CN110207423B - 一种太阳能辅助的空气能机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能辅助的空气能机组。它包括框架，框架的中间设有支架，支架的上端与框架的上端转动连接，支架的下端设有套管组件，支架内设有冷媒总管，支架的中间设有若干蒸发器片，蒸发器片内设有第一冷媒支管，框架的下端设有滑轨，滑轨内设有伸缩组件，支架的下端通过套管组件安装在伸缩组件上，蒸发器片上设有第一太阳能采热板，框架的上端面上设有第二太阳能采热板，第一太阳能采热板和第二太阳能采热板上均设有第二冷媒支管，第一冷媒支管和第二冷媒支管均与冷媒总管连通，蒸发器片与冷媒总管转动连接。本发明的有益效果是：提高空气能的能效比；密封效果好，安全可靠性高；能够实现蒸发器片的角度调节。

Description

一种太阳能辅助的空气能机组

技术领域

本发明涉及空气能相关技术领域，尤其是指一种太阳能辅助的空气能机组。

背景技术

空气能，是指空气中所蕴含的低品位热能量，和水能、风能、太阳能、潮汐能等同属于清洁能源的一种，将空气能收集利用起来的装置叫热泵，被称为空气能热泵技术，涉及到的领域有空气能热泵热水领域、空气能热泵采暖领域、空气能热泵烘干领域等，由空气能热泵技术研发的可使用设备有空气能热泵热水器、空气能热泵采暖设备、空气能热泵烘干机等。

空气能，即空气中所蕴含的低品位热能，又称空气源。能量守恒定律告诉我们能量不会凭空产生，也不会凭空消失；空气中的热能就是空气吸收太阳光散发的能量产生的。气温越高，空气能越丰富。

现有的空气能仅仅只能吸收空气中的热量，而并不能通过其他手段来提高空气中的热量，故而空气能很受外界环境的影响，如果外界环境温度过低将会大大降低空气能中的热量。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种能够有效提高空气能能效的太阳能辅助的空气能机组。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种太阳能辅助的空气能机组，包括框架，所述框架的中间设有支架，所述支架的上端与框架的上端转动连接，所述支架的下端设有套管组件，所述的支架内设有冷媒总管，所述支架的中间设有若干蒸发器片，所述的蒸发器片内设有第一冷媒支管，所述框架的下端设有滑轨，所述的滑轨内设有伸缩组件，所述支架的下端通过套管组件安装在伸缩组件上，所述的蒸发器片上设有第一太阳能采热板，所述框架的上端面上设有第二太阳能采热板，所述的第一太阳能采热板和第二太阳能采热板上均设有第二冷媒支管，所述的第一冷媒支管和第二冷媒支管均与冷媒总管连通，所述的蒸发器片与冷媒总管转动连接，所述冷媒总管的一端连接有压缩机，所述冷媒总管的另一端连接有膨胀阀。

使用时，伸缩组件不工作即为普通的空气能机组，第一冷媒支管通过蒸发器片来吸收空气中的热量，并将空气中的热量传递给冷媒总管，而第二冷媒支管通过框架上端面设计的第二太阳能采热板吸收太阳能，从而提高了空气能的能效；当伸缩组件工作时，支架上端在框架上转动，而支架下端被伸缩组件作用在滑轨内滑动，通过套管组件的设计使得蒸发器片被推出到框架的外部，使得蒸发器片上的第一太阳能采热板能够吸收太阳能来使得冷媒升温，从而能够更进一步提高空气能的能效；这样设计通过第一太阳能采热板和第二太阳能采热板的设计能够有效的吸收太阳能作用在冷媒上，从而提高空气能的能效比。

作为优选，所述的套管组件包括套管座，所述的套管座内部中空，所述套管座的上端设有朝内的第一翻边，所述冷媒总管的一端置于套管座内，所述冷媒总管的一端设有朝外的第二翻边，所述的第一翻边和第二翻边之间设有第一密封圈，所述套管座的底部侧面设有冷媒进管，所述的冷媒进管与套管座的内部连通。通过套管组件的设计，使得支架在被伸缩组件推动时，冷媒总管在套管座内伸缩；同时受到第一翻边、第二翻边的设计使得冷媒总管不会从套管座内拉出，而第一密封圈的设计确保了冷媒总管与套管座之间的密封衔接，从而防止冷媒泄漏。

