空氣太陽復合源驅動向上風幕分體式熱泵空調的制作方法
【專利說明】
(一)
技術領域
[0001]本發明涉及一種空氣太陽復合源驅動向上風幕分體式熱栗空調。
(二)
【背景技術】
[0002]現有太陽能熱栗空調主要有兩種產品形式:
[0003]1、熱栗蒸發器設計成太陽能平板式吸收器:由迎光表面涂黑的雙層鋁板制造，雙層鋁板間形成氟利昂熱栗工質的分配器與流通管道；其中，涂黑鋁板用于吸收太陽光并提供蒸發熱量，而分配器與流通管道則用于優化熱栗循環中的蒸發過程。由于每平方米面積所能接收的太陽光強度不超過lkW，因此就極大限制了熱栗制熱量的提高；此外，這種形式的蒸發器由于沒有翅片，因此在夜晚沒有陽光時，可從空氣中吸收的熱量就大打折扣，導致產品使用率很低，只能應用于白天加熱少量的家庭用熱水，其制熱量遠低于空氣源熱栗熱水機。
[0004]2、熱栗空調與太陽能電池板各自獨立設計:由太陽能電池板通過逆變器，而把所接收的太陽光轉化成交流電，用于驅動各種形式熱栗空調的壓縮機、風機、循環水栗；然而由于每平方米面積所能接收的太陽光強度不超過lkw，且現有光電轉化效率極低，因此決定了不僅太陽能電池板所需占地面積十分巨大，而且決定了太陽能電池板所需投資十分昂貴；因此在現有技術水平很難具有商業推廣價值。
[0005]現有空氣源分體式熱栗空調的末端主要有下列幾種產品形式:
[0006]1、地埋管采暖:由于通過地板的蓄熱和熱輻射，可降低冷凝溫度提高熱栗制熱量與能效比；然而其缺陷如下:(I)地埋管的材料成本和安裝成本較高；(2)產品須現場組裝，大批量供貨時產品質量難以確保；(3)地埋管維修困難；(4)為實現空調功能還需增設壁掛式室內機，從而在兩種末端間切換運行，這一方面導致氟利昂工質積液，影響產品可靠性；另一方面兩種末端也提尚廣品成本。
[0007]2、分體式空調:為實現夏季空調的回風除濕，其室內機就以小風量大溫差方式把27°C的室內回風冷卻至12°C ;然而當該室內機用于冬季采暖時又面臨下列困境:(1)較小循環風量對應的送風/回風溫差較大，導致冷凝溫度偏高，降低熱栗制熱量與能效比，難以獨立滿足北方嚴寒地區的采暖應用要求；(2)壁掛式室內機和天花嵌入式室內機:由于都是從屋頂回風，并上部送風，因此始終循環加熱室內上部熱分層后回風；這就一方面提高冷凝溫度，降低熱栗制熱量與能效比；另一方面導致下部空氣溫度偏低，降低采暖效果；(3)立柜式室內機:由于下部回風、中部水平送風，因此始終循環加熱下部回風，提高采暖效果。
[0008]3、暖氣片:可在外窗前形成垂直向上熱氣流，以阻擋冷風滲透、形成室內空氣的虹吸加熱循環以提高室溫均勻性、改善采暖效果。
[0009]4、空調用垂直向下冷風幕:阻擋熱風滲透，降低建筑空調冷負荷；但由于是垂直向下形成風幕，因此用于采暖運行的效果就不夠理想。
(三)
【發明內容】
[0010]本發明目的是要(I)實現太陽能吸收器與空氣翅片蒸發器的一體化設計；(2)構建由雙熱源提供蒸發熱量的空氣太陽復合源分體式熱栗空調，提高蒸發溫度；(3)統一采暖與空調的高效末端形式，降低冷凝溫度；(4)通過大幅降低循環溫差提高熱栗制熱量與能效比；(5)采用高效、廉價的光熱轉化形式利用太陽能驅動熱栗運行，革命性提升太陽能分體式熱栗空調的使用經濟性。
[0011]本發明采用技術方案，即空氣太陽復合源驅動向上風幕分體式熱栗空調如附圖1所示，其由:1_壓縮機；1_1氣液分離器；2_四通換向閥；3_翅片氟盤管；4_翅片氟盤管吸收器；5-止回閥；6_膨脹閥；6-1_過濾器；7_百葉式側面回風口 ；8_過濾網；9_變風量風機；10-導流式頂面送風口 ； 11-積水盤；12-排水管；13-室內機外殼；14-消音棉；15_軸流風機；16-室外機外殼；17_反射鏡；18_加濕器；19-太陽能電池板；20_逆變器等組成，其特征在于:
[0012]氟氣管串聯連接氣液分離器1-1、壓縮機1、四通換向閥2、翅片氟盤管3、翅片氟盤管吸收器4，氟液管串聯連接翅片氟盤管3及其止回閥5與過濾器6-1串聯膨脹閥6的并聯組件、翅片氟盤管吸收器4及其止回閥5與過濾器6-1串聯膨脹閥6的并聯組件，其中各止回閥5的流動方向背離所連接的翅片氟盤管3或翅片氟盤管吸收器4，組成氟利昂熱栗工質循環回路；
[0013]百葉式側面回風口 7、過濾網8、翅片氟盤管3、變風量風機9、導流式頂面送風口10，組成回風調節回路；
[0014]翅片氟盤管3的垂直正下方設置水平的積水盤11，積水盤11底部設置排水管12，組成室內機冷凝排水回路；
