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空氣太陽復合源驅動向上風幕戶式熱泵空調.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510473898.9

申請日:

2015.07.28

公開號:

CN105066297A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):F24F 5/00申請日:20150728|||公開
IPC分類號: F24F5/00; F24F13/22; F24F13/24; F25B27/00; F25B41/06 主分類號: F24F5/00
申請人: 侴喬力; 陳江
發明人: 侴喬力; 陳江; 侴雨宏; 魏蔚
地址: 230051安徽省合肥市水陽江路菱水苑南7號樓301室
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510473898.9

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2017.11.24|||2015.11.18

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

空氣太陽復合源驅動向上風幕戶式熱泵空調:(1)通過反射鏡、透明葉片與翅片黑腔吸收太陽能,通過翅片吸收空氣能,實現太陽能吸收器與空氣翅片蒸發器的一體化設計;(2)構建空氣太陽復合源戶式熱泵空調,提高蒸發溫度;(3)通過垂直向上風幕統一采暖與空調的高效末端形式,降低冷凝溫度;(4)通過降低循環溫差提高熱泵制熱量與能效比;(5)以高效、廉價光熱轉化形式利用太陽能驅動熱泵,降低太陽能戶式熱泵空調應用門檻。

權利要求書

1.一種空氣太陽復合源驅動向上風幕戶式熱泵空調,其由壓縮機
(1);氣液分離器(1-1);四通換向閥(2);使用側換熱器(3);循
環水泵(3-1);逆止閥(3-2);過濾器(3-3);翅片氟盤管吸收器(4);
止回閥(5);高壓儲液器(5-1);膨脹閥(6);過濾器(6-1);百葉
式側面回風口(7);過濾網(8);翅片水盤管(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(21)等組成,其特征在于:
氟氣管串聯連接氣液分離器(1-1)、壓縮機(1)、四通換向閥(2)、
使用側換熱器(3)工質側、翅片氟盤管吸收器(4),氟液管串聯連接
使用側換熱器(3)工質側及其止回閥(5)與過濾器(6-1)串聯膨脹
閥(6)的并聯組件、高壓儲液器(5-1)、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使用側換熱器(3)工質側或翅
片氟盤管吸收器(4),組成氟利昂熱泵工質循環回路;百葉式側面回
風口(7)、過濾網(8)、翅片水盤管(9)、變風量風機(10)、導流式
頂面送風口(11),組成回風調節回路;翅片水盤管(9)的垂直正下
方設置水平的積水盤(12),積水盤(12)底部設置排水管(13),組
成室內機冷凝排水回路;百葉式側面回風口(7)設置在室內機外殼(14)
室內側、導流式頂面送風口(11)設置在室內機外殼(14)頂面、水
管接口設置在室內機外殼(14)墻體側、排水管(13)出口設置在室
內機外殼(14)底面,組成室內機外殼(14)的使用端口;室內機外
殼(14)內壁滿貼消音棉(15);翅片氟盤管吸收器(4)、軸流風機(16),
組成環境空氣回路;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(17)底盤,并設置其排水管(13),組成室外機冷凝排水
回路;循環水泵(3-1)通過水管串聯連接逆止閥(3-2)、使用側換熱
器(3)循環水側、并聯連接的多組翅片水盤管(9)、過濾器(3-3),
組成循環水回路;室外機外殼(17)背陽面布置反射鏡(18),反射鏡
(18)的表面對太陽光具有較高反射率,反射鏡(18)的對稱軸為垂
直布置,反射鏡(18)的開口朝向正南方。
2.按照權利要求1所述的空氣太陽復合源驅動向上風幕戶式熱泵
空調,其特征在于: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。
3.按照權利要求1所述的空氣太陽復合源驅動向上風幕戶式熱泵
空調,其特征在于:軸流風機(16)的葉片對太陽光具有較高透過率。
4.按照權利要求1所述的空氣太陽復合源驅動向上風幕戶式熱泵
空調,其特征在于:室外機外殼(17)為垂直布置,且空氣流動朝向
正南方。
5.按照權利要求5所述的反射鏡(18),其特征在于:反射鏡(18)
為平面反射鏡或拋物面反射鏡或復合拋物面反射鏡。
6.按照權利要求1所述的空氣太陽復合源驅動向上風幕戶式熱泵
空調,其特征在于:在變風量風機(10)至導流式頂面送風口11之間
設置加濕器(19)。
7.按照權利要求1所述的空氣太陽復合源驅動向上風幕戶式熱泵
空調,其特征在于:過濾網(8)為PM2.5濾網。
8.按照權利要求1所述的空氣太陽復合源驅動向上風幕戶式熱泵
空調,其特征在于:太陽能電池板(20)的輸出電線,通過逆變器(21)
連接至壓縮機(1)、循環水泵(3-1)、多臺變風量風機(10)、軸流風
機(16)的電動機。

