论文题目：太阳能制冷技术的应用

论文题目：太阳能制冷技术的应用内容摘要：

图4太阳能采暖制冷热水三联供系统太阳能集热系统太阳能集热系统主要由太阳能集热器、集热器支架、循环管路、循环泵、阀门、过滤器、储热水箱等组成。 集热器由太阳能采暖专用真空管和特制的采暖联箱组成，本集热器实现了承压运行、超低温差传导、防垢、防冻、防漏、抗风功能，真空管经过特殊加工处理，即使玻璃管损坏系统也不会漏水，能够照常运行。 集热器及支架设计安装合理，且功能与景观完美结合，不破坏建筑物美观，并可起到屋顶隔热层作用。 集热器采集的热量以水为载体，通过循环管路储存于储热水箱中。 水箱有两个，一个是热水水箱，主要用于生活热水和洗浴热水，另一个是膨胀水箱，主要用于采暖和制冷。 水箱与集热器采用高位集热器低位水箱安装方式，强制循环，停机排空的运行方式，实现太阳能的采集和系统防冻，大大提高了对太阳能的采集效率和系统安全性。 辅助能源系统当太阳能不能满足系统需求的热量时，不足的热能由辅助能源提供。 本工程选用新一代低温空气源热泵机组作为辅助能源，制冷量31KW,制热量32KW,电源电压380V。 本空气源冷热泵机组已成功实现室外温度15℃时，额定制热量衰减比普通热泵机组减少25%左右。 而且，其最低运行温度可低至20℃。 机组在室外温度0℃。 本工程采用低温热水地板辐射采暖，上下两层共设四组分集水器，每组分别采用温控器控制，优先使用太阳能能源，根据采暖区域温度的要求，合理利用辅助热源，大大减少运行费用。 进入冬季采暖时，必须先将系统进行冬夏季行环管路转换，以集热系统及辅助能源系统生产的热水为热媒，在地板盘管中循环流动，加热地板，通过地面辐射的方式向室内供热。 低温热水地板辐射采暖所需供水温度在35℃50℃，较普通暖气片供水温度85℃95℃低得多，从采暖水箱到采暖末端是低温传输，所以传输热损大大减少。 由于加热管在地下面，地板散发的热量从低处向高处传送，在2米以内的人体活动区域被有效利用，热损失小。 地暖不占用室内空间且温度梯度均匀，不像普通暖气片那样冷热不均又占用空间。 热水供应系统系统生产的热水除提供采暖外，还能通过热水供应系统为用户提供生活日常用热水。 本系统采用恒温恒压装置保证用水终端水的温度和压力，不会出现供水不足或断水现象，采用自动循环保温装置保证供水管路和用水终端时刻有舒适温度的热水，即使较长时间不用热水也能保证用热水时即开即热。 风冷系统本系统利用了风冷热泵机组的优点，它不但冬季可以给太阳能采暖提供热能补充，还可以独立完成夏季制冷的需求，实现一机多用，充分利用能源，降低投资成本。 进入夏季制冷时必须先将系统进行冬夏季行环管路转换，将生活水箱和膨胀水箱独立使用，太阳能集热器为用户提供热水。 由热泵机组生产低温水并储存于膨胀水箱，通过风机盘管吸收室内热量，为室内降温，达到制冷目的。 由于采用冷水系统，室内水分及人体水分不易流失，所以远比直接使用氟系统舒适。 自动控制系统本系统采用微电脑自动控制，能自动识别阳光有无及强弱，监测水箱水温和室内温度，实现太阳能集热系统和采暖系统温差循环，采暖实施分室分时段控制；水位自动控制；热水系统自动循环保温，恒温恒压给水；实时功能状态显示；另特为有峰/谷电价地区的用户设计了谷电应用功能，使辅助能源在谷电时间段内充分蓄能，享受优惠电价，减少运行费用。 为保证系统运行可靠及用户人身安全，设置了多种保护措施，如漏电保护、过载短路保护、干烧保护、水流保护、逆序保护、缺相保护、超温保护、高压保护、低压保护、频繁启动保护等，用户可放心使用。 控制系统人机界面可以显示各种设置点参数及各设备运行情况，自动检测系统故障并显示故障代码，以方便查询和检修。 通过全智能化的控制功能，即充分有效地采集利用了可再生能源又最大限度地节约了能源，同时保证了系统的稳定性、可靠性和安全性。 （三）经济性分析 419m178。 建筑采暖、制冷、生活热水供应形式的初投资及运行、维护费用比较：（表四）名称项目太阳能+低温热泵采暖、制冷、热水燃煤锅炉采暖+中央空调制冷电加热热水（）太阳能热水（）初投资、万元（558元/ m178。 ）（120元/m178。 +260元/m178。 ）*419㎡=（6kw电锅炉）无夏季运行费用、元/m178。 （90天）419㎡*20元/㎡=419㎡*20元/㎡=245天**=2389元无冬季运行费用、元/m178。 （120天）419㎡*12元/㎡=419㎡*30元/㎡=120天**=1170元1170*30%=351元平均年维修费用400元2000元400元351元全年生活热水3959元351元年运行维修合计总费用，低温热泵在0℃，太阳能保证率按70%。 由上表可见太阳能采暖、制冷、热水每年运行费用可节约（+）(+)万元=。 =，≈5年。 系统使用寿命为20年，寿命期内节约费用20年*=。 其中还没考虑常规能源涨价因素、利率因素等，而且燃煤锅炉、电锅炉一般不超过10年就需要较大的设备更换投资，本文不做详尽的计算。 