太陽能空調(diào)圖片
中文名 | 太陽能空調(diào) | 外文名 | solar air conditioning |
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類????型 | 高科技技術(shù) | 技????術(shù) | 太陽能 |
優(yōu)????點(diǎn) | 環(huán)保 | 所屬系統(tǒng) | 空調(diào)系統(tǒng) |
太陽能空調(diào)基本介紹
新型太陽能復(fù)合超導(dǎo)冷暖空調(diào),制熱時以太陽能和可再生的生物質(zhì)燃料為主要能源,是真正綠色的取暖方式。制冷時借助少量的電能利用地源低溫,采用超導(dǎo)能量輸送系統(tǒng)直接制冷,達(dá)到最合理的節(jié)能的制冷效果。傳統(tǒng)的空氣冷卻器無法杜絕討厭的副作用——長期消耗大量的能源、能源利用效率低、加速全球氣候變暖。如果人們可以成功利用太陽光來冷卻家庭房間或辦公室那該多好——不會消耗大量難以再生的能源,而且在制冷過程中不會釋放太多二氧化碳。
在全球氣候變暖的環(huán)境下,太陽能作為杰出的新能源代表,備受世界各國的青睞。低碳節(jié)能潮流之下,以光熱技術(shù)為主的太陽能已經(jīng)應(yīng)用到各行業(yè),在不斷改善能源結(jié)構(gòu)。隨著國家對太陽能產(chǎn)業(yè)的政策扶持,各種利用太陽能技術(shù)的制造和應(yīng)用領(lǐng)域正涌現(xiàn)出蓬勃的商機(jī),一系列太陽能產(chǎn)品正逐漸步入人們的生活。如今各大廠商紛紛推出太陽能空調(diào),使得太陽能空調(diào)這個被普遍認(rèn)為是具有廣闊前景卻又在短期內(nèi)難以市場化的新型空調(diào)機(jī)組,再一次受到行業(yè)的關(guān)注。
在炎炎夏日里,空調(diào)的耗電量幾乎占整個電力系統(tǒng)耗電量的三分之一,這是夏季電力系統(tǒng)不堪重負(fù)的原因之一。因此太陽能空調(diào)從一開始就具有很大的誘惑力。利用太陽能制冷與一般電力制冷原理相同,只是所用能源不同,因此帶來一些結(jié)構(gòu)上的變化。太陽能制冷的方法有多種,如壓縮式制冷、蒸汽噴射式制冷、吸收式制冷等。
一般的太陽能熱利用項(xiàng)目,如采暖、熱水等,在需求上其實(shí)與太陽能的提供并不完全一致:當(dāng)天氣越冷、人們越需要溫暖的時候,太陽能量的提供往往不足。從這個角度來看,太陽能空調(diào)的應(yīng)用是最合理的:當(dāng)太陽輻射越強(qiáng),天氣越熱的時候,我們需要空調(diào)的負(fù)荷也越大。這是太陽能空調(diào)應(yīng)用最有利的客觀因素。
當(dāng)前的太陽能空調(diào)技術(shù)多種多樣,主要是吸收式制冷和光電轉(zhuǎn)化電能驅(qū)動制冷。比較成熟的技術(shù)是溴化鋰——水工質(zhì)對吸收制冷,如今已經(jīng)在一些示范工程中有所應(yīng)用,效果理想。由于太陽能空調(diào)的技術(shù)種類繁多,成熟度也各有不同,因而其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢。但是不可否認(rèn)的是,隨著能源政策對清潔能源的傾斜,太陽能空調(diào)的推廣普及前景無限美好。投資太陽能空調(diào)項(xiàng)目,占領(lǐng)前期市場將是產(chǎn)業(yè)擴(kuò)大的戰(zhàn)略性決策。
該系統(tǒng)的核心是一臺名為“Schukey”的電機(jī),能將太陽光轉(zhuǎn)換成冷空氣。制冷過程中,這種電機(jī)1度電只需5美分,而相比較而言,傳統(tǒng)的空調(diào)每度電則需要花費(fèi)12-14美分。Thermodyna 公司老板Volker Bergholter 表示:“該裝置沒有采用任何電子元件,且?guī)缀鯖]有任何元部件。”他將該裝置描述為“簡單至極”。它只需要兩臺負(fù)責(zé)生產(chǎn)冷空氣的發(fā)動機(jī)結(jié)合太陽能電池板。太陽能電池板產(chǎn)生的蒸汽被助推器轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能,機(jī)械能再用來驅(qū)動冷卻機(jī)。冷卻機(jī)吸收房間中的潮濕的熱空氣,熱空氣經(jīng)過壓縮和擴(kuò)展,被冷卻到20攝氏度左右,為房間制冷。
這種設(shè)備最大的優(yōu)勢在于,在太陽最烈的時候人們最需要制冷,而太陽光能越多,該設(shè)備就更容易搜集到大量能量加以利用。相輔相成的關(guān)系能夠更好的滿足消費(fèi)者的需求。Thermodyna公司計劃能趕在2010年向市場推出第一批太陽能制冷機(jī)。
太陽能空調(diào)是什么,太陽能空調(diào)價格是多少
太陽能空調(diào)是基于收集太陽能的能量來驅(qū)動空調(diào)運(yùn)行的系統(tǒng),有一種是采用太陽能槽式聚光集熱器系統(tǒng)集熱,然后通過熱能的利用采用溴化鋰空調(diào),這個一般的是整機(jī)系統(tǒng);還有的是采用太陽能光伏發(fā)電組件,直接產(chǎn)生電力,來...