說明書

空氣太陽復合源驅動向上風幕戶式熱泵空調

(一)技術領域

本發明涉及一種空氣太陽復合源驅動向上風幕戶式熱泵空調。

(二)背景技術

現有太陽能熱泵空調主要有兩種產品形式:

1、熱泵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泵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
道則用于優化熱泵循環中的蒸發過程。由于每平方米面積所能接收的
太陽光強度不超過1kW,因此就極大限制了熱泵制熱量的提高;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泵熱水機。

2、熱泵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泵
空調的壓縮機、風機、循環水泵;然而由于每平方米面積所能接收的
太陽光強度不超過1kW,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。

現有空氣源戶式熱泵空調驅動的采暖與空調末端主要有下列幾種
產品形式:

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
提高熱泵制熱量與能效比;然而其缺陷如下:(1)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風機盤管,
從而在兩種末端間切換運行,提高產品成本。

2、風機盤管:為實現夏季空調的回風除濕,就以小風量大溫差方
式把27℃的室內回風冷卻至15℃;然而當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,降低熱泵制熱量與能效比,難以獨立滿足北方嚴寒地區的采暖應
用要求;(2)壁掛式和天花嵌入式風機盤管: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,降低熱泵制熱量與能效比;另一方面導致下部空氣溫
度偏低,降低采暖效果;(3)立柜式風機盤管: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。

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。

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

本發明目的是要(1)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戶式熱泵
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泵制熱量與能效比;(5)
采用高效、廉價的光熱轉化形式利用太陽能驅動熱泵運行,革命性提
升太陽能戶式熱泵空調的使用經濟性。

本發明采用技術方案,即空氣太陽復合源驅動向上風幕戶式熱泵
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-使用側換熱器;3-1循環水泵;3-2-逆止閥;3-3-過濾器;4-
翅片氟盤管吸收器;5-止回閥;5-1-高壓儲液器;6-膨脹閥;6-1-過
濾器;7-百葉式側面回風口;8-過濾網;9-翅片水盤管;10-變風量風
機;11-導流式頂面送風口;12-積水盤;13-排水管;14-室內機外殼;
15-消音棉;16-軸流風機;17-室外機外殼;18-反射鏡;19-加濕器;
20-太陽能電池板;21-逆變器等組成,其特征在于:

氟氣管串聯連接氣液分離器1-1、壓縮機1、四通換向閥2、使用
側換熱器3工質側、翅片氟盤管吸收器4,氟液管串聯連接使用側換熱
器3工質側及其止回閥5與過濾器6-1串聯膨脹閥6的并聯組件、高
壓儲液器5-1、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使用側
換熱器3工質側或翅片氟盤管吸收器4,組成氟利昂熱泵工質循環回
路;

百葉式側面回風口7、過濾網8、翅片水盤管9、變風量風機10、
導流式頂面送風口11,組成回風調節回路;

翅片水盤管9的垂直正下方設置水平的積水盤12,積水盤12底部
設置排水管13,組成室內機冷凝排水回路;

百葉式側面回風口7設置在室內機外殼14室內側、導流式頂面送
風口11設置在室內機外殼14頂面、水管接口設置在室內機外殼14墻
體側、排水管13出口設置在室內機外殼14底面,組成室內機外殼14
的使用端口;