系统碳减排量太阳能热水系统二氧化碳减排量Qco2=ΔQsave*n/W*Eff*F co2*44/12式中Qco2——系统寿命期内二氧化碳减排量ΔQsave=62632MJ（太阳能三联供系统的节能量。 因为太阳能贡献率为40%，辅助能源为保证率为60%，由于采用热泵技术，常规能源消耗不会大于总能耗的30%，）Eff=95%（常规能源水加热装置的效率）F co2=（二氧化碳排放因子，kg碳/kg标准煤）W=29308MJ/kg(标准煤热值)n=20（经济分析年限年）依上表计算：Qco2=62632MJ*20年/**44/12=太阳能采暖、制冷、生活热水系统在寿命期内二氧化碳减排量为181吨三、太阳能制冷技术的研究发展与展望太阳能吸收式空调技术的研究发展 国内近期关于此项工作的研究方面，大连理工大学的徐士鸣教授等研究了以空气为携热介质的开式太阳能吸收式制冷系统特性并取得了多项研究成果；中国科学院广州能源研究所在太阳能空调系统的整合设计方面进行了开拓性的工作；华中理工大学的舒水明教授主要进行了太阳能吸收式制冷系统蓄能技术方面问题的研究；上海交通大学的王如竹、刘艳玲提出了一种太阳能燃气联合驱动的双效溴化锂吸收式空调。 在国外，1983 年世界上最早的大型太阳能吸收式制冷系统在阿拉伯半岛国家科威特安装完成，该系统为建筑面积530m2 科威特国防部办公楼提供制冷。 1995。 1998 年5 月由北京桑达公司为德国斯图加特Meissner amp。 Wurst 公司建造的太阳能吸收式空调系统建成。 国外各种研究同样集中于寻求新的工质对、太阳能集热器的结构与循环性能的关系、系统能量平衡研究、制冷与制热联合工作研究等方面。 存在的问题及可能的解决办法 　 (1) 因受太阳能集热器的影响，太阳能空调普遍存在着效率低、价格高的问题。 但是太阳能空调是建立在太阳能热水应用基础上的，太阳能空调中的太阳能集热器可以与太阳能热水器相通用，随着太阳能热水器的发展，太阳能集热器的效率也会提高；对于原来有太阳能热水器的用户可以改造，先制冷再用余热洗澡，使其有更好的经济性。 (2)从集热器、制冷机等相应的成本分配来看，集热温度、冷水温度及冷却水温度应各为多少，才能建立一个最为经济合理的太阳能空调系统，也是尚待解决的课题。 不过我想，只要有了合适的集热器和制冷机，建立经济合理的太阳能空调系统，只是时间问题。 (3)由于太阳能的收集存在着时效问题，蓄热技术也必须得到很好地解决。 现存的蓄热方法主要采用增加热水容量，增强保温效果，随着蓄热技术和蓄热载体的研究开发，太阳能空调系统的不可靠性和间断性也会有所改善。 (4)对于居住相对集中的楼房来说，集热器的安装受到很大的限制。 这主要是因为太阳能空调的安装不普遍，楼房的设计没有考虑到太阳能空调，就象八十年代的太阳能热水器，安装很复杂，而现在楼房设计者想到了，太阳能热水器抬上就是。 (5)没有太阳能空调系统的计算机设计软件、控制芯片、技术标准、统一的配套设备和零部件。 这是科技与市场结合的问题，需要太阳能空调形成一定的规模，占领一定的市场，还需要一定的时间和政府、科技部门的支持。 2 太阳能半导体制冷的关键问题 太阳能制冷系统最大的不足是制冷效率较低，同时成本也较高。 这严重影响了太阳能制冷系统的推广和应用。 若提高和改善太阳能制冷系统的性能，要从下列几个关键问题入手 （6）系统的能量优化 太阳能半导体制冷系统自身存在着能量损失，如何减少这些损失，保证系统稳定可靠地运行是十分重要的问题。 光电转换效率和制冷效率是衡量能量损失的主要指标。 光电效率越高，在相同的功率输出情况下，所需的太阳能电池的面积越小，这有利于太阳能半导体制冷系统的小型化。 目前普遍使用的太阳能电池的光电效率最高为17％。 对于任何制冷系统来说，制冷效率COP是最重要的运行参数。 目前，～，远低于压缩式制冷。 经过试验研究发现，冷、热端温差对于半导体制冷的效率有很大的影响，通过强化热端散热方法能使半导体制冷系统性能得到很大的改善。 （7）系统运行的有效控制和优化匹配 与一般的制冷设备不同，太阳能半导体制冷系统受太阳辐射和环境条件影响，系统工况一天内往往有很大的变化。 因此在太阳能半导体制冷系统中，除了太阳能电池和半导体制冷装置外，还需配备蓄电池和数控匹配器。 蓄电池是保证太阳能制冷系统连续运行的重要条件。 数控匹配器使太阳能电池阵列输出阻抗与等效负载阻抗匹配，使功率输出处于最佳状态，同时对储能设备的过充、过放进行控制。 要实现整个能量传递环节在最优工况下进行，保证系统的可靠性、稳定性和高效率，就必须对整个系统的运行进行有效的控制。 因此，选择合适的储能设备、研制有效的控制器对整个太阳能制冷系统来说是非常重要的。 另外，提高太阳能电池转换效率问题，同样是实现太阳能制冷系统大规模应用的重要问题随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高，制冷和空调的需求会越来越大，特。