太陽能空調(diào)確實(shí)挺不錯的,季節(jié)適應(yīng)性好,制冷劑以無毒、無害的水或溴化鋰為介質(zhì),它對保護(hù)環(huán)境十分有利,不過現(xiàn)在是否有具體型號上市,你可以咨詢一下海爾的客服,或者去專賣店問一下。
太陽能空調(diào)價格是多少,太陽能空調(diào)價格是多少知識
這個要看在哪個區(qū)域,看多大規(guī)模以及具體要求而定。
太陽能空調(diào)系統(tǒng)兼顧供熱和制冷兩個方面的應(yīng)用 ,綜合辦公摟、招待所、學(xué)校、醫(yī)院、游泳池、水產(chǎn)養(yǎng)殖、家庭等,都是理想的應(yīng)用對象。冬季乃至全年均需要供熱,如生活熱水、采暖、游泳池水補(bǔ)熱調(diào)溫等,而夏季又需要冰涼世界,以太陽能熱水制冷,就是一座中央空調(diào)。當(dāng)前,世界各國都在加緊進(jìn)行太陽能空調(diào)技術(shù)的研究。據(jù)調(diào)查,已經(jīng)或正在建立太陽能空調(diào)系統(tǒng)的國家和地區(qū)有意大利、西班牙、德國、美國、日本、韓國、新加坡、香港等。這是由于發(fā)達(dá)國家的空調(diào)能耗在全年民用能耗中占有相當(dāng)大的比重,利用太陽能驅(qū)動空調(diào)系統(tǒng)對節(jié)約常規(guī)能源、保護(hù)自然環(huán)境都具有十分重要的意義 。
制冷原理
所謂太陽能制冷,就是利用太陽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,熱管式真空管集熱器與溴化鋰吸收式制冷機(jī)相結(jié)合的太陽能空調(diào)為太陽能熱利用技術(shù)開辟了一個新的應(yīng)用領(lǐng)域。
制熱原理
冬季需制熱時超導(dǎo)太陽能集熱器吸收太陽輻射能,經(jīng)超導(dǎo)液傳遞到復(fù)合超導(dǎo)能量儲存轉(zhuǎn)換器。當(dāng)儲熱系統(tǒng)溫度達(dá)到40℃時,中央控溫系統(tǒng),自動發(fā)出取暖指令,讓室內(nèi)冷暖分散系統(tǒng)處于制熱狀態(tài),經(jīng)出風(fēng)口輸出熱風(fēng)。當(dāng)房間溫度達(dá)到設(shè)定溫度值時,停止輸出熱風(fēng),房間的溫度低于設(shè)定值時,出風(fēng)口又輸出熱風(fēng),如此自動循環(huán)達(dá)到取暖的目的(各房間的溫度設(shè)定是獨(dú)立的,互相不影響)。如遇到連續(xù)的陰天,太陽能不足時,生物質(zhì)熱能發(fā)生器投入使用,以補(bǔ)充太陽能的不足。
太陽能空調(diào)制冷系統(tǒng)由于節(jié)能、清潔無污染等特點(diǎn),促使人們不斷深入地對它進(jìn)行研究。隨著太陽能集熱器和制冷系統(tǒng)的材料、工質(zhì)、工藝制造、設(shè)計等應(yīng)用技術(shù)的不斷改進(jìn),太陽能空調(diào)制冷裝置的應(yīng)用將得到廣泛的運(yùn)用。利用太陽能作為能源的空調(diào)裝置,一般可以分成三部分:
其一是太陽能集熱器。集熱器形式多樣,性能各異。集熱器采用真空管型最多,真空管型最基本的種類有三種:熱管式真空集熱管(簡稱熱管)、全玻璃真空集熱管和直通式真空集熱管。熱管式真空集熱管是繼傳統(tǒng)平板式真空集熱管之后開發(fā)出的高科技節(jié)能產(chǎn)品,它將熱管技術(shù)和真空技術(shù)融為一體,將太陽能集熱器的工作溫度從70℃提高到120℃以上,大大提高了集熱器的熱性能,是一種溫?zé)崂玫睦硐氘a(chǎn)品。
其二是制冷系統(tǒng)。利用低溫?zé)嵩醋鳛閯恿Φ闹评湎到y(tǒng)不同于壓縮式制冷系統(tǒng),它必須能充分利用低溫?zé)嵩醋鳛閯恿@一要求,以吸收式制冷技術(shù)較為成熟。吸收式制冷采用溴化鋰-水、氨-水等作為工質(zhì)對,有較好的經(jīng)濟(jì)性,特別是采用溴化鋰-水作為工質(zhì)對,能滿足對安全性要求很高的空調(diào)裝置,是一種較為理想的工質(zhì)對。
其三是自動化控制系統(tǒng),即對裝置的各種工作參數(shù)進(jìn)行控制和安全保護(hù)的控制系統(tǒng)。以熱管為太陽能集熱管,溴化鋰-水為工質(zhì)對的吸收式制冷空調(diào)系統(tǒng),不管是作為制冷量大的大型空調(diào),還是作為家用空調(diào)都有著現(xiàn)實(shí)意義和發(fā)展前途,特別是人們環(huán)境保護(hù)意識的提高,對環(huán)境的要求越來越高,無污染、低能耗、利用太陽能作為動力的空調(diào)將會受到人們的青睞。
當(dāng)陽光射在真空管內(nèi)的吸熱片上,熱管內(nèi)的工質(zhì)受熱沸騰汽化,蒸汽不斷沖向頂部的冷凝端,在冷凝端冷凝變成液體,冷凝的工質(zhì)沿管壁流回?zé)峁艿恼舭l(fā)段,完成一個循環(huán)。這種在一端吸熱汽化而在另一端凝結(jié)放熱,通過內(nèi)部相變實(shí)現(xiàn)熱量傳遞的熱管,習(xí)慣稱為重力熱管。熱管的內(nèi)部沒有吸熱芯,凝結(jié)的液體從凝結(jié)段回流到蒸發(fā)段是依靠凝結(jié)液自身的重力,不需要外部動力而自動循環(huán),這就是熱管式真空管的集熱過程。由于熱管是依靠重力使工質(zhì)循環(huán)的,在使用中必須將蒸發(fā)段置于凝結(jié)段的下方。若蒸發(fā)段置于凝結(jié)段的上方,重力對凝結(jié)液的回流會起阻礙作用,這時沒有動力使凝結(jié)液返回到蒸發(fā)段,熱管就不能工作。所以熱管也可以稱之為單向傳熱的熱二極管。熱管的這種特性非常適用于太陽能集熱器,它可以將吸收的太陽能熱量傳送至水箱,將水加熱,而反向不可逆。也就是說,白天吸熱,晚上不放熱。這對減少集熱器的熱損失,提高集熱器的保溫性能是十分有益的。
