CN115479407A - 一种空气源热泵系统的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种空气源热泵系统的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：形成翅片换热器，所述翅片换热器包括翅片本体、连接于所述翅片本体侧面的端板和贯穿于所述翅片本体的换热管；将正温度系数热敏电阻加热器安装于所述换热管内；将集成发电模块的异质湿气发电机与所述正温度系数热敏电阻加热器电连接，以通过所述异质湿气发电机为所述正温度系数热敏电阻加热器供电。利用这样的空气源热泵系统的制备方法，可以制备一种通过吸收空气源热泵运行时，热泵周围环境中的湿气进行发电，进而为正温度系数热敏电阻加热器供电以加热端板的空气源热泵系统，所述空气源热泵系统在高湿低温环境下仍可以达到很好的抑霜效果。
Description
技术领域
本发明涉及空气源热泵技术领域，特别涉及一种空气源热泵系统的制备方法。
背景技术
空气源热泵兼顾制冷和制热功能，具有安全高效、节能环保、占地空间小以及初投资低等优点。但是在高湿低温气候条件下，空气源热泵的室外翅片换热器由于翅片四周通风不畅，其表面很容易发生结霜现象，这样不仅会降低空气源热泵的供热能力，严重时还会造成机组的停机保护，甚至物理性破坏。
现有技术中，空气源热泵系统一般通过降低环境湿度或改善通风效果来进行抑霜，例如通过吸附床对空气进行吸附除湿抑霜，或通过增加风机数量或提高风机转速来进行改善通风抑霜。
但是，利用吸附床吸附除湿抑霜的方式存在干燥剂吸潮效率低，有二次受潮风险的问题，抑霜效率不高，而增加风机数量和提高风机转速的方式面对温度过低的环境时，抑霜效果不佳，无法适应高湿低温的恶劣环境，导致空气源热泵工作能力下降，用户使用体验差。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种空气源热泵系统的制备方法，以解决现有技术中空气源热泵系统在高湿低温环境下抑霜效率不高、效果不佳的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种空气源热泵系统的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
形成翅片换热器，所述翅片换热器包括翅片本体、连接于所述翅片本体侧面的端板和贯穿于所述翅片本体的换热管；
将正温度系数热敏电阻加热器安装于所述换热管内；
将集成发电模块的异质湿气发电机与所述正温度系数热敏电阻加热器电连接，以通过所述异质湿气发电机为所述正温度系数热敏电阻加热器供电。
可选地，所述将正温度系数热敏电阻加热器安装于所述换热管内的步骤包括：
将第一正温度系数热敏电阻加热器安装于第一换热管内；
将第二正温度系数热敏电阻加热器安装于第二换热管内；
其中，所述第一换热管与所述第二换热管间隔设置。
可选地，所述异质湿气发电机的加工方法，包括：
将第一导电碳带和第二导电碳带间隔设置；
将双层聚电解质薄膜夹设于所述第一导电碳带和所述第二导电碳带之间，且分别与所述第一导电碳带和所述第二导电碳带电连接，以得到异质湿气发电机；其中，所述双层聚电解质薄膜用于在所述第一导电碳带和所述第二导电碳带之间形成电流。
可选地，所述双层聚电解质薄膜的加工方法，包括：
将聚阴离子和聚乙烯醇浇注形成聚阴离子和聚乙烯醇杂化膜；
将聚阳离子喷涂于所述聚阴离子和聚乙烯醇杂化膜上形成双层聚电解质薄膜。
可选地，所述聚阴离子为聚苯乙烯磺酸。
可选地，所述聚阳离子为聚二烯丙基二甲基氯化铵。
可选地，所述集成发电模块的加工方法，包括：
将多个异质湿气发电机串联形成异质湿气发电机组；
将多个所述异质湿气发电机组安装于基板上；
将所述基板折叠放置于壳体内，以形成集成发电模块。
可选地，将多个异质湿气发电机串联形成异质湿气发电机组的步骤，包括：
将多个所述第二导电碳带阵列排布于衬底上；
将多个所述双层聚电解质薄膜与多个所述第二导电碳带对应电连接，所述双层聚电解质薄膜与所述第二导电碳带一一对应；
将多个所述第一导电碳带与多个所述双层聚电解质薄膜对应电连接，所述第一导电碳带与所述双层聚电解质薄膜一一对应，以得到多个阵列分布的异质湿气发电机；
将所述多个异质湿气发电机串联连接，其中，相邻的两个所述异质湿气发电机中，一个所述异质湿气发电机的所述第一导电碳带与另一个所述异质湿气发电机的所述第二导电碳带电连接。
可选地，所述正温度系数热敏电阻加热器的加工方法包括：
将镍粉、十四酸、消泡剂和无水乙醇以及水性丙烯酸树脂乳固化剂加入水性丙烯酸乳液中，搅拌形成混合液体；
将所述混合液体进行超声波处理，以加速混合液体中溶质的溶解；
将所述混合液体进行振动夯实处理，以形成致密的混合固体；