作为优选，所述的伸缩组件包括伸缩气缸、伸缩杆、滑块和回位弹簧，所述的伸缩气缸安装在滑轨的一端，所述伸缩杆的一端安装在伸缩气缸上，所述伸缩杆的另一端安装在滑块上，所述回位弹簧的一端安装在滑轨的另一端上，所述回位弹簧的另一端安装在滑块上，所述的滑块上设有安装座，所述的套管座通过冷媒进管安装在安装座上，所述的套管座以冷媒进管为轴与安装座转动连接。伸缩气缸作用在伸缩杆上推动滑块在滑轨内移动，而滑块的移动使得安装座上的套管座也随之一起移动，套管座带动支架移动使得蒸发器片往外移动，从而蒸发器片上的第一太阳能采热板工作；而伸缩气缸不工作时，受到回位弹簧的作用，使得滑块在滑轨内滑动回位，使得蒸发器片置于框架内。

作为优选，所述支架的横截面形状呈凹字形，所述的冷媒总管置于支架的内部，所述的蒸发器片和冷媒总管之间设有连接管，所述蒸发器片上的第一冷媒支管和第一太阳能采热板上的第二冷媒支管均与连接管的一端连通，所述连接管的另一端穿过支架的开口端与冷媒总管转动连接，所述的连接管和冷媒总管之间设有密封组件，所述的支架上设有调节电机，所述的调节电机上设有调节齿轮，所述的连接管上设有转动齿轮，所述的调节齿轮和转动齿轮相啮合。冷媒总管置于支架内部，能够保护冷媒总管不受损；而调节齿轮和转动齿轮的设计，使得调节电机能够控制蒸发器片的转动，而蒸发器片的转动能够确保第一太阳能采热板能够高效的吸收太阳能，从而进一步提高空气能的能效。

作为优选，所述的密封组件包括第二密封圈和第三密封圈，所述的冷媒总管上设有用于安装连接管的通孔，所述的通孔上设置第二密封圈，所述连接管的一端置于冷媒总管内，所述连接管置于冷媒总管内的一端上设有第三翻边，所述连接管置于冷媒总管内的一端外侧面上设置第三密封圈，所述第二密封圈和第三密封圈的横截面形状为U形，所述的第二密封圈通过其上的开口端安装在通孔内，所述第三密封圈的一边安装在第三翻边上，所述第三密封圈的另一边置于第二密封圈的开口端内且与冷媒总管的内壁相贴合。通过第二密封圈和第三密封圈的设计，实现了连接管与冷媒总管之间的双重密封，首先通过安装在通孔内的第二密封圈进行一次密封，而第二密封圈和第三密封圈的叠合进行二次密封，大大提高了密封效果。

作为优选，所述蒸发器片的内部设有两个第一冷媒支管，两个第一冷媒支管呈对称分布，所述第一冷媒支管在蒸发器片内的形状呈正弦波形或者矩形波形，所述蒸发器片的正面和背面均设有第一太阳能采热板，所述第一太阳能采热板的横截面形状为圆弧形，所述的第二冷媒支管置于第一太阳能采热板的中间处，所述的第二冷媒支管上设有光照强度传感器。通过蒸发器片内的第一冷媒支管形状结构设计，能够增大蒸发器片的吸热效率；通过第一太阳能采热板的形状结构设计，一方面能够增大蒸发器片与空气之间的接触面积，另一方面能够将太阳光进行聚合，使得第二冷媒支管能够更好更为高效的吸收太阳能，从而提高空气能的能效；而光照强度传感器的设计，能够实时检测蒸发器片的位置通过调节电机使其处于最佳位置。

作为优选，所述的连接管包括连接外管和连接内管，所述的连接内管置于连接外管的内部，所述连接外管的中心和连接内管的中心是重合的，所述连接内管的内部设有第一隔板，所述的连接内管通过第一隔板均匀分成两部分且分别与蒸发器片上的两个第一冷媒支管连接，所述连接外管的内部与连接内管的外部之间设有第二隔板，所述连接外管的内部与连接内管的外部之间通过第二隔板均匀分成两部分且分别与两个第一太阳能采热板上的第二冷媒支管连接，所述第一隔板所在的平面与第二隔板所在的平面相互垂直。连接管的结构设计，将第二冷媒支管置于第一冷媒支管的外侧，使得第二冷媒支管吸收的太阳能还能够作用在第一冷媒支管上，能够充分的吸收太阳能，而且第一隔板与第二隔板的位置设计能够使得无论哪个第二冷媒支管作用都可以全部用整个连接管上，确保太阳能能够被充分吸收，从而提高空气能的能效。

