專利名稱：一種具有遮擋板的平板式空調(diào)或熱泵換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
涉及一種利用平板換熱器制成的的空調(diào)或熱泵的蒸發(fā)器和冷凝器，實(shí)現(xiàn)高能效比和節(jié)能。
背景技術(shù)：
節(jié)能涉及氣候變化，原理:在最近幾年中有一個(gè)顯著現(xiàn)象就是各地頻繁暴雨、暴雪、地震頻率增加，就是異常天氣目前具有常態(tài)化的傾向，究其原因，從科學(xué)角度講不能以一句“自然災(zāi)害”話搪塞過去，實(shí)際上氣候變化有著人類深刻的自我生產(chǎn)原因，這種原因就是人類生產(chǎn)中需要消耗大量能源，在消耗能源的過程中，不僅排出大量的具有化學(xué)污染的氣體和液體，還能釋放與能量消耗數(shù)值相當(dāng)?shù)臒崃恐?，這個(gè)熱量值數(shù)值巨大，大到可以和太陽在局部的輻射量相比較，并足以在局部形成惡劣氣候變化或稱“自然災(zāi)害”，并且這種自然災(zāi)害優(yōu)先在熱排放巨大的地區(qū)(城市)或附近優(yōu)先發(fā)生，從科學(xué)發(fā)展的角度出發(fā)，一個(gè)城市是否采取節(jié)能化生產(chǎn)首先關(guān)系到這個(gè)城市的“天氣”變化，為什么呢？ 一個(gè)地區(qū)之所以下雨或下雪，原因就在于這個(gè)地區(qū)的上空不僅存在大量的空氣，還有摻雜在空氣里的水蒸氣，水蒸氣存量越多，遇冷凝結(jié)形成的大雨或大雪就會越大，而空氣中的水分含量能力與空氣的溫度成正比，大氣溫度每提高1° C，其容納水的能力將會提高4%左右，比如在夏天大氣溫度提高10° C，大氣中就會增加40%左右的水汽容納能力，并且相應(yīng)的在地面有足夠的水分蒸發(fā)和水汽排放能力來滿足大氣的這種“水汽容納能力”，為何這么說呢？大家知道煤炭、石油、天然氣燃燒生成二氧化碳和水，石油燃燒的通用分子化學(xué)反應(yīng)
式--------CnH(2n+2)+ (2n+l) 02=nC02+(2n+l)H20, η表示碳原子個(gè)數(shù)，以上化學(xué)式是石
油、天然氣、乙烷氣、丙烷氣、丁烷氣、戊己烷等的分子與氧氣反應(yīng)的通式，其中以上化學(xué)式不適用煤炭(煤炭的氫元素含量不確定因此生成水的量要低于以上化學(xué)反應(yīng)式數(shù)量)。從以上化學(xué)反應(yīng)式中可以推算出:一噸石油或天然氣等化石能源燃燒可消耗大約3噸氧氣(SP15噸空氣)，可生成約2.8噸二氧化碳?xì)怏w和1.2噸水水蒸氣，這些水蒸氣分子量小于空氣中的氮?dú)夂脱鯕庵苯由仙谶@個(gè)地區(qū)的上空，并對周圍的大氣形成擠壓，即“高溫高壓高含水量”的氣體，由于這些氣體壓力較大且密度較小，因此這些暖濕氣流不斷克服重力和阻力上升，而大氣溫度每上升100米約降低0.6° C，因此這些暖濕氣流在上升的過程中與大氣層上邊的冷空氣交匯，造成冷暖氣流的接觸面空氣不斷降溫，形成少量液態(tài)水凝結(jié)，由于暖濕空氣已經(jīng)上升(幾千米)，暖濕空氣周圍溫度較低，這樣暖濕空氣同時(shí)在周圍冷空氣的作用下逐漸降溫，并逐漸形成液態(tài)水、固態(tài)雪花，氣態(tài)水變?yōu)橐后w時(shí)，體積減小99.8%以上，因此上升的、連續(xù)的、大面積的暖濕氣流由原來的高氣壓水汽團(tuán)迅速潰敗成低氣壓，周圍大氣向低氣壓地區(qū)運(yùn)動形成大風(fēng)，低氣壓地區(qū)不僅具有低氣壓云團(tuán)和雨水，還會加強(qiáng)形成暴雨、暴雪，同時(shí)伴有大風(fēng)。因此風(fēng)雨的來歷除了大氣的自然蒸發(fā)形成水汽凝結(jié)降雨之外，就是人類消耗能源直接造成大量水汽凝結(jié)的結(jié)果，所以，降低能源消耗，對于改善空氣質(zhì)量，減少大雨大雪等“自然災(zāi)害”發(fā)生具有重要現(xiàn)實(shí)意義?？