将所述混合固体进行烘干处理，以形成所述正温度系数热敏电阻加热器。
可选地，所述第一正温度系数热敏电阻加热器和所述第二正温度系数热敏电阻加热器的居里温度的范围均为0摄氏度至10摄氏度之间。
相对于现有技术，本发明提供的空气源热泵系统的制备方法具有以下优势：
在本发明实施例中，采用这样的空气源热泵系统制备方法制备空气源热泵机组，可以通过吸收空气源热泵系统运行时，热泵周围的湿气进行发电，进而为正温度系数热敏电阻加热器供电，以加热空气源热泵系统中易结霜的端板，一方面降低了空气源热泵系统的翅片换热器周围的环境湿度，另一方面提高了翅片换热器周围的环境温度，可以有效地达到除霜、抑霜的效果，另外异质湿气发电机的体积小，电压高，可以大幅度缩小供电设备的体积。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的制备方法的步骤流程图之一；
图2为本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的示意图；
图3为本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的正视剖面图；
图4为本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的左视剖面图；
图5为本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的制备方法的步骤流程图之一；
图6为本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的异质湿气发电机的加工方法的步骤流程图；
图7为本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的双层聚电解质薄膜的加工方法的步骤流程图；
图8为本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的集成发电模块的加工方法的步骤流程图；
图9为本发明实施例所述的一种将多个异质湿气发电机串联形成异质湿气发电机组的步骤流程图；
图10为本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的正温度系数热敏电阻加热器的加工方法的步骤流程图；
图11为本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的集成发电模块示意图；
图12为本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的翅片换热器示意图；
图13为本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的异质湿气发电机的结构图；
图14为本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的异质湿气发电机阵列排布的爆炸图；
图15为本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的两个异质湿气发电机的串联结构图。
附图标记说明：
1-翅片换热器；2-集成发电模块；11-翅片本体；12-第一端板；13-第二端板；14-加强筋；15-第一换热管；16-第二换热管；21-异质湿气发电机；22-外壳；23-基板；24-衬底；211-第一导电碳带；212-第二导电碳带；213-双层聚电解质薄膜；2131-聚阳离子层；2132-聚阴离子层。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
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。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图1，示出了本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的制备方法的步骤流程图之一，如图1所示，所述制备方法具体可以包括以下步骤：
步骤101：形成翅片换热器，所述翅片换热器包括翅片本体、连接于所述翅片本体侧面的端板和贯穿于所述翅片本体的换热管。
参照图12，示出了本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的翅片换热器示意图，如图12所示，在本发明实施例中，所述翅片换热器1包括翅片本体11、第一端板12、第二端板13、换热管和加强筋14。第一端板12和第二端板13分别连接于翅片本体11的两个侧面，加强筋14设于翅片本体上，且位于第一端板12和第二端板13之间，加强筋14用于增加翅片本体11的强度。翅片换热器1还包括多个换热管，多个换热管贯穿于翅片本体11内，且分别与第一端板12和第二端板13连接。
