①占地面積小,是真空管或平板太陽能的1/4~1/6。
②-45~-30℃正常制50~55℃熱水。
③與傳統(tǒng)太陽能加空氣源熱泵相比,初投資更低。
④有抗風(fēng)、沙、雪、冰雹設(shè)計(jì),不存在凍管爆管問題。
⑤清潔能源,無污染、無排放。
⑥雙能源保障,運(yùn)行節(jié)能、穩(wěn)定。
⑦以導(dǎo)熱油為導(dǎo)熱介質(zhì),無高壓風(fēng)險。
⑧無需搭建鍋爐房,非壓力容器,無需專人看管,無需年檢。
太陽能熱泵簡介
太陽能能源是來自地球外部天體的能源(主要是太陽能)人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。正是各種植物通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的。它們實(shí)質(zhì)上是由古代生物固定下來的太陽能。此外,水能、風(fēng)能、等也都是由太陽能轉(zhuǎn)換來的。
地球本身蘊(yùn)藏的能量 通常指與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源和與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源。
與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源正是核能。原子核的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時能釋放出大量的能量,稱為原子核能,簡稱核能,俗稱原子能。它則來自于地殼中儲存的鈾、钚等發(fā)生裂變反應(yīng)時的核裂變能資源,以及海洋中貯藏的氘、氚、鋰等發(fā)生聚變反應(yīng)時的核聚變能資源。這些物質(zhì)在發(fā)生原子核反應(yīng)時釋放出能量。目前核能最大的用途是發(fā)電。此外,還可以用作其它類型的動力源、熱源等。
全世界的潮汐能折合成煤約為每年30億噸,而實(shí)際可用的只是淺海區(qū)那一部分,每年約可折合為6000萬噸煤。太陽能利用基本方式可以分為如下4大類。
太陽能是氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量,太陽能是人類能源的寶庫,如化石能源、地球上的風(fēng)能、生物質(zhì)能都來源于太陽。
太陽能熱泵熱水系統(tǒng)主要由三部分組成:能量采集區(qū)、能量轉(zhuǎn)換區(qū)和能量利用區(qū),能量采集區(qū)是由槽式集熱器和熱力輔助設(shè)備組成。能量轉(zhuǎn)換區(qū)是由熱水熱泵主機(jī)、水箱組成。能量利用區(qū)就是熱水使用場所室內(nèi)部分,包括熱水管道、水龍頭等。
(1)槽式集熱器
利用槽式聚光鏡,直接將太陽光反射到位于鏡面焦點(diǎn)處的集熱管上,加熱導(dǎo)熱介質(zhì)。導(dǎo)熱介質(zhì)最高溫度可達(dá)300℃。槽式集熱器由四部分組成:聚光鏡、集熱管、跟日裝置、機(jī)架。
槽式集熱器特點(diǎn):①光熱轉(zhuǎn)化效率達(dá)65%。②聚光鏡形狀精確,反光精度高,表面易清洗,聚光能力強(qiáng)。③控制系統(tǒng)靈活,追蹤精度高,偏差小于0.01。④有抗風(fēng)沙、風(fēng)雪、冰雹功能,能靈活地自動規(guī)避自然災(zāi)害。⑤不存在傳統(tǒng)真空管的凍管、爆管問題。
(2)熱力式熱泵
熱力式熱泵機(jī)組通過200℃左右的介質(zhì)驅(qū)動天然混合工質(zhì)MR717,經(jīng)過冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)、吸收過程,吸收空氣中的熱量實(shí)現(xiàn)制熱循環(huán)。熱力式熱泵特點(diǎn):
a、使用一次能源驅(qū)動,制熱效率可達(dá)2.0以上。
b、運(yùn)行費(fèi)用更低,與燃?xì)忮仩t相比全年可節(jié)約50%左右燃?xì)庥昧俊?/p>
c、超低溫制熱,即使在-30℃低溫下,依然正常高效制熱。
d、創(chuàng)新的融霜技術(shù),保證客戶端穩(wěn)定熱量的輸入,50%的熱量足以將冰霜清理干凈。
e、使用壽命可達(dá)20年,熱泵主機(jī)內(nèi)無壓縮機(jī),只有溶液泵和風(fēng)扇兩個運(yùn)動部件。
如圖
直接式和間接式輔助太陽能熱泵系統(tǒng)有何區(qū)別
直接式系統(tǒng)內(nèi)走的是水,生活用熱水在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。間接式系統(tǒng)內(nèi)走的是介質(zhì)或水,通過板換等方式將熱量傳遞給生活用熱水。希望采納。
太陽能系統(tǒng)有光熱或光電的,都是靠收集太陽的熱量或光。熱泵有空氣源熱泵、熱源熱泵和地源熱泵。沒有太陽能熱泵,這是兩個完全不同的概念。
間接利用太陽能:化石能源(光能----化學(xué)能)生物質(zhì)能(光能----化學(xué)能)
直接利用太陽能:集熱器(有平板型集熱器、聚光式集熱器)(光能----內(nèi)能)
太陽能電池:(光能----電能)一般應(yīng)用在人造衛(wèi)星、宇宙飛船、打火機(jī)、手表等方面。
太陽能輔助熱泵通常是指作為太陽能熱利用系統(tǒng)輔助裝置的熱泵系統(tǒng),包括獨(dú)立輔助熱泵和以太陽輻射熱能作為蒸發(fā)器熱源的熱泵。這類熱泵多數(shù)以供熱為主,涉及建筑采暖、生活熱水供應(yīng)以及工業(yè)用熱等應(yīng)用領(lǐng)域,對太陽能集熱溫度要求不高,而且具有靈活多樣的系統(tǒng)形式、合理的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能和良好的商業(yè)實(shí)用化前景。
