一種太陽(yáng)能和相變蓄熱結(jié)合的防止空氣源熱泵結(jié)霜系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能利用與相變蓄熱領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽(yáng)能和相變蓄熱結(jié)合的防止空氣源熱泵結(jié)霜系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，能源環(huán)境問(wèn)題成為我國(guó)乃至全世界面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問(wèn)題。近些年來(lái)我國(guó)城市化程度不斷提高，建筑能耗所占總能耗的比例越來(lái)越大，減少建筑能耗成為我國(guó)迫在眉睫的任務(wù)。
[0003]熱泵是一種節(jié)能環(huán)保的供暖供冷設(shè)備，是一種消耗部分高位能使熱量從低位熱源流向高位熱源的裝置。熱泵雖然消耗一定量的高位能，但所提供的熱量是消耗的高位能與吸取的低位熱量之和。因此，采用熱泵裝置可以達(dá)到節(jié)能目的。
[0004]空氣源熱泵以電能為驅(qū)動(dòng)力，將室外環(huán)境空氣作為冷、熱源，向被調(diào)節(jié)對(duì)象提供冷、熱量。空氣源熱泵以空氣作為低位熱源，由于空氣取之不盡，用之不竭，且空氣源熱泵裝置的安裝和使用較方便，這種環(huán)保、高效的能源供給方式在低位能源利用方面具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，因此受到了廣泛關(guān)注。
[0005]然而，目前空氣源熱泵在利用中面臨的一個(gè)巨大問(wèn)題是，其在冬季運(yùn)行時(shí)，室外換熱器起蒸發(fā)作用，由于環(huán)境溫度較低，換熱器表面的溫度也隨之降低，甚至低于o°c，當(dāng)室外空氣流經(jīng)換熱管束時(shí)，其所含水分便會(huì)析出，形成結(jié)霜。結(jié)霜增加了導(dǎo)熱熱阻，降低換熱器傳熱系數(shù)，隨著結(jié)霜的增加便會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)溫度下降，制熱量和風(fēng)機(jī)性能衰減等情況，甚于停機(jī)。
[0006]因此空氣源熱泵在冬季低溫高濕狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的結(jié)霜和除霜問(wèn)題已成為制約其高效運(yùn)行的瓶頸，如何能夠有效的延緩空氣源熱泵結(jié)霜和高效快速的實(shí)現(xiàn)室外換熱器除霜，減小因結(jié)霜和除霜過(guò)程對(duì)熱泵機(jī)組和室內(nèi)環(huán)境造成的不利影響是關(guān)系到空氣源熱泵能否更廣泛和高效運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題。
[0007]從以上的結(jié)霜形成分析可以看出，提高室外換熱器換熱溫度或者周圍空氣溫度，便可防止結(jié)霜的形成，研宄證明在室外環(huán)境溫度小于等于7°C且空氣相對(duì)濕度大于等于60%時(shí)最易形成結(jié)霜，因此利用太陽(yáng)能輻射熱量和相變材料潛熱蓄熱防止冬季結(jié)霜是一種既清潔環(huán)保又有效的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能和相變蓄熱結(jié)合的防止空氣源熱泵結(jié)霜系統(tǒng)，本發(fā)明利用取之不盡的清潔能源太陽(yáng)能和可以利用潛熱蓄存大量熱量的相變材料，可以有效的防止空氣源熱泵在冬季運(yùn)行時(shí)結(jié)霜的產(chǎn)生，詳見(jiàn)下文描述:
[0009]一種太陽(yáng)能和相變蓄熱結(jié)合的防止空氣源熱泵結(jié)霜系統(tǒng)，包括:節(jié)流閥、室外換熱器、空氣壓縮機(jī)和室內(nèi)換熱器，
[0010]所述室外換熱器為梯形立方體，由相變材料蓋板、換熱管束、太陽(yáng)光反射板和散熱風(fēng)機(jī)構(gòu)成；
[0011]所述空氣壓縮機(jī)嵌套入所述室外換熱器內(nèi)構(gòu)成空氣源熱泵的室外單元，所述散熱風(fēng)機(jī)設(shè)置在頂端，為所述空氣壓縮機(jī)和所述換熱管束散熱。
[0012]所述相變材料蓋板的內(nèi)表層由相變蓄熱材料組成，并且具有很好的透光性，自由拆卸。
[0013]所述太陽(yáng)光反射板為多組百葉窗形式。
