蒸发器及使用方法与流程

本发明属于太阳能热泵领域，具体涉及一种太阳能-空气能集热蒸发器及使用方法。

背景技术：

1、近年来，传统能源的减少及其在燃烧过程中带来的环境污染问题日益严峻，为此，加大可再生能源的利用成为助力建设环境友好型社会的不二之选。其中，太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁能源，受到越来越多的重视。在太阳能的利用形式中，太阳能热泵技术在建筑节能中应用广泛，其核心部件集热蒸发器的太阳能利用效率对于整个热泵系统而言至关重要。

2、但由于太阳辐射强度受环境影响较大，且夜间无太阳辐射，故太阳能热泵应用一般同时采用空气能作为补充，传统的太阳能光热空气源热泵系统的蒸发器在太阳能充足时，往往面临着辐照强度大导致蒸发温度升高，蒸发压力增大，压缩机吸气压力也将增大，对蒸发器和压缩机的设备造成一定程度的损害。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种太阳能-空气能集热蒸发器及使用方法，以解决太阳能热泵对太阳辐射的利用率较低，且采用空气能作为补充时对设备造成的损害较大的问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

3、第一方面，本发明提供一种太阳能-空气能集热蒸发器，包括：

4、外壳保温板和盖板；盖板设置在集热蒸发器的顶面；外壳保温板设置在集热蒸发器底面和侧面；

5、铜管设置在集热蒸发器内部；铜管上固定连接有多个波纹翅片；集热蒸发器底面的顶部设置上部风口，集热蒸发器底面的底部设置下部风口；上部风口和下部风口均连接有风道，风道上均设置有风阀，下部风口与风阀间设置有风机。

6、进一步的，所述铜管横向设置在集热蒸发器内，铜管内设置有制冷剂。

7、进一步的，所述铜管呈s型布置，铜管与波纹翅片垂直布置。

8、进一步的，所述波纹翅片均呈波纹结构，波纹翅片间隔均匀设置。

9、进一步的，使用状态时，盖板朝向太阳光，集热蒸发器与地面呈一定夹角，所述夹角的取值范围为：大于0度，小于90度。

10、进一步的，所述盖板采用透明的聚碳酸脂板材制成，盖板外层喷涂有防紫外线层。

11、进一步的，所述保温板采用挤塑聚苯板制成。

12、进一步的，所述铜管的一端与供液干管相连，铜管的另一端与回气干管相连。

13、进一步的，所述回气干管的直径大于供液干管的直径。

14、第二方面，本发明提供一种太阳能-空气能集热蒸发器的使用方法，基于上述中任一项所述的一种太阳能-空气能集热蒸发器，包括：

15、将制冷剂输入铜管；太阳辐射强度为0时，打开风机；太阳辐射强度低于阈值时，通过变频使风速降低；太阳辐射强度大于阈值时，蒸发温度与室外空气温度相同时，关闭风机；太阳辐射强度达到峰值时，打开风机；

16、下部风口的风阀控制进风量，上部出风口的风阀控制出风量；当太阳辐射强度为0时，打开上部与下部的风阀及风机，从室外抽风，向室外排风；根据监测的蒸发温度与室外温度，判断是否开启两个风阀与风机，以及开启的大小；当蒸发温度低于室外温度时，开启两个风阀与风机；当蒸发温度大于室外温度时，关闭风机和两个风阀；根据集热蒸发器出口过热度，控制风机的风量及两个风阀的开启大小；集热蒸发器出口过热度大于阈值时，开启风机和两个风阀。

17、本发明至少具有以下有益效果：

18、1、本发明中集热蒸发器在铜管上采用波纹翅片，可有效增大太阳能集热面积，并使风机吹进集热蒸发器中的空气发生湍流效应。在太阳辐射不足时保证空气与铜管、波纹翅片能够充分换热，吸收空气能；在太阳能充足时，可以借助太阳能提升蒸发温度和蒸发压力，提升热泵制热能效，能对太阳能高效利用。盖板采用透明的聚碳酸脂板材且外表面涂覆有防紫外线层，提高材料及系统使用寿命，翅片及铜管喷涂吸收率高反射率低的选择性吸收涂料，加大太阳辐射的吸收。其中翅片采用波纹式，使空气在翅片中呈z字型运动，增强湍流，使换热更加充分。

19、2、本发明集热蒸发器设有风机，使空气与翅片、铜管强迫对流换热，增大换热效率，保证热泵在太阳辐射小或夜间能利用空气能正常运转。同时可以在太阳辐照强度高时，继续吹风使蒸发温度高、蒸发压力高、压缩机吸气压力高等现象对设备带来的负面影响降到最低，充分利用太阳能，给热泵蒸发器进行提温。

技术特征：

1.一种太阳能-空气能集热蒸发器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种太阳能-空气能集热蒸发器，其特征在于，所述铜管(6)横向设置在集热蒸发器内，铜管(6)内设置有制冷剂。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能-空气能集热蒸发器，其特征在于，所述铜管(6)呈s型布置，铜管(6)与波纹翅片(7)垂直布置。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能-空气能集热蒸发器，其特征在于，所述波纹翅片(7)均呈波纹结构，波纹翅片(7)间隔均匀设置。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能-空气能集热蒸发器，其特征在于，使用状态时，盖板(10)朝向太阳光，集热蒸发器与地面呈夹角，所述夹角的取值范围为：大于0度，小于90度。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能-空气能集热蒸发器，其特征在于，所述盖板(10)采用透明的聚碳酸脂板材制成，盖板(10)外层喷涂有防紫外线层。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能-空气能集热蒸发器，其特征在于，所述保温板(3)采用挤塑聚苯板制成。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能-空气能集热蒸发器，其特征在于，所述铜管(6)的一端与供液干管(4)相连，铜管(6)的另一端与回气干管(5)相连。

9.根据权利要求8所述的一种太阳能-空气能集热蒸发器，其特征在于，所述回气干管(5)的直径大于供液干管(4)的直径。

10.一种太阳能-空气能集热蒸发器的使用方法，其特征在于，基于权利要求1-9中任一项所述的一种太阳能-空气能集热蒸发器，包括：

技术总结
本发明属于太阳能热泵领域，具体公开了一种太阳能‑空气能集热蒸发器及使用方法，本发明中集热蒸发器在铜管上采用波纹翅片，可有效增大太阳能集热面积，并使风机吹进集热蒸发器中的空气发生湍流效应。在太阳辐射不足时保证空气与铜管、波纹翅片能够充分换热，吸收空气能；在太阳能充足时，可以借助太阳能提升蒸发温度和蒸发压力，提升热泵制热能效，能对太阳能高效利用。盖板采用透明的聚碳酸脂板材且外表面涂覆有防紫外线层，提高材料及系统使用寿命，翅片及铜管喷涂吸收率高反射率低的选择性吸收涂料，加大太阳辐射的吸收。其中翅片采用波纹式，使空气在翅片中呈Z字型运动，增强湍流，使换热更加充分。

技术研发人员：禹丽爽,郝志刚,刘博文,郭原湖,贾祎漪,张文雯,李永杰,喻晖,彭茂君,徐颖,曾渊,王军,范莹,王丽杰,邢云,王波
受保护的技术使用者：国网北京市电力公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15