CN111750569B - 一种空气源热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空气源热泵系统，包括闭路循环管路，按闭路循环管路内媒体流向依次设置于所述闭路循环管路上的压缩机、冷凝器、过滤器、膨胀阀和翅片蒸发器，所述翅片蒸发器包括蒸发器本体和太阳能辅热机构；所述蒸发器本体包括换热盘管和下翅片；所述太阳能辅热机构包括支撑框、集热板、菲涅尔透镜盖板、蓄热机构、送热机构和若干上翅片，所述上翅片与所述下翅片抵接；所述蓄热机构包括蓄热管道，所述蓄热管道包括若干蓄热竖管和蓄热横管，所述蓄热横管外套设有环形盖，所述环形盖的两端设置有用于驱动所述环形盖转动的驱动机构等技术特征，本发明能够使空气源热泵在较低的环境温度下运行时，保持较高的制热效率。

Description

一种空气源热泵系统
技术领域
本发明涉及一种空气源热泵，具体涉及一种空气源热泵系统。
背景技术
空气源热泵是一种利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置。其因使用方便，安装费用低，成为诸多热泵型式中应用最为广泛的一种。但是，由于空气源热泵是通过吸收空气中的热量，经过压缩机做功产热，所以它跟环境温度有很大的关系，环境温度越高，空气中携带的热量就越多，环境温度越低，空气中携带热量就越少，因此在北方的冬季，室外气温很低，但制热量确在不断增加，空气源热泵往往因制热效率低下而限制其使用，此外，空气源热泵的蒸发器还常常因为结霜现象，进一步影响其制热效率，因此，在北方的冬季，空气源热泵基本处于闲置状态，人们采暖、热水供应仍旧以传统的电热和烧煤来进行。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种空气源热泵系统，其以太阳能进行蓄热，且能够实现各种运转模式的自动切换，从而满足在冬季低温状态下以较高的制热效率运行。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：
一种空气源热泵系统，包括闭路循环管路，按闭路循环管路内媒体流向依次设置于所述闭路循环管路上的压缩机、冷凝器、过滤器、膨胀阀和翅片蒸发器，其特征在于，所述翅片蒸发器包括底座，设置于所述底座上的蒸发器本体，设置于所述蒸发器本体上方的太阳能辅热机构；
所述蒸发器本体包括通过两个蒸发器架板设置于所述底座上的换热盘管，设置于所述换热盘管上的若干下翅片；
所述太阳能辅热机构包括通过若干支架设置于所述底座上的支撑框，设置于所述支撑框底板上的开口，设置于所述开口处的集热板，以及设置于所述支撑框顶部的菲涅尔透镜盖板，所述集热板的下方设置有蓄热机构、送热机构和若干上翅片，所述上翅片设置于相对应的下翅片上方，所述上翅片的底部延伸至所述下翅片的一侧、并与所述下翅片抵接；
所述蓄热机构包括蓄热管道，所述蓄热管道内设置有蓄热材料，所述蓄热管道包括设置于所述集热板下方的若干蓄热竖管，以及设置于所述蓄热竖管两端、用于连通所述蓄热竖管的蓄热横管，所述蓄热竖管外罩设有保温盒，所述保温盒固定设置于所述集热板的底壁上，所述蓄热竖管位于所述保温盒内的部分在下部设置有横截面为弧形的第一凹槽，所述第一凹槽内设置有第一保温层，所述蓄热横管外套设有打开或闭合所述蓄热横管与所述集热板之间热传导的环形盖，所述环形盖通过轴承转动设置于所述保温盒上，所述环形盖的内壁设置有横截面为半圆形的第二凹槽，所述第二凹槽内设置有第二保温层，所述环形盖的两端延伸出所述保温盒后设置有用于驱动所述环形盖转动的驱动机构；
所述送热机构包括通过若干连接杆设置于所述蓄热管道内的送风管，所述送风管的一端延伸出所述蓄热管道后设置进气口，所述送风管的另一端延伸出所述蓄热管道后设置布气管，所述蒸发器本体的一侧设置有热风刀，所述热风刀上设置有若干热风刀进口，所述布气管与所述热风刀进口通过布风支管相连通；所述送风管靠近所述进气口的一端设置有风机，所述送风管的进气端和出气端均设置有打开或闭合所述送风管的控制阀。
进一步的，所述空气源热泵系统可以采用以下任一模式进行运行：
