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太阳能空调系统

太阳能空调:分为太阳能制冷和太阳能采暖。

太阳能制冷:指利用太阳能提供动力来驱动制冷机制取冷量,并最终实现建筑物内的空气调节。

太阳能采暖:利用太阳能集取热量直接或间接为建筑提供热量。

电空调制冷基本形式:

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①制冷剂液体在低压(低温)下蒸发,成为低压蒸气;

②将该低压蒸气提高压在普通高压蒸气;

③将高压蒸气冷凝,使之成为高压液体;

④高压液体降低压力重新变为低压液体,返回到①从而完成循环。

系统与循环:

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实现太阳能空调有两条途径:

1,太阳能光电转换,以电能制冷;

2,太阳能光热转换,以热能制冷。

前一种方法成本太高,以目前的光电池价格来算,在相同的制冷功率情况下,造价约为后者的4至5倍。第二种方法除了供冷之外,还能同时供热,太阳能的利用率更高。国际上太阳能空调的应用主要是后一种方法。

热能制冷的产品主要有两类:一是吸收式制冷,二是吸附式制冷。目前这两类产品在科研与应用上已经进行了更好地结合,吸收式制冷COP达到0.7以上,吸附式也达到0.4以上。

太阳能空调利用形式:

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太阳能吸收式制冷:

太阳能吸收式空调系统主要包括吸收式制冷机、空调箱(或风机盘管)、太阳集热器、储水箱和自动控制系统及辅助加热系统等几部分。

在夏季,被集热器加热的热水首先进入储水箱,当热水温度达到一定值时,由储水箱向制冷机提供热媒水;从制冷机流出并已降温的热水流回储水箱,再由集热器加热成高温热水;制冷机产生的冷媒水通向空调箱,以达到制冷空调的目的。当太阳能不足以提供高温热媒水时,可由辅助加热系统补充热量。

在冬季,同样先将集热器加热的热水进入储水箱,当热水温度达到一定值时,由储水箱直接向空调箱提供热水,以达到供热采暖的目的。当太阳能不能够满足要求时,也可由辅助加热系统补充热量。

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原理说明:太阳集热器汲取太阳的热量加热水箱中的水,水箱中的水达到设定的温度后供给制冷机,给制冷机再生器提供热量加热溴化锂稀溶液,使溴化锂稀溶液的水分蒸发变回溴化锂浓溶液,进入吸收器再次吸收蒸发器进行制冷过程中蒸发的水分,如此循环实现连续制冷。

溴化锂溶液的性质:

一般性质:

表面活性剂:作用是提高热交换效果(吸收、冷凝),

易挥发。

腐蚀与防腐:主要元凶:氧气

其他因素:温度、酸碱度、浓度(常压下稀大)

常用缓蚀剂:硝酸锂:氨气;

铬酸锂:点蚀,钼酸锂:氢气。

冷剂污染:运转条件的变化或操作不当,冷剂水中含有溴化锂危害与判断(P10)。

溴化锂吸收式制冷机的缺点体现在只能制取0℃以上的低温和溴化锂溶液对金属有腐蚀作用。

溴化锂吸收式制冷中是以水作为制冷剂。原理是利用溴化锂溶液的两个特性:即发生性和吸收性。

溴冷机内溴化锂溶液应呈碱性,PH值应保持在9~10.5范围内。混合冷媒、氨吸收式可以低于0℃。

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太阳能吸附式空调:

1.使用自然工质水,不用氟利昂,不会产生温室气体,不破坏臭氧层;

2.使用太阳能或低品位废热驱动,不需要电能驱动,节约能源;

3.正常运行时,只需要水泵,电力性能系数可超过10,而家用节能空调是3,中央空调4.5;

4.运动部件少,没有压缩机,运行比较可靠。

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低温热水驱动的吸附制冷系统工作原理

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低温热水驱动的吸附制冷系统:

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低温热水驱动的吸附制冷系统工作过程:

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太阳能吸附空调原理:

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太阳能除湿空调系统:

太阳能除湿空调系统主要由太阳能集热系统、辅助加热装置、转轮除湿空调机组及自动控制系统组成。

太阳能空气集热器:

全玻璃真空管式空气集热器是以全玻璃真空管为吸热元件的集热器。它是由联集管,支架,真空管和插管来组成的。如下图1所示。从下图2可以看出,联集管是由内胆,外皮,保温材料组成。保温材料是对集热后的空气起到保温的作用。

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空气集热器原理:它的基本原理是真空管管壁膜层吸收太阳能的辐射,将光能转化成为热能。利用风机将低温空气强制吹入集热器,低温的空气从左端的内管进入,由于内盖作为隔板的原因,被迫进入各个插管,当到达真空管底部的时候,在真空管和插管的夹层内返回到内管和外管的夹层中,在将过真空管的时候被加热;进入右半边的时候,再先经过真空管和插管的夹层后进入插管,汇流到内管内后流出。这个时候,空气被加热两次。从而得到较高的空气温度。

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常用除湿方法:

冷却除湿:利用冷却方法,使水蒸气在露点温度下凝结分离。

压缩除湿:利用压缩方法,提高水蒸气分压,使之超过饱和点,成为水分分离出来。

干燥剂除湿:利用干燥剂的亲水性,使水蒸气在表面水蒸气分压力差的作用下,从空气进入干燥剂。

冷却除湿:

优点:深度除湿、可控;

缺点:能耗大、污染。

压缩除湿:

优点:深度除湿、除湿量可控;

缺点:能耗大、对系统结构要求高。

干燥剂除湿:

优点:可利用地品味能源、无污染;

缺点:除湿量难控制。

太阳能除湿空调系统形式:

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太阳能空调系统原理图:

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太阳能空调主要构成部分及运行原理

1.太阳能集热器:太阳能集热器(solar collector)是在太阳能热系统中,接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。集热器主要由聚光镜、集热管、跟日装置、机架四部分组成。属聚光型集热器。

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聚光型集热器对比表:

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2.蓄热器:

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通过相变材料无机熔融盐获取能量同时兼顾显热变化,实现150-300℃蓄放热的过程。蓄热单元由三部分构成:蓄热材料、整机封装、换热器。相变材料为无毒、无腐蚀性的新型复合相变材料。

3.太阳能热泵机组工作原理及特点

吸收式热泵机组通过200℃左右的介质驱动天然混合工质MR717经过冷凝、节流、蒸发、吸收过程,吸收空气中的热量实现制热循环。

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