太阳能空调研究与发展论文

1、太阳能空调研究与发展姓名：学号：学校：课程名称：指导教师：太阳能空调研究与发展摘 要：我国现代化过程中面临能源短缺的问题，因此，目前国家倡导节能减排提倡使用清洁优质高效能源，大力推广节能环保新技术，以适应能源日趋紧张的现金社会。关键词：太阳能；太阳能空调我国现代化过程中面临能源短缺的问题，因此，目前国家倡导节能减排提倡使用清洁优质高效能源，大力推广节能环保新技术。对于制冷与空调行业，应注重新技术的研发和应用，以及制冷空调技术与相关技术的融合与交叉，以适应二十一世纪的能源战略新需要。现今新技术主要有：1. 天然制冷剂的研究；2. 热声制冷技术；3. 水源热泵系统4. 天然气（燃气）吸收式制冷系统

2、5. 太阳能空调在此主要探讨关于太阳能空调的研究与发展。太阳能空调是以太阳能作为制冷能源的空调，利用太阳能制冷可以有两条途径，一是利用光伏技术产生电力，以电力推动常规的压缩式制冷机制冷；二是进行光热转换，用热作为能源制冷。前者系统比较简单，但以目前光电池的价格计算，其造价约为后者的34倍；后者除了供冷之外，还结合供热利用。因此国外的太阳能空调系统通常以第二种为主。l 发展太阳能空调应用的基础和意义11 太阳能利用的合理性一般的太阳能热利用项目，如采暖、热水等。在需求上其实与太阳能的提供并不完全一致；当天气越冷、人们越需要温暖的时候，太阳提供的能量往往不足。从这个角度来看太阳能空调的应用是最合理

3、的：当太阳辐射越强、天气越热的时候，我们需要空调的负荷也越大。这是太阳能空调应用最有利的客观因素。12 太阳能空调的市场基础太阳能热水器在国内市场迅猛发展，全国太阳能热水器的使用量已超过1000万 ，近年来每年增长超过2OO万m2。由此可见，太阳能热水器的使用量和需求量都非常大，市场前景非常好。另一方面。空调的需求也是一个巨大的市场。如果把供热与空调结合起来，将是一个更加理想的方案，这是太阳能空调实现推广应用的市场基础。l.3 太阳能空调的技术基础太阳能制冷空调的关键技术已经成熟：(1)在太阳能集热器方面，真空管集热器、平板集热器都已经在市场上推广应用；(2)在制冷机方面，溴化锂吸收式制冷机在

4、90年代大量地进入了市场。低温热水型两级吸收式溴化锂制冷机的热源温度只需60以上，特别适合于太阳能的利用；(3)在系统方面，已经积累了丰富的经验。因此，太阳能空调应用在技术上是可行的。1.4 太阳能空调的经济性太阳能热水器的经济性问题，市场已经作了很好的说明。太阳能空调建立在太阳能热水器应用的基础上，可充分利用夏天的太阳能。增加的投资是制冷机部分，而这部分的投资在常规空调方面也是需要的 因此，太阳能空调与太阳能热水器相结合，有更好的经济性。1.5 环境保护，可持赞赶艮的要求随着经济的发展和人们生活水平的提高，空调的需求量越来越大。在一般民用建筑中，空调的能耗占一半以上，给能源、电力和环境带来很

5、大的压力。电力的发展同时带来废气排放、温室效应和酸雨等环境问题，空调机的制冷剂(CFCs)还会对大气臭氧层造成破坏。太阳能空调用的是清洁的太阳能，制冷过程也没有污染的危险，系统本身是符合环境保护要求的。另一方面，节省了电力和燃料，也减轻了环境的压力，太阳能空调的应用完全符合可持续发展战略的要求。2 我国太阳能空调的发展与现状21 起步阶段(7O年代末至8O年代初)在我国，太阳能制冷及空调的研究可以追溯到7O年代后期，当时不少科研机构、高等院校和企业纷纷投人人力和物力研制太阳能制冷(空调)机，其中多数是小型的氨水吸收式制冷试验样机。例如：天津大学1975年研制的连续式氨水吸收式太阳能制冰机，日产

6、冰量可达54 。北京师范学院(现首都师范大学等)1977年研制成功15m2平板型间歇式太阳能制冰机，每天可制冰688kg；1979年又研制出8m2平板型自动跟踪连续式太阳能冷藏柜。华中工学院(现华中理工大学)研制了采光面积为15m2，冰箱容积为7OL，以氨水为工质对的小型太阳能制冷装置，可维持冰箱O10小时左右 这期间先后有加多个单位开展过工作，积累了宝贵的经验。22 坚持阶段(80年代中后期 90年代初)其后，由于当时还有许多技术难题未能解决，太阳能空调项目因一时难以看到成效而得不到支持，研究的队伍和规模大大缩小，仅存少数单位仍坚持基础性研究和机组试验。1987年，中国科学院广州能源研究所与

7、香港理工学院合作在深圳建成了一套科研与实用相结合的示范性太阳能空调与热水综合系统。集热面积120m2，制冷能力14kW，空调面积为80m2。采用了3种中温集热器，包括直通式真空管集热器、热管型真空管集热器和v形隔热膜平板型集热器 采用两台日本生产的单级溴化锂吸收式制冷机。为了适应太阳能的利用，又研制成功了热水型两级吸收式溴化锂制冷机。这种新型的制冷机有两个显著的特点，一是所要求的热源温度低，在65以上的范圈内能稳定地运行；二是热源的利用温差大，为1224qc(随热源温度而变)。2 3 实用阶段(“九五”计划期间)“九五”计划期间，国家科委(现科技部)把“太阳能空调”列为重点科技攻关项目，计划建