[0014]本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是:本發(fā)明通過(guò)采用由相變材料蓋板、換熱管束、太陽(yáng)光反射板和散熱風(fēng)機(jī)構(gòu)成的室外換熱器，充分利用了太陽(yáng)熱量和相變材料在凝固和融化過(guò)程中的潛熱進(jìn)行蓄熱和放熱，在冬季可以很好的防止空氣源熱泵冬季結(jié)霜形成，而且在夏季不影響通風(fēng)散熱，系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單，方便易行。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明提供的空氣源熱泵工作原理圖；
[0016]圖2為本發(fā)明提供的室外機(jī)冬季工作結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3為本發(fā)明提供的室外機(jī)夏季工作結(jié)構(gòu)圖。
[0018]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0019]1:節(jié)流閥；2:室外換熱器；
[0020]3:空氣壓縮機(jī)；4:室內(nèi)換熱器；
[0021]2a:太陽(yáng)光反射板；2b:換熱管束；
[0022]2c:相變材料蓋板；2d:散熱風(fēng)機(jī)
[0023]2e:轉(zhuǎn)動(dòng)軸；3a:百葉窗夏季開(kāi)啟狀態(tài)；
[0024]3c:轉(zhuǎn)動(dòng)軸；3b:夏季拆卸掉的蓋板；3d:散熱風(fēng)機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0026]一種太陽(yáng)能和相變蓄熱結(jié)合的防止空氣源熱泵結(jié)霜系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1，包括:節(jié)流閥1、室外換熱器2、空氣壓縮機(jī)3和室內(nèi)換熱器4。
[0027]冬季時(shí)，室外換熱器2 (即蒸發(fā)器)從空氣中吸收熱量，經(jīng)過(guò)空氣壓縮機(jī)3壓縮，在經(jīng)過(guò)室內(nèi)換熱器4(即冷凝器)放熱為房間供熱，再經(jīng)節(jié)流閥I回到室外換熱器2，實(shí)現(xiàn)循環(huán)。
[0028]夏季時(shí)，室外換熱器2與室內(nèi)換熱器4功能互換，室外換熱器2 (即冷凝器)放出熱量，室內(nèi)換熱器4(即蒸發(fā)器)從室內(nèi)吸收熱量。
[0029]傳統(tǒng)室外機(jī)一般為立方體形狀，本發(fā)明對(duì)室外機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，利用太陽(yáng)能和相變材料蓄熱，可以很好的實(shí)現(xiàn)空氣源熱泵冬季結(jié)霜形成，而且不影響其夏季通風(fēng)散熱。
[0030]本發(fā)明中，室外換熱器2為梯形立方體，可以更多的接受太陽(yáng)能輻射熱量，由相變材料蓋板2a、換熱管束2b、太陽(yáng)光反射板2c和散熱風(fēng)機(jī)2d構(gòu)成；其中，室外換熱器2外部為梯形立方體的相變材料蓋板2a，室外換熱器2內(nèi)部為同樣是梯形立方體的太陽(yáng)光反射板2c0
[0031]其中，空氣壓縮機(jī)3嵌套入室外換熱器2內(nèi)構(gòu)成空氣源熱泵的室外單元，構(gòu)成室外機(jī)即圖1中虛框內(nèi)部分。散熱風(fēng)機(jī)2d在頂端，可實(shí)現(xiàn)為空氣壓縮機(jī)3和換熱管束2b良好散熱。
[0032]進(jìn)一步地，相變材料蓋板2a的透光性很好，內(nèi)部為相變材料涂層，而且可自由拆卸，便于冬季使用，夏季拆掉。
[0033]進(jìn)一步地，太陽(yáng)光反射板2c可實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)光的漫反射，而且為百葉窗形式，可以轉(zhuǎn)動(dòng)軸2e為軸上下打開(kāi)，在冬季合上可反射太陽(yáng)光，夏季打開(kāi)實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱。
[0034]本發(fā)明冬季工作模式如圖2所示，白天太陽(yáng)光透過(guò)相變材料蓋板2a照射到太陽(yáng)光反射板2c上，經(jīng)太陽(yáng)光反射板2c的漫反射聚集到相變材料蓋板2a上，相變材料蓋板2a內(nèi)側(cè)為相變材料涂層，太陽(yáng)光熱量被相變材料吸收以潛熱形式蓄存起來(lái)，大量反射的太陽(yáng)能熱量導(dǎo)致相變材料蓋板2a和太陽(yáng)光反射板2c中間區(qū)域空氣即換熱管束2b周圍的空氣溫度升高，這樣即防止了室外換熱器2在冬季白天由于周圍空氣溫度過(guò)低從而結(jié)霜。