具体的，翅片本体11通过拉胀成型的工艺制成，翅片本体11为机械连接式翅片，可以通过嵌入的方式安装在所述多个换热管上，即在翅片本体11上开孔，将多个换热管穿插进翅片本体11上的孔内，从而将翅片本体11嵌入在所述多个换热管上。同理，在第一端板12和第二端板13的对应位置开孔，所述开孔与所述多个换热管对应设置，以使所述多个换热管可以穿过所述开孔，然后将第一端板12和第二端板13通过所述开孔镶嵌在所述多个换热管上，从而形成翅片换热器1。
在本发明实施例中，翅片本体11的材质可以为铝、铝合金、镍、钢等，在此处不做限定。所述端板的材质可以为铝、铝合金等，此处不做限定。
步骤102：将正温度系数热敏电阻加热器安装于所述换热管内。
本发明实施例中，在形成翅片换热器1后，将正温度系数热敏电阻(PositiveTemperature Coefficient，简称PTC)加热器安装于所述换热管内。具体的，所述换热管为U型管，所述U型管为中空结构，所述中空结构内设有腔体，首先，将所述PTC加热器放置于所述腔体内，并与所述U型管连接，所述PTC加热器用于加热所述换热管，同时加热与所述换热管连接的第一端板12和第二端板13，其中，第一端板12和第二端板13为可用PTC加热的端板。这样可以通过加热换热管和端板这些易结霜部位，提升其表面温度，从而达到抑霜的效果。
在空气源热泵运行过程中，具体的，在空气源热泵制冷时，第一端板12、第二端板13和翅片本体11的表面温度较低，而空气源热泵的周围环境温度较高，周围环境中的水汽会冷凝在温度较低的第一端板12、第二端板13和翅片本体11的表面，从而形成霜；在空气源热泵制热时，换热管和翅片本体11温度表面较高，而周围环境温度较低，但是第一端板12和第二端板13这些翅片本体11的通风不畅的位置的温度相对不够高，周围环境中水汽会冷凝在第一端板12和第二端板13的表面，从而形成霜。因此，通过PTC加热器对换热管进行加热，进而对第一端板12和第二端板13进行加热，从而使得第一端板12和第二端板13的表面温度提升，以达到主动除霜、抑霜的效果。
在本发明实施例中，PTC加热器可以为长管状的PTC加热管，长管状的PTC加热管可以与所述换热管内的腔体的形状一样，尺寸略小于所述腔体，这样，可以使换热管均匀受热，同时也可以加热与换热管连接的第一端板12和第二端板13，避免所述换热管和所述端板受热不均，导致除霜、抑霜效果不佳。
在实际应用中，PTC加热器可以间隔穿插于所述换热管内，主要设置于翅片换热器1通风不畅的位置，例如：在翅片本体11的顶部换热管和底部换热管内分别插入PTC加热器，以主动加热翅片本体11的顶部和底部的这些通风不畅的位置，同时，由于压缩机风扇的作用，可以在翅片本体11的表面形成对流，当顶部换热管和底部换热管均被加热时，空气对流可以使得整个翅片本体11周围的环境温度提升，以延缓翅片本体11在空气源热泵运行中结霜以及除霜。
其中，所述PTC加热器采用PTC水性丙烯酸树脂乳、水性丙烯酸树脂乳固化剂、十四酸、超细镍粉、无水乙醇和消泡剂制作而成。当所述PTC的温度在其居里温度(0摄氏度～10摄氏度)以下时，电阻率很低，具有不起火、不高温的优点，当所述PTC的温度一旦超过其居里温度(0摄氏度～10摄氏度)，电阻率会突然增大，使其电流下降至稳定值，从而达到自动控制温度、恒温的目的，不会因为高温损坏设备以及引起火灾，同时采用比例式的能量输入，可以起到限流的作用，更加节省电力。
步骤103：将集成发电模块的异质湿气发电机与所述正温度系数热敏电阻加热器电连接，以通过所述异质湿气发电机为所述正温度系数热敏电阻加热器供电。
本发明实施例中，在所述换热管内安装所述PTC加热器后，将集成发电模块2的异质湿气发电21与所述PTC加热器电连接，这样，可以异质湿气发电机21可以为所述PTC加热器供电，从而加热所述换热管，进而加热第一端板12和第二端板13。
其中，集成发电模块2是包括至少一个异质湿气发电机21的发电模组，异质湿气发电机21是一种在相对湿度达到一定条件下，利用潮湿空气和双层聚电解质薄膜发电的发电机，异质湿气发电机的发电原理如下：
