陶瓷板太阳能综合热利用可行性研究

1、1陶瓷太阳能溴化锂吸收式空调陶瓷太阳能溴化锂吸收式空调可行性研究可行性研究编制单位：编制单位： 常州恒捷恒源科技有限公司常州恒捷恒源科技有限公司 日日 期：期：2016.5.182016.5.182摘 要陶瓷太阳能板是以普通陶瓷为基体，立体网状钒钛黑瓷为表面层的中空薄壁扁盒式太阳能集热体。陶瓷太阳能板具有生产成本低、制造能耗少、使用寿命长、聚热效率高、强度好等诸多优点。热利用方面，陶瓷太阳能目前应用在建筑采暖、生活热水制取，展现了较强技术和成本优势。本论文主要对陶瓷板太阳能的特性，结合建筑用能需求，探究其综合热利用途径。关键词：关键词：陶瓷板太阳能板；热利用途径；低温余热制冷；综合能效比；蓄能

2、；区域能源站。3目 录第一章第一章 太阳能集热器概述太阳能集热器概述.11. 太阳能集热器简介.12. 太阳能集热器综合比较.3第二章第二章 陶瓷太阳能制冷应用研究陶瓷太阳能制冷应用研究.51. 陶瓷太阳能简述.51.1 陶瓷板太阳能的特点.5(1) 制造陶瓷太阳能板的材料成本低、能耗少、寿命长.51.2 陶瓷板太阳能的用途.51.3 陶瓷板太阳能的应用效果.72. 热水型溴化锂吸收式空调技术.92.1 热水型溴化锂吸收式空调简介.92.2 热水型溴化锂吸收式制冷机能效.103. 陶瓷光热型溴化锂吸收式空调技术.123.1 陶瓷光热型溴化锂吸收式空调系统应用.123.2 陶瓷光热型溴化锂吸收式

3、空调系统关键问题.154. 陶瓷光热型溴化锂吸收式空调经济性分析.164.1 系统设计.164.2 初投资估算.174.3 运行能源成本概算.18第三章第三章 问题及结论问题及结论.191. 应用过程中将遇到的主要问题.192. 结论.201陶瓷板太阳能溴化锂吸收式空调可行性研究第一章第一章 太阳能集热器概述太阳能集热器概述1.1. 太阳能集热器太阳能集热器简介简介太阳能集热器的定义是指吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热介质的装置。无论是太阳能热水器、太阳灶、主动式太阳房、太阳能温室、太阳能工业加热、太阳能热发电等都离不开太阳能集热器，太阳能集热器是组成各种太阳能热利用系统的关键部件。太阳能

4、集热器的分类如下：1) 按集热器的传热工质类型分：液体集热器、空气集热器2) 按进入采光口的太阳辐射是否改变方向分：聚光型集热器、非聚光型集热器3) 按集热器是否跟踪太阳分为：跟踪集热器、非跟踪集热器4) 按集热器内是否有真空空间分为：平板型集热器、真空管集热器5) 按集热器的工作温度范围分为：低温集热器、中温集热器、高温集热器6) 按集热板使用材料分别为：纯铜集热板、铜铝复合集热板、纯铝集热板平板型太阳能集热器平板型太阳能集热器用平板型太阳能集热器组成的热水器即平板太阳能热水器。平板型太阳能集热器主要有吸热板、透明盖板、隔热层和外壳等几部分组成。平板型太阳集热器是太阳集热器中一种最基本的类型

5、，其结构简单、运行可靠、成本适宜，还具有承压能力强吸热面积大等特点，是太阳能与建筑结合最佳选择的集热器类型之一（如图 1-1）。平板型太阳能集热器的工作原理是：太阳辐射穿过透明盖板后，投射在吸热板上，被吸热板吸收并转化成热能，然后传递给吸热板内的传热工质，使传热工质的温度升高，作为集热器的有用能量输出；与此同时，温度升高后的吸热板不可避免的要通传导、对流和辐射等方式向四周散热，成为集热器的热量损失。2图 1-1 平板型集热器真空管太阳能集热器真空管太阳能集热器用真空管集热器部件组成的热水器即为真空管热水器。真空管集热器就是将吸热体与透明盖层之间的空间抽成真空的太阳能集热器。热管式真空管是金属吸