由于熱管主要依靠工質(zhì)相變時吸收和釋放潛熱以及蒸汽流動傳輸熱量,而大多數(shù)工質(zhì)的汽化潛熱是很大的,因此不需要很大的蒸發(fā)量就能傳遞大量的熱。當(dāng)蒸汽處于飽和狀態(tài),其流動和相變時的溫差很小,而管壁又比較薄,故熱管的表面溫度梯度很小。當(dāng)熱流密度很低時,可以得到高度等溫的表面,提高導(dǎo)熱系數(shù)。熱管的安裝傾角對傳熱性能有一定的影響。
為了將太陽能吸收式空調(diào)技術(shù)付諸實(shí)際應(yīng)用,根據(jù)“九五”國家科技攻關(guān)計劃任務(wù),北京市太陽能研究所于1999年9月建成一套我國最大的太陽能吸收式空調(diào)及供熱綜合示范系統(tǒng)。
太陽能空調(diào)示范系統(tǒng)建在山東省乳山市。乳山市位于山東半島的東南端,北接煙臺,西臨青島,南瀕黃海。該地區(qū)有較好的太陽能資源,年平均日太陽輻照量為173MJ/m2。當(dāng)?shù)叵募咀罡邭鉁?3℃左右,冬季最低氣溫7-8℃,夏季和冬季分別有制冷和采暖的要求,因此是安裝太陽能空調(diào)系統(tǒng)的合適地點(diǎn)。
乳山市銀灘旅游度假區(qū)利用本地區(qū)自然條件,大力發(fā)展旅游事業(yè),正在籌建“中國新能源科普公園”??破展珗@計劃建造包括風(fēng)能館、太陽能館等在內(nèi)的8個館、廳。太陽能空調(diào)系統(tǒng)就建在科普公園內(nèi)的太陽能館。
在這里人們不僅可以參觀太陽能科普展品,增長太陽能科普知識,了解最新的太陽能技術(shù),并且在參觀和娛樂的同時可親身感受到太陽能空調(diào)和采暖所營造的舒適環(huán)境。
新建的太陽能空調(diào)系統(tǒng)由熱管式真空管集熱器、溴化鋰吸收式制冷機(jī)、儲熱水箱、儲冷水箱、生活用儲熱水箱、循環(huán)泵、冷卻塔、空調(diào)箱、輔助燃油鍋爐和自動控制系統(tǒng)等部分組成。
(1)太陽能與建筑有機(jī)結(jié)合
整個太陽能館的總體設(shè)計即使建筑物造型美觀、新穎別致,又能滿足集熱器安裝的要求。依據(jù)這個原則,建筑物的南立面采用大斜屋頂結(jié)構(gòu),一則斜面的面積比平面大得多,可以布置更多的集熱器;二則在斜面上布置集熱器時無需考慮前后遮擋問題,而且造型也非常美觀。斜屋頂傾角取35°,與當(dāng)?shù)鼐暥冉咏?,有利于集熱器充分發(fā)揮作用。
(2)熱管式真空管集熱器提高了制冷和采暖效率
熱管式真空管集熱器是北京市太陽能研究所的一項(xiàng)重大科技成果,具有效率高、耐冰凍、啟動快、保溫好、承壓高、耐熱沖擊、運(yùn)行可行等諸多優(yōu)點(diǎn),是組成高性能太陽能空調(diào)系統(tǒng)的重要部件。熱管式真空管集熱器可為高效溴化鋰制冷機(jī)提供88℃的熱媒水,從而提高整個系統(tǒng)的制冷效率;這種集熱器還可在北方寒冷的冬季有效地工作,為建筑物供暖。
(3)大小兩個儲熱水箱加快了每天制冷或采暖進(jìn)程
根據(jù)一天內(nèi)太陽輻照度變化的固有特點(diǎn),儲熱水箱不僅可以使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,還可以把太陽輻照高峰時的多余能量以熱水形式儲存起來。本系統(tǒng)與一般太陽能空調(diào)系統(tǒng)的不同之處在于設(shè)置了大、小兩個儲熱水箱。小儲熱水箱主要用于保證系統(tǒng)的快速啟動。測試結(jié)果表明,在夏季和冬季晴天的早晨,小儲熱水箱內(nèi)水溫就能分別達(dá)到88℃和60℃,從而滿足制冷和供暖的要求。
(4)專設(shè)的儲冷水箱降低了系統(tǒng)的熱量損失
盡管儲熱水箱可以儲存能量,但它的能力畢竟是有限的。本系統(tǒng)專門設(shè)計了一個儲冷水箱。在白天太陽輻照充裕的情況下,可以將制冷機(jī)產(chǎn)生的冷媒水儲存在儲冷水箱內(nèi),其優(yōu)點(diǎn)在于這種情況下的系統(tǒng)熱量損失顯然要比以熱媒水形式儲存在儲熱水箱中低得多,因?yàn)橄募经h(huán)境溫度與冷媒水溫度之間的溫差要明顯小于熱媒水溫度與環(huán)境溫度之間的溫差。
(5)配套的輔助鍋爐使系統(tǒng)可以全天候運(yùn)行
所有太陽能系統(tǒng)的運(yùn)行都不可避免地要受到氣候條件的影響。為使系統(tǒng)可以全天候發(fā)揮空調(diào)、采暖功能,輔助的常規(guī)能源是必不可少的。該太陽能空調(diào)系統(tǒng)選用了輔助燃油熱水鍋爐,在白天太陽輻照量不足以及夜間需要繼續(xù)用冷或用熱時,可隨即啟動輔助鍋爐,確保系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行。
