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永利集团淺析 | 太陽能供熱空調綜合應用將成為建築節能的新興力量
來源:www.0572piano.com 發布時間:2019年06月29日

今天,永利集团就來為大家講講太陽能供熱空調綜合應用將成為建築節能的新興力量

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太陽能空調技術的發展

70年代後期,世界各國對太陽能利用的研究蓬勃發展,太陽能空調技術也隨之出現。人們發現太陽能空調的應用比較合理:當太陽輻射越強,天氣越熱的時候,太陽能空調的負荷越大,製冷效果最好。因而太陽能空調技術也引起了世界學者的廣泛注意。不少科研機構、高等院校和企業紛紛投入人力和物力研製太陽能製冷(空調〕機,其中多數是小型的吸收式製冷試驗樣機。

在國外,佛羅裏達大學的法伯教授就著手於這方麵的研究,並投入了實際運行,他采用氨吸收式製冷機,冷卻水為21℃的井水,據認為製冷係數有0.45左右。日本也報道了他們研製的太陽能供冷係統,該係統由麵積32.2平方米的平板集熱器,7kW的溴化鋰製冷機和2.5立方米的儲熱水罐組成。數據表明,該係統可提供冬天供熱所需的全部能量和夏天典型日內為驅動吸收式製冷機所需的能量的70%。沙特阿拉伯建設了平板集熱器的太陽能空調,采用溴化鋰製冷機進行製冷,並公開了其性能。

在國內,天津大學1975年研製的連續式氨一水吸收式太陽能製冰機,日產冰量可達5.4kg。北京師範學院(現首都師範學院等)1977年研製成功1.5m2平板型間歇式太陽能製冰機,每天可製冰6.8-8kg;1979年又研製出8m2平板型自動跟蹤連續式太陽能冷藏櫃。華中工學院(現華中理工大學)研製了采光麵積為1.5m2,冰箱容積為70升,以氨一水為工質對的小型太陽能製冷裝置,可維持冰箱0℃10小時左右。香港大學完成了太陽能吸收式空調設計、運行和在香港氣候條件下的性能數據。另外,上海交通大學製冷與低溫工程研究所在太陽能製冷方麵作了大量的工作,並且提出了一種太陽能供熱與製冷聯合循環的複合機裝置。1987年,中國科學院廣州能源研究所與香港理工學院合作在深圳建成了一套科研與實用相結合的示範性太陽能空調與熱水綜合係統,集熱麵積共120m2,製冷能力14kw,1998年1月,中科院廣州能源研究所研製成功了實用型太陽能空調熱水係統,在廣州江門市投入運行。其中,製冷用熱水溫度65℃-75℃,生活勢水溫度55℃-60℃,采用500平方米高效率平板集熱器,一台100kW兩級吸收式製冷機可滿足超過600平方米的空調負荷。

隨著太陽能製冷空調關鍵技術的成熟,特別在太陽能集熱器和製冷機方麵取得了迅猛發展,太陽能空調也得到了快速發展。九十年代真空管集熱器和溴化鋰吸收式製冷機大量地進入了市場。真空管集熱器的熱水溫度夏季都在85℃以上,完全能夠滿足太陽能空調的需要。中國科學院廣州能源研究所研製的低溫熱水型兩級吸收式製冷機,熱源溫度隻需60℃以上,特別適合於在太陽能空調中使用。國內不少廠家也開始生產太陽能空調,例如上海中天生產小型太陽能空調,廣州能源、煙台福山等生產大型太陽能空調都具有比較成熟的經驗。

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當前太陽能空調的技術特點

現在太陽能空調的實現方式主要有兩種,一是先實現光-電轉換,再用電力驅動常規壓縮式製冷機進行製冷;這種實現方式原理簡單、容易實現,但成本高。象青島海爾就生產過這種太陽能冰箱和空調。格力近兩年也推出了光伏空調。二是利用太陽的熱能驅動進行製冷,這種製冷方式技術要求高,但成本低、無噪音、無汙染。現采用的主要是這種方式。這種方式的太陽能空調一般又可分為吸收式和吸附式兩種。

吸收式製冷技術是利用吸收劑的吸收和蒸發特性進行製冷的技術,根據吸收劑的不同,分為氨-水吸收式製冷和溴化鋰-水吸收式製冷兩種。它以太陽能集熱器收集太陽能產生熱水或熱空氣,再用太陽能熱水或熱空氣代替鍋爐熱水輸入製冷機中製冷。由於造價、工藝、效率等方麵的原因,這種製冷機不宜做得太小。所以,采用這種技術的太陽能空調係統一般適用於中央空調,係統需要有一定的規模。

吸附式製冷技術是利用固體吸附劑對製冷劑的吸附作用來製冷,常用的有分子篩-水、活性炭-甲醇吸附式製冷。

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太陽能空調技術的優勢和技術前景

當前,大部分使用的空調技術是一種以電能為動力,把室內熱量加以吸收排除到室外的循環係統。耗能的嚴重問題,在世界能源日益緊張的今天,采用更為節能的空調係統是人類的共同需要。太陽能空調解決了這個問題,它基本不用電能,運行費用低(可無運行費用),無運動部件,壽命長,無噪聲。而且利用太陽能作為能源的空調係統,它的誘人之處還在於越是太陽能輻射強烈的時候,環境氣溫越高,人們的生活越需要空調,此時,太陽能空調的製冷能力就越強。這是人和自然和諧的理想境界。使用太陽能空調的結果,既創造了室內宜人的溫度,又能降低大氣的環境溫度,還減弱了城市中的熱島效應。更為可取的是,它既節約了能源,還不使用破壞大氣層的氟裏昂等有害物質,是名副其實的綠色空調。在節能和環境方麵有很大的發展潛力。