正常运行模式：环形盖的第二保温层设置于上方、且与所述第一保温层的两端搭接设置，2个控制阀闭合、风机关闭；
蓄热模式：环形盖的第二保温层设置于下方、且与所述第一保温层叠合；2个控制阀闭合、风机关闭；
储热补偿模式：环形盖的第二保温层设置于上方、且与所述第一保温层的两端搭接设置，2个控制阀打开、风机打开；
除霜模式：环形盖的第二保温层设置于下方、且与所述第一保温层叠合；2个控制阀打开、风机打开。
进一步的，所述空气源热泵系统还包括辅热控制系统；
所述辅热控制系统包括至少一个设置于相邻下翅片之间的第一温度传感器和湿度传感器、至少一个设置于下翅片上的第二温度传感器，至少一个设置于蓄热材料内的第三温度传感器，至少一个设置于集热板上的第四温度传感器，以及分别与所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器和湿度传感器进行通讯连接的控制器，所述控制器还与所述驱动机构、控制阀、风机通讯连接。
更进一步的，所述第一温度传感器用于检测下翅片附近的环境温度；
所述湿度传感器用于检测下翅片附近的环境湿度；
所述第二温度传感器用于检测下翅片的温度；
所述第三温度传感器用于检测蓄热材料的温度；
所述第四温度传感器用于检测集热板的温度；
所述控制器用于根据检测的下翅片附近的环境温度、下翅片附近的环境湿度、下翅片的温度、蓄热材料的温度、集热板的温度控制所述空气源热泵的运行模式。
更进一步的，根据下翅片附近的环境温度、下翅片附近的环境湿度、下翅片的温度、蓄热材料的温度、集热板的温度控制所述空气源热泵的运行模式的具体方法为：
步骤1，根据集热板的温度与蓄热材料的温度判断是否需要启动蓄热模式；当集热板的温度>蓄热材料的温度时，计算集热板的温度减去蓄热材料的温度的差值△T1；当集热板的温度减去蓄热材料的温度的差值△T1≥设定阈值Tx时，启动蓄热模式；
当集热板的温度＜蓄热材料的温度，且集热板的温度减去蓄热材料的温度的差值△T1＜设定阈值Tx时，不启动蓄热模式；
步骤2，在不启动蓄热模式的情况下，根据下翅片附近的环境温度判断是否启动储热补偿模式；
当下翅片附近的环境温度≥设定的低温阈值Td时，以正常运行模式运行即可；
当下翅片附近的环境温度＜设定的低温阈值Td时，启动储热补偿模式，进行运行；
步骤3，在储热补偿模式下，以下翅片附近的环境温度和下翅片附近的环境湿度确定露点温度，并以下翅片的温度及下翅片温度在设定时间Th内的变化率，判断是否启动除霜模式；
当下翅片的温度＜露点温度、且下翅片在设定时间Th内的温度变化率≥设定的翅片变化率阈值Tc时，启动除霜模式；
当下翅片的温度≥露点温度，或下翅片在设定时间Th内的温度变化率＜设定的翅片变化率阈值Tc时，除霜模式关闭，仍旧以储热补偿模式运行即可。
更进一步的，集热板的温度减去蓄热材料的温度的差值△T1≥5；露点温度＜低温阈值Td＜5；
设定时间Th为常数，且3min＜Th＜5min；翅片变化率阈值Tc为常数，0.5度/min＜Tc＜2度/min。
进一步的，所述驱动机构包括固定设置于所述环形盖上的齿轮，固定设置于至少2个保温盒上的支杆，设置于所述支杆上的滑槽，滑动设置于所述滑槽内的齿条，所述齿轮与所述齿条啮合连接，所述齿条的底部固定设置有下凸块，所述下凸块上设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有调节螺杆一，所述调节螺杆一的两端分别与相对应的支杆通过轴承转动连接，所述调节螺杆一的一端延伸出相对应的支杆后设置有电机，所述电机的输出轴与所述调节螺杆一固定连接。
进一步的，所述底座、蒸发器本体和所述热风刀均倾斜设置，所述热风刀设置于所述蒸发器本体高的一侧，所述热风刀与所述蒸发器本体的倾斜方向相同。
进一步的，所述底座的底部通过销轴铰接有若干支腿，所述支腿为高度可调节的支腿。