异质湿气发电机包括聚阳离子层和聚阴离子层两个部分，两部分构成双层聚电解质薄膜，其中，聚阳离子层中富含大量的氯离子，聚阴离子层中富含大量的氢离子，当环境中的相对湿度在15％-85％之间时，所述异质湿气发电机的双层聚电解质薄膜可以自发吸附空气中的湿气，从而使聚阳离子层和聚阴离子层中的氯离子和氢离子分离出来，又由于离子浓度差的驱动，诱导氯离子扩散至聚阴离子层，氢离子扩散至聚阳离子层，由此产生电流和两层之间的内部边界电场。在15％-35％相对湿度和20-30摄氏度温度的环境条件下，异质湿气发电机可以产生0.9V的电压，在高湿度的条件下，双层聚电解质薄膜对水的吸附能力增强以及氯离子和氢离子的扩散能力增强，异质湿气发电机的电压随相对湿度的增加而增加，在85％相对湿度和25摄氏度的环境条件下，异质湿气发电机可以产生高达1.4V的电压，即使在15％相对湿度25摄氏度的环境条件下，异质湿气发电机也可以产生0.78V的电压。异质湿气发电机可以持续工作150小时以上，其在空气中吸附水后的质量在这段时间内增加8％左右。当异质湿气发电机的发电能力不足时，可以通过对双层聚电解质薄膜进行脱水，随后继续吸附空气中的水分重复发电。
在高湿环境下，例如沿海城市，在相对湿度满足条件的情况下，在本发明实施例中的空气源热泵系统利用异质湿气发电机一方面可以吸收空气中的湿气，从减少空气湿气的方面达到除霜、抑霜的效果，另一方面还可以进行发电，为焊接于端板上的PTC加热器供电，从而达到加热端板除霜、抑霜的效果，具体的，在室外环境低于1摄氏度的情况下，所述异质湿气发电机可以为本发明实施例的空气源热泵系统提供热量增加38％，换热效率增加57％，延缓结霜8-30分钟。
综上，本发明实施例所述的空气源热泵系统的制备方法至少可以包括以下优点：
在本发明实施例中，形成翅片换热器，所述翅片换热器包括翅片本体、连接于所述翅片本体侧面的端板和贯穿于所述翅片本体的换热管；将正温度系数热敏电阻加热器安装于所述换热管内；将集成发电模块的异质湿气发电机与所述正温度系数热敏电阻加热器电连接，以通过所述异质湿气发电机为所述正温度系数热敏电阻加热器供电。采用这样的空气源热泵系统制备方法制备的空气源热泵机组，可以通过吸收空气源热泵系统运行时，热泵周围的湿气进行发电，进而为正温度系数热敏电阻加热器供电，以加热空气源热泵系统中易结霜的端板，一方面降低了空气源热泵系统的翅片换热器周围的环境湿度，另一方面提高了翅片换热器周围的环境温度，可以有效地达到除霜、抑霜的效果，另外异质湿气发电机的体积小，电压高，可以大幅度缩小供电设备的体积。
参照图5，示出了本发明实施例所述的另一种空气源热泵系统的制备方法的步骤流程图之一，如图5所示，所述制备方法具体可以包括以下步骤：
步骤201：形成翅片换热器，所述翅片换热器包括翅片本体、连接于所述翅片本体侧面的端板和贯穿于所述翅片本体的换热管。
在本发明实施例中，步骤201的操作与步骤101一致，具体可参照步骤101，此处不再赘述。
步骤202：将第一正温度系数热敏电阻加热器安装于第一换热管内。
在本发明实施例中，在形成翅片换热器后，翅片换热器1包括第一换热管15，将第一PTC加热器安装于第一换热管15内，所述第一PTC加热器用于加热第一换热管15，其中，第一换热管15可以为翅片换热器1的顶部换热管。
步骤203：将第二正温度系数热敏电阻加热器安装于第二换热管内。
在本发明实施例中，在形成翅片换热器后，翅片换热器1包括第二换热管16，将第二PTC加热器安装于第二换热管16内，所述第二PTC加热器用于加热第二换热管16，其中，第二换热管16可以为翅片换热器1的底部换热管。
在本发明实施例中，第一换热管15和第二换热管16间隔设置，第一换热管15可以为翅片本体11的顶部换热管，第二换热管16可以为翅片本体11的底部换热管，将第一PTC加热器安装于第一换热管15内，将第二PTC加热器安装于第二换热管16内，当空气源热泵运行时，一方面可以对翅片本体11两端的第一换热管15和第二换热管16进行加热抑霜、除霜，另一方面可以对与第一换热管15和第二换热管16连接的第一端板12和第二端板13进行加热，同时由于空气源热泵运行时第一换热管15和第二换热管16之间会由于压缩机风扇的作用形成空气对流，所以，在第一换热管15和第二换热管16内分别设置PTC加热器还可以使整个翅片本体11周围的环境温度提高，以避免翅片本体11在空气源热泵运行中结霜。
步骤204：将集成发电模块的异质湿气发电机分别与所述第一正温度系数热敏电阻加热器和所述第二正温度系数热敏电阻加热器电连接，以通过所述异质湿气发电机分别为所述第一正温度系数热敏电阻加热器和所述第二正温度系数热敏电阻加热器供电。
在本发明实施例中，步骤204的操作与步骤103一致，具体可参照步骤103，此处不再赘述。
本发明实施例中，集成发电模块2的异质湿气发电机是一种利用潮湿空气发电的发电机，其通过潮湿空气中带电移动离子的非均匀分布而引起的跨膜电位，从而产生电压，进而进行发电。
参照图6，示出了本发明实施例所述的一种异质湿气发电机的加工方法的步骤流程图，如图6所示，所述异质湿气发电机的加工方法包括以下步骤：
步骤S11：将第一导电碳带和第二导电碳带间隔设置。
本发明实施例中，第一导电碳带211和第二导电碳带212分别作为异质湿气发电机21的正极和负极，用于通过导线分别与所述第一PTC加热器的电极相连，为所述第一PTC加热器供电。在加工过程中，首先，将第一导电碳带211和第二导电碳带212间隔设置，中间预留空间，用来放置双层聚电解质薄膜213。