作为优选，所述的第二太阳能采热板上设有温度传感器。通过温度传感器的设计，能够检测框架外侧的环境，如果遇到雨雪天气能够控制伸缩组件停止工作，确保蒸发器片置于框架内不受外部环境的干扰。

作为优选，所述的框架上且置于蒸发器片的侧边上设有风扇。通过风扇的设计，能够加快空气的流通，从而更近一步让蒸发器片吸收空气中的热量，提高空气能的能效。

本发明的有益效果是：能够有效的吸收太阳能作用在冷媒上，从而提高空气能的能效比；密封效果好，安全可靠性高；能够实现蒸发器片的角度调节，从而提高第一太阳能采热板的采热效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是套管组件的结构示意图；

图3是蒸发器片的分布示意图；

图4是蒸发器片的结构示意图；

图5是蒸发器片的剖面结构示意图；

图6是连接管的剖面结构示意图。

图中：1.压缩机，2.第二太阳能采热板，3.支架，4.蒸发器片，5.冷媒总管，6.套管组件，7.滑轨，8.回位弹簧，9.滑块，10.膨胀阀，11.安装座，12.伸缩杆，13.伸缩气缸，14.伸缩组件，15.风扇，16.第一翻边，17.第一密封圈，18.第二翻边，19.套管座，20.冷媒进管，21.连接管，22.第三密封圈，23.第三翻边，24.第二密封圈，25.调节电机，26.调节齿轮，27.转动齿轮，28.第一冷媒支管，29.第一太阳能采热板，30.第二冷媒支管，31.第二隔板，32.第一隔板，33.框架，34.连接内管，35.连接外管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1、图3所述的实施例中，一种太阳能辅助的空气能机组，包括框架33，框架33的中间设有支架3，支架3的上端与框架33的上端转动连接，支架3的下端设有套管组件6，支架3内设有冷媒总管5，支架3的中间设有若干蒸发器片4，蒸发器片4内设有第一冷媒支管28，框架33的下端设有滑轨7，滑轨7内设有伸缩组件14，支架3的下端通过套管组件6安装在伸缩组件14上，蒸发器片4上设有第一太阳能采热板29，框架33的上端面上设有第二太阳能采热板2，第一太阳能采热板29和第二太阳能采热板2上均设有第二冷媒支管30，第一冷媒支管28和第二冷媒支管30均与冷媒总管5连通，蒸发器片4与冷媒总管5转动连接，冷媒总管5的一端连接有压缩机1，冷媒总管5的另一端连接有膨胀阀10。第二太阳能采热板2上设有温度传感器。框架33上且置于蒸发器片4的侧边上设有风扇15。

如图2所示，套管组件6包括套管座19，套管座19内部中空，套管座19的上端设有朝内的第一翻边16，冷媒总管5的一端置于套管座19内，冷媒总管5的一端设有朝外的第二翻边18，第一翻边16和第二翻边18之间设有第一密封圈17，套管座19的底部侧面设有冷媒进管20，冷媒进管20与套管座19的内部连通。

如图1所示，伸缩组件14包括伸缩气缸13、伸缩杆12、滑块9和回位弹簧8，伸缩气缸13安装在滑轨7的一端，伸缩杆12的一端安装在伸缩气缸13上，伸缩杆12的另一端安装在滑块9上，回位弹簧8的一端安装在滑轨7的另一端上，回位弹簧8的另一端安装在滑块9上，滑块9上设有安装座11，套管座19通过冷媒进管20安装在安装座11上，套管座19以冷媒进管20为轴与安装座11转动连接。

如图4所示，支架3的横截面形状呈凹字形，冷媒总管5置于支架3的内部，蒸发器片4和冷媒总管5之间设有连接管21，蒸发器片4上的第一冷媒支管28和第一太阳能采热板29上的第二冷媒支管30均与连接管21的一端连通，连接管21的另一端穿过支架3的开口端与冷媒总管5转动连接，连接管21和冷媒总管5之间设有密封组件，支架3上设有调节电机25，调节电机25上设有调节齿轮26，连接管21上设有转动齿轮27，调节齿轮26和转动齿轮27相啮合。密封组件包括第二密封圈24和第三密封圈22，冷媒总管5上设有用于安装连接管21的通孔，通孔上设置第二密封圈24，连接管21的一端置于冷媒总管5内，连接管21置于冷媒总管5内的一端上设有第三翻边23，连接管21置于冷媒总管5内的一端外侧面上设置第三密封圈22，第二密封圈24和第三密封圈22的横截面形状为U形，第二密封圈24通过其上的开口端安装在通孔内，第三密封圈22的一边安装在第三翻边23上，第三密封圈22的另一边置于第二密封圈24的开口端内且与冷媒总管5的内壁相贴合。