研究人員和工程師一直在致力于研發(fā)利用太陽熱能來為室內(nèi)降溫的機(jī)器。然而卻始終無法與傳統(tǒng)的插電式空調(diào)箱抗衡。據(jù)德國弗思的一家名為Solid的太陽能信息咨詢公司評估,每年新安裝的電力空調(diào)電量總輸出量高達(dá)25萬兆瓦,而這其中只有很少一部分是屬于環(huán)保型的空調(diào)。Solid 公司一位太陽能制冷技術(shù)專家Oskar Wolf表示:“到目前為止,這種新技術(shù)經(jīng)濟(jì)上可行性還不高?!蹦芰吭偕评湎到y(tǒng)每度電需要24-30美分,這是傳統(tǒng)空調(diào)費(fèi)用的兩倍。
高昂的費(fèi)用主要源于目前環(huán)保綠色冷卻系統(tǒng)所采用的極復(fù)雜技術(shù)。目前的方法是將水和冷卻劑混合后置于被稱為“吸收冷卻機(jī)”中并利用太陽能加熱。遇熱蒸發(fā)的冷卻劑凝聚和噴灑到換熱器上,再次蒸發(fā)。蒸發(fā)的熱能被用來從空氣中提取水分,空氣繼續(xù)流入換熱器后得以冷卻,最后為房間帶來涼爽。
Wolf表示,問題在于即使是15千瓦的此類小型機(jī)器也需要大量的電力和高達(dá)100攝氏度的高溫。此外,要校準(zhǔn)太陽能和制冷系統(tǒng)也很困難,“我們花了很長時間才掌握這項(xiàng)技術(shù)?!?/p>
然而,潔凈型環(huán)??照{(diào)的市場又是相當(dāng)巨大的。據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)(IEA)預(yù)計,由于氣候變化的印象,歐洲對于空調(diào)的需求量到2020年將增加10%以上。太陽能制冷裝置可以在滿足這些需求的同時避免增加二氧化碳的排放,有助于減少對氣候的負(fù)面影響。同時,它還可以減少中午高峰用電量,有利于保證輸電網(wǎng)的穩(wěn)定工作。
德國政府對購買和安裝環(huán)保型空調(diào)的用戶提供健康補(bǔ)貼。同時,對于太陽能收集電板尺寸超過40平米的商家,德國復(fù)興信貸銀行還將為其提供高達(dá)30%的投資贊助。
新成立的吸附制冷協(xié)會——“吸附制冷”或“吸收制冷”現(xiàn)在已經(jīng)成為這項(xiàng)新技術(shù)的專有名稱——希望德國政府可以采取更進(jìn)一步的措施,比如提供專用于吸附式制冷設(shè)備的補(bǔ)助津貼。位于德國東部的EAW太陽能電池板制造廠商的銷售經(jīng)理Bernd Hebenstreit表示:“我們正在尋求與國家環(huán)境部門的談話機(jī)會?!倍谡麄€歐洲范圍內(nèi)也掀起了類似的運(yùn)動。2009年5月1日開始執(zhí)行的歐盟關(guān)于可再生能源的指令中就提到了期待促進(jìn)和推廣該技術(shù),各會員國應(yīng)該通過法規(guī)來推廣太陽能制冷制熱空調(diào)的使用。
太陽能空調(diào)的季節(jié)適應(yīng)性好,也就是說,系統(tǒng)制冷能力隨著太陽輻射能的增加而增大,而這正好與夏季人們對空調(diào)的迫切要求。
傳統(tǒng)的壓縮式制冷機(jī)以氟里昂為介質(zhì),它對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),它對保護(hù)環(huán)境十分有利;
太陽能空調(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,顯著地提高了太陽能系統(tǒng)的利用率和經(jīng)濟(jì)性。
太陽能空調(diào)系統(tǒng)可以發(fā)揮夏季制冷、冬季采暖、全年提供熱水的綜合優(yōu)勢,必將取得顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
太陽能空調(diào)的季節(jié)適應(yīng)性好,也就是說,系統(tǒng)制冷能力隨著太陽輻射能的增加而增大,而這正好與夏季人們對空調(diào)的迫切要求。
傳統(tǒng)的壓縮式制冷機(jī)以氟里昂為介質(zhì),它對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),它對保護(hù)環(huán)境十分有利;
太陽能空調(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,顯著地提高了太陽能系統(tǒng)的利用率和經(jīng)濟(jì)性。
地球表面溫度逐年上升,人們對夏季空調(diào)的要求越來越強(qiáng)烈,安裝空調(diào)已成為我國大部分地區(qū)的一股消費(fèi)浪潮。我們相信,太陽能空調(diào)系統(tǒng)可以發(fā)揮夏季制冷、冬季采暖、全年提供熱水的綜合優(yōu)勢,必將取得顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
在強(qiáng)調(diào)太陽能空調(diào)優(yōu)點(diǎn)的同時,也應(yīng)看到它存在的局限性因而在推廣應(yīng)用過程中注意解決這些問題:
(1)雖然太陽能空調(diào)開始進(jìn)入實(shí)用化階段,希望使用太陽能空調(diào)的用戶不斷增加,但已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化的產(chǎn)品大都是大型的溴化鋰制冷機(jī),只適用于單位的中央空調(diào)。對此,空調(diào)制冷界正在積極研究開發(fā)各種小型的溴化鋰或氨—水吸收式制冷機(jī),以便與太陽集熱器配套逐步進(jìn)入家庭;
(2)雖然太陽能空調(diào)可以無償利用太陽能資源,但由于自然條件下的太陽輻照度不高,使集熱器采光面積與空調(diào)建筑面積的配比受到限制,如今只適用于層數(shù)不多的建筑。對此,我們正在加緊研制可產(chǎn)生水蒸氣的真空管集熱器,以便與蒸氣型吸收式制冷機(jī)結(jié)合,進(jìn)一步提高集熱器與空調(diào)建筑面積的配比;
(3)雖然太陽能空調(diào)可以大大減少常規(guī)能源的消耗,大幅度降低運(yùn)行費(fèi)用,但如今系統(tǒng)的初投資仍然偏高,只適用于有限的富裕用戶。為此,我們正在堅持不懈地降低現(xiàn)有真空管集熱器的成本,使越來越多的單位和家庭具有使用太陽能空調(diào)的經(jīng)濟(jì)承受能力。
我們相信,太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)可以發(fā)揮夏季制冷、冬季采暖、全年提供熱水的綜合優(yōu)勢,必將取得顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
從理論上講,太陽能空調(diào)的實(shí)現(xiàn)有兩種方式,一是先實(shí)現(xiàn)光-電轉(zhuǎn)換,再用電力驅(qū)動常規(guī)壓縮式制冷機(jī)進(jìn)行制冷;二是利用太陽的熱能驅(qū)動進(jìn)行制冷。對于前者,由于大功率太陽能發(fā)電技術(shù)的昂貴價格,因此,太陽能空調(diào)技術(shù)一般指熱能驅(qū)動的空調(diào)技術(shù)。當(dāng)然,廣義上的太陽能空調(diào)技術(shù)也包括地?zé)狎?qū)動和地下冷源空調(diào)技術(shù)。
由于技術(shù)、成本等原因,太陽能空調(diào)一般采用吸收式和吸附式制冷技術(shù)。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。吸附式制冷技術(shù)是利用固體吸附劑對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。兩種制冷技術(shù)均不采用氟利昂,可以避免對臭氧層的破壞作用,具有特別的意義;并且二者采用較低等級的能源,在節(jié)能和環(huán)保方面有著光明的前景。另外,吸附式制冷系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低(或無運(yùn)行費(fèi)用),無運(yùn)動部件,壽命長,無噪聲,尤其在航空、航天等特殊領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
對于太陽能制冷技術(shù),因?yàn)橐疹櫟郊療崞鞯男实?,就不得不采用比較低的熱源溫度。所以,太陽能驅(qū)動的制冷機(jī)存在效率較低的問題。隨之而來的,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,才能建立一個最為經(jīng)濟(jì)合理的太陽能空調(diào)系統(tǒng),也是尚待解決的課題。另外,由于太陽能的收集存在著時效問題,蓄熱技術(shù)也必須得到很好地解決,一個較好的蓄熱系統(tǒng)可以彌補(bǔ)太陽能的不可逆性和間斷性。
1、起步階段(70年代未-80年代初)
在我國,太陽能制冷及空調(diào)的研究可以追溯到1975年在貴陽召開全國太陽能會議以后的七十年代后期。1974年中東石油危機(jī)發(fā)生以后,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)。例如:天津大學(xué)1975年研制的連續(xù)式氨-水吸收式太陽能制冰機(jī),日產(chǎn)冰量可達(dá)5.4kg。為北京師范學(xué)院(現(xiàn)首都師范學(xué)大等)1977年研制成功1.5m2平板型間歇式太陽能制冰機(jī),每天可制冰6.8-8kg;1979年義研制出8m2平板型自動跟蹤連續(xù)式太陽能冷藏柜.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-水為工質(zhì)對的小型太陽能制冷裝置,可維持冰箱0℃10小時左右。這期間先后有20多個單位開展過工作,積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
2、堅持階段(80年代中后期-90年代初)
其后,由于當(dāng)時還有許多技術(shù)難題沒有來得及解決,太陽能空調(diào)項(xiàng)目因一時難以看到成效而得不到支持,研究的隊(duì)伍和規(guī)模大大縮小,僅存少數(shù)單位仍堅持基礎(chǔ)性研究和樣機(jī)試驗(yàn),經(jīng)歷了一段非常困難的時期。在這期間,中科院廣州能源所得到了香港裘槎基金會的資助,堅持進(jìn)行了太陽能空調(diào)系統(tǒng)以及太陽能制冷機(jī)的研究,并且取得了重要的進(jìn)展。
