一种太阳能空气源热泵机组的制作方法

本实用新型属于节能环保技术领域，具体涉及一种太阳能空气源热泵机组。

背景技术：

空气源热泵，作为热泵技术的一种，有“大自然能量的搬运工”的美誉，有着使用成本低、易操作、采暖效果好、安全、干净等多重优势。以无处不在的空气中的能量作为主要动力，通过少量电能驱动压缩机运转，实现能量的转移，无需复杂的配置、昂贵的取水、回灌或者土壤换热系统和专用机房，能够逐步减少传统采暖给大气环境带来的大量污染物排放，保证采暖功效的同时兼顾节能环保的目的。现有的空气源热泵机组通过蒸发器获取空气能和通过压缩机获取的电能为热泵机组的总能量，蒸发器主要是采用冷媒与空气进行热交换获取能量，在外界环境温度较低时，空气与冷媒热交换获取的能量较少，此时需要增加压缩机的功率，以获得足够的能量对水进行加热，产生所需温度的热水，现有的蒸发器能量获取方式单一，无法储能，能效低；并且现有的空气源热泵制冷制热切换没有合理简便的结构，造成制冷制热切换后效率不高的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构合理、可利用太阳能进行低温热补偿、提高能效、制冷制热切换灵活的太阳能空气源热泵机组。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种太阳能空气源热泵机组，包括涡旋式压缩机、与涡旋式压缩机的高温出气口连接的壳管式换热器、与壳管式换热器连接的膨胀阀、与膨胀阀连接的风侧换热器、连接在风侧换热器上的太阳能换热器以及连接在太阳能换热器与涡旋式压缩机的进气口之间的气液分离器。

作为本实用新型的进一步改进，所述太阳能换热器包括框架、设置在框架内的换热蒸发器、设置在框架内侧壁上的吸热层、设置在换热蒸发器一侧与吸热层之间的真空层以及设置在换热蒸发器另一侧与吸热层之间的发泡层。

作为本实用新型的进一步改进，所述换热蒸发器包括间隔设置的制冷管和空气管道、设置在制冷管一端的制冷剂进口以及设置在制冷管另一端的制冷剂出口。

作为本实用新型的进一步改进，所述换热蒸发器还包括与制冷管和空气管道间隔设置的相变蓄热管。

作为本实用新型的进一步改进，所述换热蒸发器还包括与制冷剂进口相通的制冷剂第一横管以及连接在制冷剂第一横管与制冷管之间的第一支管。

作为本实用新型的进一步改进，所述换热蒸发器还包括与制冷剂出口相通的制冷剂第二横管以及连接在制冷剂第二横管与制冷管之间的第二支管。

作为本实用新型的进一步改进，所述吸热层为太阳能吸热材料。

作为本实用新型的进一步改进，所述制冷管为内螺纹铜管或亲水铝箔波纹状翅管。

作为本实用新型的进一步改进，所述发泡层为聚氨酯保温层。

本实用新型取得的有益技术效果如下：

本实用新型是太阳能空气源热泵机组，在换热蒸发器外侧设置了太阳能吸热材料，在晴天获取空气能的同时，可吸收太阳能，当机组吸收的能量达到饱和时，换热蒸发器并可将富余的太阳能储蓄到相变蓄热管内，在阴天或者晚上，空气温度较低，制冷剂与空气换热的能量不足时，相变蓄热管内的太阳能释放进行低温热补偿，提高机组热量和能效，降低涡旋式压缩机提供电能的比例，节约了电能；真空层起到隔绝热传递的作用，使相变蓄热管储热不易流失，储热时间更久；发泡层为蒸发装置的保温层，避免与外界空气发生热传递而造成能量流失。原有的空气源热泵机组热水获得能量为空气热能与电器能的总和，本装置热水获得能量为空气热能、太阳能和电器能的总和，在获取同样热水量时，效率更高，并且在不同环境中可灵活选择获取能量集成的方式，特别是低温环境下，太阳能空气源热泵机组吸取的热量大于传统机组，更加节能环保。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图；

附图2为本实用新型太阳能换热器的结构示意图；

附图3为本实用新型换热蒸发器的结构示意图。

在附图中：

1涡旋式压缩机、2高温出气口、3风侧换热器、4进气口、5吸热层、6真空层、7膨胀阀、8壳管式换热器、9气液分离器、10制冷剂第一横管、11制冷剂第二横管、12第一支管、13第二支管、14太阳能换热器、15框架、16制冷剂出口、17制冷剂进口、18相变蓄热管、19发泡层、20换热蒸发器、21空气管道、22制冷管、23电磁阀。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行进一步详细的叙述。