照{(diào)和熱泵在大氣降溫、冬天取暖以及未來的能源利用方面起著越來越重要的作用，目前空調(diào)的能耗占據(jù)夏季電力能源消耗的大部分，同時(shí)冬天取暖的能耗也占據(jù)我國能耗總量的大部分，因此如何降低空調(diào)和熱泵的能耗，實(shí)現(xiàn)較高的效能比，在目前具有重大現(xiàn)實(shí)意義。比如目前國家空調(diào)的效能比是3.4-3.6為一級，如果效能比達(dá)到7以上，則空調(diào)能耗會在目前的需求狀況下降低一半，對節(jié)能有著重大意義。而實(shí)際上正確的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)效能比10以上，綜合效能比20以上，也就是說通過綜合技術(shù)的改進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)巨大的節(jié)能空間。因此空調(diào)和熱泵的技術(shù)改進(jìn)對于能效比的提高和降低我國耗能總量及保護(hù)環(huán)境具有重要理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。在空調(diào)和熱泵中，主要包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、四通換向閥、控制器，其中兩個(gè)具體的換熱部件就是蒸發(fā)器和冷凝器，這兩個(gè)部件實(shí)際上就是與周圍進(jìn)行熱交換的換熱器，在空調(diào)和熱泵的傳統(tǒng)換熱器中，換熱器厚度300mm以上，長度和寬度一般在500_以上，不僅換熱器體積較大，為了增增加換熱片的面積需要增加換熱器體積，增加體積往往占有更大的生活空間，在不能增加換熱器體積的情況下，做空調(diào)的廠家需要增加風(fēng)扇的功率，通過增加氣體或液體的流量來提高換熱器的換熱量，這就要增加風(fēng)扇電能消耗，空調(diào)的風(fēng)扇功率在幾十瓦或幾百瓦以上，與幾千瓦和幾萬瓦的壓縮機(jī)功率相比，風(fēng)扇幾百瓦只占空調(diào)總電耗的1%_30%，但當(dāng)提高效能比之后，壓縮機(jī)的功率有下降趨勢，風(fēng)扇功率的消耗會占到總電耗的20%-50%，壓縮機(jī)消耗的功率與換熱器的風(fēng)扇的消耗功率幾乎相當(dāng)，因此，這對于提高效能比極其不利。
發(fā)明內(nèi)容針對以上增大換熱面積只能增加換熱器的體積和風(fēng)扇功率的情況，尋找一種既能增加面積又不增加體積，既能提高能效又能減小換熱器對人們生活空間的占有，既能提高能效又能不增加風(fēng)扇對電能的消耗的換熱器，使輻射、傳導(dǎo)、對流換熱量都能顯著增加的大面積平板式換熱器，大面積平板式換熱器作為蒸發(fā)器和冷凝器與壓縮機(jī)、節(jié)流閥、四通換向閥、控制器(包括變頻器)組成新型空調(diào)或熱泵系統(tǒng)。一種具有遮擋板的平板式空調(diào)或熱泵換熱器涉及一種利用平板式換熱器組成的空調(diào)和熱泵，主要利用平板換熱器取代立體散熱片換熱器以獲取高效能和減小對生活空間的占有，包括大面積平板蒸發(fā)器、大面積平板冷凝器、壓縮機(jī)或抽氣機(jī)或真空泵，節(jié)流閥、四通換向閥、控制器，大面積平板冷凝器前面具有減少太陽輻射的遮光板，此種結(jié)構(gòu)能夠增大平板面積，減小平板重量，取消風(fēng)扇散熱，提高能效比，最終達(dá)到節(jié)能目的。以上技術(shù)方案解決技術(shù)問題所產(chǎn)生的積極效果:1，取消換熱器的風(fēng)扇，取消了風(fēng)扇的電能消耗，減小了空調(diào)或熱泵系統(tǒng)的電能消耗。2，大面積平板換熱器能夠在增大換熱器面積的同時(shí)減小平板換熱器的厚度，減小厚度利于傳熱，還能減小體積，不占有生活空間，且大面積平板換熱器能夠依靠建筑物安置，因建筑特點(diǎn)確定大面積平板換熱器的形狀、尺寸，與建筑物有機(jī)結(jié)合，能夠美化環(huán)境。