步骤S12：将双层聚电解质薄膜夹设于所述第一导电碳带和所述第二导电碳带之间，且分别与所述第一导电碳带和所述第二导电碳带电连接，以得到异质湿气发电机。
具体的，在本发明实施例中，首先，将双层聚电解质薄膜213置于第一导电碳带211和第二导电碳带212之间，然后，将第一导电碳带211和第二导电碳带212压紧，使第一导电碳带211和第二导电碳带212分别与双层聚电解质薄膜电连接，即，可以以第一导电碳带211为正极、第二导电碳带212为负极将双层聚电解质薄膜213产生的电流传输给需要供电的设备。
其中，双层聚电解质薄膜213是由聚阳离子层2131和与聚阴离子层2132组成的仿生双层分子薄膜，该双层分子薄膜可以使潮湿空气中的水能够自动吸附和离子分解，长时间电离聚阳离子层2131中带负电荷的氯离子和聚阴离子层2132中带正电荷的氢离子，自然形成不同层中离子(氯离子和氢离子)的浓度差异，并基于该非均质结构，可移动的氯离子和氢离子向相反的方向扩散，即带负电荷的氯离子从聚阳离子层2131扩散，带正电荷的氢离子从聚阴离子层2132扩散，由于离子浓度差驱动，将诱导电势和电流流动。
参照图7，示出了本发明实施例所述的一种双层聚电解质薄膜的加工方法的步骤流程图，如图7所示，所述双层聚电解质薄膜的加工方法包括以下步骤：
步骤S121：将聚阴离子和聚乙烯醇浇注形成聚阴离子和聚乙烯醇杂化膜。
在本发明实施例中，可以先将一定比例的聚阴离子和聚乙烯醇的水溶液分别倒入模具中，然后，通过浇注形成聚阴离子和聚乙烯醇杂化膜，作为双层聚电解质薄膜213的聚阴离子层2132。由于聚阴离子和聚乙烯醇杂化膜具有良好的机械灵活性，可以任意裁剪和折叠，因此，在浇注过程中，可以首先形成大面积的聚阴离子和聚乙烯醇杂化膜，然后再根据需要进行裁剪或折叠，以得到实际需要的尺寸的聚阴离子和聚乙烯醇杂化膜。
具体的，聚阴离子和聚乙烯醇杂化膜的制作厚度可以为70微米，这样，既具有保证有足够的带电离子可以参与发电，又具有很好的柔性，可以方便聚阴离子和聚乙烯醇杂化膜进行裁剪或折叠。
可选地，所述聚阴离子为聚苯乙烯磺酸。
具体的，聚苯乙烯磺酸是一种高分子聚合物，英文名称缩写为PSS(Polystyrenesulfonic acid)，分子式是(C8H8O3S)n，是一种浅黄色液体。聚乙烯醇是一种有机化合物，英文名称缩写为PVA(Polyvinyl alcohol)，外观是白色片状、絮状或粉末状固体，溶于水。在本发明实施例中，通过将PSS和PVA的水溶液混合浇注，从而形成聚阴离子与聚乙烯醇杂化膜，作为双层聚电解质薄膜213的聚阴离子层2132。
步骤S122：将聚阳离子喷涂于所述聚阴离子和聚乙烯醇杂化膜上形成双层聚电解质薄膜。
在本发明实施例中，在聚阴离子和聚乙烯醇杂化膜浇注形成后，再在其上喷涂一层聚阳离子，形成聚阳离子层2131，二者共同构成双层聚电解质薄膜213。同样的，聚阴离子和聚乙烯醇杂化膜表面喷涂聚阳离子后形成的双层聚电解质薄膜213具有良好的机械灵活性，可以任意裁剪和折叠，在实际应用中，可以根据需要进行裁剪或折叠，以得到实际需要的尺寸的双层聚电解质薄膜。
具体的，聚阳离子层2131的喷涂厚度可以为30微米，这样，既具有保证有足够的带电离子可以参与发电，又具有很好的柔性，可以方便双层聚电解质薄膜进行裁剪或折叠。
可选地，所述聚阳离子为聚二烯丙基二甲基氯化铵。
具体的，聚二烯丙基二甲基氯化铵是一种化学物质，英文名称缩写为PDDA(Polydimethyl diallyl ammonium chloride)，分子式是(C8H16NCl)n，是一种强阳离子聚电解质，外观为无色至淡黄色粘稠液体。具有安全、无毒、易溶于水、不易燃、凝聚力强、水解稳定性好、不成凝胶、对PH值变化不敏感、有抗氯性的优点。在本发明实施例中，通过喷涂聚二烯丙基二甲基氯化铵作为双层聚电解质薄膜213的聚阳离子层2131。
参照图13，示出了本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的异质湿气发电机的结构示意图，加工完成后的异质湿气发电机即如图13所示。在本发明实施例中，双层聚电解质薄膜213为异质湿气发电机21的发电薄膜，是一种利用潮湿空气中具有不同分布的带电移动离子(氯离子和氢离子)脂质双分子薄膜。这样的双层聚电解质薄膜213可以吸收周围环境中的湿气的同时，通过带电离子的移动进行发电，具有发电机体积小、可集成化、环保的优点。
可选地，在本发明实施例中，集成发电模块2可以包括多个异质湿气发电机21，在集成发电模块2包括多个异质湿气发电机21的情况下，参照图8，示出了本发明实施例所述的一种集成发电模块的加工方法的步骤流程图，如图8所示，所述集成发电模块的加工方法的包括以下子步骤：