[0015]百葉式側面回風口 7設置在室內機外殼13室內側、導流式頂面送風口 10設置在室內機外殼13頂面、氟液管和氟氣管接口設置在室內機外殼13墻體側、排水管12出口設置在室內機外殼13底面，組成室內機外殼13的使用端口 ；
[0016]室內機外殼13內壁滿貼消音棉14 ;
[0017]翅片氟盤管吸收器4、軸流風機15，組成環境空氣回路；
[0018]翅片氟盤管吸收器4的垂直正下方設置水平的室外機外殼16底盤，并設置其排水管12，組成室外機冷凝排水回路；
[0019]室外機外殼16背陽面布置反射鏡17，反射鏡17的表面對太陽光具有較高反射率，反射鏡17的對稱軸為垂直布置，反射鏡17的開口朝向正南方。
[0020]翅片氟盤管吸收器4的翅片表面對太陽光具有較高吸收率。
[0021]軸流風機15的葉片對太陽光具有較高透過率。
[0022]室外機外殼16為垂直布置，且空氣流動朝向正南方。
[0023]反射鏡17為平面反射鏡或拋物面反射鏡或復合拋物面反射鏡。
[0024]在變風量風機9至導流式頂面送風口 10之間設置加濕器18。
[0025]過濾網8為PM2.5濾網。
[0026]太陽能電池板19的輸出電線，通過逆變器20連接至壓縮機1、變風量風機9、軸流風機15的電動機。
[0027]本發明工作原理結合附圖1說明如下:
[0028]1、冬季氟利昂冷凝加熱采暖回風:熱栗循環的壓縮機I驅動高壓、過熱氣態氟利昂工質，流經四通換向閥2、翅片氟盤管3工質側，釋放排氣顯熱、冷凝潛熱、過冷顯熱后，成為高壓、過冷液態氟利昂工質，然后經止回閥5和過濾器6-1進入膨脹閥6中節流，再流經翅片氟盤管吸收器4工質側，吸收環境空氣低位熱能而蒸發成為低壓、過熱氣態氟利昂工質，并流經四通換向閥2和氣液分離器1-1，重新被壓縮機I吸引，構成氣一氣熱栗循環；軸流風機15以較大風量驅動環境空氣從室外機外殼16的背陽面流經翅片氟盤管吸收器4，一方面通過其翅片而吸收環境空氣低位熱能，另一方面通過室外機外殼16的背陽面布置反射鏡17，反射太陽光至其沙化翅片夾縫黑腔內，以及再一方面通過室外機外殼16的朝陽面布置軸流風機15透明葉片，透射太陽光至其沙化翅片夾縫黑腔內，從而吸收太陽光；通過上述熱栗循環把空氣太陽復合熱能循環栗至翅片氟盤管3而排放至18°C的室內空氣中，以實現采暖功能；變風量風機9以較大循環風量驅動回風流經百葉式側面回風口 7、過濾網
8、翅片氟盤管3、加濕器18、導流式頂面送風口 10，以大風量7°C小溫差方式加熱地面最冷18°C回風至送風溫度25°C并加濕，形成垂直向上熱風幕阻擋冷風滲透，降低建筑采暖熱負荷；在地面上外窗前形成水平側回風與垂直頂送風，以暢通室內回風虹吸加熱循環，提高室溫均勻性；室內機外殼13內壁滿貼的消音棉14用于在冬季增大循環風量時降低噪音；通過降低冷凝溫度6°C提高熱栗制熱量與能效比；太陽能電池板19通過逆變器20，以把所接收的太陽光轉化成交流電，并驅動壓縮機1、變風量風機9、軸流風機15的電動機；從而實現冬季空氣太陽復合源分體式熱栗空調驅動的采暖功能。
[0029]2、夏季氟利昂蒸發冷卻空調回風:制冷循環的壓縮機I驅動高壓、過熱氣態氟利昂工質，流經四通換向閥2、翅片氟盤管吸收器4工質側，以向35°C環境空氣釋放排氣顯熱、冷凝潛熱、過冷顯熱而成為高壓、過冷液態氟利昂工質，然后經止回閥5和過濾器6-1進入膨脹閥6中節流，再流經翅片氟盤管3工質側，以吸收27°C室內空氣低位熱能，而蒸發成為低壓、過熱氣態氟利昂工質，并流經四通換向閥2和氣液分離器1-1，重新被壓縮機I吸引，構成氣-氣制冷循環；通過該制冷循環而把室內空氣低位熱能循環栗至翅片氟盤管吸收器4，再由軸流風機15以較大風量驅動35°C環境空氣從室外機外殼16的背陽面流經翅片氟盤管吸收器4，帶走冷凝熱量，以實現空調功能。變風量風機9以較小循環風量驅動回風流經百葉式側面回風口 7、過濾網8、翅片氟盤管3、導流式頂面送風口 10，以小風量14°C大溫差方式冷卻、除濕地面最冷26°C回風至送風溫度12°C;既降低回風冷卻負荷，同時也通過垂直向上冷風幕阻擋熱風滲透，降低建筑空調冷負荷；在地面上外窗前形成水平側回風與垂直頂送風，以暢通室內回風虹吸冷卻循環，提高室溫均勻性；除濕過程中翅片氟盤管3外表面形成的冷凝水依重力先向下流至積水盤11中，再由排水管12繼續向下排出室內機外殼13 ;太陽能電池板19通過逆變器