[0035]夜間，沒(méi)有太陽(yáng)光照射，相變材料蓋板2a內(nèi)側(cè)的相變材料涂層溫度逐漸降低，釋放出熱量，當(dāng)溫度降低的相變材料熔點(diǎn)時(shí)，通過(guò)白天蓄存的大量潛熱放熱，相變材料可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)放熱，使夜間換熱管束周圍空氣也維持較高溫度，這樣即防止了室外換熱器2在冬季夜間由于周圍空氣溫度過(guò)低從而結(jié)霜。
[0036]本發(fā)明夏季工作模式如圖3所示，夏季外部相變材料蓋板拆除，如圖3中虛線3b，內(nèi)部太陽(yáng)光反射板由冬季關(guān)合狀態(tài)2a改變?yōu)殚_(kāi)啟狀態(tài)3a，虛線3c為太陽(yáng)光反射板的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。這樣本發(fā)明系統(tǒng)即和傳統(tǒng)空氣源熱泵室外換熱器一樣，可實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)換熱。
[0037]綜上所述，本發(fā)明提供的一種太陽(yáng)能和相變蓄熱結(jié)合的防止空氣源熱泵結(jié)霜系統(tǒng)裝置，在冬季利用太陽(yáng)光和相變材料潛熱蓄熱可防止結(jié)霜，在夏季不影響通風(fēng)換熱。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
[0039]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。
[0040]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽(yáng)能和相變蓄熱結(jié)合的防止空氣源熱泵結(jié)霜系統(tǒng)，包括:節(jié)流閥、室外換熱器、空氣壓縮機(jī)和室內(nèi)換熱器，其特征在于， 所述室外換熱器為梯形立方體，由相變材料蓋板、換熱管束、太陽(yáng)光反射板和散熱風(fēng)機(jī)構(gòu)成； 所述空氣壓縮機(jī)嵌套入所述室外換熱器內(nèi)構(gòu)成空氣源熱泵的室外單元，所述散熱風(fēng)機(jī)設(shè)置在頂端，為所述空氣壓縮機(jī)和所述換熱管束散熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能和相變蓄熱結(jié)合的防止空氣源熱泵結(jié)霜系統(tǒng)，其特征在于，所述相變材料蓋板的內(nèi)表層由相變蓄熱材料組成，并且具有很好的透光性，自由拆卸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能和相變蓄熱結(jié)合的防止空氣源熱泵結(jié)霜系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)光反射板為多組百葉窗形式。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)能和相變蓄熱結(jié)合的防止空氣源熱泵結(jié)霜系統(tǒng)，由節(jié)流閥、室外換熱器、空氣壓縮機(jī)、室內(nèi)換熱器組成。室外換熱器為梯形四棱體，由相變材料蓋板、換熱管束、太陽(yáng)光反射板和散熱風(fēng)機(jī)構(gòu)成；并且相變材料蓋板透光性好、可拆卸，太陽(yáng)光反射板由多組可上下打開(kāi)的百葉窗連接而成。冬季白天太陽(yáng)光透過(guò)相變材料蓋板和換熱管束，在太陽(yáng)光反射板上產(chǎn)生漫反射，反射光聚集在相變材料蓋板上，使室外換熱器溫度及周圍空氣溫度升高；夜間相變材料蓋板的相變材料通過(guò)潛熱蓄存的熱量放熱，仍使室外換熱器周圍空氣維持較高溫度，從而防止冬季空氣源熱泵結(jié)霜。夏季相變材料蓋板拆除，百葉窗式太陽(yáng)光反射板上下打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)室外換熱器的良好通風(fēng)散熱。
【IPC分類】F25B30-06, F25B47-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104613678
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510069518
【發(fā)明人】王惠, 安青松, 趙軍
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年2月10日