6、热体真空管的一种，它由热管、吸热体、玻璃管和金属端盖等主要部件组成。真空管按吸热体材料种类，可分为两类：一类是玻璃吸热体真空管（或称为全玻璃真空管）；一类是金属吸热体真空管（或称为玻璃金属真空管）（如图 1-2）。图 1-2 真空管太阳能集热器陶瓷太阳能集热器陶瓷太阳能集热器用陶瓷太阳能集热器组成的热水器即陶瓷太阳能热水器。陶瓷太阳能集热器主要有陶瓷太阳能板、透明盖板、保温层和外壳等几部分组成（如图 1-3）。3图 1-3 陶瓷板太阳能集热器陶瓷太阳能板是以普通陶瓷为基体，立体网状钒钛黑瓷为表面层的中空薄壁扁盒式太阳能集热体。其整体为瓷质材料，不透水、不渗水、强度高、刚性好，不腐蚀、不老化、不

7、退色，无毒、无害、无放射性，阳光吸收率不会衰减，具有长期较高的光热转换效率。陶瓷板太阳能集热器的工作原理：太阳辐射穿过透明盖板后，投射在陶瓷太阳能板上，被陶瓷太阳能板吸收并转化成热能，然后传递给吸热板内的传热工质，使传热工质的温度升高，作为集热器的有用能量输出。2.2. 太阳能集热器综合比较太阳能集热器综合比较序序号号太阳能集热器对比太阳能集热器对比真空管型真空管型金属平板型金属平板型陶瓷中空平板型陶瓷中空平板型注注1集热体主要原料石英、硼矿铜矿、铝土矿瓷泥、提钒尾渣储量、运距等差别大2集热体主要材料硼硅玻璃铜、铝无白度要求的普通陶瓷熔制冶炼烧结差别大3集热体主要结构双层中空盲管铜管焊接、铜铝

8、翅板、平板状陶瓷中空平板结构与材料工艺相关4集热体强度低、易碎、无保护高、弹性、受保护中、刚性、受保护指产品不是材料5运行原理外层玻璃透过阳光，阻挡热辐射，单管、盲管循环外层玻璃透过阳光，阻挡热辐射，上下管循环外层玻璃透过阳光，阻挡热辐射，上下管循环均为温室效应，不同结构形成不同运行方式6集热体热传导材料导热差、导热距离短材料导热好、导热距离远材料导热差、导热距离短由材料、结构主导7占用单位面积阳光利用率中午约 50%中午80%中午80%结构决定真空管黑色面，之间空隙大8热水可利用率7580%100%100%盲管中水不能放出49集热体自保温效果好差差平板无真空保温10制造能耗中高低烧结熔炼本质

9、不同11制造成本中高低陶瓷无加工过程12寿命1015 年1525 年主要部件50 年陶瓷、水泥无寿命期限，结构似天然矿物13涂层涂层易老化涂层易老化黑瓷层不老化陶瓷性能稳定14腐蚀金属支架、外壳易腐蚀通道焊接处、金属支架、外壳易腐蚀无机材料不腐蚀无机材料不氧化、使用环境基本无化学反应15减容堵塞盲管中水垢、杂质易造成沉淀、减容、堵塞铜管贵、通道细、通道曲折、通道容易变窄通道宽、直通道、循环阻力小、水垢影响小循环最低处设絮状水碱、悬浮物沉淀罐16外力损坏无保护、易损坏可用钢化玻璃保护可用钢化玻璃保护钢化玻璃强度高17效率3050%3050%3050%初期综合对比相近18新集热体效率高中中以单位黑

