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大型太陽(yáng)能熱水工程夏天多余熱水可以作為空調(diào)的熱源。。。

發(fā)布時(shí)間:2012/1/19 14:40:09  返回上一頁(yè)>>
資源珍貴,夏天用作溴化鋰吸收式空調(diào)的熱源非常合適。
所謂太陽(yáng)能制冷,就是利用太陽(yáng)集熱器為吸收式制冷機(jī)提供其發(fā)生器所需要的熱媒水。熱媒水的溫度越高,則制冷機(jī)的性能系數(shù)(亦稱COP)越高,這樣空調(diào)系統(tǒng)的制冷效率也越高。例如,若熱媒水溫度60℃左右,則制冷機(jī)COP約0~40;若熱媒水溫度90℃左右,則制冷機(jī)COP約0~70;若熱媒水溫度120℃左右,則制冷機(jī)COP可達(dá)110以上。

  實(shí)踐證明,采用熱管式真空管集熱器與溴化鋰吸收式制冷機(jī)相結(jié)合的太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)方案是成功的,它為太陽(yáng)能熱利用技術(shù)開辟了一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。

  太陽(yáng)能空調(diào)與常規(guī)空調(diào)相比,具有以下三大明顯的優(yōu)點(diǎn):
  ◆ 太陽(yáng)能空調(diào)的季節(jié)適應(yīng)性好,也就是說,系統(tǒng)制冷能力隨著太陽(yáng)輻射能的增加而增大,而這正好與夏季人們對(duì)空調(diào)的迫切要求 一致;
  ◆ 傳統(tǒng)的壓縮式制冷機(jī)以氟里昂為介質(zhì),它對(duì)大氣層有極大的破壞作用,而制冷機(jī)以無毒、無害的水或 溴化鋰為介質(zhì),它對(duì)保護(hù)環(huán)境十分有利;
  ◆ 太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)可以將夏季制冷、冬季采暖和其它季節(jié)提供熱水結(jié)合起來,顯著地提高了太陽(yáng)能系統(tǒng)的利用率和經(jīng)濟(jì)性。

 一、太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)的發(fā)展 

  70年代后期,世界各國(guó)對(duì)太陽(yáng)能利用的研究蓬勃發(fā)展,太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)也隨之出現(xiàn)。人們發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能空調(diào)的應(yīng)用比較合理:當(dāng)太陽(yáng)輻射越強(qiáng),天氣越熱的時(shí)候,太陽(yáng)能空調(diào)的負(fù)荷越大,制冷效果最好。因而太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)也引起了世界學(xué)者的廣泛注意。不少科研機(jī)構(gòu)、高等院校和企業(yè)紛紛投入人力和物力研制太陽(yáng)能制冷(空調(diào)〕機(jī),其中多數(shù)是小型的吸收式制冷試驗(yàn)樣機(jī)。 

  在國(guó)外,佛羅里達(dá)大學(xué)的法伯教授就著手于這方面的研究,并投入了實(shí)際運(yùn)行,他采用氨吸收式制冷機(jī),冷卻水為21℃的井水,據(jù)認(rèn)為制冷系數(shù)有0.45左右。日本也報(bào)道了他們研制的太陽(yáng)能供冷系統(tǒng),該系統(tǒng)由面積32.2平方米的平板集熱器,7kW的溴化鋰制冷機(jī)和2.5立方米的儲(chǔ)熱水罐組成。數(shù)據(jù)表明,該系統(tǒng)可提供冬天供熱所需的全部能量和夏天典型日內(nèi)為驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)所需的能量的70%。沙特阿拉伯建設(shè)了平板集熱器的太陽(yáng)能空調(diào),采用溴化鋰制冷機(jī)進(jìn)行制冷,并公開了其性能。 