室內機外殼14內壁滿貼消音棉15;

翅片氟盤管吸收器4、軸流風機16,組成環境空氣回路;

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17底
盤,并設置其排水管13,組成室外機冷凝排水回路;

循環水泵3-1通過水管串聯連接逆止閥3-2、使用側換熱器3循環
水側、并聯連接的多組翅片水盤管9、過濾器3-3,組成循環水回路;

室外機外殼17背陽面布置反射鏡18,反射鏡18的表面對太陽光
具有較高反射率,反射鏡18的對稱軸為垂直布置,反射鏡18的開口
朝向正南方。

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。

軸流風機16的葉片對太陽光具有較高透過率。

室外機外殼17為垂直布置,且空氣流動朝向正南方。

反射鏡18為平面反射鏡或拋物面反射鏡或復合拋物面反射鏡。

在變風量風機10至導流式頂面送風口11之間設置加濕器19。

過濾網8為PM2.5濾網。

太陽能電池板20的輸出電線,通過逆變器21連接至壓縮機1、循
環水泵3-1、多臺變風量風機10、軸流風機16的電動機。

本發明工作原理結合附圖1說明如下:

1、冬季熱泵循環加熱采暖回風:熱泵循環的壓縮機1驅動高壓、
過熱氣態氟利昂工質,流經四通換向閥2、使用側換熱器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、高壓儲液器5-1、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1吸引,構成氣-水熱泵循環;而循環水泵3-1
驅動循環水在使用側換熱器3與多組翅片水盤管9之間循環流動,以
把使用側換熱器3中的冷凝熱量帶至多組翅片水盤管9中而排放至18
℃的室內空氣;軸流風機16以較大風量驅動環境空氣從室外機外殼17
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17的背陽面布置反射鏡18,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17的
朝陽面布置軸流風機16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;通過上述熱泵循環把空氣太陽復合熱能循環泵
至使用側換熱器3再經多組翅片水盤管9排放至18℃的室內空氣中,
以實現采暖功能。變風量風機10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、翅片水盤管9、加濕器19、導流式頂面送風
口11,以大風量7℃小溫差方式加熱地面最冷18℃回風至送風溫度25
℃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14內壁滿貼的消音棉15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℃提高熱泵制
熱量與能效比;太陽能電池板20通過逆變器21,以把所接收的太陽光
轉化成交流電,并驅動壓縮機1、循環水泵3-1、多臺變風量風機10、
軸流風機16的電動機;從而實現冬季空氣太陽復合源戶式熱泵空調驅
動的采暖功能。

2、夏季制冷循環冷卻空調回風:制冷循環的壓縮機1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℃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、高壓儲液器5-1、過濾器6-1
進入膨脹閥6中節流,再流經使用側換熱器3工質側,以吸收循環水
熱量而蒸發成為低壓、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1吸引,構成氣-水制冷循環;而循環
水泵3-1驅動循環水在使用側換熱器3與多組翅片水盤管9之間循環
流動,以把使用側換熱器3中的蒸發冷量帶至多組翅片水盤管9中而
吸收27℃室內空氣低位熱能;軸流風機16以較大風量驅動環境空氣從
室外機外殼17的背陽面流經翅片氟盤管吸收器4,通過其翅片向35℃
環境空氣排放高位熱能;通過上述制冷循環把室內空氣低位熱能經多
組翅片水盤管9而循環泵至翅片氟盤管吸收器4再排放環境空氣中,
以實現空調功能。變風量風機10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、翅片水盤管9、導流式頂面送風口11,以小
風量11℃大溫差方式冷卻、除濕地面最冷26℃回風至送風溫度15℃;
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;除濕過程中翅片水
盤管9外表面形成的冷凝水依重力先向下流至積水盤12中,再由排水
管13繼續向下排出室內機外殼14;太陽能電池板20通過逆變器21,
以把所接收的太陽光轉化成交流電,并驅動壓縮機1、循環水泵3-1、
多臺變風量風機10、軸流風機16的電動機;從而實現夏季空氣太陽復
合源戶式熱泵空調驅動的空調功能。

