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太阳能光热空调技术及其在夏热冬冷地区的适用

作者:admin发布时间:2020-12-12 20:37

  第43卷 第 20期 2 0 1 7 年 7 月 SHANXI ARCHITECTURE 山 西 建 筑 Vol. 4 3 No.20 Jul. 2017 ?1 2 5 ? ?水?暖?电? 文章编号: 1009-6825 (2017)20-0125-02 太阳能光热空调技术及其在夏热冬冷地区的适用性选择+ 郑琳 张炜* 李尚杰 (四川大学建筑与环境学院,深地科学与工程教育部重点实验室, 四 川 成 都 610065) 摘 要 :太 阳 能 空 调 能 够 降 低 建 筑 能 耗 , 保 护环境, 介绍了太阳能光热空调的概念, 指出实现太阳能空调制冷的方式分为光电与光 热, 简述了不同类型的太阳能光热空调技术的原理和特点, 并且针对不同类型太阳能空调的特点, 选择出适用于夏热冬冷气候区 的太阳能光热空调类型。 关键词: 太阳能空调, 空调能耗, 蓄能, 建筑节能 中图分类号:TU831.74 〇 引言 随着能耗问题成为人们越来越关注的热点问题, 建筑能耗占 据 社 会 能 耗 的 3 0 % ,其 中 空 调 能 耗 占 据 了 建 筑 能 耗 的 5 0 % 。因 此, 发展低能耗建筑, 低能耗空调形式是推进 我 国 节 能 减 排 重 要 举 措 。传统空调的制冷媒介一般为氟氯化物, 这是造成臭氧层空 洞的主要原因, 严重污染环境, 而太阳能空调利用可再生 能 源 太 阳能,具有环境友好的特点, 具有潜在的应用潜力[1]。 太阳能作为可再生能源, 除了具有清洁性, 还 不 受地 域 的 限 制 。我国地域辽阔, 太阳能资源丰富并且分布广泛, 全国70%以 上的地区全年日照数高达2 000 h 。丰富的资源储备说明与传统 电制冷空调相比, 太阳能空调具有更低的运行成本, 特别是在一 些太阳能资源丰富但是经济不够发达的地区比如川西高原, 太阳 能空调具有更佳的利用价值 m 。太阳能空调制冷的最大 优 点 是 它具有季节匹配性。在 天 气 越 热 , 越需要冷量的时候, 这时太阳 辐射情况最好, 太阳能空调的制冷量也就最大[3]。夏热冬冷气候 区的气候最突出的特点就是常年湿度很高, 在空调的选择上要重 点考虑处理湿度的问题。 1 太阳能光热制冷技术特点与现状 太阳能空调制冷技术根据原理可以分为两种方式, 一种是将 太阳能转换为电能, 再以电能驱动压缩式制冷系统。第二种是利 用太阳能集热器收集热量, 利用热能来驱动制冷[4]。 目前太阳能 光热制冷主要分为四类, 分别为太阳能吸收式制冷, 太阳 能吸附 式制冷, 太阳能除湿式制冷以及太阳能喷射式制冷。其中前三种 制冷形式较为普及, 但太阳能喷射式空调也由于其特点而被研究 学者重点研究。 1 . 1 太阳能吸收式制冷 吸收式制冷循环主要由发生器,蒸发器, 冷 凝 器和吸 收 器 组 成 。吸收式制冷循环利用不同沸点的工质对进行制冷。高沸点 的为吸收剂, 低沸点的为制冷剂。 目前常用的二元工质对为氨一 水工质对, 溴化锂一水工质对。溴化锂吸收式制冷技术在国内发 展已经较为成熟[5]。 太阳能吸收式制冷循环有如下特点:太阳能吸收式制冷利用 收稿日期=2017-05-08 文献标识码 : A 低品位的热能太阳能, 并且整个运行环境比较安静, 只有功率较 小的泵在运行, 不产生过多的噪声。制 冷 工 质 无 毒 , 不污染环境, 制冷剂在真空状态下运行, 更加安全。但是吸收式制冷具有易结 晶, 腐蚀性强等缺点。 对于太阳能吸收式制冷, 应用最广泛的工质对为溴化锂一 7 JC 工质对, 该方式具有较高的制冷效率( EER ) ,对 热 源 的 要 求 较 低 , 占据太阳能吸收式制冷中的主要地位。 1.2 太阳能吸附式制冷 吸附式制冷技术利用固体吸附剂, 如活性炭和沸石等, 对某 些制冷剂蒸汽具有比较强的吸附作用, 吸附作用使得蒸发器中的 制冷剂液体通过蒸发而进行制冷。当吸附剂进行加热后就会使 吸附剂中的制冷剂解吸, 解吸后的蒸汽会在冷凝器中放热变为液 体, 制冷剂回到蒸发器中完成整个循环。 太阳能吸附式制冷循环将太阳能集热系统与吸附式制冷系 统结合。该系统有如下特点:太阳能吸附式空调的优点是所需的 热源温度较低,所以可以良好的与一般太阳能集热器匹配。系统 运行简单, 初投资和运行费用较少, 系 统 运 行 稳 定 。但 是与传统 的电驱动压缩式制冷相比, 吸附式制冷系统的制冷功率较小, 当 所需要的制冷量较大的时候, 系统内的换热设备面积会增加, 这 样会增大投资和系统的体积。 1.3 太阳能除湿式制冷 除湿式空调制冷利用干燥剂来吸附空气中的水蒸气,降低了 空气的湿度, 通过水在干燥的空气中蒸发降温而实现制冷。干燥 剂 与 喷水冷却系统结合就成为了除湿空调。除湿式空调系统利 用 干燥剂吸附空气中的水分后, 经过热交换 器 进 行 降温 ,再 经 过 蒸发器冷却。 太 阳能除湿式空调系统利用太阳能收集热量使吸湿后的干 燥剂再生, 实现除湿制冷循环。太阳能除湿式空调需要的热源温 度不高, 一般的太阳能平板式集热器系统的热量就可以满足除湿 式空调的需要, 因此可以节约太阳能集热器的成本。该系统的一 大优势就是可以实现热量与湿量的分开处理, 可以更加独立的控 制房间的温度与湿度。太阳 能 除 湿 式 空 调 制 冷 系 统 的 制 冷 媒 介 为水, 不产生污染, 非 常 环 保 。除湿的形式能够 有 效 的 处 理 房 间 ★ :国家自然科学基金资助项目( No.51508352);深地科学与工程教育部重点实验室( 四川大学) 开放课题 基金资助项目( No.DUSE201702);成都市科技惠民项目( No.2015-HM01-00244-SF) 作者简介: 郑 琳 ( 1993-),女 , 在读硕士 通讯作者: 张 炜 ( 1981-),男 , 副教授 ? 126 ? 第 43卷 第 20期 2 0 1 7 牟 7 月 山 西 建 筑

  

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