1987年,中國科學(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)合的示范性太陽能空調(diào)與熱水綜合系統(tǒng),集熱面積共120m2,制冷能力14kw,空調(diào)面積為80m2采用了三種中溫集熱器,包括直通式真主管集熱器、熱管型真空管集熱器和V形隔熱膜平板型集熱器。采用兩合日本矢崎公司生產(chǎn)的2噸單級淡化吸收式制冷機(jī)。
為了適應(yīng)太陽能的利用,中國科學(xué)院廣州能源所從1982年開始進(jìn)行了新型熱水型兩級吸收式制冷機(jī)的研制并取得了成功,這種新型的制冷機(jī)有兩個顯著的特點(diǎn),一是所要求的熱源溫度低,在65℃以上的范圍內(nèi)能穩(wěn)定地運(yùn)行;二是熱源的利用溫差大,為12-24℃(隨熱源溫度而變)。
3、實(shí)用階段(“九五”計劃期間)
直到“九五”計劃期間,太陽能空調(diào)的各方面條件已經(jīng)成熟,國家科委(現(xiàn)科技部)把“太陽能空調(diào)”列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,計劃建成示范性系統(tǒng),以促進(jìn)太陽能空調(diào)的推廣應(yīng)用。太陽能空調(diào)項(xiàng)目迎來了第二春,太陽能空調(diào)的技術(shù)水平也上升到一個新的高度。中科院廣州能源所和北京太陽能研究所承擔(dān)了該項(xiàng)任務(wù),計劃在南方和北方各建一座大型實(shí)用性太陽能空調(diào)系統(tǒng)。
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)合的太陽能空調(diào)技術(shù)方案是成功的,它為太陽能熱利用技術(shù)開辟了一個新的應(yīng)用領(lǐng)域。
太陽能吸收式空調(diào)與常規(guī)空調(diào)相比,具有以下三大明顯的優(yōu)點(diǎn):
(1)太陽能空調(diào)的季節(jié)適應(yīng)性好,也就是說,系統(tǒng)制冷能力隨著太陽輻射能的增加而增大,而這正好與夏季人們對空調(diào)的迫切要求一致;
(2)傳統(tǒng)的壓縮式制冷機(jī)以氟里昂為介質(zhì),它對大氣層有極大的破壞作用,而吸收式制冷機(jī)以無毒、無害的溴化鋰為介質(zhì),它對保護(hù)環(huán)境十分有利;
(3)同一套太陽能吸收式空調(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,顯著地提高了太陽能系統(tǒng)的利用率和經(jīng)濟(jì)性。
誠然,凡事都要一分為二。我們在強(qiáng)調(diào)太陽能空調(diào)優(yōu)點(diǎn)的同時,也應(yīng)看到它目前存在的局限性,因而在推廣應(yīng)用過程中注意解決這些問題:
(1)雖然太陽能空調(diào)開始進(jìn)入實(shí)用化階段,希望使用太陽能空調(diào)的用戶不斷增加,但目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化的產(chǎn)品大都是大型的溴化鋰制冷機(jī),只適用于單位的中央空調(diào)。對此,空調(diào)制冷界正在積極研究開發(fā)各種小型的溴化鋰或氨—水吸收式制冷機(jī),以便與太陽集熱器配套逐步進(jìn)入家庭;
(2)雖然太陽能空調(diào)可以無償利用太陽能資源,但由于自然條件下的太陽輻照度不高,使集熱器采光面積與空調(diào)建筑面積的配比受到限制,目前只適用于層數(shù)不多的建筑。對此,我們正在加緊研制可產(chǎn)生水蒸氣的真空管集熱器,以便與蒸氣型吸收式制冷機(jī)結(jié)合,進(jìn)一步提高集熱器與空調(diào)建筑面積的配比;
(3)雖然太陽能空調(diào)可以大大減少常規(guī)能源的消耗,大幅度降低運(yùn)行費(fèi)用,但目前系統(tǒng)的初投資仍然偏高,只適用于有限的富裕用戶。為此,我們正在堅持不懈地降低現(xiàn)有真空管集熱器的成本,使越來越多的單位和家庭具有使用太陽能空調(diào)的經(jīng)濟(jì)承受能力。
近年來,地球表面溫度逐年上升,人們對夏季空調(diào)的要求越來越強(qiáng)烈,安裝空調(diào)已成為我國大部分地區(qū)的一股消費(fèi)浪潮。我們相信,太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)可以發(fā)揮夏季制冷、冬季采暖、全年提供熱水的綜合優(yōu)勢,必將取得顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
從理論上講,太陽能空調(diào)的實(shí)現(xiàn)有兩種方式,一是先實(shí)現(xiàn)光-電轉(zhuǎn)換,再用電力驅(qū)動常規(guī)壓縮式制冷機(jī)進(jìn)行制冷;二是利用太陽的熱能驅(qū)動進(jìn)行制冷。對于前者,由于大功率太陽能發(fā)電技術(shù)的昂貴價格,目前實(shí)用性較差。因此,太陽能空調(diào)技術(shù)一般指熱能驅(qū)動的空調(diào)技術(shù)。當(dāng)然,廣義上的太陽能空調(diào)技術(shù)也包括地?zé)狎?qū)動和地下冷源空調(diào)技術(shù)。
