一種太陽能空氣源熱泵機組的制作方法

本實用新型屬于節能環保技術領域，具體涉及一種太陽能空氣源熱泵機組。

背景技術：

空氣源熱泵，作為熱泵技術的一種，有“大自然能量的搬運工”的美譽，有著使用成本低、易操作、采暖效果好、安全、干凈等多重優勢。以無處不在的空氣中的能量作為主要動力，通過少量電能驅動壓縮機運轉，實現能量的轉移，無需復雜的配置、昂貴的取水、回灌或者土壤換熱系統和專用機房，能夠逐步減少傳統采暖給大氣環境帶來的大量污染物排放，保證采暖功效的同時兼顧節能環保的目的。現有的空氣源熱泵機組通過蒸發器獲取空氣能和通過壓縮機獲取的電能為熱泵機組的總能量，蒸發器主要是采用冷媒與空氣進行熱交換獲取能量，在外界環境溫度較低時，空氣與冷媒熱交換獲取的能量較少，此時需要增加壓縮機的功率，以獲得足夠的能量對水進行加熱，產生所需溫度的熱水，現有的蒸發器能量獲取方式單一，無法儲能，能效低；并且現有的空氣源熱泵制冷制熱切換沒有合理簡便的結構，造成制冷制熱切換后效率不高的問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種結構合理、可利用太陽能進行低溫熱補償、提高能效、制冷制熱切換靈活的太陽能空氣源熱泵機組。

為了實現上述目的，本實用新型采取的技術方案如下：

一種太陽能空氣源熱泵機組，包括渦旋式壓縮機、與渦旋式壓縮機的高溫出氣口連接的殼管式換熱器、與殼管式換熱器連接的膨脹閥、與膨脹閥連接的風側換熱器、連接在風側換熱器上的太陽能換熱器以及連接在太陽能換熱器與渦旋式壓縮機的進氣口之間的氣液分離器。

作為本實用新型的進一步改進，所述太陽能換熱器包括框架、設置在框架內的換熱蒸發器、設置在框架內側壁上的吸熱層、設置在換熱蒸發器一側與吸熱層之間的真空層以及設置在換熱蒸發器另一側與吸熱層之間的發泡層。

作為本實用新型的進一步改進，所述換熱蒸發器包括間隔設置的制冷管和空氣管道、設置在制冷管一端的制冷劑進口以及設置在制冷管另一端的制冷劑出口。

作為本實用新型的進一步改進，所述換熱蒸發器還包括與制冷管和空氣管道間隔設置的相變蓄熱管。

作為本實用新型的進一步改進，所述換熱蒸發器還包括與制冷劑進口相通的制冷劑第一橫管以及連接在制冷劑第一橫管與制冷管之間的第一支管。

作為本實用新型的進一步改進，所述換熱蒸發器還包括與制冷劑出口相通的制冷劑第二橫管以及連接在制冷劑第二橫管與制冷管之間的第二支管。

作為本實用新型的進一步改進，所述吸熱層為太陽能吸熱材料。

作為本實用新型的進一步改進，所述制冷管為內螺紋銅管或親水鋁箔波紋狀翅管。

作為本實用新型的進一步改進，所述發泡層為聚氨酯保溫層。

本實用新型取得的有益技術效果如下：

本實用新型是太陽能空氣源熱泵機組，在換熱蒸發器外側設置了太陽能吸熱材料，在晴天獲取空氣能的同時，可吸收太陽能，當機組吸收的能量達到飽和時，換熱蒸發器并可將富余的太陽能儲蓄到相變蓄熱管內，在陰天或者晚上，空氣溫度較低，制冷劑與空氣換熱的能量不足時，相變蓄熱管內的太陽能釋放進行低溫熱補償，提高機組熱量和能效，降低渦旋式壓縮機提供電能的比例，節約了電能；真空層起到隔絕熱傳遞的作用，使相變蓄熱管儲熱不易流失，儲熱時間更久；發泡層為蒸發裝置的保溫層，避免與外界空氣發生熱傳遞而造成能量流失。原有的空氣源熱泵機組熱水獲得能量為空氣熱能與電器能的總和，本裝置熱水獲得能量為空氣熱能、太陽能和電器能的總和，在獲取同樣熱水量時，效率更高，并且在不同環境中可靈活選擇獲取能量集成的方式，特別是低溫環境下，太陽能空氣源熱泵機組吸取的熱量大于傳統機組，更加節能環保。

附圖說明

附圖1為本實用新型的結構示意圖；

附圖2為本實用新型太陽能換熱器的結構示意圖；

附圖3為本實用新型換熱蒸發器的結構示意圖。

在附圖中：

1渦旋式壓縮機、2高溫出氣口、3風側換熱器、4進氣口、5吸熱層、6真空層、7膨脹閥、8殼管式換熱器、9氣液分離器、10制冷劑第一橫管、11制冷劑第二橫管、12第一支管、13第二支管、14太陽能換熱器、15框架、16制冷劑出口、17制冷劑進口、18相變蓄熱管、19發泡層、20換熱蒸發器、21空氣管道、22制冷管、23電磁閥。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型進行進一步詳細的敘述。