10、色面积对比19系统效率初期三者效率相当初期三者效率相当初期三者效率相当初期效率三者相近20效率衰减因涂层老化、真空度下降、盲管中沉淀物，长期使用效率下降因涂层老化，水道细、水垢有影响、长期使用效率下降黑瓷层不老化、通道宽、水垢影响小，效率不易下降受材料、结构、制造工艺影响，玻璃、金属难耐成瓷温度21介质双循环能量转换影响效率、提高成本，不得已而采用能量转换影响效率、提高成本，不得已而采用集热体中热水可放出使用，可不采用双循环热管原理、低沸点相变物质、防冻液体22单位采光面产热量初期高，后期减少初期高，后期减少初期高，产热量始终相对稳定前两者会老化、衰减使产热量减少23与建筑一体化因结构、寿命、

11、造价原因，难与建筑一体化结构可与建筑一体化，造价、寿命难与建筑协调结构、寿命、造价，均适合与建筑一体化普通建筑的造价有一定承受限度24与原房顶共用保温层不能与原房顶共用保温层可以与原房顶共用保温层可以与原房顶共用保温层原房顶和平板集热器都有保温层可共用25与原房顶共用防水层不能与原房顶共用防水层可以与原房顶共用防水层可以与原房顶共用防水层钢化玻璃板可代替原房顶防水层26是否与建筑同寿命寿命短，不能同寿命寿命不够长，不能同寿命可以与建筑同寿命陶瓷、水泥寿命长27造价中高低28集热体造价中高低铜铝玻璃陶瓷的差别29系统造价中高低无机材料储水箱30大规模应用（荒漠热水发电、荒漠风道发电）A 值小、造

12、价高、寿命短、能量得不偿失、不经济A 值小、造价高、寿命不够长、能量得不偿失、不经济A 值大、造价低、寿命长、能量得多失少，值得试验，应该可行A 值=装置寿命期间得到太阳能量/ 制造使用消耗常规能量5第二章第二章 陶瓷太阳能制冷应用研究陶瓷太阳能制冷应用研究1.1. 陶瓷太阳能简述陶瓷太阳能简述1.11.1 陶瓷板太阳能的特点陶瓷板太阳能的特点(1) 制造陶瓷太阳能板的材料成本低、能耗少、寿命长陶瓷太阳能板是以普通陶瓷为基体，立体网状钒钛黑瓷为表面层的中空薄壁扁盒式太阳能集热体，经 1200一次烧成，阳光吸收比不会衰减，是功能型建筑材料，可以实现与建筑一体化，与建筑同寿命。生产成本低：陶瓷板是

13、以工业废弃物制造的钒钛黑瓷，普通陶瓷制品如一吨低装饰要求的陶瓷墙地砖每平方米出厂价十几元，折合每吨数百元。制造能耗少：陶瓷太阳能板在辊道窑中 1200高温段的时间约 5 分钟。玻璃的熔制或金属材料的冶炼，通常温度 15001700，历时数小时，温度每提高 100，能耗增加 1 倍，同时设备和耐火材料的价格、消耗也成倍提高，电解的能耗更远大于冶炼。所以，普通陶瓷烧结与玻璃的熔制或金属材料的冶炼、电解有本质区别，能耗与成本均相差几倍至几十倍。 使用寿命长：陶瓷原料是花岗岩风化后的微粒，人类将其重新成型、烧结成为比花岗岩更加致密、强度更高的瓷器，瓷器诞生 1000 多年，人类尚不知道瓷器的寿命。 (

14、2) 陶瓷太阳能板采用中空扁盒平板结构太阳能是面能源、效率高6 太阳能是面能源，太阳能利用就是用最便宜、最大面积的收集器将面能源转化为能量流，直通式扁盒结构是太阳能集热体中阳光与介质距离最近、接触面最大、直接加热、效率最高的结构形式。1.21.2 陶瓷板太阳能的用途陶瓷板太阳能的用途(1) 陶瓷太阳能板在建筑上的应用提供热水、取暖、空调在普通平房顶上可以采用陶瓷太阳能板以传统方法建造陶瓷太阳能热水系统。也可以在平房顶上采用钢结构建造陶瓷太阳能房顶提供热水；在新建建筑上，采用锚桩结构陶瓷太阳能斜房顶与原房顶共用结构层、保温层、防水层；太阳能房顶结6构简单、施工快速高效、造价低廉；提供热水、取暖、