3，取消換熱器風(fēng)扇能夠減小空氣流通，能夠減少大氣中顆粒如PM2.5在空氣中的運(yùn)動，便于微小顆粒沉積，便于凈化空氣，能夠使人們減少對PM 2.5顆粒的吸收，并減少細(xì)菌在空調(diào)風(fēng)扇內(nèi)滋生，便于清潔維護(hù)，利于人們的身心健康。4，大面積平板換熱器能夠吸收電磁輻射能，包括可見光輻射(包括太陽能)、紅外線輻射(包括地?zé)?、空氣能、物體能)、電磁波輻射(平板絨面后吸收電磁波，減少電磁波污染)。5，大面積平板換熱器能夠吸收各種機(jī)械波和機(jī)械撞擊產(chǎn)生的震動能量，包括聲波，且聲波轉(zhuǎn)化成熱量，能夠減小空氣波動，即能夠減小噪音，也能減小次聲波或超聲波對人們健康產(chǎn)生的危害，機(jī)械撞擊包括空氣對流、風(fēng)、雨點(diǎn)撞擊等，即能夠把大面積的雨點(diǎn)撞擊和風(fēng)能轉(zhuǎn)變成熱量。6，大面積平板換熱器內(nèi)腔在低壓狀態(tài)運(yùn)行，S卩外界大氣壓力大于內(nèi)部介質(zhì)工作壓力，與傳統(tǒng)空調(diào)的高壓狀態(tài)相反，不會鼓裂平板，能夠利用較薄的材料獲取較好的機(jī)械性能。7，大面積平板換熱器內(nèi)的介質(zhì)能夠利用納米材料充分換熱，納米材料的應(yīng)用能夠充分減小大面積換熱板的厚度和增加大面積平板換熱器的表面粗糙度，極大增加比表面積，即單位體積內(nèi)的表面積。，
:圖1為大面積平板換熱器模型；圖2為帶有循環(huán)管道平板換熱器模型；圖3為熱泵或空調(diào)的結(jié)構(gòu)模型示意圖；圖4為箱體或盒子形狀平板模型示意圖；圖5為具有電磁波通過孔的平板換熱器示意圖；圖6為具有溝槽的平板結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為表層具有納米顆粒的平板換熱器示意圖；圖8為表層納米顆粒結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為平板夾層含有納米顆粒支撐的平板換熱器示意圖；圖10為平板夾層間具有柱形支撐物的平板換熱器結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為折彎為90°的平板換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。以上在圖1至圖11中，其中(I)為液體倉，(2)為平板主體，3)為氣體倉，(4)為蒸發(fā)器，(5)為壓縮機(jī)或抽氣機(jī)或真空泵，(6)為冷凝器，
(7)為節(jié)流閥，(8)為平板凹線，(9)為平板凸線，(10)為納米板分布的表層納米微球顆粒示意圖，(11)為金屬板，(12)為基層顆粒，(13)為中間層顆粒，(14)為表層納米顆粒，(15)為夾層中分布的納米微球，(16)為平板夾層中的柱形體，(17)為介質(zhì)循環(huán)管道，(18)電磁波通過孔。
具體實(shí)施方式
:現(xiàn)有的空調(diào)或熱泵換熱器為立體狀，帶有外殼和風(fēng)扇，增大換熱面積只能增加換熱器的體積和風(fēng)扇功率，而目前使用平板換熱器，可以使面積任意增大又不增加體積，這樣能夠減小換熱器對人們生活空間的占有，同時(shí)平板換熱器又能制作的很薄，很薄的換熱器具有較好的換熱效果，又能節(jié)省材料降低成本，由于采取大面積換熱，又配以適當(dāng)?shù)膲嚎s機(jī)或抽氣泵或真空泵的功率，能夠提高能效比，同時(shí)沒有風(fēng)扇，減小了風(fēng)扇對電能的消耗，換熱平板暴露在視野當(dāng)中便于維修維護(hù)。更重要的是平板換熱器能夠使輻射、傳導(dǎo)、對流換熱量都能顯著增加，這是因?yàn)檩椛鋫鳠?、對流傳熱及傳?dǎo)方式的傳熱都會與面積和溫差呈正比關(guān)系。