3、冬季制冷循環冷卻采暖回風實現融霜:制冷循環的壓縮機1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,以向翅片表面的霜層釋放排氣顯熱、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、高壓儲液器5-1、
過濾器6-1進入膨脹閥6中節流,再流經使用側換熱器3工質側,以
吸收循環水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1吸引,構成氣-水制
冷循環;軸流風機16以較大風量驅動環境空氣從室外機外殼17的背
陽面流經翅片氟盤管吸收器4,一方面通過其翅片而向霜層排放高位熱
能;而循環水泵3-1驅動循環水在使用側換熱器3與多組翅片水盤管9
之間循環流動,以把使用側換熱器3中的蒸發冷量帶至多組翅片水盤
管9中而吸收18℃室內空氣低位熱能;另一方面通過室外機外殼17
的背陽面布置反射鏡18,反射太陽光至其霜層,以及再一方面通過室
外機外殼17的朝陽面布置軸流風機16透明葉片,透射太陽光至其霜
層,從而通過吸收太陽光而融霜;通過上述制冷循環而把室內空氣低
位熱能經多組翅片水盤管9而循環泵至霜層而融霜,以實現融霜功能。
變風量風機10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、翅片水盤管9、導流式頂面送風口11,以大風量7℃小溫差方
式冷卻地面最冷18℃回風至送風溫度11℃,以吸收回風熱量;并通過
垂直向上冷風幕阻擋冷風滲透,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冷卻循環,提
高室溫均勻性。融霜過程中翅片氟盤管吸收器4外表面形成的化霜水
依重力先向下流至室外機外殼17的下部底盤中,再由排水管13繼續
向下排出室外機外殼17;太陽能電池板20通過逆變器21,以把所接
收的太陽光轉化成交流電,并驅動壓縮機1、循環水泵3-1、多臺變風
量風機10、軸流風機16的電動機;從而實現冬季空氣太陽復合源戶式
熱泵空調驅動的融霜功能。

與現有各種形式的太陽能熱泵空調、空氣源戶式熱泵空調產品相
比較,本發明的技術優勢如下:

1、實現太陽能翅片黑腔吸收器與空氣能翅片蒸發器的一體化設
計:(1)由深度/寬度比超過22的翅片夾縫來構建吸收太陽能黑腔;(2)
通過表面涂黑、沙化、氧化等工藝,提高翅片對太陽光吸收率,以提
高翅片黑腔黑度;(3)保持翅片氟盤管高效分配熱泵工質及高效流通、
換熱等熱力性能;(4)通過大幅提高復合源蒸發器的吸收熱流密度,
而提高熱泵蒸發溫度。

2、構建由雙熱源提供蒸發熱量的空氣太陽復合源戶式熱泵空調,
提高蒸發溫度:無太陽光時通過翅片吸收空氣能,形成空氣源戶式熱
泵空調;有太陽光時通過反射鏡、透明葉片、翅片黑腔吸收太陽能,
以及通過翅片吸收空氣能,形成空氣太陽復合源戶式熱泵空調;由空
氣能與太陽能雙熱源提供熱泵循環所需蒸發熱量,提高蒸發溫度,進
而提高熱泵制熱量與能效比。

3、統一采暖與空調的高效末端形式,降低冷凝溫度:(1)通過
垂直向上風幕冬季阻擋冷風滲透,降低建筑采暖熱負荷;夏季阻擋熱
風滲透,降低建筑空調冷負荷;(2)冬季通過在地面上外窗前形成水
平側回風與垂直頂送風,從而以最小流動阻力暢通室內回風的虹吸循
環,提高室溫均勻性,降低冷凝溫度提高熱泵制熱量與能效比;(3)
冬季通過增大循環風量,降低送風/回風溫差,降低冷凝溫度提高熱泵
制熱量與能效比;(4)冬季加熱地面最冷回風,通過降低冷凝溫度提
高熱泵制熱量與能效比;夏季冷卻地面最冷回風,降低回風冷卻負荷;
(5)夏季以小風量形成的回風虹吸循環,避免冷卻頂部最熱空氣,以
降低空調運行負荷;(6)統一采暖和空調的高效末端形式、免除地埋
管,降低產品的材料成本、制造成本、安裝成本、維修成本,確保產
品質量;避免兩種末端切換,提高產品可靠性。