8、成示范性系统，以促进太阳能空调的推广应用。太阳能空调的技术水平也上升到一个新的高度。中科院广州能源所和北京太阳能研究所承担了该项任务，计划在南方和北方各建一座大型实用性太阳能空调系统。3 100kW太阳能空调系统31 应用对象太阳能空调系统应兼顾供热和供冷两个方面的应用例如综合办公楼、招待所、学校、医院、游泳池、水产养殖等，都是比较理想的应用对象。这些用户冬季(或全年)需要供热，如生活热水、采暖、游泳池水补热调温等，而夏季一般都需要空调。“九五”攻关项目100kW太阳能空调系统选定在广东省江门市一座新建的24层大楼上实施。该大楼是一座多功能的综合性大楼，除利用太阳能提供大楼所需的生活热水外，在

9、夏天以太阳能热水制冷，供其中一层空调。32 系统简介太阳能空调热水系统如图1所示。以平板型集热器收集太阳能产生热水，分别储存在制冷及生活热水水箱中。采用一台100kW 的两级吸收式制冷机，用太阳能热水输人制冷机制冷。采取中央空调供冷方式，制取的9左右的冷冻水送到用户的风机盘管，然后返回冷冻水箱。当天气不好、水温不足时，用一台燃油热水炉辅助升温，保证系统能全天候运行。生活热水则直接输送到用户。系统全自动采集数据和控制运行。 太阳能空调系统组成33 主要技术构成331 太阳能集热器为了保证平板型集热器能满足制冷空调的要求，又不失其简单价廉的特点，通过研究、试验，采取了一些简单而有效的技术改进措施。

10、其中最主要的是增加了一块能耐较高温度的透明隔热板，通过抑制空气自然对流从而减少表面的热损失。试验及使用的结果证明，透明隔热板起了关键性作用。该集热器在太阳辐射较强的时候，能持续提供制冷用热水；在太阳辐射较弱时，也可以产生足够的生活用热水。332 制冷机制冷机是采用一种两级吸收式溴化锂制冷机。它的特点是驱动热源温度低，只薷65-75，在60 的情况下，仍能以较高的制冷能力稳定地运行；另一个特点是热水的利用温差大，达1224(随热源温度而变)。市场上单级吸收式溴化锂制冷机热源温度一般要求88 以上，热水利用温差只有68。333 自控系统自动控制系统采用先进的可编程控制器(vtc)及工业控制微机控制

11、和管理。34 主要技术参数和指标太阳能集热系统：太阳能集热器 高效的平板式集热器(带透明隔热板)集热面积： 500日供生活热水： 30m3热水温度 5560qc(锆生活用)6575(供制冷机用)制冷系统制冷机 两级吸收式斑化锂悄冷机制冷能力 100kW热源温度 75(设计】冷冻水温度 9供空调房面积 600辅助燃油系统 燃油热水炉自动控制系统 可编程控制器及工业控制微机35 系统运行情况太阳能空调系统于1998年6月正式投入使用，系统完全达到设计目标和要求，结果如下：(1)太阳能集热系统的效率很高。由于透明隔热板的作用，平板型集热器可把制冷热源水箱的水加热到995(不制冷的情况下，5月份)，完

12、全能满足制冷机对热源水温的要求。(2)制冷机的各项指标均达到或超过设计要求：制冷能力最高可达ll2kW；冷媒水可低至6；热源水温在6065 仍能稳定地制冷，(3)热源热水利用温差可高达l5 ；coP铡算大于04。供冷运行结果表明，可 满足一层(面积超过6(0nl2)的办公和会议室空调。36 系统的主要特点江门l0okW太阳能空调系统是我国首座大型实用性太阳能空调系统，它有 下特点：(1)太阳能空调系统成功地全部采用高效平板型集热器，使常用的太阳能热水系统能够与太阳能空调系统 接轨 ，同时也开拓了太阳能热水器更广阔的应用市场。(2)l00kw两级吸收式溴化锂制冷机各项指标均达到设计要求，其驱动热

13、源温度较低(6575)，特别适合太阳能利用。(3)系统兼顾了生活热水与制冷空调的能量需求，合理分配利用太阳能，提高了太阳能的利用效率。(4)太阳能空调系统能全天候自动运行。4 太阳能空调的研究发展方向41 产业化 太阳能空调实用性示范系统的建成，证明了太阳能空调在技术上是可行的，经济上也显示出一定的效益，潜在的市场很大，应当向产业化方向发展。但要实现产业化目标，还有许多工作要做，例如：(1)太阳能空调系统的计算机设计软件；(2)制冷机的商品化、产业化；(3)统一的配套设备和零部件；(4)制定产品(系统)的技术标准；(5)大力开拓市场。42 研究和开发新的技术太阳能空调系统目前普遍采用成熟的溴化锂吸收式制冷技术。由于造价及工艺方面的原因，溴化锂制冷机不宜做得太小。所以，采用这种技术的太阳能空调系统适用于中央空调和集中供热方式，系统需要有一定的规模。而市场对小型的、家用的太阳能空调器却有更大的需求。因此，需要研究和开发小型太阳能空调的新技术。43 建筑物的热一电冷联供系统建筑物用能是一个耗能大户，其中用于照明、供热和空调就占了一半以：j二。太阳能在建筑中的应用不仅可以节省能源，里重要的是有利于保护环境。利用太阳能供电、供热、供冷，最终实现所