在溫差相對穩(wěn)定的情況下?lián)Q熱量都與面積成正比關(guān)系，因此大面積平板換熱器能夠顯著提高能效，大面積的平板換熱器作為蒸發(fā)器和冷凝器與壓縮機(jī)、節(jié)流閥、四通換向閥、控制器(包括變頻器)組成新型空調(diào)或熱泵系統(tǒng)，節(jié)流閥在以上系統(tǒng)可以取消，蒸發(fā)器和冷凝器的壓力差由液體倉液面來調(diào)節(jié)。具體技術(shù)特征表現(xiàn)為:空調(diào)或熱泵的大面積平板換熱器包括蒸發(fā)器和冷凝器，蒸發(fā)器和冷凝器都為大面積平板換熱器，其形狀為平板，或平板與平板之間的折彎角度不大于135°，因?yàn)樵谕ǔ顟B(tài)下，平板換熱器沒有折彎，僅僅是平板，但是，房屋形狀為立方體，比如住房的墻體有90°折彎，這樣就需要圖11所示的具有90°折彎的A板和B板共同連接成同一蒸發(fā)器或者冷凝器系統(tǒng)，這是與建筑物形狀結(jié)合增加平板換熱器面積的需要，也是取暖或制冷時(shí)便于空間內(nèi)換熱器立體輻射傳熱的需要，因此90°的折彎在現(xiàn)實(shí)中有存在的必要，但是折彎角度超過180°，就沒有現(xiàn)實(shí)意義，折彎角度超過180°會形成旋轉(zhuǎn)式換熱器，旋轉(zhuǎn)式換熱器失去平板換熱器的意義。之所以界定折彎角度不大于135°，這是對于特殊建筑的限定，有些建筑物具有45°角，為了迎合特殊建筑，限定平板換熱器的折彎角度不大于135°。至于圓形的建筑物，平板換熱器做成圓形板，因?yàn)閳A形是角度的緩慢改變，可以認(rèn)為是微分形式的連續(xù)折彎，這種連續(xù)折彎角度隨著微分尺寸的限定，微分尺寸很小時(shí)折彎角度實(shí)際很小，因此可以認(rèn)定其折彎落入“不大于135°折彎”的范圍內(nèi)。限定平板厚度小于100mm，大于lOOnm。當(dāng)平板厚度大于IOmm小于IOOmm時(shí)，平板換熱器在人們的視覺之內(nèi)像個(gè)“盒子”，盒子內(nèi)具有介質(zhì)，這種平板較為笨重，但在形狀上依然為“平板”，這種平板落入平板換熱器的限定范圍。說明書附圖4顯示了這種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是平板厚度較大，液體倉(I)和氣體倉(3)只是上下結(jié)構(gòu)區(qū)別，沒有特殊的形狀區(qū)另O。通常情況，為了增加換熱或減小空間，平板厚度小于10mm，以上限定大于100納米，僅僅是針對納米換熱器而言，是本申請文件限定的極限值。100納米的厚度也可以在未來得以運(yùn)用，可以與建筑物墻體完美結(jié)合，而在外表看不出換熱設(shè)備。更多的情況是平板換熱器的厚度在幾個(gè)毫米間的厚度，比如3到10毫米的厚度。比表面積大于平面幾何面積。即大面積平板換熱器平面為非光滑平面，所述非光滑平面是指平面具有溝槽或著是具有密集顆?；蛘叱蚀植诘慕q面或者凹凸面，顏色是黑色或藍(lán)色或灰暗色或褐色或其它暗色即對可見光反射率不大于30%的顏色，平面換熱器具有較大的換熱面積，所述較大換熱面積是指實(shí)際接觸空氣源或水源或其他介質(zhì)源頭的面積遠(yuǎn)大于平板換熱器的平視視覺平面面積，即直觀投影面積，所述“遠(yuǎn)大于”是指平板與空氣源或水源或其他介質(zhì)的接觸面積大于直觀投影面積5%以上，就是能夠在視覺上分辨出來即認(rèn)為超過直觀投影面積5% ;或者在設(shè)計(jì)中有意識的增加表面積，都是這種設(shè)計(jì)的需要，即有意識的通過增加換熱器表面的溝槽或彎曲或凹凸來增加表面積。實(shí)際中比表面積可以做到直觀投影面積的數(shù)倍或數(shù)十倍或數(shù)百倍或利用納米材料做的更大。大面積平板換熱器在與周圍介質(zhì)溫差5° C時(shí)的單位時(shí)間換熱量大于壓縮機(jī)或抽氣泵或真空泵功率的I倍，或在溫差10° C時(shí)從周圍空氣源或水源或其它換熱介質(zhì)中的單位時(shí)間換熱量大于壓縮機(jī)或抽氣機(jī)或真空泵功率的2倍，這個(gè)要求是基本要求，現(xiàn)實(shí)中可以做的更高。