4、通過大幅降低循環溫差,提高熱泵制熱量與能效比。

5、以高效、廉價的光熱轉化形式利用太陽能驅動熱泵運行,革命
性提升太陽能戶式熱泵空調的使用經濟性:相比以低效、昂貴的太陽
能電池板光電轉化形式,利用太陽能驅動熱泵電機運行;本發明以高
效、廉價的光熱轉化形式,利用太陽能驅動復合源戶式熱泵空調運行;
從而革命性提升太陽能戶式熱泵空調的經濟性。

因為:(1)太陽能光熱轉化效率,隨太陽能集熱溫度的下降而大
幅提高;(2)能量守恒定律,決定熱泵制熱量為壓縮機輸入功率與蒸
發器吸收空氣與太陽熱量之合;(3)熱力學第二定律,決定太陽能光
熱轉化提高蒸發溫度及熱泵能效比,從而降低壓縮機輸入功率所占熱
泵制熱量比例。

本發明:(1)通過反射鏡、透明葉片與翅片黑腔吸收太陽能,通
過翅片吸收空氣能,實現太陽能吸收器與空氣翅片蒸發器的一體化設
計;(2)構建空氣太陽復合源戶式熱泵空調,提高蒸發溫度;(3)通
過垂直向上風幕統一采暖與空調的高效末端形式,降低冷凝溫度;(4)
通過降低循環溫差提高熱泵制熱量與能效比;(5)以高效、廉價的光
熱轉化形式利用太陽能驅動熱泵,降低太陽能戶式熱泵空調應用門檻。

(四)附圖說明

附圖1為本發明的系統流程圖。

(五)具體實施方式

本發明提出的空氣太陽復合源驅動向上風幕戶式熱泵空調的實施
例如附圖1所示,現說明如下,其由:體積流量53m3/h的渦旋式壓縮
機1;接口直徑38.10mm的氣液分離器1-1;接口直徑38.10mm的四通
換向閥2;換熱面積4m2的使用側換熱器3;流量8m3/h、揚程27mH2O
的循環水泵3-1;接口直徑50mm的逆止閥3-2;接口直徑50mm的過濾
器3-3;長度1069mm、高度620mm、厚度44mm、2排直徑9.52mm紫銅
管套波紋開窗高效鋁翅片氟盤管吸收器4;接口直徑15.88mm的止回閥
5;接口直徑15.88mm的高壓儲液器5-1;接口直徑15.88mm的膨脹閥
6;接口直徑15.88mm的過濾器6-1;開口長度1280mm、高度450mm的
百葉式側面回風口7;開口長度1280mm、高度450mm的PM2.5過濾網8;
長度1340mm、高度600mm、厚度44mm、2排直徑9.52mm紫銅管套波紋
開窗高效鋁翅片水盤管9;風量為7-22m3/min的變風量風機10;開口
長度1280mm、寬度195mm的導流式頂面送風口11;開口長度1370mm、
寬度220mm、深度50mm的積水盤12;接口直徑20mm的排水管13;長
度1380mm、高度615mm、厚度230mm的室內機外殼14;厚度15mm的
PE消音棉15;風量20000m3/h、風壓60Pa的軸流風機16;長度2050mm、
高度1318mm、厚度883mm的室外機外殼17;長度4100mm、高度2636mm、
厚度5mm的鋁板平面反射鏡18;厚度60mm的濕膜加濕器19;長度40m、
高度3m、厚度15mm的平面太陽能電池板20;220V、50Hz的逆變器21
等組成,其特征在于:氟氣管串聯連接氣液分離器1-1、壓縮機1、四
通換向閥2、使用側換熱器3工質側、翅片氟盤管吸收器4,氟液管串
聯連接使用側換熱器3工質側及其止回閥5與過濾器6-1串聯膨脹閥6
的并聯組件、高壓儲液器5-1、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
所連接的使用側換熱器3工質側或翅片氟盤管吸收器4,組成氟利昂熱
泵工質循環回路;百葉式側面回風口7、過濾網8、翅片水盤管9、變
風量風機10、導流式頂面送風口11,組成回風調節回路;翅片水盤管
9的垂直正下方設置水平的積水盤12,積水盤12底部設置排水管13,
組成室內機冷凝排水回路;百葉式側面回風口7設置在室內機外殼14
室內側、導流式頂面送風口11設置在室內機外殼14頂面、水管接口
設置在室內機外殼14墻體側、排水管13出口設置在室內機外殼14底
面,組成室內機外殼14的使用端口;室內機外殼14內壁滿貼消音棉
15;翅片氟盤管吸收器4、軸流風機16,組成環境空氣回路;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17底盤,并設置其
排水管13,組成室外機冷凝排水回路;循環水泵3-1通過水管串聯連
接逆止閥3-2、使用側換熱器3循環水側、并聯連接的10組翅片水盤
管9、過濾器3-3,組成循環水回路;室外機外殼17背陽面布置反射
鏡18,反射鏡18的表面對太陽光反射率為0.9,反射鏡18的對稱軸
為垂直布置,反射鏡18的開口朝向正南方。翅片氟盤管吸收器4的翅
片表面對太陽光吸收率為0.9。軸流風機16的葉片對太陽光透過率為
0.9。室外機外殼17為垂直布置,且空氣流動朝向正南方。反射鏡18
為平面反射鏡。在變風量風機10至導流式頂面送風口11之間設置加
濕器19。太陽能電池板20的輸出電線,通過逆變器21連接至壓縮機
1、循環水泵3-1、10臺變風量風機10、軸流風機16的電動機。