如附圖1-3所示，一種太陽能空氣源熱泵機組，包括渦旋式壓縮機1、與渦旋式壓縮機1的高溫出氣口2連接的殼管式換熱器8、與殼管式換熱器8連接的膨脹閥7、與膨脹閥7連接的風側換熱器3、連接在風側換熱器3上的太陽能換熱器14以及連接在太陽能換熱器14與渦旋式壓縮機1的進氣口4之間的氣液分離器9。所述太陽能換熱器14上設置有電磁閥23，在制冷不需使用太陽能換熱器14時，關閉電磁閥23，停止太陽能換熱器14工作。

空氣源熱泵機組制熱時的工作過程如下：卡諾循環原理進行循環制熱，渦旋式壓縮機1過消耗一部分電能，將低溫低壓的制冷劑氣體壓縮成高溫高壓的氣體，高溫高壓的氣體在殼管式換熱器8中放出熱量將殼管式換熱器8內的水加熱，自己溫度被降低，經過膨脹閥7節流降壓后，變成低溫低壓的液體，在風側換熱器3和太陽能換熱器14中制冷劑吸收空氣中的熱量，變成低溫低壓的氣體，氣液分離器9將制冷劑蒸汽與制冷劑液體進行分離，分離出從太陽能換熱器14來的低壓蒸汽中的液體，避免渦旋式壓縮機1濕壓縮，保證渦旋式壓縮機1的正常回油，被渦旋式壓縮機1吸收壓縮成高溫高壓的氣體進入殼管式換熱器8與水換熱，產生熱水，與其他形式的熱水器相比，太陽能空氣源熱泵機組主要有安全、節能、環保的特點。制冷時，制冷劑反向循環，并且太陽能換熱器14此時不工作，即逆卡諾循環實現制冷。

所述太陽能換熱器14包括框架15、設置在框架15內的換熱蒸發器20、設置在框架15內側壁上的吸熱層5、設置在換熱蒸發器20一側與吸熱層5之間的真空層6以及設置在換熱蒸發器8另一側與吸熱層5之間的發泡層19。所述框架15為本裝置的結構固定架，端部均設置鍍鋅板，防腐蝕氧化，結構穩定。所述換熱蒸發器20包括間隔設置的制冷管22和翅片管道21、設置在制冷管22一端的制冷劑進口17以及設置在制冷管22另一端的制冷劑出口16。所述換熱蒸發器20還包括與制冷管22和空氣管道21間隔設置的相變蓄熱管18。相變蓄熱管18與制冷管22間隔設置，翅片管道21設置在制冷管22與相變蓄熱管18之間，換熱面積大均勻，能夠快速的換熱。相變蓄熱管18是在高效換熱銅管內加入相變蓄熱材料，相變蓄熱材料是利用物質在相變過程發生的相變熱來進行熱量的儲存和利用。與顯熱蓄熱材料相比 ,相變蓄熱材料蓄熱密度高,能夠通過相變在恒溫下放出大量熱量。潛熱蓄熱材料可采用六水氯化鈣、三水醋酸鈉、有機醇等。所述換熱蒸發器20還包括與制冷劑進口17相通的制冷劑第一橫管10以及連接在制冷劑第一橫管10與制冷管22之間的第一支管12。制冷劑進入制冷劑第一橫管10后均勻分配進入制冷管14，保證分配均勻，避免溫度不均產生內消耗。所述換熱蒸發器20還包括與制冷劑出口16相通的制冷劑第二橫管11以及連接在制冷劑第二橫管11與制冷管22之間的第二支管13。制冷劑第二橫管11將多根制冷管14排出的制冷劑匯集到一起，便于收集再循環。所述吸熱層5為太陽能吸熱材料，可采用太陽能吸收涂層，電化學表面轉化涂層或電鍍涂層均可。所述制冷管22為內螺紋銅管或親水鋁箔波紋狀翅管。所述發泡層19為聚氨酯保溫層，采用無氟聚氨酯，導熱低又能環保。

本實用新型是太陽能空氣源熱泵機組，在換熱蒸發器20外側設置了太陽能吸熱材料，在晴天獲取空氣熱的同時，可吸收太陽能升溫制冷管22內的冷媒，在溫度較高時，制冷管22內的冷媒吸收太陽能的同時，并可將富余的太陽能儲蓄到相變蓄熱管18內，在陰天或者晚上，空氣溫度較低，制冷劑與空氣換熱的能量不足，相變蓄熱管18內的太陽能釋放進行低溫熱補償，提高能效，降低渦旋式壓縮機1提供電能的比例，節約了電能；真空層6起到隔絕熱傳遞的作用，使相變蓄熱管18儲熱不易流失，儲熱時間更久；發泡層19為蒸發裝置的保溫層，避免與外界空氣發生熱傳遞而造成能量流失。原有的空氣源熱泵機組熱水獲得能量為空氣熱能與電器能的總和，本裝置熱水獲得能量為空氣熱能、太陽能和電器能的總和，在獲取同樣熱水量時，效率更高，并且在不同環境中可靈活選擇獲取能量的方式，更加節能環保。

以上所述實施方式僅為本實用新型的優選實施例，而并非本實用新型可行實施的窮舉。對于本領域一般技術人員而言，在不背離本實用新型原理和精神的前提下對其所作出的任何顯而易見的改動，都應當被認為包含在本實用新型的權利要求保護范圍之內。