更进一步的，所述支腿包括管状的上支腿和插设于所述上支腿内的管状的下支腿，所述下支腿的上方设置有上连接板，所述上连接板上转动设置有调节螺杆二，所述下支腿内设置有所述下支腿内设置有下连接板，所述调节螺杆二的底部穿过所述下连接板后设置调节手柄，所述调节螺杆一与所述下连接板螺纹连接，所述下支腿上与所述调节手柄相对应的位置开设有操作口。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过在蒸发器本体的上方设置太阳能蓄热机构和送热机构，在白天有太阳时，集热板吸收太阳能的热量，一方面通过上翅片的固体热传导性能将热量传递给换热盘管，提高了白天空气源热泵运转的制热效率；另一方面通过蓄热材料进行热量的存储，同时，由于本发明还在蓄热管道内设置送风管道，在夜晚没有太阳时，通过风机将空气引入送风管内，吸收蓄热材料的热量后，经风刀吹向蒸发器本体，从而提升了蒸发器本体周围的环境温度，采用此方法可以逐渐获取蓄热材料的储热，较固体传导的方式，获取储热更缓和，储热的利用时间更长，足以满足夜晚空气源热泵高效制热的需求，而当蒸发器本体上的下翅片发生结霜时，通过启动蓄热材料与下翅片之间的固体热传导，将蓄热材料中存储的热量直接热传导于下翅片，由于其传热速率更快，作用温度更高，因此，更有利于霜层的融化，本发明通过设置辅热控制系统，实现了空气源热泵各种运行模式的自动切换。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图；
图2为本发明一个实施例中翅片蒸发器的立体图；
图3为本发明一个实施例中翅片蒸发器另一角度的立体图；
图4为本发明一个实施例中翅片蒸发器的正视图；
图5为图4沿A-A方向的剖视图；
图6为图5的C处放大图；
图7为蓄热竖管与集热板之间热传导阻断情况下的结构示意图；
图8为图4沿B-B方向的剖视图；
图9为本发明一个实施例中支腿的结构示意图；
图10为图9沿D-D方向的结构示意图；
图11为本发明一个实施例中辅热控制系统的结构示意图。
在图中：1、闭路循环管路，2、压缩机，3、冷凝器，4、过滤器，5、膨胀阀，6、翅片蒸发器，7、底座，8、蒸发器本体，9、蒸发器架板，10、换热盘管，11、下翅片；12、太阳能辅热机构，13、支架，14、支撑框，15、集热板，15-1、导热板，15-2、吸热涂层；16、菲涅尔透镜盖板，17、上翅片，19、蓄热材料，20、蓄热竖管，21、蓄热横管，22、保温盒，23、填充块，23-1、导热块，23-2、保温块，24、密封帽，25、支腿，25-1、上支腿，25-2、下支腿，25-3、上连接板，25-4、调节螺杆二，25-5、下连接板，25-6、调节手柄，25-7、操作口，25-8、定位凸块；25-9、销轴；26、第一保温层，27、环形盖，28、第二保温层，29、齿轮，30、支杆，31、齿条，32、下凸块，33、调节螺杆一，34、电机，35、连接杆，36、送风管，37、进气口，38、布气管，39、热风刀，40、布风支管，41、风机，42、控制阀，43、金属网，45、第一温度传感器，46、湿度传感器、47、第二温度传感器，48、第三温度传感器，49、第四温度传感器，50、控制器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明进行进一步详细的叙述。
如图1～11所示的本发明一种空气源热泵系统，包括闭路循环管路1，按闭路循环管路1内媒体流向依次设置于所述闭路循环管路1上的压缩机2、冷凝器3、过滤器4、膨胀阀5和翅片蒸发器6，其特征在于，所述翅片蒸发器6包括底座7，设置于所述底座7上的蒸发器本体8，设置于所述蒸发器本体8上方的太阳能辅热机构12；
所述蒸发器本体8包括通过两个蒸发器架板9设置于所述底座7上的换热盘管10，设置于所述换热盘管10上的若干下翅片11；
所述太阳能辅热机构12包括通过若干支架13设置于所述底座7上的支撑框14，设置于所述支撑框14底板上的开口，设置于所述开口处的集热板15，以及设置于所述支撑框14顶部的菲涅尔透镜盖板16，所述集热板15的下方设置有蓄热机构、送热机构和若干上翅片17，所述上翅片17设置于相对应的下翅片11上方，所述上翅片17的底部延伸至所述下翅片11的一侧、并与所述下翅片11抵接；
