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    [暖通毕业设计文档] 太阳能制冷:太阳能空调越来越受到关注

    资料分类:土木工程设计资料 - 暖通毕业设计文档范文参考资料 | 发布形式:资料共享 | 更新时间:2017-07-15 显示全部楼层

    太阳能制冷:太阳能空调越来越受到关注
    夏天的阳光是明媚的,然而在办公室一天都不会感觉到热得难受。因为由于条件允许,越来越多的建筑物正在装有空调系统。 有些地方引进了太阳能空调系统,太阳能既可以温暖办公室又可以提供能量使房间冷却。对冷却有最大需要的日子,同样也是最大可能提供太阳能的日子。
    现在办公楼、酒店、图书馆和博物馆等等公共建筑物,需要的空调系统的数量是非常可观的。这是事实,不仅在南欧,而且在德国和欧洲中部也是这样。在适当的条件下,太阳能和太阳能辅助空调系统能够取代传统的空调系统。 这种系统有着自己的优势,不存在冷却问题(氟氯碳化物),更不用说附带的二氧化碳排放的污染问题。
    太阳能辅助空调系统是由论坛属于"太阳能辅助空调大厦"的组织者在2002的太阳能会议上提出的。德国太阳能协会(Die Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS))、太阳能系统研究所(Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE)建筑学院、现代柏林技术大学(Institut für Erhaltung und Modernisierung von Bauwerken e.V. an der TU Berlin) pforzheimer以及太阳能推广公司(Pforzheimer Solarpromotion GmbH)在一起开办了为期两天的国际研讨会,国家科技、能源、经济方面的太阳能冷却机构以及可能应用领域、邻近德国公司组织全世界的公司都建立了太阳能辅助空调系统。包括以色列,加纳,西班牙,印度, 荷兰,比利时和奥地利的公司。这个太阳能的报告能简要告诉你可能性和太阳能空调系统技术,并且涉及了太阳能空调经济方面的内容。

    太阳空调系统的基本的结构

    什么是太阳能空调系统?
    建筑物可以依靠太阳的能量被制冷,就是水辅助空调系统或通风系统靠太阳能收集器提供的有效能量来工作。在太阳照射时间长的地区和南方地区是不需要存储太阳的能量的。 太阳至少可以季节性的提供我们所在纬度的空调系统所需要的的能量。水辅助系统与通风系统的结合同样是可能的。
    太阳能空调是如何工作的?
    基本原则是(太阳)热驱动制冷的热化学吸附过程:一种液体或气体物质接触坚实、多孔材料(吸附剂)或者被液体或固体物质(吸附剂)吸收。
    该吸附剂(即硅胶、具有很大表面积的物质)提供热量(即太阳能热水器)并且被降湿。经过这种"干燥",或解吸过程,这个进程可以重复并且可以反其道而行之. 所提供的水蒸气或蒸汽,被储存在多孔存储介质(吸附剂)中并且可以同步释放热量。
    工序根据工序执行的方式可以分成区分封闭制冷循环系统(生产冷水)和开放系统,即冷冻剂是否与空气接触。后者用于除湿和蒸发冷却。 两个进程可以进一步根据液体或固体吸附剂进行分类。 除了现有的制冷能力,驱动热与冷能量关系之间的关系并实现关系驾驶热冷能源(性能系数;COP)也是这样系统的一个重要因素数字。

    吸收式制冷设备
    在德国,封闭液体吸附剂吸收式制冷机器(水-溴化锂)往往结合热能发电厂进行操作(联产)(即以块为单位的热能构筑物,供热)但也可以借助真空管太阳能集热器(工作温度高于80℃)。 具有单一步骤工序CDP为0.6-0.75,或者两步的工序可以高达1.2.市场概要是可得到从财团为经济和环境友好的能量利用。(Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch (ASUE))
    吸附式制冷机器
    关闭过程与吸附剂固体结合工作既所谓吸附式制冷机器(操作温度60°-95°;COP=0.3-0.7)。 太阳能可以很容易以真空管或平板收藏的形式利用. 实验室试验系统的气候控制在弗赖堡大学诊所装有管收藏; 太阳能系统研究所也参加了电极的科学构想。 该制冷机由两个吸附器组成,其中一个蒸发器和一个冷凝器等。 一个吸附器吸附水汽, 在蒸发器之内被变换成在低压和低温下气体阶段(约9.C)。粒状硅酸盐凝胶,著名的环保干燥剂,那么把它积聚(吸附的水汽)。 在其他的吸附容器中的水汽通过来自来太阳能集热器的热水(约85℃)被再次放生。 压力上升,在环境温度 (30℃)的水蒸气可转化成在冷却塔(浓缩)的流体。 蝶阀是通过水蒸发而导致放回周期开始从开始。 双方凝结水(低温)和吸附热(高温)释放出来。
    热吸附式制冷运行功率通过具有170平方米表面积的真空管机产生。此外,热储罐提高太阳热的使用。 冷储罐的功能是作为缓冲期间需求短期波动。在一年里寒冷的时候,太阳能热空气加热流入从而降低成本。
    吸附辅助空调
    虽然太阳能辅助空调过程已经被认识很久了,但是它仅仅在欧洲使用了约15年。 原则上,在欧洲中部的气候条件之下吸附辅助空调系统能够在所有需要空调的地方地方很好的运行,例如在通风控制中心。 如果花销运行的成本效益可行的话它们的经济运行也可行,即由供热厂,而非从超负荷密集的供热系统。 提供许多设想的新热源是太阳能热系统。开放吸着辅助系统空调系统是空气清新系统 ,外面的空气通过吸附干燥、利用热开垦电动子预冷却并且最终通过蒸发加湿冷却到室温。吸附辅助的主要原理如图形所示. 太阳能利用的吸附剂干燥。

