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2019年暖通工程师考试讲义:太阳能发展
发布时间:2020-02-14 16:28

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  太阳能空调是以太阳能举动制冷空调的能源。诈骗太阳能制冷能够有两条途径,一是诈骗光伏技艺发生电力,以电力饱吹常例的压缩式制冷机制冷;二是举办光-热转换,用热举动能源制冷。前者编制对照大略,但以目前光电池的价钱估量,其制价为后者的3-4倍;后者除了供冷除外,还团结供热诈骗。于是海外的太阳能空调编制平常以第二种为主。

  俭仆常例能源和偏护自然境况是当今全邦眷注的两大热门,常用的压缩式空调机不只花消大宗电能,况且存正在对境况的污染题目。近几年,越来越众的科学家和工程技艺职员对太阳能空调编制举办了商酌、开垦,目前已活着界少少邦度安设了太阳能空调编制,用于夏令制冷、冬季采暖以及供应热水,发达太阳能空调使用的根基和旨趣。

  太阳热水器正在邦内市集迅猛发达,寰宇太阳热水器的运用量已领先1000万平方米,近年来每年伸长领先200万平方米,由此可睹,太阳热水器的运用量和需求量都尽头大,市集前景尽头好。另一方面,空调的需求也是一个浩瀚的市集。假设把供热与空调团结起来将是一个特别理念的计划。这是太阳能空调告竣扩大使用的市集根基。

  太阳能制冷空调的要害技艺一经成熟。①正在太阳能集热器方面,真空管集热器、平板集热器都一经正在市集上扩大使用;②正在制冷机方面,溴化锂罗致式制冷机正在上世纪九十年代大宗地进入了市集。中邦科学院广州能源商酌所研制的低温热水型两级罗致式淡化侄制冷机,热源温度只需60℃以上,分外适合于太阳能的诈骗。③正在编制方面,一经堆集了厚实的经历。

  目前太阳能空调的告竣式样厉重依赖太阳的热能举办制冷和供热,凡是又可分为罗致式和吸附式两种。罗致式制冷技艺是诈骗罗致剂的罗致和蒸发特征举办制冷的技艺,遵循罗致剂的差异,分为氨-水罗致式制冷和溴化锂-水罗致式制冷两种。罗致式制冷技艺是以太阳能集热器采集太阳能发生热水或热气氛,再用太阳能热水或热气氛取代汽锅热水输入制冷机中制冷。因为制价、工艺、结果等方面的缘故,这种制冷机不宜做得太小,采用这种技艺的太阳能空调编制凡是合用于主旨空调,编制必要有必定的范畴;可是一般家用空调通过该技艺改形成太阳能空调,具有本钱低、改制轻易可行。吸附式制冷技艺是诈骗固体吸附剂对制冷剂的吸附用意来制冷,常用的有分子筛-水、活性炭-甲醇吸附式制冷。

  其一是太阳能集热器。集热器景象众样,功能各异。集热器采用真空管型最众,真空管型最根基的品种有三种:热管式真空集热管(简称热管)、全玻璃真空集热管和直通式真空集热管。热管式真空集热管是继古板平板式真空集热管之后开垦出的高科技节能产物,它将热管技艺和真空技艺融为一体,将太阳能集热器的职业温度从 70 ℃普及到 120 ℃以上,大大普及了集热器的热功能,是一种温热诈骗的理念产物。

  其二是制冷编制。诈骗低温热源举动动力的制冷编制差异于压缩式制冷编制,它必需能富裕诈骗低温热源举动动力这一请求,目前以罗致式制冷技艺较为成熟。罗致式制冷采用溴化锂-水、氨-水等举动工质对,有较好的经济性,分外是采用溴化锂-水举动工质对,能知足对安好性请求很高的空调安装,是一种较为理念的工质对。

  其三是自愿化把持编制,即对安装的各式职业参数举办把持和安好偏护的把持编制。以热管为太阳能集热管,溴化锂-水为工质对的罗致式制冷空调编制,不管是举动制冷量大的大型空调,依旧举动家用空调都有着实际旨趣和发达出道,分外是目昔人们境况偏护认识的普及,对境况的请求越来越高,无污染、低能耗、诈骗太阳能举动动力的空调将会受到人们的青睐。

  当阳光射正在真空管内的吸热片上,热管内的工质受热欢腾汽化,蒸汽不竭冲向顶部的冷凝端,正在冷凝端冷凝形成液体,冷凝的工质沿管壁流回热管的蒸发段,告终一个轮回。这种正在一端吸热汽化而正在另一端凝固放热,通过内部相变告竣热量转达的热管,民风称为重力热管。热管的内部没有吸热芯,凝固的液体从凝固段回流到蒸发段是依赖凝固液本身的重力,不必要外部动力而自愿轮回,这便是热管式真空管的集热历程。因为热管是依赖重力使工质轮回的,正在运用中必需将蒸发段置于凝固段的下方。若蒸发段置于凝固段的上方,重力对凝固液的回流会起阻挡用意,这时没有动力使凝固液返回到蒸发段,热管就不行职业。因此热管也能够称之为单向传热的热二极管。热管的这种特征尽头合用于太阳能集热器,它能够将罗致的太阳能热量传送至水箱,将水加热,而反向不成逆。也便是说,日间吸热,傍晚不放热。这对削减集热器的热耗损,普及集热器的保温功能是极端有益的。