在溫差10° C時(shí)從周圍空氣源或水源或其他換熱介質(zhì)中的單位時(shí)間換熱量是壓縮機(jī)或抽氣機(jī)或真空泵功率的4至20倍，理論上當(dāng)壓縮機(jī)或抽氣機(jī)或真空泵做功效率為100%時(shí)，可以顯著提高空調(diào)或熱泵的能效比至7-20。能效比是一定時(shí)間內(nèi)換熱量與壓縮機(jī)做功量的比值，去掉時(shí)間因素，就是換熱功率與壓縮機(jī)功率的比值，因此單位時(shí)間內(nèi)換熱量越大，與壓縮機(jī)做功功率的比值就越大，能效比就會越大。實(shí)際中壓縮機(jī)兩端做功的溫差可能是30°或40°或50°甚至60°，溫差越大，壓縮機(jī)做功越多，相對能效比會低。但理想狀態(tài)壓縮機(jī)做功溫差在30°或40°的情況下，當(dāng)蒸發(fā)器或冷凝器一端恰好與外界溫差是15°或20°，在能充分換熱的情況下，由于溫差增大換熱量增加，單位時(shí)間內(nèi)換熱量與做功量的比值最大可以達(dá)到7-10，但現(xiàn)實(shí)中極少存在這種理想狀態(tài)，因此需要增加換熱器面積增加換熱器應(yīng)對不同溫度的能力，即要想獲得較高能效比，可以使溫差10° C時(shí)從周圍空氣源或水源或其它換熱介質(zhì)中的單位時(shí)間換熱量大于壓縮機(jī)或抽氣機(jī)或真空泵功率的2倍提高到4倍、6倍、8倍、10倍等任意較高數(shù)值，但是提高到20以上時(shí)幾乎沒有現(xiàn)實(shí)意義，因?yàn)樵黾拥拿娣e雖然很多，提高的能效比卻不大。提高能效比最有利的比值是4-20之間的中間數(shù)值。溫差是還有一個(gè)問題，由于輻射換熱的輻射量與絕對溫度的四次方成正比，因此以上限定的技術(shù)指標(biāo)即使在平板換熱器面積和形狀固定的情況下，在不同溫度下由于輻射量的區(qū)別測定的5°溫差或10°溫差并不是一個(gè)固定值，因此可以取20°的環(huán)境溫度作為比較值，S卩30° C與20° C的溫差作為固定值，或者20° C和10° C的溫差作為固定值，但實(shí)際上，周圍環(huán)境溫度變化較大，固定一個(gè)技術(shù)指標(biāo)在現(xiàn)實(shí)中具有嚴(yán)格的理論意義，從現(xiàn)實(shí)角度出發(fā)也可以確定一個(gè)模糊值，這個(gè)模糊值就是在常態(tài)溫度下測定5°溫差或10°溫差時(shí)的換熱量作為比較值，條件是不在太陽輻射下且沒有大風(fēng)大雨及環(huán)境條件較為安靜的情況下，否則數(shù)值變化較大。因此可以使5°溫差和10°溫差在一個(gè)相對穩(wěn)定的環(huán)境中測定，這個(gè)穩(wěn)定環(huán)境是指常態(tài)的環(huán)境，20° C附近具體溫度作為固定值，上下浮動5°或10°測定5°溫差或10°溫差時(shí)的單位時(shí)間換熱量，周圍環(huán)境穩(wěn)定且不受風(fēng)雨、強(qiáng)烈震動、陽光輻射、強(qiáng)電磁污染的直接影響，這個(gè)技術(shù)指標(biāo)稱為5°或10°溫差的“安靜指標(biāo)”，由于換熱器平板換熱具有傳導(dǎo)、對流、輻射多種換熱方式，加上環(huán)境溫度是在20°中間溫度上下附近測定，因此安靜指標(biāo)變化幅度不是很大。嚴(yán)格是在20° C，以20° C為標(biāo)準(zhǔn)，且圍繞20° C上下5°或10°溫差測定，或圍繞20度附近測定，可以選擇一天當(dāng)中的凌晨或上午具有散射光時(shí)的白天測定。大面積平板換熱器中間具有較細(xì)的通氣管道，管道水平或直立或彎曲或旋轉(zhuǎn)或呈不規(guī)則的各種結(jié)構(gòu)連接位于上和下或左和右的液體倉(I)和氣體倉(3)，所述平板換熱器的液體倉(I)是指平板換熱器內(nèi)液體介質(zhì)的回流倉，所述大面積平板換熱器的氣體倉(3)充滿了氣體和部分不斷凝結(jié)還沒有來得及回流的液體，所述大面積平板換熱器的氣體倉