15、空调，使用、维护方便。 我国有一部分人口都有独立住宅农居、城乡结合部单户住宅、别墅等，这些房屋一般没有集中供暖系统，随着经济发展、生活水平的提高，我国长江流域及其以北部分希望建立取暖系统，全面积陶瓷太阳能斜房顶可以为独立住宅提供充分的生活热水和最低限度取暖用能的大部分能量；今后当空调工业可以提供量产的小型家用吸收式空调机时，夏天陶瓷太阳能房顶提供的热水可以开动吸收式空调机，为家庭供应冷风。厂房、仓库普遍是单层和低层建筑，房顶面积比较大，可以为工业生产提供热水、为办公楼提供热水、取暖、空调。为宾馆、酒店、学校、医院、浴池、游泳馆等提供热水。 (2) 海水、苦咸水淡化试验已经证明在我国东部地区，夏

16、日晴天每平方米陶瓷太阳能板集热系统可将1735 公斤自来水加热到 100110；在国内外干旱、炎热的荒漠、沙漠、戈壁地区，陶瓷太阳能板集热系统可将更多的水加热到更高的温度。黑瓷复合陶瓷太阳板由普通陶瓷基体和黑瓷表面层组成，不腐蚀、不老化、不退色，强度大、刚性好、阳光吸收率高、使用寿命长，在阳光充沛地区，使海水或苦咸水在黑瓷复合陶瓷太阳能板集热系统中加热到 80120，使加热的海水或苦咸水及其蒸气进入到抽真空的扩容器中，产生扩容蒸气，然后将汽和水分离、排水、输汽进入汽轮发电机中做功发电，做功后的蒸气从汽轮机排入换热器，加热新抽取的海水或苦咸水，同时蒸气逐步降温、冷却、凝结为液态淡水，被加热的海水

17、或苦咸水进入陶瓷太阳能板集热系统中继续加热到 80120。重复上述过程，得到更多的电力、淡水和高浓度的海水或苦咸水，高浓度的海水或苦咸水也称作卤水是盐化工的主要原料。传统海水或苦咸水淡化设备的主要问题是需要消耗大量能源，使用成本高。黑瓷复合陶瓷太阳能集热系统用于海水或苦咸水发电同时淡化的方法与传统发电和淡化海水或苦咸水的方法相比，设备性价比高、寿命长，使用成本低。 (3) 陶瓷太阳能风道“陶瓷太阳能风道”是将陶瓷太阳能板和风道沿山坡和山峰安装构成，用流动的气流带动空气涡轮机发电。将陶瓷太阳能板集热器分组安装在向阳山坡和山坡下的坡地上，上下左右分组，每组分若干纵列，陶瓷太阳能板集热器纵列中的集热

18、器上下首尾相通，下口与进风管相通，上口与热风支道相通，进风管与热风支道均与水平面成一定倾角，气流方向由下向上，进风管下口敞开，上口封闭，热风支道下7口封闭，上口与总风道相通，空气从进风管下口进入在集热器中被阳光加热向上经热风支道进入总风道，从总风道上口排出，在进风管进口处和总风道出口处安装空气涡轮机，空气在压力差下形成气流，推动涡轮带动发电机发电。 (4) 陶瓷太阳能集热场热水发电装置“陶瓷太阳能集热场热水发电装置” ，是在向阳山坡上或相对平坦的荒滩、荒地、沙漠建造陶瓷太阳能集热场热水发电装置，将相对平坦的地面修整为南北纵断面为锯齿形的向阳坡面，用大型开沟机顺东西方向挖沟，形成沟的向阳坡面，将