本發明實施例冬季熱泵循環1時,體積流量53m3/h的渦旋式壓縮
機1驅動高壓、過熱氣態氟利昂工質,流經四通換向閥2、使用側換熱
器3工質側,在35℃飽和溫度下釋放排氣顯熱、冷凝潛熱、過冷顯熱
至30℃的循環水中,成為高壓、過冷液態氟利昂工質,然后經止回閥
5、高壓儲液器5-1、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-20℃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1吸引,構成氣-水熱泵循環;而循環水泵3-1驅動循環水在
使用側換熱器3與10組翅片水盤管9之間循環流動,以把使用側換熱
器3中的冷凝熱量帶至10組翅片水盤管9中而排放至18℃的室內空氣
中;軸流風機16以較大風量驅動環境空氣從室外機外殼17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17的背陽面布置反射鏡18,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17的朝陽面
布置軸流風機16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;通過上述熱泵循環把空氣太陽復合熱能循環泵至使用
側換熱器3經10組翅片水盤管9而排放至18℃的室內空氣中,以實現
采暖功能。變風量風機10以21.78m3/min的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、翅片水盤管9、加濕器19、導流式
頂面送風口11,以大風量4℃小溫差方式加熱地面最冷18℃回風至送
風溫度25℃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1000W;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14內壁滿貼
的消音棉15用于在冬季增大循環風量時降低噪音至35dB(A);熱泵制
熱量為25.0kW,通過降低冷凝溫度3.43℃,把熱泵能效比從2.65提
高至2.90,提高9.4%;把壓縮機1輸入功率從9.41kW降低至8.61kW,
節電9.3%;10臺變風量風機10輸入功率1.70kW,軸流風機16輸入功
率1.90kW;循環水泵3-1輸入功率1.0kW;太陽能電池板20通過逆變
器21,以把所接收的太陽光轉化成13.21kW交流電,并驅動壓縮機1、
循環水泵3-1、10臺變風量風機10、軸流風機16的電動機;從而實現
冬季空氣太陽復合源戶式熱泵空調驅動的采暖功能。