(3)和所述大面積平板換熱器的液體倉(I)獨(dú)立存在或與中間介質(zhì)循環(huán)管道(17)融為一體，所述獨(dú)立存在是指液體倉⑴和氣體倉⑶與循環(huán)管道(17)有明顯的外部區(qū)別特征，所述與介質(zhì)循環(huán)管道(17)和平板腔體融為一體是從外表上看不出區(qū)別結(jié)構(gòu)特征，僅僅表現(xiàn)在換熱器平板上部和下部或平板換熱器左右兩邊位置和實(shí)際功能上的區(qū)別，所述功能區(qū)別是指液體具有回流部位的功能與僅僅容納氣體或氣液混合物的功能之間的區(qū)別，比如圖4顯示的箱體或盒子形狀的平板換熱器，平板內(nèi)具有很大的空倉，成有液體的部位可以稱為液體倉，液體倉之上都可以稱為氣體倉，而在外表面上看不出液體倉和氣體倉的區(qū)別。除了箱體平板換熱器之外，還有較薄的平板換熱器，換熱器厚度小于10mm，或者大于2mm，這樣薄的平板換熱器內(nèi)置管道隨著平板的逐漸變薄已經(jīng)逐漸變得不現(xiàn)實(shí)，為此需要在平板之間夾雜一些柱體，柱體高度自然小于IOmm而大于0.5mm，如圖10所示，柱形體(16)夾雜在平板中間，大面積平板換熱器中間具有高度小于IOmm的柱體(16)，柱體(16)支撐平板，柱體(16)邊形成規(guī)則或不規(guī)則介質(zhì)循環(huán)管道。隨著平板換熱器的變薄，平板夾層中的柱體(16)可以用納米微球來代替，可以參照圖7中的納米微球(10)，大面積平板換熱器中間具有大于50nm的納米微球(10)，納米微球作為平板支撐體，納米微球邊形成規(guī)則或不規(guī)則介質(zhì)循環(huán)管道，由于納米微球旁邊軌道很細(xì)，氣體分子在運(yùn)動中會與平板充分換熱，介質(zhì)溫度更容易接近環(huán)境溫度，在液體流動順暢的情況下，可以提高能效比，事實(shí)上，只要平板夾層不太小，液體會在重力和壓縮機(jī)(或真空泵、抽氣機(jī))作用下克服液體表面張力回流，只要介質(zhì)和納米微球搭配得當(dāng)，會實(shí)現(xiàn)熱量充分交換而不產(chǎn)生巨大摩擦，會實(shí)現(xiàn)較高能效比。大面積平板換熱器的表面利用納米材料制成微細(xì)凹凸平面。比表面積增大對于提高換熱效率具有直接影響，而納米材料顆粒在表面沉積能夠顯著增大比表面積。[0021]如圖8所示，基板(11)上邊具有大小不同的顆粒，第一層(12)為較大顆粒，作為基層顆粒(12)，所述基層顆粒(12)是指較大的顆粒固定在基板(11)上，具有一層，在這層上面固定較小的顆粒，如顆粒直徑約Imm的固體顆粒上邊固定一層50um的顆粒，即中間層
(13), 50um的顆粒上固定一層500納米的顆粒，也是中間層(13),最后固定一層50nm的圓球，即表層(14),即金屬板連接Imm的顆粒，Imm的顆粒連接50um的顆粒,50um的顆粒連接50nm的顆粒，且各種尺寸的固體顆粒具有吸收紅外線和在溫差10° C時(shí)從周圍空氣源或水源或其他換熱介質(zhì)中的單位時(shí)間換熱量是壓縮機(jī)或抽氣機(jī)或真空泵功率的4至20倍，理論上當(dāng)壓縮機(jī)或抽氣機(jī)或真空泵做功效率為100%時(shí)，可以顯著提高空調(diào)或熱泵的能效比至7-20?？梢姽獾奶匦?，極少產(chǎn)生反射，所述“一層”也是相對概念，比如油漆在粉刷時(shí)最后結(jié)果都是固定了“一層”較厚的膜，但是通過多次粉刷稀料蒸發(fā)后完成的，所以這里所說的“一層”是指功能上的概念，即起到顆粒均勻附著的目的，不在于加工時(shí)歷經(jīng)幾道粉刷和固