所述蓄热机构包括蓄热管道，所述蓄热管道内设置有蓄热材料19，所述蓄热管道包括设置于所述集热板15下方的若干蓄热竖管20，以及设置于所述蓄热竖管20两端、用于连通所述蓄热竖管20的蓄热横管21，所述蓄热竖管20外罩设有保温盒22，所述保温盒22固定设置于所述集热板15的底壁上，所述蓄热竖管20位于所述保温盒22内的部分在下部设置有横截面为弧形的第一凹槽，所述第一凹槽内设置有第一保温层26，所述蓄热竖管20外套设有打开或闭合所述蓄热竖管20与所述集热板15之间热传导的环形盖27，所述环形盖27通过轴承转动设置于所述保温盒22上，所述环形盖27的内壁设置有横截面为半圆形的第二凹槽，所述第二凹槽内设置有第二保温层28，所述环形盖27的两端延伸出所述保温盒22后设置有用于驱动所述环形盖27转动的驱动机构；
所述送热机构包括通过若干连接杆35设置于所述蓄热管道内的送风管36，所述送风管36的一端延伸出所述蓄热管道后设置进气口37，所述送风管36的另一端延伸出所述蓄热管道后设置布气管38，所述蒸发器本体8的一侧设置有热风刀39，所述热风刀39上设置有若干热风刀进口，所述布气管38与所述热风刀进口通过布风支管40相连通；所述送风管36靠近所述进气口37的一端设置有风机41，所述送风管36的进气端和出气端均设置有打开或闭合所述送风管36的控制阀42。本发明通过在蒸发器本体的上方设置太阳能蓄热机构和送热机构，在白天有太阳时，集热板15吸收太阳能的热量，一方面通过上翅片17的固体热传导性能将热量传递给换热盘管10，提高了白天空气源热泵运转的制热效率；另一方面通过蓄热材料19进行热量的存储，同时，由于本发明还在蓄热管道内设置送风管36道，在夜晚没有太阳时，通过风机41将空气引入送风管36内，吸收蓄热材料19的热量后，经热风刀吹向蒸发器本体8，从而提升了蒸发器本体8周围的环境温度，采用此方法可以逐渐获取蓄热材料19的储热，较固体传导的方式，获取储热更缓和，储热的利用时间更长，足以满足夜晚空气源热泵高效制热的需求，而当蒸发器本体8上的下翅片11发生结霜时，通过启动蓄热材料19与下翅片11之间的固体热传导，将蓄热材料19中存储的热量直接热传导于下翅片11，由于其传热速率更快，作用温度更高，因此，更有利于霜层的融化。
进一步的，所述送风管36外壁与所述蓄热管道内壁之间设置有环形腔，所述蓄热材料19设置于环形腔内。
进一步的，所述空气源热泵系统可以采用以下任一模式进行运行：
正常运行模式：环形盖27的第二保温层28设置于上方、且与所述第一保温层26的两端搭接设置，从而形成大于360度的闭合保温圈，阻断蓄热竖管20与集热板15之间的热传导，2个控制阀42闭合、风机41关闭；
蓄热模式：环形盖27的第二保温层28设置于下方、且与所述第一保温层26叠合，蓄热竖管20与集热板15之间的热传导畅通；2个控制阀42闭合、风机41关闭；
储热补偿模式：环形盖27的第二保温层28设置于上方、且与所述第一保温层26的两端搭接设置，2个控制阀42打开、风机41打开；
除霜模式：环形盖27的第二保温层28设置于下方、且与所述第一保温层26叠合；2个控制阀42打开、风机41打开；
作为本发明一种空气源热泵系统的一个实施例，还包括辅热控制系统，
所述辅热控制系统包括至少一个设置于相邻下翅片11之间的第一温度传感器45和湿度传感器46、至少一个设置于下翅片11上的第二温度传感器47，至少一个设置于蓄热材料19内的第三温度传感器48，至少一个设置于集热板15上的第四温度传感器49，以及分别与所述第一温度传感器45、第二温度传感器47、第三温度传感器48、第四温度传感器49和湿度传感器46进行通讯连接的控制器50，所述控制器50还与所述驱动机构、控制阀42、风机41通讯连接。本发明通过设置辅热控制系统，实现了空气源热泵各种运行模式的自动切换。
进一步的，所述第一温度传感器45用于检测下翅片11附近的环境温度；
所述湿度传感器46用于检测下翅片11附近的环境湿度；
所述第二温度传感器47用于检测下翅片11的温度；
所述第三温度传感器48用于检测蓄热材料19的温度；
所述第四温度传感器49用于检测集热板15的温度；
所述控制器50用于根据检测的下翅片11附近的环境温度、下翅片11附近的环境湿度、下翅片的温度，蓄热材料19的温度、集热板15的温度控制所述空气源热泵的运行模式。