19、挖出的土、石、沙堆积在沟的向阳坡面一侧的地面上，堆成堆积物坡面，沟的坡面和堆积物的坡面共同构成陶瓷太阳能集热场的向阳坡面，在挖相邻的沟时，沟的背阳坡面离开前一条沟的堆积物一段距离，中间形成一条水平通道，将坡顶、坡面、沟底整平、夯实、加固，沿坡顶敷设上水管即出水管，沿沟底敷设下水管即进水管，在上、下水管之间安装陶瓷太阳能板集热器纵列，纵列上口与上水管连通，下口与下水管连通，阳光加热陶瓷太阳能板中的水，热水沿出水管进入热水罐，热水罐中的热水进入发电装置将热能转化为动能做功发电后进入冷水罐，冷水罐中温度较低的水进入陶瓷太阳能板集热器纵列中再次被太阳能加热。利用陶瓷太阳能板吸收的太阳能加热的热水作为发

20、电的能源，使太阳能成为可大规模利用的可替代能源。(5) 陶瓷太阳能板可以解决能源、气候、荒漠化、淡水、耕地问题常规能源逐步减少、二氧化碳过度排放、淡水不足、耕地沙化是全球性问题，撒哈拉沙漠、澳洲沙漠、美洲沙漠、印度沙漠都濒临大海，只要解决使用成本问题，这些地区都可以实现大规模太阳能发电、减排二氧化碳、淡化海水、变沙漠为耕地。在塔克拉玛干沙漠地区大规模铺设陶瓷太阳能集热系统，可以年发电上万亿度，淡化苦咸水上千亿立方米，把数亿亩沙漠变为良田。我国可以年产黑瓷复合陶瓷太阳能板数十亿、上百亿平方米，是第二名产量的 12 倍以上；理论上说 1000 亿平方米即十万平方公里太阳能等于人类消耗能源的总和，陶

21、瓷太阳能板用于海水或苦咸水发电同时淡化的方法可以为能源、气候、环境、阻止荒漠化、民生、就业、扩大内需、增加淡水资源、扩大可耕地等作出重要贡献3。1.31.3 陶瓷板太阳能的应用效果陶瓷板太阳能的应用效果经国家太阳能热水器质量监督检验中心检测，全球第一座混凝土结构陶瓷太阳能房顶日得热量 8.6MJ,高于国家标准规定的 7.0MJ；陶瓷太阳能房顶与原房顶共用8结构层、保温层、防水层，与建筑一体化、与建筑同寿命、结构简单、造价低廉，隔热、保温效果好于普通房顶，降低了太阳能的使用成本。研究认为：陶瓷太阳能板可以用于建造太阳能房顶，为多层和高层住宅提供充足的低成本生活热水；为别墅、单户住宅、农居等独立住

22、宅提供生活热水和冬季取暖用热水；为非住宅建筑提供热水、部分冬季取暖热水和夏季开动吸收式空调用的热水。陶瓷太阳能房顶夏天水温可达 100，冬天水温可达 70，连续晴天采取累进加热提高温度存储热水；用于生活热水，大容量储能水箱可保温 610 天；用于取暖，可保温 58 天，可以渡过 510 天阴、雨、雪天，最大限度利用太阳能，减少甚至取消辅助能源。无论春夏秋冬，当每天水温达到最高点时（一般是下午 23 点钟）将陶瓷太阳能板中的热水放入保温水箱，以免阳光减弱，水温下降，损失热能；此后可使温度较低的水进入陶瓷太阳能板进行加热，并在阳光失去加热作用以前，将陶瓷太阳能板中的热水放入保温水箱，以充分利用太阳

23、能，这些过程可以定温、定时自动进行。陶瓷太阳能板的成本、寿命、结构、产量适合普通建筑物的造价、寿命、结构、需求量，可以在普通、普遍的建筑上真正实现太阳能热水系统与建筑一体化，可能实现以比常规能源更低的成本使用太阳能。 我国人口相对稠密地区晴天约占 1/3，随机分布，应该采用大容量储能水箱，晴天累进加热以储备热水。冬季阳光减弱，多、高层住宅需要更多的采光面积，独立住宅需要取暖，应该充分利用房顶的采光面积，所以住宅房顶应该采用全面积太阳能房顶，并且在建造时或改造中一次完成，更为经济；成本低、寿命长、效率高的陶瓷太阳能板和结构简单的陶瓷太阳能房顶为此提供了必要条件2。 被上海世博会选中，应用于世博村