由于技術(shù)、成本等原因,太陽能空調(diào)一般采用吸收式和吸附式制冷技術(shù)。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。吸附式制冷技術(shù)是利用固體吸附劑對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。兩種制冷技術(shù)均不采用氟利昂,可以避免對臭氧層的破壞作用,具有特別的意義;并且二者采用較低等級的能源,在節(jié)能和環(huán)保方面有著光明的前景。另外,吸附式制冷系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低(或無運(yùn)行費(fèi)用),無運(yùn)動部件,壽命長,無噪聲,尤其在航空、航天等特殊領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
對于太陽能制冷技術(shù),因?yàn)橐疹櫟郊療崞鞯男实龋筒坏貌徊捎帽容^低的熱源溫度。所以,太陽能驅(qū)動的制冷機(jī)存在效率較低的問題。隨之而來的,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,才能建立一個最為經(jīng)濟(jì)合理的太陽能空調(diào)系統(tǒng),也是尚待解決的課題。另外,由于太陽能的收集存在著時效問題,蓄熱技術(shù)也必須得到很好地解決,一個較好的蓄熱系統(tǒng)可以彌補(bǔ)太陽能的不可逆性和間斷性。 ? ?
太陽能空調(diào)的研究發(fā)展方向
1、產(chǎn)業(yè)化
太陽能空調(diào)實(shí)用性示范系統(tǒng)的建成,證明了太陽能空調(diào)技術(shù)上是可行的,經(jīng)濟(jì)上也顯示出一定的效益,潛在的市場很大,應(yīng)當(dāng)向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。但要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化目標(biāo),還有許多工作可做,例如:太陽能空調(diào)系統(tǒng)的計算機(jī)設(shè)計軟件;制冷機(jī)商品化、產(chǎn)業(yè)化;統(tǒng)一的配套設(shè)備和零部件;制定產(chǎn)品(系統(tǒng))的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);大力開拓市場。
2、研究和開發(fā)新的枝術(shù)
太陽能空調(diào)系統(tǒng)普遍采用成熟的淡化吸收式制冷技術(shù)。由于造價等方面的原因,制冷機(jī)不宜做得太小。所以,采用這種技術(shù)的太陽能空調(diào)系統(tǒng)適用于中央空調(diào)和集中供熱方式,系統(tǒng)需要有一定的規(guī)模。而市場對小型的、家用的太陽能空調(diào)器卻有更大的需求,事實(shí)和經(jīng)驗(yàn)告訴我們,只有滿足千家萬戶人民群眾需要的產(chǎn)品,才能形成規(guī)?;a(chǎn)業(yè)。因此,需要研究和開發(fā)小型太陽能空調(diào)的新方法、新技術(shù)。
3、建筑物的熱-電-冷聯(lián)供系統(tǒng)
建筑用能是一個耗能大戶,其中用于照明、供熱和空調(diào)就占了一半以上,太陽能在建筑上的應(yīng)用不僅可以節(jié)省能源,更重要的是有利于保護(hù)環(huán)境。利用太陽能供電、供熱、供冷、照明,最終實(shí)現(xiàn)所謂綠色能源的房子,是世界上許多發(fā)達(dá)國家的熱門研究課題,也將是21世紀(jì)一個應(yīng)用面很廣、需求量很大的多學(xué)科交叉的綜合性課題。這是太陽能利用的一個引人注目的發(fā)展趨勢。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,人們對生活環(huán)境的要求越來越高,采暖和空調(diào)已經(jīng)是建筑物的必要設(shè)施。另一方面由于常規(guī)能源不斷開采和使用,其儲藏量將不斷地減小,環(huán)境污染的問題也越來越嚴(yán)峻。因此,利用太陽能供冷和供熱,不僅可以節(jié)省電力和常規(guī)能源,對環(huán)境保護(hù)尤其有重要意義。
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太陽能空調(diào)——當(dāng)太陽能不夠用時,系統(tǒng)可自動得到民用電源電能的補(bǔ)充, 補(bǔ)償太陽能能源短缺安裝面積為五平方米的太陽能電池的最大輸出~500W,足能提供一臺空調(diào)器日常能耗的一半。
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太陽能空調(diào)傘系適于各類形式的系列傘類。如游泳池、賓館外的娛樂場所,高爾夫球場等使用的沙灘傘、休閑傘。它模擬植物的蒸騰原理,再配以太陽能供電的壓電陶瓷片或小風(fēng)機(jī),產(chǎn)生其微風(fēng)同霧化水結(jié)合降溫吹拂于人體,故可達(dá)到傘下清涼的效果。