太陽能屬于一種可再生的清潔能源,分布廣、儲量大,同時具有很強(qiáng)的季節(jié)性和地域性。太陽能直接加熱熱水用于生活所用或冬季供暖,產(chǎn)生的熱水波動很大,遇到極冷低溫或陰雨天氣甚至不能利用。熱泵屬于一種逆向循環(huán),其效率較高,尤其在小溫差下的效率更高。但極端天氣對熱泵影響很大,其中,空氣源熱泵在冬季極低溫度時制熱效果很差甚至不能工作。綜合太陽能和熱泵特點(diǎn), 可以將熱泵和太陽能熱水系統(tǒng)聯(lián)合使用,將太陽能儲熱水箱中回收的熱量經(jīng)熱泵加熱用于冬季供暖,進(jìn)而提高聯(lián)合系統(tǒng)的效率。
我國一次能源日益枯竭的現(xiàn)狀已經(jīng)不容忽視,在我國一次能源的消費(fèi)中,煤炭的消費(fèi)比重較大,而清潔能源的消費(fèi)比例明顯不足。作為清潔能源的核能和可再生能源的太陽能、風(fēng)能等受技術(shù)和資金限制發(fā)展緩慢,在社會能源使用中占據(jù)比例很低,太陽能的巨大潛力還沒有發(fā)揮出來。
傳統(tǒng)的北方冬季供暖、南方夏季制冷,北方冬季不僅供暖、夏季還要制冷;南方夏季不僅制冷、冬季還要供暖。在社會總能耗中建筑能耗所占的比重正在逐年增大,所占比重已經(jīng)達(dá)到社會總能耗的1/3,所以對降低建筑能耗問題的研究潛力巨大。傳統(tǒng)小容量鍋爐供暖形式包括集中供熱形式普遍存在熱效率低、污染嚴(yán)重等問題,只是集中供熱形式的弊端往往被人們忽視。未來用能形式究竟采用哪種方案更加科學(xué)、合理,這也是廣大能源工作者一直在研究和探討的問題。常規(guī)太陽能熱水器在與太陽能熱泵熱水器獲得等量熱水的情況下,投資較高、占地面積較大,而太陽能熱泵熱水器占地面積較小、效率更高。因此開發(fā)高效的太陽能熱泵熱水器,對于開發(fā)太陽能的巨大潛力具有重大意義。
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太陽能熱泵系統(tǒng)的類型及分析——文章介紹了太陽能熱泵系統(tǒng)類型,包括直膨式、非直膨串聯(lián)式、非直膨并聯(lián)式、非直膨混 聯(lián)式。比較了這4種太陽能熱泵系統(tǒng)的制熱性能系數(shù)及適用范圍,對太陽能熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性進(jìn)行了分析。
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太陽能熱泵系統(tǒng)模型主要包括太陽能集熱系統(tǒng)模型和熱泵機(jī)組模型,通過蒸發(fā)器建立耦合關(guān)系。本文建立了太陽能集熱系統(tǒng)和水-水熱泵系統(tǒng)組成的太陽能熱泵數(shù)學(xué)模型,利用集中參數(shù)法進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模型的求解。為了驗(yàn)證模型,將計(jì)算數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比,分析了模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差別及誤差存在的原因。
本試驗(yàn)裝置為制冷產(chǎn)品性能試驗(yàn)裝置,可以準(zhǔn)確測定單元式空調(diào)機(jī)、太陽能熱泵的制冷(熱)量、消耗功率、電流等技術(shù)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)工況可自動調(diào)節(jié),測量值由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理,自動判穩(wěn)并記錄存檔,自動打印試驗(yàn)報(bào)告,并可分析試驗(yàn)結(jié)果和測試數(shù)據(jù)。 本試驗(yàn)裝置包含1套風(fēng)量測量裝置,均為8.5~50m3/min (噴嘴:2個Φ100mm,1個Φ80mm, 1個Φ70mm) 該試驗(yàn)裝置采用的測量方法:空氣焓差法。 單臺室內(nèi)機(jī)的最大可測機(jī)型為5HP。 2100433B
批準(zhǔn)號 |
50708105 |
項(xiàng)目名稱 |
光伏-太陽能熱泵系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題研究 |
項(xiàng)目類別 |
青年科學(xué)基金項(xiàng)目 |
申請代碼 |
E0803 |
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 |
裴剛 |
負(fù)責(zé)人職稱 |
教授 |
依托單位 |
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) |
研究期限 |
2008-01-01 至 2010-12-31 |
支持經(jīng)費(fèi) |
20(萬元) |
室內(nèi)側(cè):1,風(fēng)量測量范圍:250~2500 m3/h;靜壓測量范圍:-50~450 Pa,控制精度:±2.5 Pa;2,工況范圍:干球溫度5~50℃,控制精度:±0.2℃,測量精度:±0.1℃。 室外側(cè):1,太陽能模擬器:穩(wěn)態(tài)連續(xù)氙燈廣元,AM 1.5輻照分布,輻照等級B級以上,總面積高度2.0 m*寬度3.0 m;2,工況范圍:干球溫度-15~50℃,控制精度:±0.2℃,測量精度:±0.1℃。