24、管理中心房顶的陶瓷太阳能板是由山东省科学院材料所下属天虹弧板有限公司研发、华泰集团生产的，该产品是由山东省科学院材料所曹树梁研究员主持研制6。 2009 年，福建华泰集团建立了世界第一条陶瓷太阳能板工业化试生产线，2010年 3 月又建立第一条产业化生产线，该项目总投资 2.5 亿元，投产后可实现年产陶瓷太阳能板 600 万平方米，新增产值 10 亿元，新项目进入大规模产业化生产阶段6。2010 年 9 月，总投资 2 亿美元的万利太阳能科技项目落户福建省漳州市南靖高新区，准备开发陶瓷太阳能。生产基地占地 1100 余亩，拟在 20102012 年完成固9定资产投资 10 亿元，项目完成后将建

25、成 12 条生产线，主要生产黑瓷太阳能板等陶瓷产品，年产值达 20 亿元以上，年创税超 1.5 亿元6。2. 热水型溴化锂吸收式空调技术热水型溴化锂吸收式空调技术2.12.1 热水型溴化锂吸收式空调简介热水型溴化锂吸收式空调简介 溴化锂吸收式空调目前主要指批量化生产的溴化锂冷水机组，有单效、双效、三效的分别。热水型溴化锂吸收式冷水机组是一款以热水作为热源的冷水机组，一般根据设计负荷、热水流量、热水温度以及安装场地条件等综合因素确定机组型号及参数。机组由发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器和热交换器各一个以及相应的屏蔽泵、真空泵等主要部件组成。其中溶液将吸收器里的稀溶液经热交换器送到发生器里去，由热水

26、将它加热浓缩成浓溶液，同时产生冷剂蒸汽冷剂蒸汽在冷凝器中冷凝成冷剂水，其潜热由冷却水带至机外冷剂水进入蒸发器后，由冷剂泵经喷嘴喷淋。在高真空下冷剂水吸收蒸发器管内冷水的热量，低温沸腾再次形成冷剂蒸汽，与此同时制取低温冷水（本机提供的冷源） 。浓缩后的浓溶液经热交换器后直接进入吸收器，经布液器淋激于吸收器换热管上。浓溶液一方面吸收蒸发器所产生的冷剂蒸汽后，本身变成稀溶液，另一方面将吸收冷剂蒸汽时释放出来的吸收热量转移至冷却水中。制冷循环是溴化锂溶液在机内稀变浓再由浓变稀和冷剂水由液态变气态再由气态变液态的循环，两个循环同时进行，周而复始，热交换器是高、低温溶液间相互以 LG 热水型溴化锂吸收式制

27、冷机为例：制制冷冷量量：91KW5293KW能能源源：80 130 的热水适适用用于于: :宾馆、酒店、公寓、医院、影剧场、体育馆、写字楼、办公大楼等场所；以及纺织、医药、烟草、冶金、机械制造、仪器仪表、石油、化工、焦化等行业10进行热量交换的设备，有利于提高机组的热效率。2.22.2 热水型溴化锂吸收式制冷机能效热水型溴化锂吸收式制冷机能效溴化锂机组空调系统的能效比，即 COP 值，是指机组制取的冷量与热源耗热量及消耗电功率之和的比值。溴化锂空调有单效、双效、三效的分别，一般单效在 0.8以下，双效 1.11.3，三效 1.8 以上，以市场占有率较高的江苏双良为例，约为 1.1至 1.2，如

28、直燃（天然气）双效 H 型溴化锂冷水机组。影响溴化锂制冷机因素：冷却水、铜管结垢、真空度等。根据国家标准 GB 29540-2013 溴化锂吸收式冷水机组能效限定值及能效等级，对蒸汽型和直燃型溴化锂冷水机组的能耗有明确的规定，但对热水型溴化锂冷水机组没有限定。11能效限定值为表 1 和表 2 中能效等级的 3 级，节能评价值为表 1 和表 2 中能效等级的 2 级。目前市场上的热水型溴化锂冷水机组最低进水温度要求和机组容量各有不同，例如：“LG”热水型溴化锂空调标准：制冷量：91KW5293KW，能源：80 130 的热水；“双良”热水型溴化锂空调标准：普通型热水温度范围 90130，二级型热