如图4、图5所示，蒸发器片4的内部设有两个第一冷媒支管28，两个第一冷媒支管28呈对称分布，第一冷媒支管28在蒸发器片4内的形状呈正弦波形或者矩形波形，蒸发器片4的正面和背面均设有第一太阳能采热板29，第一太阳能采热板29的横截面形状为圆弧形，第二冷媒支管30置于第一太阳能采热板29的中间处，第二冷媒支管30上设有光照强度传感器。

如图6所示，连接管21包括连接外管35和连接内管34，连接内管34置于连接外管35的内部，连接外管35的中心和连接内管34的中心是重合的，连接内管34的内部设有第一隔板32，连接内管34通过第一隔板32均匀分成两部分且分别与蒸发器片4上的两个第一冷媒支管28连接，连接外管35的内部与连接内管34的外部之间设有第二隔板31，连接外管35的内部与连接内管34的外部之间通过第二隔板31均匀分成两部分且分别与两个第一太阳能采热板29上的第二冷媒支管30连接，第一隔板32所在的平面与第二隔板31所在的平面相互垂直。

如图1所示，使用时，通过框架33上第二太阳能采热板2上的温度传感器检测到为天气晴朗时，伸缩气缸13作用在伸缩杆12上，推动滑块9在滑轨7内移动，使得安装在滑块9安装座11上的套管座19向右移动，同时滑块9右边的回位弹簧8被压缩，而套管座19的动作带动支架3的下端也向右移动，而支架3的上端是与框架33转动连接的，使得支架3上的蒸发器片4也向右移动，从框架33中被移出，此时蒸发器片4上的第一太阳能采热板29上光照强度传感器进行检测，而支架3上的调节电机25带动调节齿轮26转动使得转动齿轮27也一起转动，故而来调节蒸发器片4的角度，使得光照强度传感器检测到的光照强度最大时调节电机25停止工作，阳光照射在蒸发器片4正面的第一太阳能采热板29上使得第二冷媒支管30吸收太阳能，与此同时部分太阳光也会发射到上方蒸发器片4背面的第一太阳能采热板29上使得第二冷媒支管30吸收太阳能，更进一步将安装在框架33上的风扇15一同工作，能够使得整个蒸发器片4能够更好的吸收太阳能以及空气能，从而提高空气能的能效；而当第二太阳能采热板2上的温度传感器检测到为雨雪天气时，伸缩气缸13停止工作，当然也可主动关闭伸缩气缸13，回位弹簧8将会回位作用在滑块9上，推动滑块9在滑轨7内移动，使得安装在滑块9安装座11上的套管座19向左移动，而套管座19的动作带动支架3的下端也向左移动，而支架3的上端是与框架33转动连接的，使得支架3上的蒸发器片4也向左移动，蒸发器片4回位到框架33内，此时蒸发器片4上的第一太阳能采热板29停止采光操作，安装在框架33上的风扇15工作，同时支架3上的调节电机25带动调节齿轮26转动使得转动齿轮27也一起转动，来调节蒸发器片4的角度，确保该空气能机组的出风方向，一方面作为正常的空气能机组使用，另一方面还可以作为电风扇15使用，选择合适的角度进行吹风以满足使用者的需求。

Claims (8)

