太阳能空调的研究与开发变化
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太阳能历史发展的七个阶段将太阳能作为一种能源和动力加以利用,只有300多年的历史。
真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”,“未来能源结构的基础”,则是近来的事。
20世纪70年代以来,太阳能科技突飞猛进,太阳能利用日新月异。
近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门德考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。
该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀作功而抽水的机器。
在1615年~1900年之间,世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。
这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光,发动机功率不大,工质主要是水蒸汽,价格昂贵,实用价值不大,大部分为太阳能爱好者个人研究制造。
20世纪的100年间,太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段,下面分别予以介绍。
太阳能历史发展的第一阶段(1900-1920)在这一阶段,世界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置,但采用的聚光方式多样化,且开始采用平板集热器和低沸点工质,装置逐渐扩大,最大输出功率达,实用目的比较明确,造价仍然很高。
建造的典型装置有:1901年,在美国加州建成一台太阳能抽水装置,采用截头圆锥聚光器,功率:;1902-1908年,在美国建造了五套双循环太阳能发动机,采用平板集热器和低沸点工质;1913年,在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵,每个长,宽4m,总采光面积达1250m2。
太阳能历史发展的第二阶段(1920-1945)在这20多年中,太阳能研究工作处于低潮,参加研究工作的人数和研究项目大为减少,其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界大战(1935-1945)有关,而太阳能又不能解决当时对能源的急需,因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。
太阳能历史发展的第三阶段(1945-1965)在第二次世界大战结束后的20年中,一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少,呼吁人们重视这一问题,从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展,并且成立太阳能学术组织,举办学术交流和展览会,再次兴起太阳能研究热潮。
文献综述二零一二年六月文献综述太阳能制冷系统研究现状及其进展引言:在完成太阳能制冷系统研究现状及其进展的论文过程中,我参考了诸多文献,引用了它们的思想或者结论,现将其中一些比较主要的文献作为完成本文的研究依据做一个综述。
1.太阳能吸收式空调及供热综合系统太阳能吸收式空调系统主要由太阳集热器和吸收式制冷机两部分构成。
吸收式制冷的基本原理是利用两种物质所组成的二元溶液作为工质来进行的。
这两种物质在同一压强下有不同的沸点, 其中高沸点的组分称为吸收剂, 低沸点的组分称为制冷剂。
常用的吸收剂) 制冷剂组合有两种: 一种是溴化锂—水, 通常适用于大型中央空调; 另一种是水—氨, 通常适用于小型空调。
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, 可由辅助锅炉补充热量。
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, 也可由辅助锅炉补充热量.在非空调采暖季节, 只要将集热器加热的热水直接通向生活用储水箱中的热交换器, 就可将储水箱中的冷水逐渐加热以供使用.二空调及供热综合示范系统。
2.热管式真空管集热器的热性能研究热管式真空管集热器是一种新型的太阳能集热装置。
由于运用了真空技术,大幅度地降低了集热器的热损失,因而使其在高工质温度或低环境温度的运行条件下仍具有良好的热性能。