步骤S21：将多个异质湿气发电机串联形成异质湿气发电机组。
在本发明实施例中，当异质湿气发电机21为多个时，将多个异质湿气发电机21串联连接，形成异质湿气发电机组。这样的异质湿气发电机组可以将异质湿气发电机21的电压线性叠加，从而可以提供更大的电压。
在本发明实施例中，参照图9，示出了本发明实施例所述的一种将多个异质湿气发电机串联形成异质湿气发电机组的步骤流程图，如图9所示，步骤S21可以包括以下子步骤：
子步骤S211：将多个所述第二导电碳带阵列排布于衬底上。
参照图14，示出了本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的异质湿气发电机阵列排布爆炸图，在本发明实施例中，集成发电模块2包括衬底24，将多个第二导电碳带212阵列排布于衬底24上，相邻的第二导电碳带212之间间隔排布，将多个第二导电碳带212分别粘贴于衬底24上，其中，衬底24可以为柔性衬底。
子步骤S212：将多个所述双层聚电解质薄膜与多个所述第二导电碳带对应电连接，所述双层聚电解质薄膜与所述第二导电碳带一一对应。
本发明实施例中，将多个双层聚电解质薄膜213与已经阵列排布于衬底24上的多个第二导电碳带212对应电连接，其中，多个双层聚电解质薄膜213与多个第二导电碳带212一一对应，即每个第二导电碳带212上均覆盖一双层聚电解质薄膜213。
子步骤S213：将多个所述第一导电碳带与多个所述双层聚电解质薄膜对应电连接，所述第一导电碳带与所述双层聚电解质薄膜一一对应，以得到多个阵列分布的异质湿气发电机。
本发明实施例中，将多个第一导电碳带211与已经阵列排布与衬底24上的多个双层聚电解质薄膜213对应电连接，其中，多个第一导电碳带211与多个双层聚电解质薄膜213一一对应，即每个双层聚电解质薄膜213上均覆盖一第一导电碳带211，从而得到多个阵列分布的异质湿气发电机21。
子步骤S214：将所述多个异质湿气发电机串联连接，其中，相邻的两个所述异质湿气发电机中，一个所述异质湿气发电机的所述第一导电碳带与另一个所述异质湿气发电机的所述第二导电碳带电连接。
参照图15，示出了发明实施例所述的一种空气源热泵系统的两个异质湿气发电机串联结构示意图，在本发明实施例中，将多个异质湿气发电机21串联连接，具体的连接方式为：相邻的两个异质湿气发电机21中，一个异质湿气发电机的第一导电碳带211与另一个异质湿气发电机的第二导电碳带212电连接，从而使得相邻的两个异质湿气发电机串联，其他的异质湿气发电机也如上述方式串联，以将多个异质湿气发电机串联连接，形成异质湿气发电机组。
步骤S22：将多个所述异质湿气发电机组安装于基板上。
本发明实施例中，集成发电模块2设有基板23，所述基板23用于作为异质湿气发电机组的承载体，将多个异质湿气发电机组安装于基板23上。
具体的，由于异质湿气发电机组为柔性器件，可以折叠或弯曲，因此，可以将其粘贴于基板23上，用于承载和固定。在需要更换异质湿气发电机组时，可以将其从基板上卸下更换，结构简单，操作方便。
在实际应用中，粘贴方式可以选择用双面胶作为粘贴介质，经济实惠，粘接效果好。
步骤S23：将所述基板折叠放置于壳体内，以形成集成发电模块。
参照图11，示出了本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的集成发电模块示意图，在本发明实施例中，集成发电模块2设有壳体22，壳体22为无盖壳体，包括壳底和上开口，集成发电模块2的基板23为可折叠基板。将安装有多个异质湿气发电机组的基板23，按一定角度折叠，将其放置于集成发电模块2的壳体22内，从而形成集成发电模块2，这样可以在有限的空间内，放置更多的异质湿气发电机组，从而产生更大的电压或电能。
参照图2-4，分别示出了本发明实施例所述的一种空气源热泵系统示意图和正视/左视剖面图，在本发明实施例中，集成发电模块2由于占空间和面积比较小，仅作为空气源热泵的附件，安装在空气源热泵的外表面或内表面均可。在本发明一些可选的实施例中，集成发电模块2可以安装在所述空气源热泵的底部机柜和/或中间机柜中，具体的，可以依据底部机柜和/或中间机柜的尺寸相应设置集成发电模块2的外壳22的尺寸，同时卸下底部机柜和/或中间机柜相应的外部壳体，然后将集成发电模块2以外壳22的上开口朝向空气源热泵内部的方向进行安装，这样，一方面可以保护集成发电模块2上的异质湿气发电机组，使其不易因暴露在外而损坏，另一方面也更加美观。
具体的，基板23的材质可以为不锈钢、铝、铝合金等，基板23的折叠方式类似折扇一样，可以折叠成侧面锯齿状的基板，折叠的角度可以在30度-120度之间。在空间一定时，折叠的角度越小，可放置的基板的表面积越大，即异质湿气发电机组越多，在实际应用中，可根据需要，选择折叠角度，此处不做具体限制。