定工序。那么，如何實(shí)現(xiàn)顆粒的固定呢？現(xiàn)代工業(yè)有很多種固定工藝，比如油漆的粉刷法，這種方法類似黏貼固定法，即顆粒均勻分散在樹脂基料里，加上稀料，較為稀薄，灑在金屬板上，樹脂即高分子材料在稀料的稀釋下均勻?yàn)⒃诮饘侔迳?，稀料即溶劑能夠揮發(fā)，揮發(fā)后高分子材料的樹脂和顆粒固定在金屬板上。當(dāng)然油漆中還有顏料，金屬板可以添加黑色顏料。也可以利用材料的不透光性，比如金屬，金屬氧化物等自身的吸收光線的特性自然呈現(xiàn)黑色。但是一般用樹脂的材料不能經(jīng)受強(qiáng)烈光線，除了選擇樹脂外，現(xiàn)代工業(yè)中的外用防曬漆或涂料的基質(zhì)選擇可以參考。顆粒的固定有很多方法，比如物理沉積法，平板上逐漸沉淀不同大小的顆粒，最后在一定溫度下燒結(jié)固定，這個(gè)溫度比較接近材料的熔點(diǎn)。還有磁控濺射法，化學(xué)合成法，物理粉刷法，類似電池板的絨面技術(shù)，方法多種，利用現(xiàn)有技術(shù)中的工藝方法制作。所述納米材料是指微米和納米級的材料在“絨面”技術(shù)中的應(yīng)用，以上實(shí)施例中所述50um、500nm、50nm、等都是納米顆粒材料,包括納米材料中的粒徑不均勻的納米顆粒和尺寸均勻的納米微球，最好的是納米微球。吸光材料比如陶瓷、金屬等。金屬板利用納米材料目的是極大增加表面積，增加金屬板對光線的吸收能力及較大面積紅外線對外的發(fā)射能力。大面積平板換熱器背面即靠墻一面具有紅外線反射板或在大面積平板換熱器背面有反射層。目的是將墻面的吸收的輻射紅外線反射出來，減小紅外線與散熱器之間的重復(fù)反射，減小內(nèi)耗，而是通過反射器將墻面的熱量輻射到其它位置，這樣能夠加快傳熱速度。大面積平板換熱器前面在散熱時(shí)具有減少太陽輻射的遮光板或去除附近具有阻擋紅外線輻射的障礙物。比如大面積平板換熱器在冬天從外界取熱時(shí)可以置于太陽直射下，獲取高能效比，但是在夏季向外界換熱時(shí)就必須利用遮擋板遮住太陽輻射，這樣更利于散熱，或者更換其它換熱路徑，將散熱器即冷凝器置于水中，加熱水，起到熱泵作用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)降溫。這樣空調(diào)或熱泵就具有不止一個(gè)蒸發(fā)器或換熱器，根據(jù)季節(jié)和需要靈活開關(guān)某一個(gè)蒸發(fā)器或冷凝器。大面積平板換熱器依墻安置，或大面積平板換熱器依墻角互相垂直，或依墻角、地面、天花板兩兩垂直安置。大面積平板換熱器具有空洞。圖5中的(18)即電磁波通過孔，空洞即電磁波通過孔(18)的目的在于透過電磁波。房間內(nèi)有些地方需要電磁波透過，金屬平板具有吸收或反射電磁波的能力，如果電磁波都被平板換熱器吸收或反射，將不利于通信信號的通過，因此在個(gè)別位置需要留有空洞(18)，便于電磁波通過，不至于影響數(shù)據(jù)通信。大面積平板換熱器表面具有凹凸線。圖6中顯示凹線(8)和凸線(9)，從外表看平板換熱器上邊呈現(xiàn)規(guī)律的起伏，凹線(8)和凸線(9)相鄰，即凹線(8)邊上是凸線(9)，凸線
(9)邊上是凹線(8)，所述凹線(8)和凸線(9)是一個(gè)區(qū)域，并不局限于“線”的概念。由于宏觀上看凹凸區(qū)域規(guī)則，比較直，具有線性特點(diǎn)，因此，以名詞凹線和凸線稱之。大面積平板換熱器由金屬制成，機(jī)械強(qiáng)度高，直接接觸周圍環(huán)境的大氣或水源或其他介質(zhì)，即沒有像玻璃、玻璃鋼等透光保護(hù)層。太陽能熱水器中的平板常有一層玻璃鋼保護(hù)層，這層保護(hù)層利于保溫不利于散熱，因此在空調(diào)或熱泵中不需要這層保護(hù)層，但是為了防止冰雹或機(jī)械撞擊，需要平板足夠的強(qiáng)度，避免平板穿孔導(dǎo)致介質(zhì)泄露或打破平板換熱器內(nèi)外設(shè)計(jì)中的原有平衡。大面積平板換熱器由管狀組成，圖2中循環(huán)管道(17)管與管之間有間隙或沒有間隙或管狀體帶有翅翼換熱片。沒有間隙時(shí)外表就是一塊平板，內(nèi)置循環(huán)管道(17);有時(shí)需要把平板設(shè)計(jì)成管狀散熱器，即有間隙，其功能與平板換熱器一樣，管狀密集時(shí)幾乎形成平板形狀，類似的可以與太陽能熱水器中真空管排列相比，真空管之間有間隙，但平板式太陽能就沒有間隙，無論真空管太陽能還是平板式太陽能，其結(jié)構(gòu)都是吸收太陽輻射，在功能上沒有區(qū)別，但在形狀上差別很大。