冬季熱泵循環2時,體積流量53m3/h的渦旋式壓縮機1驅動高壓、
過熱氣態氟利昂工質,流經四通換向閥2、使用側換熱器3工質側,在
43.41℃飽和溫度下釋放排氣顯熱、冷凝潛熱、過冷顯熱至循環水中,
成為高壓、過冷液態氟利昂工質,然后經止回閥5、高壓儲液器5-1、
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0℃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1吸引,構成氣-
水熱泵循環;而循環水泵3-1驅動循環水在使用側換熱器3與10組翅
片水盤管9之間循環流動,以把使用側換熱器3中的冷凝熱量帶至10
組翅片水盤管9中而排放至18℃的室內空氣中;軸流風機16以較大風
量驅動環境空氣從室外機外殼17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17的背陽面布置反射鏡18,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17的朝陽面布置軸流風機16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
泵循環把空氣太陽復合熱能循環泵至使用側換熱器3,經10組翅片水
盤管9而排放至18℃的室內空氣中,以實現采暖功能。變風量風機10
以21.78m3/min的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、翅片水盤管9、加濕器19、導流式頂面送風口11,以大風量
6.81℃小溫差方式加熱地面最冷18℃回風至送風溫度24.81℃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1000W;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14內壁滿貼的消音棉15用于在
冬季增大循環風量時降低噪音至35dB(A);熱泵制熱量為41.9kW,通
過降低冷凝溫度5.86℃,把熱泵能效比從3.43提高至3.81,提高
11.12%;把壓縮機1輸入功率從12.10kW降低至10.98kW,節電10.20%;
10臺變風量風機10輸入功率1.70kW,軸流風機16輸入功率1.90kW;
循環水泵3-1輸入功率1.0kW;太陽能電池板20通過逆變器21,以把
所接收的太陽光轉化成15.58kW交流電,并驅動壓縮機1、循環水泵
3-1、10臺變風量風機10、軸流風機16的電動機;從而實現冬季空氣
太陽復合源戶式熱泵空調驅動的采暖功能。

夏季制冷循環時,體積流量53m3/h的渦旋式壓縮機1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℃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、高壓儲液器5-1、過濾器6-1
進入膨脹閥6中節流,再流經使用側換熱器3工質側,以在2℃飽和溫
度下吸收循環水熱量而蒸發成為低壓、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1吸引,構成氣-水制
冷循環;而循環水泵3-1驅動循環水在使用側換熱器3與10組翅片水
盤管9之間循環流動,以把使用側換熱器3中的蒸發冷量帶至10組翅
片水盤管9中,以吸收27℃室內空氣低位熱能;軸流風機16以較大風
量驅動環境空氣從室外機外殼17的背陽面流經翅片氟盤管吸收器4,
通過其翅片而向35℃環境空氣排放高位熱能;通過上述制冷循環經10
組翅片水盤管9而把室內空氣低位熱能循環泵至翅片氟盤管吸收器4,
再排放35℃環境空氣中,以實現空調功能。變風量風機10以
11.7m3/min的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、翅片水盤管9、導流式頂面送風口11,以小風量11℃大溫差方
式冷卻、除濕地面最冷26℃回風至送風溫度15℃;既降低回風冷卻負
荷500W,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1250W;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;除濕過程中翅片水盤管9外
表面形成的冷凝水依重力先向下流至積水盤12中,再由排水管13繼
續向下排出室內機外殼14;空調制冷量47.1kW,制冷能效比3.36,壓
縮機1輸入功率14.03kW,10臺變風量風機10輸入功率1.16kW,軸流
風機16輸入功率1.90kW;循環水泵3-1輸入功率1.0kW;距離產品1m
處運行噪音35dB(A),產品凈重390kg;太陽能電池板20通過逆變器
21,以把所接收的太陽光轉化成18.09kW交流電,并驅動壓縮機1、循
環水泵3-1、10臺變風量風機10、軸流風機16的電動機;從而實現夏
季空氣太陽復合源戶式熱泵空調驅動的空調功能。

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