1.一种太阳能辅助的空气能机组，其特征是，包括框架（33），所述框架（33）的中间设有支架（3），所述支架（3）的上端与框架（33）的上端转动连接，所述支架（3）的下端设有套管组件（6），所述的支架（3）内设有冷媒总管（5），所述支架（3）的中间设有若干蒸发器片（4），所述的蒸发器片（4）内设有第一冷媒支管（28），所述框架（33）的下端设有滑轨（7），所述的滑轨（7）内设有伸缩组件（14），所述支架（3）的下端通过套管组件（6）安装在伸缩组件（14）上，所述的蒸发器片（4）上设有第一太阳能采热板（29），所述框架（33）的上端面上设有第二太阳能采热板（2），所述的第一太阳能采热板（29）和第二太阳能采热板（2）上均设有第二冷媒支管（30），所述的第一冷媒支管（28）和第二冷媒支管（30）均与冷媒总管（5）连通，所述的蒸发器片（4）与冷媒总管（5）转动连接，所述冷媒总管（5）的一端连接有压缩机（1），所述冷媒总管（5）的另一端连接有膨胀阀（10），所述的套管组件（6）包括套管座（19），所述的套管座（19）内部中空，所述套管座（19）的上端设有朝内的第一翻边（16），所述冷媒总管（5）的一端置于套管座（19）内，所述冷媒总管（5）的一端设有朝外的第二翻边（18），所述的第一翻边（16）和第二翻边（18）之间设有第一密封圈（17），所述套管座（19）的底部侧面设有冷媒进管（20），所述的冷媒进管（20）与套管座（19）的内部连通。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能辅助的空气能机组，其特征是，所述的伸缩组件（14）包括伸缩气缸（13）、伸缩杆（12）、滑块（9）和回位弹簧（8），所述的伸缩气缸（13）安装在滑轨（7）的一端，所述伸缩杆（12）的一端安装在伸缩气缸（13）上，所述伸缩杆（12）的另一端安装在滑块（9）上，所述回位弹簧（8）的一端安装在滑轨（7）的另一端上，所述回位弹簧（8）的另一端安装在滑块（9）上，所述的滑块（9）上设有安装座（11），所述的套管座（19）通过冷媒进管（20）安装在安装座（11）上，所述的套管座（19）以冷媒进管（20）为轴与安装座（11）转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能辅助的空气能机组，其特征是，所述支架（3）的横截面形状呈凹字形，所述的冷媒总管（5）置于支架（3）的内部，所述的蒸发器片（4）和冷媒总管（5）之间设有连接管（21），所述蒸发器片（4）上的第一冷媒支管（28）和第一太阳能采热板（29）上的第二冷媒支管（30）均与连接管（21）的一端连通，所述连接管（21）的另一端穿过支架（3）的开口端与冷媒总管（5）转动连接，所述的连接管（21）和冷媒总管（5）之间设有密封组件，所述的支架（3）上设有调节电机（25），所述的调节电机（25）上设有调节齿轮（26），所述的连接管（21）上设有转动齿轮（27），所述的调节齿轮（26）和转动齿轮（27）相啮合。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能辅助的空气能机组，其特征是，所述的密封组件包括第二密封圈（24）和第三密封圈（22），所述的冷媒总管（5）上设有用于安装连接管（21）的通孔，所述的通孔上设置第二密封圈（24），所述连接管（21）的一端置于冷媒总管（5）内，所述连接管（21）置于冷媒总管（5）内的一端上设有第三翻边（23），所述连接管（21）置于冷媒总管（5）内的一端外侧面上设置第三密封圈（22），所述第二密封圈（24）和第三密封圈（22）的横截面形状为U形，所述的第二密封圈（24）通过其上的开口端安装在通孔内，所述第三密封圈（22）的一边安装在第三翻边（23）上，所述第三密封圈（22）的另一边置于第二密封圈（24）的开口端内且与冷媒总管（5）的内壁相贴合。

5.根据权利要求3或4所述的一种太阳能辅助的空气能机组，其特征是，所述蒸发器片（4）的内部设有两个第一冷媒支管（28），两个第一冷媒支管（28）呈对称分布，所述第一冷媒支管（28）在蒸发器片（4）内的形状呈正弦波形或者矩形波形，所述蒸发器片（4）的正面和背面均设有第一太阳能采热板（29），所述第一太阳能采热板（29）的横截面形状为圆弧形，所述的第二冷媒支管（30）置于第一太阳能采热板（29）的中间处，所述的第二冷媒支管（30）上设有光照强度传感器。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能辅助的空气能机组，其特征是，所述的连接管（21）包括连接外管（35）和连接内管（34），所述的连接内管（34）置于连接外管（35）的内部，所述连接外管（35）的中心和连接内管（34）的中心是重合的，所述连接内管（34）的内部设有第一隔板（32），所述的连接内管（34）通过第一隔板（32）均匀分成两部分且分别与蒸发器片（4）上的两个第一冷媒支管（28）连接，所述连接外管（35）的内部与连接内管（34）的外部之间设有第二隔板（31），所述连接外管（35）的内部与连接内管（34）的外部之间通过第二隔板（31）均匀分成两部分且分别与两个第一太阳能采热板（29）上的第二冷媒支管（30）连接，所述第一隔板（32）所在的平面与第二隔板（31）所在的平面相互垂直。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能辅助的空气能机组，其特征是，所述的第二太阳能采热板（2）上设有温度传感器。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能辅助的空气能机组，其特征是，所述的框架（33）上且置于蒸发器片（4）的侧边上设有风扇（15）。