沒有間隙或有間隙的平板換熱器其實(shí)質(zhì)是一樣的，都落入本申請技術(shù)方案限定的范圍。大面積平板換熱器直接由玻璃片組成，玻璃片之間具有支撐裝置，周圍密封，玻璃片之間為介質(zhì)，介質(zhì)顏色為不透光的暗色。有些平板換熱器需要由玻璃構(gòu)成，需要更好地吸收輻射能，就是利用玻璃取代金屬，目的是在特殊環(huán)境下增加吸收熱或散發(fā)熱的能力。大面積平板換熱器平鋪在床上作為空調(diào)床，控制適宜的溫度，形成“溫床”，空調(diào)就不一定在更大的空間范圍內(nèi)制冷或制熱，能夠減少空調(diào)的能量消耗。大面積平板換熱器與電器外殼連接，如與電腦機(jī)箱連接，金屬機(jī)箱做成散熱器，散熱器連接CPU換熱器。起到CPU散熱的功能。大面積平板換熱器與LED反光板連接，增強(qiáng)LED散熱能力。大面積平板換熱器與半導(dǎo)體集成模塊連接，增強(qiáng)半導(dǎo)體器件的散熱，與光電池連接，增強(qiáng)發(fā)電效率。大面積平板換熱器內(nèi)腔在低壓狀態(tài)即低于大氣壓狀態(tài)運(yùn)行，系統(tǒng)取消壓縮機(jī)代之為真空泵。這種模式避免了平板內(nèi)部的高壓運(yùn)行，平板換熱器可以做的更薄，更具有適應(yīng)性。大面積平板換熱器依靠建筑物安置，根據(jù)建筑特點(diǎn)確定大面積平板換熱器的形狀、尺寸。蒸發(fā)器平板換熱器為吸熱性換熱器，表面數(shù)次彎曲，每次彎曲呈凹狀，凹狀內(nèi)表面具有更多凹狀，呈階梯狀凹狀，能夠吸收各種波長的波，冷凝器平板換熱器為紅外線輻射換熱器，表面彎曲呈凸?fàn)?，凸?fàn)畋砻婢哂懈噍^小的凸?fàn)铧c(diǎn)，發(fā)射紅外線及反射各種波長的波的能力較強(qiáng)。在實(shí)際應(yīng)用中由于蒸發(fā)器和冷凝器可以互換，在輻射平板換熱器上的凹凸相間，所以蒸發(fā)器和冷凝器可以中和凹凸特點(diǎn)制成中間凹凸點(diǎn)分布均勻的表面?？照{(diào)或熱泵具有的結(jié)構(gòu)是:蒸發(fā)器平板換熱器、冷凝器平板換熱器、壓縮機(jī)或抽氣機(jī)或真空泵、平板內(nèi)介質(zhì)循環(huán)管道、平板內(nèi)支撐體、控制系統(tǒng)(包括變頻器)、壓力調(diào)節(jié)裝置(節(jié)流閥或者重力調(diào)節(jié)系統(tǒng))。其中蒸發(fā)器平板換熱器和冷凝器平板換熱器結(jié)構(gòu)可以相同也可以不同，二者統(tǒng)稱為大面積平板換熱器。大面積平板換熱器表面具有溝槽或紋理或具有絨面或具有細(xì)小凹凸面，增加反射面積和版面強(qiáng)度，或具有納米材料結(jié)構(gòu)增加比表面積。
權(quán)利要求1.一種具有遮擋板的平板式空調(diào)或熱泵換熱器，包括大面積平板蒸發(fā)器、大面積平板冷凝器、壓縮機(jī)或抽氣機(jī)或真空泵，節(jié)流閥、四通換向閥、控制器，大面積平板冷凝器前面具有減少太陽輻射的遮光板。
專利摘要一種具有遮擋板的平板式空調(diào)或熱泵換熱器涉及一種利用平板式換熱器組成的空調(diào)和熱泵，主要利用平板換熱器取代立體散熱片換熱器以獲取高效能和減小對生活空間的占有，包括大面積平板蒸發(fā)器、大面積平板冷凝器、壓縮機(jī)或抽氣機(jī)或真空泵，節(jié)流閥、四通換向閥、控制器，大面積平板冷凝器前面在散熱時(shí)具有減少太陽輻射的遮光板，此種結(jié)構(gòu)能夠增大平板面積，減少太陽輻射對散熱影響，取消風(fēng)扇散熱，提高能效比，最終達(dá)到節(jié)能目的。
文檔編號F25B39/00GK203024495SQ201220634070
公開日2013年6月26日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:馮益安