进一步的，根据下翅片11附近的环境温度、下翅片11附近的环境湿度、下翅片11的温度、蓄热材料19的温度、集热板15的温度控制所述空气源热泵的运行模式的具体方法为：
步骤1，根据集热板15的温度与蓄热材料19的温度判断是否需要启动蓄热模式；当集热板15的温度>蓄热材料19的温度时，计算集热板15的温度减去蓄热材料19的温度的差值△T1；当集热板15的温度减去蓄热材料19的温度的差值△T1≥设定阈值Tx时，启动蓄热模式；
当集热板15的温度＜蓄热材料19的温度，且集热板15的温度减去蓄热材料19的温度的差值△T1＜设定阈值Tx时，不启动蓄热模式；
步骤2，在不启动蓄热模式的情况下，根据下翅片11附近的环境温度判断是否启动储热补偿模式；
当下翅片11附近的环境温度≥设定的低温阈值Td时，以正常运行模式运行即可；
当下翅片11附近的环境温度＜设定的低温阈值Td时，启动储热补偿模式，进行运行；
步骤3，在储热补偿模式下，以下翅片11附近的环境温度和下翅片11附近的环境湿度确定露点温度，并以下翅片11的温度及下翅片11温度在设定时间Th内的变化率，判断是否启动除霜模式；
当下翅片11的温度＜露点温度、且下翅片11在设定时间Th内的温度变化率≥设定的翅片变化率阈值Tc时，启动除霜模式；
当下翅片11的温度≥露点温度，或下翅片11在设定时间Th内的温度变化率＜设定的翅片变化率阈值Tc时，除霜模式关闭，仍旧以储热补偿模式运行即可。
更进一步的，集热板15的温度减去蓄热材料19的温度的差值△T1≥5；露点温度＜低温阈值Td＜5；设定时间Th为常数，且3min＜Th＜5min；翅片变化率阈值Tc为常数，0.5度/min＜Tc＜2度/min。
作为本发明一种空气源热泵系统的一个实施例，所述保温盒22内设置有填充块23，所述填充块23套设于所述环形盖27外；所述填充块23的顶部与所述集热板15抵接，所述填充块23由上部的导热块23-1和下部的保温块23-2对合而成。
作为本发明一种空气源热泵系统的一个实施例，所述驱动机构包括固定设置于所述环形盖27上的齿轮29，固定设置于至少2个保温盒22上的支杆30，设置于所述支杆30上的滑槽，滑动设置于所述滑槽内的齿条31，所述齿轮29与所述齿条31啮合连接，所述齿条31的底部固定设置有下凸块32，所述下凸块32上设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有调节螺杆一33，所述调节螺杆一33的两端分别与相对应的支杆30通过轴承转动连接，所述调节螺杆一33的一端延伸出相对应的支杆30后设置有电机34，所述电机34的输出轴与所述调节螺杆一33固定连接。
进一步的，所述蓄热管道设置于保温盒22外的部分的外壁上均设置有第三保温层。
所述支撑框的外表面还设置有保温层。
进一步的，所述送风管36内沿所述送风管36设置有若干层金属网43。
作为本发明一种空气源热泵系统的一个实施例，所述底座7、蒸发器本体8和所述热风刀39均倾斜设置，所述热风刀39设置于所述蒸发器本体8高的一侧，所述热风刀39与所述蒸发器本体8的倾斜方向相同。
作为本发明一种空气源热泵系统的一个实施例，所述上翅片17与相对应的下翅片11焊接固定。
作为本发明一种空气源热泵系统的一个实施例，所述底座7的底部通过销轴25-9铰接有若干支腿25，所述支腿25为高度可调节的支腿25。
进一步的，所述支腿25包括管状的上支腿25-1和插设于所述上支腿25-1内的管状的下支腿25-2，所述下支腿25-2的上方设置有上连接板25-3，所述上连接板25-3上转动设置有调节螺杆二25-4，所述下支腿25-2内设置有所述下支腿25-2内设置有下连接板25-5，所述调节螺杆二25-4的底部穿过所述下连接板25-5后设置调节手柄25-6，所述调节螺杆一33与所述下连接板25-5螺纹连接，所述下支腿25-2上与所述调节手柄25-6相对应的位置开设有操作口25-7。
进一步的，所述上支腿25-1的内壁设置有定位凸块25-8，所述下支腿25-2的外壁设置有定位凹槽，所述定位凸块25-8滑动设置于所述定位凹槽内。