参照图10，示出了本发明实施例所述的一种空气源热泵系统的正温度系数热敏电阻加热器的加工方法的步骤流程图，如图10所示，本发明实施例的空气源热泵系统的正温度系数热敏电阻加热器的加工方法包括以下步骤：
步骤S31：将镍粉、十四酸、消泡剂和无水乙醇以及水性丙烯酸树脂乳固化剂加入水性丙烯酸乳液中，搅拌形成混合液体。
本发明实施例中，在50摄氏度条件下，在水性丙烯酸乳液中分别加入超细镍粉、十四酸、消泡剂和一定量的无水乙醇以及水性丙烯酸树脂乳固化剂，然后将该混合后的液体放入搅拌机中，以1000转/分钟的转速机械搅拌10分钟，使各配料之间充分混合均匀，形成混合液体。
步骤S32：将所述混合液体进行超声波处理，以加速混合液体中溶质的溶解。
本发明实施例中，在50摄氏度的条件下，将上述搅拌均匀的混合液体放入超声波处理器中，以35赫兹的频率进行超声波处理6分钟，利用超声波的机械效应，加速上述搅拌均匀的混合液体里的溶质的溶解，使其混合更充分和均匀。
步骤S33：将所述混合液体进行振动夯实处理，以形成致密的混合固体。
本发明实施例中，将超声波处理后的混合液体倒入聚酰亚胺薄膜衬底的磨具内，用振动装置将混合液体在磨具内夯实，以将混合液体夯实后形成致密的混合固体。磨具的形状可以根据实际需要而设计为圆柱管状、矩形管状、块状等，此处不做限制。
步骤S34：将所述混合固体进行烘干处理，以形成所述正温度系数热敏电阻加热器。
本发明实施例中，将夯实后形成的致密的混合固体放入烘干机中，在60摄氏度条件下烘干2小时，并冷却至室温(25摄氏度)，以形成所述PTC加热器。
可选地，在本发明实施例中，所述第一PTC加热器和所述第二PTC加热器的居里温度的范围均为0摄氏度至10摄氏度之间。这样，使得PTC加热器的加热可以保持恒温在10摄氏度左右，既达到了抑霜的效果，又不浪费机组额外的电能。
具体的，在本发明实施例中，采用居里温度范围在0摄氏度至10摄氏度之间的PTC加热器，当PTC加热器的温度在其居里温度以下时，电阻率很低，当PTC加热器的温度超过其距离温度时，电阻率突然增大，使其电流下降至稳定值，达到自动控制温度、恒温的目的，从未不会因为高温而损坏设备或引起火灾。PTC加热器的能量输入采用比例式，有限流的作用，相比于普通的镍铬丝等发热元件的开关式能量输入更节省电力，与异质湿气发电机的发电量有限相适应。此外，PTC加热器为氧化物，不存在镍铬丝的高温氧化的弊端，也没有红外线管易碎的现象，使用寿命长。
在实际应用中，所述第一PTC加热器和所述第二PTC加热器的工作电压范围均为6伏至36伏之间或者110伏至240伏之间，既可以在低压范围内正常使用，又可以在高压范围内正常使用，可以与本发明的异质湿气发电机的发电能力相适应。
步骤205：将多个翅片换热器依次通过轴承连接，相邻的两个翅片换热器呈夹角连接。
在本发明实施例中，可以将多个翅片换热器1依次通过轴承连接，且相邻的两个翅片换热器1呈夹角式连接。这样的翅片换热器组件一方面在保证相同换热面积的同时，可以有效控制空气源热泵室外换热器尺寸的大小，对箱体整体装配尺寸要求小，另一方面由于翅片换热器均倾斜一定范围角度，这样有利于冷凝水的排放，解决了因冷凝水不易掉落及排放不佳导致积冰冻坏翅片换热器的问题。
具体的，参照图4，示出了本发明实施例提供的一种空气源热泵系统的左视剖面图。如图4所示，所述空气源热泵包括多个翅片换热器1，多个翅片换热器1依次连接，构成翅片换热器组件，所述翅片换热器组件整体呈倒M型结构，包括两个V型组件，两个V型组件对称设置，所述V型组件包括第一翅片换热器和第二翅片换热器，所述第一翅片换热器与所述第二翅片换热器的夹角为锐角，所述第一翅片换热器和所述第二翅片换热器的底部与接水盘连接，所述接水盘用于承载和排放空气源热泵工作中产生的冷凝水。
步骤206：将储能电池安装于底部机柜和/或中间机柜中。
在本发明实施例中，将储能电池安装于空气源热泵的底部机柜和/或中间机柜中，即储能电池与集成发电模块2可以安装于同一位置，以便于储能电池收集存储集成发电模块2发的电能。具体的，将储能电池与集成发电模块2电连接，然后，将储能电池分别与第一PTC加热器和第二PTC加热器电连接，所述储能电池用于储存集成发电模块2产生的电能，并在需要时供给第一PTC加热器和第二PTC加热器。这样，在集成发电模块2发生故障的情况下，可以利用储能电池里的电能继续为所述第一PTC加热器和所述第二PTC加热器，继续维持抑霜效果，同时所述储能电池也可以为空气源热泵的其他用电设备供电。
在实际应用中，储能电池可以为铅酸蓄电池或以磷酸铁锂为正极材料的锂离子储能电池，储能电池与集成发电模块2通过导线连接。
相对于现有技术，本发明提供的空气源热泵系统的制备方法具有以下优势：