  在國(guó)內(nèi),天津大學(xué)1975年研制的連續(xù)式氨一水吸收式太陽(yáng)能制冰機(jī),日產(chǎn)冰量可達(dá)5.4kg。北京師范學(xué)院(現(xiàn)首都師范學(xué)院等)1977年研制成功1.5m2平板型間歇式太陽(yáng)能制冰機(jī),每天可制冰6.8-8kg;1979年又研制出8m2平板型自動(dòng)跟蹤連續(xù)式太陽(yáng)能冷藏柜。華中工學(xué)院(現(xiàn)華中理工大學(xué))研制了采光面積為1.5m2,冰箱容積為70升,以氨一水為工質(zhì)對(duì)的小型太陽(yáng)能制冷裝置,可維持冰箱0℃10小時(shí)左右。香港大學(xué)完成了太陽(yáng)能吸收式空調(diào)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和在香港氣候條件下的性能數(shù)據(jù)。另外,上海交通大學(xué)制冷與低溫工程研究所在太陽(yáng)能制冷方面作了大量的工作,并且提出了一種太陽(yáng)能供熱與制冷聯(lián)合循環(huán)的復(fù)合機(jī)裝置。1987年,中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所與香港理工學(xué)院合作在深圳建成了一套科研與實(shí)用相結(jié)合的示范性太陽(yáng)能空調(diào)與熱水綜合系統(tǒng),集熱面積共120m2,制冷能力14kw,1998年1月,中科院廣州能源研究所研制成功了實(shí)用型太陽(yáng)能空調(diào)熱水系統(tǒng),在廣州江門市投入運(yùn)行。其中,制冷用熱水溫度65℃-75℃,生活勢(shì)水溫度55℃-60℃,采用500平方米高效率平板集熱器,一臺(tái)100kW兩級(jí)吸收式制冷機(jī)可滿足超過600平方米的空調(diào)負(fù)荷 

  隨著太陽(yáng)能制冷空調(diào)關(guān)鍵技術(shù)的成熟,特別在太陽(yáng)能集熱器和制冷機(jī)方面取得了迅猛發(fā)展,太陽(yáng)能空調(diào)也得到了快速發(fā)展。九十年代真空管集熱器和溴化鋰吸收式制冷機(jī)大量地進(jìn)入了市場(chǎng)。真空管集熱器的熱水溫度夏季都在85℃以上,完全能夠滿足太陽(yáng)能空調(diào)的需要。中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所研制的低溫?zé)崴蛢杉?jí)吸收式制冷機(jī),熱源溫度只需60℃以上,特別適合于在太陽(yáng)能空調(diào)中使用。國(guó)內(nèi)不少?gòu)S家也開始生產(chǎn)太陽(yáng)能空調(diào),例如上海中天生產(chǎn)小型太陽(yáng)能空調(diào),廣州能源、煙臺(tái)福山等生產(chǎn)大型太陽(yáng)能空調(diào)都具有比較成熟的經(jīng)驗(yàn)。 

   二、當(dāng)前太陽(yáng)能空調(diào)的技術(shù)特點(diǎn) 

    現(xiàn)在太陽(yáng)能空調(diào)的實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種,一是先實(shí)現(xiàn)光-電轉(zhuǎn)換,再用電力驅(qū)動(dòng)常規(guī)壓縮式制冷機(jī)進(jìn)行制冷;這種實(shí)現(xiàn)方式原理簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn),但成本高。象青島海爾就生產(chǎn)過這種太陽(yáng)能冰箱和空調(diào)。二是利用太陽(yáng)的熱能驅(qū)動(dòng)進(jìn)行制冷,這種制冷方式技術(shù)要求高,但成本低、無噪音、無污染?,F(xiàn)采用的主要是這種方式。這種方式的太陽(yáng)能空調(diào)一般又可分為吸收式和吸附式兩種。 

  吸收式制冷技術(shù)是利用吸收劑的吸收和蒸發(fā)特性進(jìn)行制冷的技術(shù),根據(jù)吸收劑的不同,分為氨-水吸收式制冷和溴化鋰-水吸收式制冷兩種。它以太陽(yáng)能集熱器收集太陽(yáng)能產(chǎn)生熱水或熱空氣,再用太陽(yáng)能熱水或熱空氣代替鍋爐熱水輸入制冷機(jī)中制冷。由于造價(jià)、工藝、效率等方面的原因,這種制冷機(jī)不宜做得太小。所以,采用這種技術(shù)的太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)一般適用于中央空調(diào),系統(tǒng)需要有一定的規(guī)模。 
吸附式制冷技術(shù)是利用固體吸附劑對(duì)制冷劑的吸附作用來制冷,常用的有分子篩-水、活性炭-甲醇吸附式制冷。 