作为本发明一种空气源热泵系统的一个实施例，所述蓄热管道的两端设置有打开或闭合所述蓄热管道的密封帽24。
作为本发明一种能够蓄热的空气源热泵用蒸发器的一个实施例，所述蓄热材料19采用相变蓄热材料、热化学蓄热材料或吸附蓄热材料中的任意一种。
进一步的，所述蓄热管道上还设置有泄压阀。
进一步的，所述集热板15包括导热板15-1，和设置于所述导热板15-1上方的吸热涂层15-2。
进一步的，所述导热板15-1、导热块23-1、环形盖27、蓄热竖管、上翅片17、下翅片11均采用金属导热材质、如铜、铝等。
本发明的工作原理：
本发明利用闭路循环管路1中的冷媒在循环过程中的不断变化，在蒸发器较低的压力状态下，冷媒吸收空气中的热量由液态变为气态，压缩机2将此低压的气态冷媒压缩升温为高压气态冷媒，然后经冷凝器3冷凝，在较高压力状态下放出热能由气态变为液态，从而实现低位空气能向高位热能的转变；
当集热板15的温度>蓄热材料19的温度时，计算集热板15的温度减去蓄热材料19的温度的差值△T1；当集热板15的温度减去蓄热材料19的温度的差值△T1≥设定阈值Tx时，启动蓄热模式；电机34转动，从而驱动齿条31滑动，然后齿条31驱动环形盖27转动180度，使环形盖27上的第二保温层28与蓄热竖管上的第一保温层26位置重叠，从而将集热管与导热块23-1之间的热传导打开，集热板15吸收太阳的热辅射，并将吸收的热量经导热块23-1传递给蓄热管道内的蓄热材料19，由蓄热材料19进行蓄热；
当集热板15的温度＜蓄热材料19的温度，且集热板15的温度减去蓄热材料19的温度的差值△T1＜设定阈值Tx时，不启动蓄热模式；
在不启动蓄热模式的情况下，当下翅片11附近的环境温度≥设定的低温阈值Td时，以正常运行模式运行即可；此时，电机34反向转动，驱动齿条31反向滑动，从而驱动环形盖27反向转动180度复位，环形盖27上的第二保温层28与蓄热竖管20上的第一保温层26位置相对，从而大于360度的闭合保温圈，从而阻隔了蓄热竖管与导热块23-1之间的热传导，也降低了蓄热材料19的热损失；
当下翅片11附近的环境温度＜设定的低温阈值Td时，且未达到除霜模式的运行条件时，以储热补偿模式，进行运行；此时，蓄热竖管20与集热板15之间的热传导处于阻断状态，打开送风管36两端的控制阀42，并启动风机41，在风机41的作用下，空气进入送风管36内，沿送风管36前进过程中，吸收蓄热材料19中储存的热量，温度升高后经由风刀吹向蒸发器本体8，供冷媒流体蒸发吸热所用，从而实现了在没有太阳的夜晚，也能保持空气源热泵在低温环境下以较高的制热效率运行。
当下翅片11的温度＜露点温度、且下翅片11在设定时间Th内的温度变化率≥设定的翅片变化率阈值Tc时，启动除霜模式；除霜模式下，在保证风机41和2个控制阀42打开的情况下，再次转动电机34，由电机34驱动齿条31滑动，从而驱动环形盖27转动180度，使环形盖27上的第二保温层28与蓄热竖管上的第一保温层26位置重叠，将集热管与导热块23-1之间的热传导打开，此时，蓄热材料19中的热量经依次经过蓄热管、导热块23-1、集热板15、上翅片17传递到下翅片11和换热盘管，从而将蒸发器本体8上的结霜融化。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明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发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空气源热泵系统，包括闭路循环管路(1)，按闭路循环管路(1)内媒体流向依次设置于所述闭路循环管路(1)上的压缩机(2)、冷凝器(3)、过滤器(4)、膨胀阀(5)和翅片蒸发器(6)，其特征在于，所述翅片蒸发器(6)包括底座(7)，设置于所述底座(7)上的蒸发器本体(8)，设置于所述蒸发器本体(8)上方的太阳能辅热机构(12)；
所述蒸发器本体(8)包括通过两个蒸发器架板(9)设置于所述底座(7)上的换热盘管(10)，设置于所述换热盘管(10)上的若干下翅片(11)；