在本发明实施例中，形成翅片换热器，所述翅片换热器包括翅片本体、连接于所述翅片本体侧面的端板和贯穿于所述翅片本体的换热管；将正温度系数热敏电阻加热器安装于所述换热管内；将集成发电模块的异质湿气发电机与所述正温度系数热敏电阻加热器电连接，以通过所述异质湿气发电机为所述正温度系数热敏电阻加热器供电。采用这样的空气源热泵系统的制备方法制备空气源热泵机组，可以通过吸收空气源热泵系统运行时，热泵周围的湿气进行发电，进而为正温度系数热敏电阻加热器供电，以加热空气源热泵系统中易结霜的端板，一方面降低了空气源热泵系统的翅片换热器周围的环境湿度，另一方面提高了翅片换热器周围的环境温度，可以有效地达到除霜、抑霜的效果，另外异质湿气发电机的体积小，电压高，可以大幅度缩小供电设备的体积。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种空气源热泵系统的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
形成翅片换热器，所述翅片换热器包括翅片本体、连接于所述翅片本体侧面的端板和贯穿于所述翅片本体的换热管；
将正温度系数热敏电阻加热器安装于所述换热管内；
将集成发电模块的异质湿气发电机与所述正温度系数热敏电阻加热器电连接，以通过所述异质湿气发电机为所述正温度系数热敏电阻加热器供电。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将正温度系数热敏电阻加热器安装于所述换热管内的步骤包括：
将第一正温度系数热敏电阻加热器安装于第一换热管内；
将第二正温度系数热敏电阻加热器安装于第二换热管内；
其中，所述第一换热管与所述第二换热管间隔设置。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述异质湿气发电机的加工方法，包括：
将第一导电碳带和第二导电碳带间隔设置；
将双层聚电解质薄膜夹设于所述第一导电碳带和所述第二导电碳带之间，且分别与所述第一导电碳带和所述第二导电碳带电连接，以得到异质湿气发电机；其中，所述双层聚电解质薄膜用于在所述第一导电碳带和所述第二导电碳带之间形成电流。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述双层聚电解质薄膜的加工方法，包括：
将聚阴离子和聚乙烯醇浇注形成聚阴离子和聚乙烯醇杂化膜；
将聚阳离子喷涂于所述聚阴离子和聚乙烯醇杂化膜上形成双层聚电解质薄膜。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚阴离子为聚苯乙烯磺酸。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚阳离子为聚二烯丙基二甲基氯化铵。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述集成发电模块包括多个异质湿气发电机，则所述集成发电模块的加工方法，包括：
将多个异质湿气发电机串联形成异质湿气发电机组；
将多个所述异质湿气发电机组安装于基板上；
将所述基板折叠放置于壳体内，以形成集成发电模块。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将多个异质湿气发电机串联形成异质湿气发电机组的步骤，包括：
将多个所述第二导电碳带阵列排布于衬底上；
将多个所述双层聚电解质薄膜与多个所述第二导电碳带对应电连接，所述双层聚电解质薄膜与所述第二导电碳带一一对应；
将多个所述第一导电碳带与多个所述双层聚电解质薄膜对应电连接，所述第一导电碳带与所述双层聚电解质薄膜一一对应，以得到多个阵列分布的异质湿气发电机；
将所述多个异质湿气发电机串联连接，其中，相邻的两个所述异质湿气发电机中，一个所述异质湿气发电机的所述第一导电碳带与另一个所述异质湿气发电机的所述第二导电碳带电连接。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述正温度系数热敏电阻加热器的加工方法包括：
将镍粉、十四酸、消泡剂和无水乙醇以及水性丙烯酸树脂乳固化剂加入水性丙烯酸乳液中，搅拌形成混合液体；
将所述混合液体进行超声波处理，以加速混合液体中溶质的溶解；
将所述混合液体进行振动夯实处理，以形成致密的混合固体；
将所述混合固体进行烘干处理，以形成所述正温度系数热敏电阻加热器。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一正温度系数热敏电阻加热器和所述第二正温度系数热敏电阻加热器的居里温度的范围均为0摄氏度至10摄氏度之间。
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