難以大規(guī)模應(yīng)用
“太陽能空調(diào)雖然綠色環(huán)保,但是相對來說,應(yīng)用的條件限制決定了其難以廣泛地獲得應(yīng)用,只能是小眾市場。”劉步塵告訴《IT時報》記者。首先,太陽能空調(diào)的使用區(qū)域一般比較適合在陽光充足的西北高原地區(qū),南方多雨、陽光少的地區(qū)并不適合;其次,太陽能空調(diào)對房屋的房型有一定要求,農(nóng)村地區(qū)房屋相對較低,比較適合安裝,城市地區(qū)的樓房安裝起來相對很不方便。
其中,最致命的就是價格高。太陽能空調(diào)由空調(diào)和室外電池板共同組成,按照目前國內(nèi)市場價格,太陽能電池板的成本在1000元~3000元,這就造成了太陽能空調(diào)成本的急劇增加。而和國外市場不同,國外對于購買新能源的產(chǎn)品實(shí)施補(bǔ)貼,價格相差不大,而國內(nèi)還沒有這項(xiàng)制度。王金亮也坦言太陽能空調(diào)確實(shí)比普通空調(diào)價格高出不少,但是相信隨著技術(shù)的普及和量產(chǎn),太陽能空調(diào)的價格會逐步下降。
雖然格力太陽能空調(diào)下線并獲得了美國的訂單,記者注意到格力暫時并沒有準(zhǔn)備在國內(nèi)市場推出太陽能空調(diào)。格力研究院院長馬穎江表示,格力的太陽能空調(diào)技術(shù)兩年前就已經(jīng)成熟了,但一直沒有推入市場,就因?yàn)閲鴥?nèi)市場條件還不成熟,而此次之所以下線主要是獲得了美國的大訂單,格力暫時也不準(zhǔn)備向國內(nèi)市場推太陽能空調(diào)。
記者注意到美的雖然向國內(nèi)市場推太陽能空調(diào),但是其目標(biāo)只是一年5萬臺,相對于美的每年千萬臺的空調(diào)銷量而言,只是冰山一角,太陽能空調(diào)的時代還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒到。
太陽能空調(diào)的技術(shù)特點(diǎn)
技術(shù)特點(diǎn):
目前太陽能空調(diào)的實(shí)現(xiàn)方式主要依靠太陽的熱能進(jìn)行制冷和供熱,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。吸收式制冷技術(shù)是以太陽能集熱器收集太陽能產(chǎn)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制冷機(jī)中制冷。由于造價、工藝、效率等方面的原因,這種制冷機(jī)不宜做得太小,采用這種技術(shù)的太陽能空調(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;但是普通家用空調(diào)通過該技術(shù)改造成太陽能空調(diào),具有成本低、改造簡便可行。吸附式制冷技術(shù)是利用固體吸附劑對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。
利用太陽能作為能源的空調(diào)裝置,一般可以分成三部分:
一、太陽能集熱器。
集熱器形式多樣,性能各異。集熱器采用真空管型最多,真空管型最基本的種類有三種:熱管式真空集熱管(簡稱熱管)、全玻璃真空集熱管和直通式真空集熱管。熱管式真空集熱管是繼傳統(tǒng)平板式真空集熱管之后開發(fā)出的高科技節(jié)能產(chǎn)品,它將熱管技術(shù)和真空技術(shù)融為一體,將太陽能集熱器的工作溫度從70℃提高到120℃以上,大大提高了集熱器的熱性能,是一種溫?zé)崂玫睦硐氘a(chǎn)品。
二、制冷系統(tǒng)。
利用低溫?zé)嵩醋鳛閯恿Φ闹评湎到y(tǒng)不同于壓縮式制冷系統(tǒng),它必須能充分利用低溫?zé)嵩醋鳛閯恿@一要求,目前以吸收式制冷技術(shù)較為成熟。吸收式制冷采用溴化鋰-水、氨-水等作為工質(zhì)對,有較好的經(jīng)濟(jì)性,特別是采用溴化鋰-水作為工質(zhì)對,能滿足對安全性要求很高的空調(diào)裝置,是一種較為理想的工質(zhì)對。
三、是自動化控制系統(tǒng)。
對裝置的各種工作參數(shù)進(jìn)行控制和安全保護(hù)的控制系統(tǒng)。以熱管為太陽能集熱管,溴化鋰-水為工質(zhì)對的吸收式制冷空調(diào)系統(tǒng),不管是作為制冷量大的大型空調(diào),還是作為家用空調(diào)都有著現(xiàn)實(shí)意義和發(fā)展前途,特別是目前人們環(huán)境保護(hù)意識的提高,對環(huán)境的要求越來越高,無污染、低能耗、利用太陽能作為動力的空調(diào)將會受到人們的青睞。
Q-HAP太陽能空調(diào)技術(shù)為“準(zhǔn)直流并網(wǎng)技術(shù)”、“高效轉(zhuǎn)換技術(shù)”、“自適應(yīng)MPPT技術(shù)”和“太陽能優(yōu)先使用技術(shù)”等多項(xiàng)技術(shù)的集合。此項(xiàng)技術(shù)為美的獨(dú)創(chuàng),全球領(lǐng)先。