所述太阳能辅热机构(12)包括通过若干支架(13)设置于所述底座(7)上的支撑框(14)，设置于所述支撑框(14)底板上的开口，设置于所述开口处的集热板(15)，以及设置于所述支撑框(14)顶部的菲涅尔透镜盖板(16)，所述集热板(15)的下方设置有蓄热机构、送热机构和若干上翅片(17)，所述上翅片(17)设置于相对应的下翅片(11)上方，所述上翅片(17)的底部延伸至所述下翅片(11)的一侧、并与所述下翅片(11)抵接；
所述蓄热机构包括蓄热管道，所述蓄热管道内设置有蓄热材料(19)，所述蓄热管道包括设置于所述集热板(15)下方的若干蓄热竖管(20)，以及设置于所述蓄热竖管(20)两端、用于连通所述蓄热竖管(20)的蓄热横管(21)，所述蓄热竖管(20)外罩设有保温盒(22)，所述保温盒(22)固定设置于所述集热板(15)的底壁上，所述蓄热竖管(20)位于所述保温盒(22)内的部分在下部设置有横截面为弧形的第一凹槽，所述第一凹槽内设置有第一保温层(26)，所述蓄热竖管(20)外套设有打开或闭合所述蓄热竖管(20)与所述集热板(15)之间热传导的环形盖(27)，所述环形盖(27)通过轴承转动设置于所述保温盒(22)上，所述环形盖(27)的内壁设置有横截面为半圆形的第二凹槽，所述第二凹槽内设置有第二保温层(28)，所述环形盖(27)的两端延伸出所述保温盒(22)后设置有用于驱动所述环形盖(27)转动的驱动机构；
所述送热机构包括通过若干连接杆(35)设置于所述蓄热管道内的送风管(36)，所述送风管(36)的一端延伸出所述蓄热管道后设置进气口(37)，所述送风管(36)的另一端延伸出所述蓄热管道后设置布气管(38)，所述蒸发器本体(8)的一侧设置有热风刀(39)，所述热风刀(39)上设置有若干热风刀进口，所述布气管(38)与所述热风刀进口通过布风支管(40)相连通；所述送风管(36)靠近所述进气口(37)的一端设置有风机(41)，所述送风管(36)的进气端和出气端均设置有打开或闭合所述送风管(36)的控制阀(42)。
2.根据权利要求1所述的一种空气源热泵系统，其特征在于，所述空气源热泵系统可以采用以下任一模式进行运行：
正常运行模式：环形盖(27)的第二保温层(28)设置于上方、且与所述第一保温层(26)的两端搭接设置，2个控制阀(42)闭合、风机(41)关闭；
蓄热模式：环形盖(27)的第二保温层(28)设置于下方、且与所述第一保温层(26)叠合；2个控制阀(42)闭合、风机(41)关闭；
储热补偿模式：环形盖(27)的第二保温层(28)设置于上方、且与所述第一保温层(26)的两端搭接设置，2个控制阀(42)打开、风机(41)打开；
除霜模式：环形盖(27)的第二保温层(28)设置于下方、且与所述第一保温层(26)叠合；2个控制阀(42)打开、风机(41)打开。
3.根据权利要求2所述的一种空气源热泵系统，其特征在于，还包括辅热控制系统；
所述辅热控制系统包括至少一个设置于相邻下翅片(11)之间的第一温度传感器(45)和湿度传感器(46)、至少一个设置于下翅片(11)上的第二温度传感器(47)，至少一个设置于蓄热材料(19)内的第三温度传感器(48)，至少一个设置于集热板(15)上的第四温度传感器(49)，以及分别与所述第一温度传感器(45)、第二温度传感器(47)、第三温度传感器(48)、第四温度传感器(49)和湿度传感器(46)进行通讯连接的控制器(50)，所述控制器(50)还与所述驱动机构、控制阀(42)、风机(41)通讯连接。
4.根据权利要求3所述的一种空气源热泵系统，其特征在于，所述第一温度传感器(45)用于检测下翅片(11)附近的环境温度；
所述湿度传感器(46)用于检测下翅片(11)附近的环境湿度；
所述第二温度传感器(47)用于检测下翅片(11)的温度；
所述第三温度传感器(48)用于检测蓄热材料(19)的温度；
所述第四温度传感器(49)用于检测集热板(15)的温度；
所述控制器(50)用于根据检测的下翅片(11)附近的环境温度、下翅片(11)附近的环境湿度、下翅片(11)的温度、蓄热材料(19)的温度、集热板(15)的温度控制所述空气源热泵的运行模式。