29、水温度范围70；“荏原”热水型溴化锂空调标准：热水温度范围70。由于 7090常压热水属于低品位能源，热水型溴化锂冷水机组的能效比主要受到热水温度、冷冻水出水温度、冷却水温度、机组真空度、水质等因素制约。123. 陶瓷光热型溴化锂吸收式空调技术陶瓷光热型溴化锂吸收式空调技术3.13.1 陶瓷光热型溴化锂吸收式空调系统应用陶瓷光热型溴化锂吸收式空调系统应用13太阳能吸收式制冷系统流程图太阳能吸收式制冷系统流程图1415如上图，为陶瓷太阳能光热溴化锂吸收式空调系统工艺流程图，除了主要设备：太阳能集热器、蓄热水罐、溴化锂冷水机组、冷却塔、空调末端外，系统还包含 4个水循环系统所需的水泵、管网、辅助设

30、备和相关配件。3.23.2 陶瓷光热型溴化锂吸收式空调系统关键问题陶瓷光热型溴化锂吸收式空调系统关键问题1 1、陶瓷太阳能高温高效集热技术、陶瓷太阳能高温高效集热技术与普通光热太阳能使用需求不同，热水型溴化锂机组需要的热水温度须在 70以上，为了保证效率，热水进水温度最好控制在 90以上，这就对太阳能集热系统的集热效率、保温措施、水质控制、泵耗提出了更高的要求。2 2、陶瓷太阳能蓄热问题、陶瓷太阳能蓄热问题由于集热是在中午和下午的主要日照时段完成的，而夏季空调的使用是全天候的，需要对全天所需的热水进行存储，并且通过可靠的保温措施减少热量流失。整个集热的过程中蓄热水罐内水温应保持规则的分层，保证

31、高温水在上层，低温水在下层，尽量减小斜温层；热利用过程中，从蓄热水罐上层取水，下层回水，使整个释热的过程中蓄热水罐内水温应保持规则的分层，尽量减小斜温层。蓄冷水罐的形式、数量、容积、保温措施、集热和释热控制逻辑都是陶瓷太阳能蓄热的关键问题。3 3、热水型溴化锂吸收式空调系统能效控制、热水型溴化锂吸收式空调系统能效控制（1）因陶瓷光热型溴化锂吸收式空调系统包含 4 个水循环系统，准确的负荷计算，合理的空调容量设计，科学的设备选型和系统设计是系统成功与否的基础；（2） 选用溴化锂吸收式冷水机组时，应尽量选择高效的主机，冷水的出水温度不宜低于 7 (出水温度太低，热效率降低，系统中容易出现结晶，影响

32、运行安全)；（3）因陶瓷光热型溴化锂吸收式空调系统包含 4 个水循环系统，系统损耗大，泵耗控制、管网损耗控制是至关重要的；（4）应严格控制热水、冷冻水、冷却水系统水质，应考虑结垢、腐蚀对设备和结构材料的影响并采取相应对策。（5）设计时应注意水系统的静压。静压高于 0.75MPa 时，宜采用二次换热方式，把系统的过高压力隔离。4 4、热水型溴化锂吸收式空调系统运行问题、热水型溴化锂吸收式空调系统运行问题16由于太阳能的不稳定性，集热系统和制冷系统在容量、使用时间上存在错位，需根据每个项目的特点，建立一套科学的运管系统来保障，同时，辅助冷源的的选择也是不可回避的问题。4. 陶瓷光热型溴化锂吸收式空