  于热管厉重依赖工质相变时罗致和开释潜热以及蒸汽活动传输热量,而大大都工质的汽化潜热是很大的,于是不必要很大的蒸发量就能转达大宗的热。当蒸汽处于饱和形态,其活动和相变时的温差很小,而管壁又对照薄,故热管的外貌温度梯度很小。当热流密度很低时,能够获得高度等温的外貌,普及导热系数。热管的安设倾角对传热功能有必定的影响。关于必定的充液比,当倾角较小时,传热率随倾角的蜕化火速上升;当领先某一倾角时,传热率的蜕化变得很平展,倾角对传热率的影响较小。当倾角为20~ 45时,传热结果最高,此中以 40时为最佳。热管安设倾角周围由外地地舆纬度肯定,而正在我邦境内,从广州到哈尔滨的纬度为N23~N45,倾角均正在传热结果高的周围内,这关于热管举动集热器是极端有利的,能够最大限定地普及热管的传热结果。热管具有启动职业温度低、热损少、管内不结垢、不炸管、终年运用不结冻、集热结果高、运用寿命长等特性。

  当发作器中的溶液被职业蒸汽或热水加热后,因为水的沸点远低于溴化锂,于是,溶液中的水分就会不竭地蒸发出来,成为制冷剂水蒸汽,同时使发作器中残剩溶液的浓度增高。制冷剂水蒸汽经判袂器将其夹带的液滴判袂落后入冷凝器,被冷却水冷却,凝固成制冷剂水,再经膨胀阀节省降压,然落后入蒸发器中蒸发汽化,摄取蒸发器管中冷媒水的热量,使冷媒水的温度低落,发生冷效应。为使水蒸汽还原成液态,同时也为了使发作器中因为析出了水分而浓缩的溶液(浓溶液)能连续阐扬用意,就需将发作器中的浓溶液和蒸发器中天生的水蒸汽个人送进罗致器中,并用冷却水低落它们的温度,使得浓溶液具备“罗致”水分的条目。于是,当水蒸汽与浓溶液接触时,水蒸汽便被罗致,同时使浓溶液形成为稀溶液。然后由溶液泵加压,再送回发作器中加热,从而告终一个关闭的制冷轮回。

  溴化锂是一种无色粒状的结晶盐,性子太平,正在大气中不易变质不易判辨,沸点很高(1265 ℃),极易溶于水中,其水溶液具有激烈的吸湿性,况且,正在常温下饱和溴化锂水溶液的浓度达 60% ,浓度越大,温度越低,吸湿才气越强。溴化锂正在气氛中对钢铁有很强的腐化用意,但正在真空形态下出席缓蚀剂,根基上不腐化金属。以溴化锂-水溶液为职业对的罗致式制冷编制厉重纰谬是:热结果低,冷却水花消量大,筑立的密封性请求较高,有必定的腐化性。但因为能够直接诈骗低参数的热源作动力,是诈骗太阳能低品位热源的理念的制冷安装;全数机组除功率较小的屏障泵外,无其它运动部件,运转安定,运转时根基上没有噪音和振动;以溴化锂~水举动工质对,无毒,无臭,有利于知足环保请求;制冷机正在真空形态下举办,无高压爆炸损害;制冷量治疗周围广,正在 20% ~ 100% 的负荷内可举办制冷量的无级治疗;对外界条目蜕化的合适性强,可正在加热蒸汽的压力 0.2 ~ 0.8 MPa(外压力)、冷却水温度 20 ~ 35 ℃、冷媒水出水温度 5 ~ 15 ℃的周围内太平运转;机组布局大略,对安设根基的请求低,无需特别的机座;体积小,用地省,缔制解决容易,保护用度亦较低廉;运转极端安好。

  热管式太阳能空调制冷编制由太阳能集热器、溴化锂罗致制冷编制、数台轮回泵、蓄热的水箱、辅助电加热器、两个冷却器和联贯管道等辅助器件以及把持编制构成。轮回水由轮回泵输入水箱,热管罗致太阳能正在水箱加热轮回水,水的温度升高,由另一台轮回泵输送到溴化锂罗致式制冷安装的发作器,将热量开释给发作器,水返回水箱。罗致器的冷却水由轮回水泵输送到气氛冷却器轮回冷却,冷凝器发生的热量,由另一台轮回水泵输送到另一个气氛冷却器(大型的可研讨用冷却塔)。全数空调编制由三个贯通环道构成,即发作器贯通环道、制冷水贯通环道和冷却水贯通环道。各贯通环道流量、温度都由流量计与温度传感器测定。辅助电加热器则是正在夜间或集热器职业不寻常时加热水以保障制冷效率。

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