5.根据权利要求3所述的一种空气源热泵系统，其特征在于，根据下翅片(11)附近的环境温度、下翅片(11)附近的环境湿度、下翅片(11)的温度、蓄热材料(19)的温度、集热板(15)的温度控制所述空气源热泵的运行模式的具体方法为：
步骤1，根据集热板(15)的温度与蓄热材料(19)的温度判断是否需要启动蓄热模式；当集热板(15)的温度>蓄热材料(19)的温度时，计算集热板(15)的温度减去蓄热材料(19)的温度的差值△T1；当集热板(15)的温度减去蓄热材料(19)的温度的差值△T1≥设定阈值Tx时，启动蓄热模式；
当集热板(15)的温度＜蓄热材料(19)的温度，且集热板(15)的温度减去蓄热材料(19)的温度的差值△T1＜设定阈值Tx时，不启动蓄热模式；
步骤2，在不启动蓄热模式的情况下，根据下翅片(11)附近的环境温度判断是否启动储热补偿模式；
当下翅片(11)附近的环境温度≥设定的低温阈值Td时，以正常运行模式运行即可；
当下翅片(11)附近的环境温度＜设定的低温阈值Td时，启动储热补偿模式，进行运行；
步骤3，在储热补偿模式下，以下翅片(11)附近的环境温度和下翅片(11)附近的环境湿度确定露点温度，并以下翅片(11)的温度及下翅片(11)温度在设定时间Th内的变化率，判断是否启动除霜模式；
当下翅片(11)的温度＜露点温度、且下翅片(11)在设定时间Th内的温度变化率≥设定的翅片变化率阈值Tc时，启动除霜模式；
当下翅片(11)的温度≥露点温度，或下翅片(11)在设定时间Th内的温度变化率＜设定的翅片变化率阈值Tc时，除霜模式关闭，仍旧以储热补偿模式运行即可。
6.根据权利要求5所述的一种空气源热泵系统，其特征在于，
集热板(15)的温度减去蓄热材料(19)的温度的差值△T1≥5；露点温度＜低温阈值Td＜5；
设定时间Th为常数，且3min＜Th＜5min；翅片变化率阈值Tc为常数，0.5度/min＜Tc＜2度/min。
7.根据权利要求1所述的一种空气源热泵系统，其特征在于，所述驱动机构包括固定设置于所述环形盖(27)上的齿轮(29)，固定设置于至少2个保温盒(22)上的支杆(30)，设置于所述支杆(30)上的滑槽，滑动设置于所述滑槽内的齿条(31)，所述齿轮(29)与所述齿条(31)啮合连接，所述齿条(31)的底部固定设置有下凸块(32)，所述下凸块(32)上设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有调节螺杆一(33)，所述调节螺杆一(33)的两端分别与相对应的支杆(30)通过轴承转动连接，所述调节螺杆一(33)的一端延伸出相对应的支杆(30)后设置有电机(34)，所述电机(34)的输出轴与所述调节螺杆一(33)固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种空气源热泵系统，其特征在于，所述底座(7)、蒸发器本体(8)和所述热风刀(39)均倾斜设置，所述热风刀(39)设置于所述蒸发器本体(8)高的一侧，所述热风刀(39)与所述蒸发器本体(8)的倾斜方向相同。
9.根据权利要求1所述的一种空气源热泵系统，其特征在于，所述底座(7)的底部通过销轴(25-9)铰接有若干支腿(25)，所述支腿(25)为高度可调节的支腿(25)。
10.根据权利要求9所述的一种空气源热泵系统，其特征在于，所述支腿(25)包括管状的上支腿(25-1)和插设于所述上支腿(25-1)内的管状的下支腿(25-2)，所述上支腿(25-1)内在所述下支腿(25-2)的上方设置有上连接板(25-3)，所述上连接板(25-3)上转动设置有调节螺杆二(25-4)，所述下支腿(25-2)内设置有下连接板(25-5)，所述调节螺杆二(25-4)的底部穿过所述下连接板(25-5)后设置调节手柄(25-6)，调节螺杆一(33)与所述下连接板(25-5)螺纹连接，所述下支腿(25-2)上与所述调节手柄(25-6)相对应的位置开设有操作口(25-7)。
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