    最重要的过程如下:
    1-2吸附空气利用气温上升除湿外界空气,并释放吸附的热量
    2-3在热空气冷却的逆流转子填到排气
    3-4进一步冷却空气,通过蒸发增湿;空气流入比外部空气对大厦有低温和较少水蒸气
    4-5空气加热,除掉不要的水汽        
    5-6 通过排气冷却的加湿器,降低建筑消耗的空气温度
    6-7加热废气对空气的逆流热量流入转子
    7-8再加热废气通过外部热源(即太阳能热系统)
    8-9通过转子再生吸附解吸的束缚水
    目前, 具有转动吸附轮子的系统 (吸附转子)普遍的使用。 轮子有一个非常小的吸附空气管道营造大的表面接触面积,所用材料易于处理占用水分,如矽胶. 流入空气降湿是靠两个部门的转子通过吸附、加热过程(废气干转子)。 最后, 终于, 流入的空气在吸附转子下冷却下来。这里的传热是靠透过空气及转子材料的接触. 最后一步是与常规空气冷却蒸发加湿。
    太阳能辅助空调系统运作得如何?
    弗赖堡的科学家,太阳能系统研究所(Freiburger Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme ISE)测试太阳能辅助空调系统为了国际能源机构(能源)在<任务25"太阳辅助建筑物空调"的研究。 详细说明并进行了效果比较。系统的研究搜集了的结论[1] 。模拟变太阳能的辅助空调系统与系统常规系统在不同气候下进行了比较(Trapani/西西里;弗赖堡和coenhagen)。
    能量平衡
    没有使用太阳能情况下,对气候控制的热功率提高了一倍。能源利用气候控制(火电)为所有的测试地点。 原因是这个过程数目相比电动机械式制冷压缩要降低了。
    无论是吸收或吸附制冷机被使用,太阳能复盖了30%的份额冷却(弗赖堡)并节约了近五成(trapani)是影响初级能量的能源。太阳涵盖份额的部分用于冷却降温的能量是来自夏季太阳热能系统. 有报道比重达85%,初级能源的使用,可以与常规参照系统相比减少超过50%的能源。 结果可以确信,从一个例子可以参考,所以不只是办公楼这个系统适用于其他的地方。
    在trapani吸附辅助空调与制冷压缩机的结合,可以使太阳能节约初级能源30%的份额。如果使用85%的太阳热量的空调大约可以节省50%的能源. 在这种情况下有两个明显的积极方面:吸附辅助能有效用于空调除湿、可以实现较好的整体效益。
    经济效益
    虽然太阳能热利用系统,空调建筑物在技术上和经济上在德国已经有了20个系统使用,但目前仍有一些障碍需要克服,来实现实施太阳能辅助空调。 在12个国家的会员参加了太阳能采暖的25个课题、经历约30个系统,目前已有10个系统已经作为一个测试示范计划。 这些试点和示范项目,仍然需要使成本降低成为可能,并让相关节能可以放心。 标准化的,成熟的观念和发展的出发点都是有助于提高经济效益和太阳能辅助空调广泛的适用性。
    因为是基于太阳能热驱动冷却过程而非正常的制冷过程,花费起到了核心作用:一个基本问题是相比太阳能辅助空调来自太阳的热量拥有较高效率。 太阳能系统研究所的专家预计:电极太阳能空调在这方面的工作是没有经济优势的。 他们利用有利条件变得有实际,如果高效率、太阳能可以实际有效的提供热源。 电力成本也对于太阳能冷却也构成了很大的争议:热动力冷却过程只需四分之一(吸收/吸附)或一半(吸附辅助空调)的按常规参照系统电力。  
    太阳能系统研究所对比试验表明,该太阳能吸附过程辅助连接传统空调机(制冷压缩机)系统是最有前途的组合,至少对于地中海气候--吸附辅助空调生产成本最低的地方,而最贵的溶液是吸附剂。 太阳能系统研究所科学家看到了机会,吸附辅助空调设施和德国之间的合作公司获得了气候控制系统操作过程和大型太阳能热系统的经验。 使用这种方法,尤其是在地中海地区差距可以在市面上找到。
    太阳能在工业上应用
    太阳能除了用作加热和冷却生活和办公建筑,太阳能特别适合与工业和商业的工序。在一些国家这些工序比加热建筑需要更多的能量。太阳能可以用高达或者食品制造250 ?C的温度加热,举个例子,可以用于化学和纺织工业,造纸业业和很多其他的工序凡是热水用于洗涤,加热和干燥。此外,工厂的地面可以用太阳能进行冷却或加热。

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