33、调经济性分析陶瓷光热型溴化锂吸收式空调经济性分析4.14.1 系统设计系统设计以以 2000020000住宅建筑为例，住宅建筑为例，空调负荷：若使用最好的建筑外保温和高效节能的末端供冷形式，单位建筑面积冷指标控制在 40W/以内，整个空调系统的总冷负荷约为 800KW；沙特地区日照充足，太阳能保证率按照 100%设计，不考虑夏季连续阴天情况（实际应用时考虑备用冷源） ；主机选型主机选型：选择一套 800KW 的热水型溴化锂吸收式冷水机组；水泵选型水泵选型：机组平均能效比按照 0.6 计算，冷却水泵冷却水流量约为 420 m/h，冷却水泵功 45KW；供热循环泵考虑 20使用温差，热水供水量约为

34、 65 m/h，热水泵功7.5KW；冷冻水循环泵冷冻水流量约为 170 m/h，冷冻水泵功 18.5KW；集热水泵选型全天总热水用量 1560m（90-70） ，考虑到早晨和下午日照强度下降，日有效集热时间按照 6 小时计算，集热循环泵流量 260 m/h，集热循环泵功率 15KW；冷却塔选型冷却塔选型：闭式冷却塔考虑到尽量减少水损耗，保障循环水质，冷却塔冷却水流量约为 420 m/h，冷却塔功 15KW；陶瓷太阳能集热器选型陶瓷太阳能集热器选型：集热器集热能力按照 8MJ/计算，考虑到高温集热 25%的热损耗（包括集热器损耗、蓄热损耗以及管网损耗） ，集热器面积计算如下：M=21840（）7

35、5. 0108)7090(4200100015606蓄热水罐选型蓄热水罐选型：考虑到夜间使用以及阴天，蓄热水箱容积应至少一天 1 天的用热量，即171560m。考虑到蓄热水罐的斜温层问题，水罐有效容积无法完全使用，选用 3 只容积为 600m的碳钢保温开始水罐。系统综合能效比COP=4.44.47.54518.51515808004.24.2 初投资估算初投资估算序号序号名名 称称设备型号设备型号单单位位数量数量单价单价( (万元万元) )小计小计( (万元万元) )备备 注注一、冷热源系统投资一、冷热源系统投资1单效热水型溴化锂吸收式热泵制冷量 800KW，热水进/出水温度 90/70台19

36、6962开式冷却塔420m/h台110.510.53集热水泵15KW台20.81.6一用一备4冷却水泵45KW台21.12.2一用一备5供热水泵7.5KW台20.51一用一备6冷冻水泵18.5KW台20.951.9一用一备7蓄热水罐600m3只3361088陶瓷太阳能集热器1080 KW218400.02436.8含配件9外管网及阀门含集热系统、供热系统、冷却水系统、冷冻水机房管网及阀门项1505010机房配电及自控系统机房配电及自控系统套1101011机房安装人工费项1353512合计：753二、空调末端投资二、空调末端投资13空调末端系统200000.014280总 计：10331033按

37、照上述系统配置，20000建筑面积采用陶瓷光热型溴化锂吸收式空调系统18总投资估算约为 1033 万元。4.34.3 运行能源成本概算运行能源成本概算夏季制冷按照 150 天计算，夏季空调系统总电耗计算如下：C=（80+15+15+18.5+45+7.5）24150=651600（KWh）电价按照 0.5 元/度计算夏季空调总电费约为 36.236.2 万元万元。此成本仅为系统运行的直接电耗成本，为考虑系统设备维护、人员工资、药剂损耗、系统耗水、系统日常维护等成本。虽然陶瓷光热溴化锂吸收式空调系统在综合能效比上略高，但是综合考虑上述运管成本，系统的总体情况是节电而不省钱。19第三章第三章 问题及结论问题及结论1. 应用过程中将遇到的主要问题应用过程中将遇到的主要问题经过对陶瓷光热溴化锂吸收式空调系统的初步设计及估算，系统在应用过程中可能遇到如下问题：1、集热器面积问题集热器面积问题：热水型溴化锂吸收式冷水机组目前主要应用在工业或者电力等有大量低品位废热并且有供冷需求的项目上，采用陶瓷太阳能集热需要很大的空间面积铺设集热器，本