如附图1-3所示，一种太阳能空气源热泵机组，包括涡旋式压缩机1、与涡旋式压缩机1的高温出气口2连接的壳管式换热器8、与壳管式换热器8连接的膨胀阀7、与膨胀阀7连接的风侧换热器3、连接在风侧换热器3上的太阳能换热器14以及连接在太阳能换热器14与涡旋式压缩机1的进气口4之间的气液分离器9。所述太阳能换热器14上设置有电磁阀23，在制冷不需使用太阳能换热器14时，关闭电磁阀23，停止太阳能换热器14工作。

空气源热泵机组制热时的工作过程如下：卡诺循环原理进行循环制热，涡旋式压缩机1过消耗一部分电能，将低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的气体，高温高压的气体在壳管式换热器8中放出热量将壳管式换热器8内的水加热，自己温度被降低，经过膨胀阀7节流降压后，变成低温低压的液体，在风侧换热器3和太阳能换热器14中制冷剂吸收空气中的热量，变成低温低压的气体，气液分离器9将制冷剂蒸汽与制冷剂液体进行分离，分离出从太阳能换热器14来的低压蒸汽中的液体，避免涡旋式压缩机1湿压缩，保证涡旋式压缩机1的正常回油，被涡旋式压缩机1吸收压缩成高温高压的气体进入壳管式换热器8与水换热，产生热水，与其他形式的热水器相比，太阳能空气源热泵机组主要有安全、节能、环保的特点。制冷时，制冷剂反向循环，并且太阳能换热器14此时不工作，即逆卡诺循环实现制冷。

所述太阳能换热器14包括框架15、设置在框架15内的换热蒸发器20、设置在框架15内侧壁上的吸热层5、设置在换热蒸发器20一侧与吸热层5之间的真空层6以及设置在换热蒸发器8另一侧与吸热层5之间的发泡层19。所述框架15为本装置的结构固定架，端部均设置镀锌板，防腐蚀氧化，结构稳定。所述换热蒸发器20包括间隔设置的制冷管22和翅片管道21、设置在制冷管22一端的制冷剂进口17以及设置在制冷管22另一端的制冷剂出口16。所述换热蒸发器20还包括与制冷管22和空气管道21间隔设置的相变蓄热管18。相变蓄热管18与制冷管22间隔设置，翅片管道21设置在制冷管22与相变蓄热管18之间，换热面积大均匀，能够快速的换热。相变蓄热管18是在高效换热铜管内加入相变蓄热材料，相变蓄热材料是利用物质在相变过程发生的相变热来进行热量的储存和利用。与显热蓄热材料相比 ,相变蓄热材料蓄热密度高,能够通过相变在恒温下放出大量热量。潜热蓄热材料可采用六水氯化钙、三水醋酸钠、有机醇等。所述换热蒸发器20还包括与制冷剂进口17相通的制冷剂第一横管10以及连接在制冷剂第一横管10与制冷管22之间的第一支管12。制冷剂进入制冷剂第一横管10后均匀分配进入制冷管14，保证分配均匀，避免温度不均产生内消耗。所述换热蒸发器20还包括与制冷剂出口16相通的制冷剂第二横管11以及连接在制冷剂第二横管11与制冷管22之间的第二支管13。制冷剂第二横管11将多根制冷管14排出的制冷剂汇集到一起，便于收集再循环。所述吸热层5为太阳能吸热材料，可采用太阳能吸收涂层，电化学表面转化涂层或电镀涂层均可。所述制冷管22为内螺纹铜管或亲水铝箔波纹状翅管。所述发泡层19为聚氨酯保温层，采用无氟聚氨酯，导热低又能环保。

本实用新型是太阳能空气源热泵机组，在换热蒸发器20外侧设置了太阳能吸热材料，在晴天获取空气热的同时，可吸收太阳能升温制冷管22内的冷媒，在温度较高时，制冷管22内的冷媒吸收太阳能的同时，并可将富余的太阳能储蓄到相变蓄热管18内，在阴天或者晚上，空气温度较低，制冷剂与空气换热的能量不足，相变蓄热管18内的太阳能释放进行低温热补偿，提高能效，降低涡旋式压缩机1提供电能的比例，节约了电能；真空层6起到隔绝热传递的作用，使相变蓄热管18储热不易流失，储热时间更久；发泡层19为蒸发装置的保温层，避免与外界空气发生热传递而造成能量流失。原有的空气源热泵机组热水获得能量为空气热能与电器能的总和，本装置热水获得能量为空气热能、太阳能和电器能的总和，在获取同样热水量时，效率更高，并且在不同环境中可灵活选择获取能量的方式，更加节能环保。

以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例，而并非本实用新型可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。