太阳能空调

目 录

一、太阳能空调系统简介

二、开思拓太阳能空调系统项目介绍

2.1 采用的主要技术

2.1.1 金属——玻璃热压封真空管太阳能集热器

2.1.2 小型溴化锂吸收式制冷机

2.1.3 毛细管辐射吊顶

2.1.4 毛细管重力循环柜

2.1.5 新风处理方案

2.2 太阳能空调系统制冷系数(COP)计算及节能性分析

三、太阳能空调下一步研究的要点和进入推广阶段的必备条件

一、太阳能空调系统简介

在世界能源日益紧张，各种能源价格飞涨的形势下，各国都将眼光投向了太阳能，一则太阳能是可再生能源，取之不尽；再则，太阳能对环境友好，无污染，对人类的生存环境无危害。当前，世界各国都在加紧进行太阳能空调技术的研究，据调查，已经或正在建立太阳能空调系统的国家和地区有意大利、西班牙、德国、美国、日本、韩国、新加坡、香港等。利用太阳能驱动空调系统对节约常规能源、保护自然环境都具有十分重要的意义。

空调的耗电量约占整个电力系统耗电量的三分之一，为缓解夏季用电量，太阳能空调从一开始就具有很大的吸引力。利用太阳能制冷与一般电力制冷原理相同，只是所用能源不同，太阳能空调利用热来制冷，省去了常规空调系统压缩机的电耗。将太阳能用于空调制冷领域，才刚刚拉开序幕，随着能源政策对清洁能源的倾斜，太阳能空调的推广普及前景非常美好。

太阳能空调系统主要由太阳集热器和吸收式制冷机两部分构成，兼顾供热和制冷两个方面的应用，可广泛应用于办公搂、别墅、学校、医院、酒店、游泳池、公寓等，为太阳能热利用技术开辟了一个新的应用领域。

太阳能空调的工作原理：

太阳能空调，就是利用太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水进行制冷。热媒水的温度越高，则制冷机的性能系数(亦称COP)越高，这样空调系统的制冷效率也越高，制冷量越大。

太阳能空调的优点：

(1).太阳能空调的季节适应性好，系统制冷能力随着太阳辐射能的增加而增大，

当太阳辐射越强、天气越热的时候，需要空调的负荷也越大，而此时太阳能空调的制冷量也越大，而这正好与人们对夏季空调的迫切要求相匹配； (2).环境无污染，传统的压缩式制冷机以氟里昂为介质，对大气层有极大的破坏

作用，而太阳能吸收式制冷机以无毒、无害的水和溴化锂为介质，对大气环境无影响；

(3).经济性好，太阳能空调系统可以将夏季制冷、冬季采暖和全年提供热水相结

合，显著提高太阳能空调系统的利用率和经济性；

(4).运行费用低，吸收式制冷机的电耗仅为常规冷水机组的1/20，且机组噪音低，

是理想的绿色环保节能产品。

太阳能空调系统可以发挥夏季制冷、冬季采暖和全年提供热水的综合优势，必将取得显著的经济、社会和环境效益，具有广阔的推广应用前景。

二、开思拓太阳能空调系统项目介绍

上海开思拓节能技术有限公司作为一个依托德国建筑节能先进技术的合资企业，以从事推广空调系统技术为核心，致力于空调制冷方向的节能技术及产品的研发和生产。

开思拓节能示范楼位于上海市闵行区颛兴路688号，地上建筑共4层为办公用，地下建筑1层为停车场，建筑面积约5000m2，空调面积约3000m2。建筑业主方为千年工程建设咨询有限公司，是一家集建筑设计、市政设计、公路设计、勘测设计于一体的新兴技术企业。千年公司拥有机电设计院，与开思拓联手对建筑节能低碳系统项目提供全方位服务。

节能示范楼的主要技术：

金属——玻璃热压封真空管太阳能集热器

小型溴化锂吸收式制冷机

毛细管辐射吊顶

毛细管重力循环柜

新风处理方案

2.1 采用的主要技术

2.1.1 太阳能集热器

Ⅰ.热量需求

制冷设备为58kW热水型吸收式制冷机一台，要求供回水温度90℃/85℃，制冷系数COP值为0.7，由此计算可得所需的供热量为82kW。

Ⅱ.太阳能集热器

选用金属玻璃封接的热管真空管太阳能集热器，型号为TMREJ6515,每组集热器配置直径65mm、长度1800mm的热管真空管15支，每组集热器的集热面积为3m2，集热器安装角度30°。根据热管真空管集热器性能测试数据，在进口温度为85℃，环境温度30℃左右时，集热器效率可达50%以上。

太阳能集热管特点：

z吸热部件为镀有选择性吸收涂层的铜翅片；

z进口无氧铜基材的德国TiNOX吸热体，连续真空镀膜膜层；

z传热部件为与铜翅片焊接一体的相变超导热管；

z真空管为φ100mm单层高硼硅玻璃管，管内抽真空保温隔热；

z吸热铜翅片及相变超导热管热压封装在单层玻璃真空管内；

z吸热铜翅片与相变超导热管通过超声焊接或激光焊接工艺，无结合热阻。

根据上海地区太阳能资源情况，当夏季晴天集热器安装平面上太阳辐照强度为850W/m2，系统热损失为10%时，集热器有效供热功率为382W/m2。

制冷机需要的供热量为82kW，由此可计算出需要安装太阳能集热器面积为214m2。安装TMREJ6515型热管真空管集热器，共需要安装72组。

Ⅲ.太阳能集热器布置

根据本办公建筑屋面情况，72组集热器可分三排布置，每排24组分成6个串联模块，每个串联模块集热面积为12 m2。72组集热器共分为18个串联模块，各串联模块之间并联连接。

太阳能集热器安装角度为30°，集热器前后排间距2m。集热器基础采用混凝土支墩，混凝土支墩直接放置于建筑屋面上。集热器支架采用40角钢和方管现场制作，支架焊接于混凝土支墩的预埋件上。集热器和支架之间采用螺栓连接。太阳能集热系统管道采用无缝钢管焊接连接，管道防腐后做50mm厚保温层。

2.1.2 小型溴化锂吸收式制冷机

溴化锂吸收式制冷机是利用溴化锂和水这两种物质所组成的二元溶液作为工质来进行制冷。这两种物质在同一压强下具有不同的沸点，其中，高沸点的溴化锂溶液作为吸收剂，低沸点的水作为制冷剂。

在溴化锂制冷机运行过程中，当溴化锂溶液在发生器内被太阳能集热器提供的热媒水加热后，溶液中的水不断汽化；水蒸气进入冷凝器，被冷却水降温后凝结，成为冷剂水；随着溴化锂溶液中水的不断汽化，发生器内的溶液浓度不断升高，经板式换热器后进入吸收器；冷凝器内的冷剂水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的；在此过程中，水蒸气进入吸收器，被吸收器内的溴化锂浓溶液吸收，溶液浓度逐步降低，再由溶液泵经换热器送回发生器，完成整个系统循环，机组图如下所示。

吸收式制冷机运行原理图