據不完全統計,在歐洲已有近100個太陽能空調師範項目,主要分布在德國和西班牙。日本、韓國、澳大利亞、美國也有大量示範項目。中國目前公開報道太陽能空調應用示範項目約20~30個。

就我國的空調行業而言,空調器的市場正處於發展和完善階段,目前,大中城市家庭的空調器普及僅在20%以下,市場潛力十分巨大。隨著人們生活水平的大幅提高,空調器已逐漸成為家庭必備的家用電器,阻礙空調進入家庭的主要矛盾是耗能和價格因素。從太陽能空調的特性和技術特點來看,太陽能空調最適合於上述矛盾的解決和應用,當前空調行業的需求也給太陽能空調技術的發展和應用帶來了難得的機遇。太陽能空調技術一定有廣闊的應用前景。

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存在的問題及可能的解決辦法

(1) 因受太陽能集熱器的影響,太陽能空調普遍存在著效率低、價格高的問題。但是太陽能空調是建立在太陽能熱水應用基礎上的,太陽能空調中的太陽能集熱器可以與太陽能熱水器相通用,隨著太陽能熱水器的發展,太陽能集熱器的效率也會提高;對於原來有太陽能熱水器的用戶可以改造,先製冷再用餘熱洗澡,使其有更好的經濟性。

(2)從集熱器、製冷機等相應的成本分配來看,集熱溫度、冷水溫度及冷卻水溫度應各為多少,才能建立一個最為經濟合理的太陽能空調係統,也是尚待解決的課題。不過我想,隻要有了合適的集熱器和製冷機,建立經濟合理的太陽能空調係統,隻是時間問題。

(3)由於太陽能的收集存在著時效問題,蓄熱技術也必須得到很好地解決。現存的蓄熱方法主要采用增加熱水容量,增強保溫效果,隨著蓄熱技術和蓄熱載體的研究開發,太陽能空調係統的不可靠性和間斷性也會有所改善。

(4)對於居住相對集中的樓房來說,集熱器的安裝受到很大的限製。這主要是因為太陽能空調的安裝不普遍,樓房的設計沒有考慮到太陽能空調,就象八十年代的太陽能熱水器,安裝很複雜,而現在樓房設計者想到了,太陽能熱水器抬上就是。

(5)沒有太陽能空調係統的計算機設計軟件、控製芯片、技術標準、統一的配套設備和零部件。這是科技與市場結合的問題,需要太陽能空調形成一定的規模,占領一定的市場,還需要一定的時間和政府、科技部門的支持。

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近年來科技進步快

目前,太陽能製冷技術已被國內很多太陽能大型企業掌握,如桑普、奇威特、皇明、希奧特等等,在全國建有示範項目多個,並實現了與太陽能采暖、熱水係統的聯合應用。

除了應用於太陽能空調,太陽能製冷還可產生出冰塊,應用於蔬菜水果肉類的保鮮、啤酒生產、儲藏等各方麵,但技術難度較高。

2013年3月,我國首家“太陽能製冷成套裝備項目聯合開發中心”在青島成立,針對太陽能中高溫製冷製冰成套裝備進行研究與開發。

2013年4月,國內首台中溫太陽能製冰蓄冷係統機組完成調試運行,成功產出第一桶冰。該機組由力諾瑞特和泰安華能製冷有限公司聯合研製,工作溫度可達到150℃,每天製冰量達到1.5噸-2噸。

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國家政策利好

2012年-2013年,國家政策的頻頻出台,利好太陽能光熱新應用的研究與發展,為其創建了良好的機遇和廣闊的發展平台。

2012年4月27日,財政部、住房和城鄉建設部印發《關於加快推動我國綠色建築發展的實施意見》;2013年4月,由國家發改委、財政部、國土部、住建部等部委編製的《全國促進城鎮化健康發展規劃綱要(2011-2020年)出台;2013年5月,工信部發布《關於促進太陽能熱水器行業健康發展的指導意見》;2013年8月11日,國務院印發《關於加快發展節能環保產業的意見》。

不管是綠建行動,還是城鎮化發展和供熱政策的出台,都多方麵涉及太陽能製冷和采暖等新應用範疇。政策扶持的密集出台將為太陽能光熱新應用發展提供長期利好,中國太陽能光熱新應用市場前景可期。

除了國家政策的激勵,對於太陽能光熱新應用項目,國際資本力量也在頻頻關注。2013年,世界銀行考察河北光源太陽能有限公司,對其太陽能中溫開水係統項目興趣濃厚。在此之前,2012年10月,亞洲開發銀行就已支持河北光源太陽能有限公司資金總額1200萬美元。

經過幾十年的發展,太陽能空調技術已經開始邁入實用化階段,並逐漸走入了市場;科技的進步和經濟的發展對能源與環境也提出了更高的要求,相信在政府和社會的大力支持下,緊緊依托太陽能熱水器這個成熟的大市場,太陽能空調一定會有很大的發展。

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