   三、太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景 

    當(dāng)前,大部分使用的空調(diào)技術(shù)是一種以電能為動(dòng)力,把室內(nèi)熱量加以吸收排除到室外的循環(huán)系統(tǒng)。耗能的嚴(yán)重問題,在世界能源日益緊張的今天,采用更為節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)是人類的共同需要。太陽(yáng)能空調(diào)解決了這個(gè)問題,它基本不用電能,運(yùn)行費(fèi)用低(可無運(yùn)行費(fèi)用),無運(yùn)動(dòng)部件,壽命長(zhǎng),無噪聲。而且利用太陽(yáng)能作為能源的空調(diào)系統(tǒng),它的誘人之處還在于越是太陽(yáng)能輻射強(qiáng)烈的時(shí)候,環(huán)境氣溫越高,人們的生活越需要空調(diào),此時(shí),太陽(yáng)能空調(diào)的制冷能力就越強(qiáng)。這是人和自然和諧的理想境界。使用太陽(yáng)能空調(diào)的結(jié)果,既創(chuàng)造了室內(nèi)宜人的溫度,又能降低大氣的環(huán)境溫度,還減弱了城市中的熱島效應(yīng)。更為可取的是,它既節(jié)約了能源,還不使用破壞大氣層的氟里昂等有害物質(zhì),是名副其實(shí)的綠色空調(diào)。 在節(jié)能和環(huán)境方面有很大的發(fā)展?jié)摿Α?

    就我國(guó)的空調(diào)行業(yè)而言,空調(diào)器的市場(chǎng)正處于發(fā)展和完善階段,目前,大中城市家庭的空調(diào)器普及僅在20%以下,市場(chǎng)潛力十分巨大。隨著人們生活水平的大幅提高,空調(diào)器已逐漸成為家庭必備的家用電器,阻礙空調(diào)進(jìn)入家庭的主要矛盾是耗能和價(jià)格因素。從太陽(yáng)能空調(diào)的特性和技術(shù)特點(diǎn)來看,太陽(yáng)能空調(diào)最適合于上述矛盾的解決和應(yīng)用,當(dāng)前空調(diào)行業(yè)的需求也給太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用帶來了難得的機(jī)遇。太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)一定有廣闊的應(yīng)用前景。 

  四、存在的問題及可能的解決辦法 

  (1) 因受太陽(yáng)能集熱器的影響,太陽(yáng)能空調(diào)普遍存在著效率低、價(jià)格高的問題。但是太陽(yáng)能空調(diào)是建立在太陽(yáng)能熱水應(yīng)用基礎(chǔ)上的,太陽(yáng)能空調(diào)中的太陽(yáng)能集熱器可以與太陽(yáng)能熱水器相通用,隨著太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展,太陽(yáng)能集熱器的效率也會(huì)提高;對(duì)于原來有太陽(yáng)能熱水器的用戶可以改造,先制冷再用余熱洗澡,使其有更好的經(jīng)濟(jì)性。 

  (2)從集熱器、制冷機(jī)等相應(yīng)的成本分配來看,集熱溫度、冷水溫度及冷卻水溫度應(yīng)各為多少,才能建立一個(gè)最為經(jīng)濟(jì)合理的太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng),也是尚待解決的課題。不過我想,只要有了合適的集熱器和制冷機(jī),建立經(jīng)濟(jì)合理的太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng),只是時(shí)間問題。 

    (3)由于太陽(yáng)能的收集存在著時(shí)效問題,蓄熱技術(shù)也必須得到很好地解決?,F(xiàn)存的蓄熱方法主要采用增加熱水容量,增強(qiáng)保溫效果,隨著蓄熱技術(shù)和蓄熱載體的研究開發(fā),太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的不可靠性和間斷性也會(huì)有所改善。 

    (4)對(duì)于居住相對(duì)集中的樓房來說,集熱器的安裝受到很大的限制。這主要是因?yàn)樘?yáng)能空調(diào)的安裝不普遍,樓房的設(shè)計(jì)沒有考慮到太陽(yáng)能空調(diào),就象八十年代的太陽(yáng)能熱水器,安裝很復(fù)雜,而現(xiàn)在樓房設(shè)計(jì)者想到了,太陽(yáng)能熱水器抬上就是。 

    (5)沒有太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件、控制芯片、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的配套設(shè)備和零部件。這是科技與市場(chǎng)結(jié)合的問題,需要太陽(yáng)能空調(diào)形成一定的規(guī)模,占領(lǐng)一定的市場(chǎng),還需要一定的時(shí)間和政府、科技部門的支持。 

   經(jīng)過幾十年的發(fā)展,太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)已經(jīng)開始邁入實(shí)用化階段,并逐漸走入了市場(chǎng);科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)能源與環(huán)境也提出了更高的要求,相信在政府和社會(huì)的大力支持下,緊緊依托太陽(yáng)能熱水器這個(gè)成熟的大市場(chǎng),太陽(yáng)能空調(diào)一定會(huì)有很大的發(fā)展。
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