同时,由于运用了热管技术,被加热工质不直接流经真空管,因而跟普通真空管集热器比较, 热管式真空管集热器还具有许多其它优点:热容量小, 在瞬变的太阳辐照条件下可提高集热器输出能量;热二极管效应.当太阳辐照较低时可减少被加热工质向周围环境散热;防冻, 在冬季夜间一20%时真空管本身不会冻裂;另外,系统承压高,易于安装、维修等等。
可再生能源开发与利用的技术方案随着经济和社会的发展,能源需求量不断增长,现有的化石能源已经无法满足日益增长的需求,急需寻求可再生能源来替代传统能源。
可再生能源不仅能够保护环境,还能够持续提供能源,因此成为当前的焦点。
在可再生能源中,太阳能和风能等是目前最受关注的可再生能源。
在这篇文章中,我将介绍几种可再生能源开发与利用的技术方案。
一、太阳能太阳能是目前最常用的可再生能源之一。
它是一种可以在太阳辐射下产生热能和电能的能源。
太阳能的开发与利用可以分为两种:热能利用和光能利用。
1.热能利用:太阳能的热能利用主要包括太阳能热水器、太阳能空调等。
太阳能热水器是利用太阳能直接将太阳辐射通过太阳能集热器转化为热能,使水加热,最后供生活用水和采暖用水。
太阳能空调则是利用太阳能对空气进行加热和冷却,使空气温度达到适宜的室内温度,从而达到空调的效果。
2.光能利用:太阳能光能利用主要是通过太阳能光伏发电板将太阳能转化为电能。
光伏发电板是一种将太阳光直接转化为电能的半导体材料,一般用于屋顶、道路灯、船只等场所。
太阳能光伏发电板的使用优点在于环保、可持续、经济、便利等方面。
二、风能风能是另一种重要的可再生能源。
风能产生的机制是在地球表面发生温度差异时,空气会产生流动,从而产生风。
风能的开发与利用方式包括风力发电、风能储存等。
1.风力发电:风力发电是目前最常用的风能利用方式,它利用风轮驱动发电机转动发电机发电。
风力发电的优点在于风能源广泛、储存方便、环保等。
2.风能储存:由于风力发电的不稳定性,风能储存是风力发电的一个重要问题。
储能技术是一种将多余的风能转化为电能,储存在电池中,系统需要时再释放的技术。
当前,流动电池、氢燃料电池、压缩空气储能、超级电容器等技术被广泛应用于风能储存中。
三、水能水能是一种重要的可再生能源,它是指利用水流和水压等产生动能,并将其转化为电能的一种能源。
水能开发与利用包括水力发电、潮汐发电等。
1.水力发电:水力发电是利用水流通过水轮机驱动发电机,将水流能转化为电能的一种发电方式。
太阳能的利用现状及未来发展研究一、内容描述随着全球能源危机与环境问题日益严重,新能源研究与利用受到广泛关注。
太阳能作为一种清洁、可再生、永续的能源,其利用研究成为热点。
本文将介绍太阳能的利用现状及未来发展,并对发展趋势进行展望。
太阳能是指太阳产生的能量。
根据其直接利用方式,可以将太阳能划分为两大类:一是光伏发电,即利用太阳光电池将太阳光直接转化为电能;二是光热发电,即利用太阳光对工质进行加热,然后利用热力循环产生电能。
光伏发电市场在全球范围内快速发展。
光伏发电主要设备为太阳能电池板,其原理是利用太阳能光电池吸收太阳光,将太阳光能转化为电能。
据国际能源署(IEA)数据显示,全球光伏产量在过去十年中实现了显著增长。
光热发电也称为集热式太阳能发电,其原理是利用太阳光的热量加热工质产生高温高压蒸汽,驱动蒸汽涡轮机转动发电。
光热发电的主要技术形式包括槽式和塔式。
光热发电目前处于发展起步阶段,但已经开始在全球范围内得到应用。
随着全球对可再生能源的需求不断增长,太阳能市场有着巨大的发展潜力。
尤其在发展中国家,电网覆盖范围有限,太阳能作为一种分布式能源,可以提高能源供应的稳定性和可靠性。
随着科研实力的不断增强,太阳能技术将持续创新。
太阳能电池转换效率将达到新高,光热发电系统将实现更高的工作温度和更低的成本。
各国纷纷出台可再生能源政策,对太阳能发展给予大力支持。
德国、美国等国家实施了一系列扶持政策,促进太阳能产业的发展。
太阳能作为一种清洁、可再生的能源,在全球能源结构转型的大背景下,其研究和利用将继续深化。
光伏发电和光热发电技术将不断完善,市场需求将不断扩大,产业发展前景广阔。
1. 太阳能的重要性与广泛应用前景“太阳能的重要性与广泛应用前景”主要探讨了太阳能作为可再生能源的重要性,以及在未来的能源结构中其广泛应用的潜力。
太阳能作为一种清洁、可再生的能源,具有巨大的发展潜力。
随着科技的进步和成本的降低,太阳能的应用逐渐从理论走向现实,从小规模示范项目到商业化运行,成为推动世界能源转型的重要力量。
空调制冷技术研究现状及发展趋势论文空调制冷技术研究现状及发展趋势论文空调制冷技术研究现状及发展趋势论文对国内外有关空调制冷技术目前的研究现状进行探讨,进而分析空调制冷新技术在我国的应用与发展,并对其未来的发展趋势实施展望。
空调制冷技术研究现状及发展趋势论文【1】【摘要】当前社会经济的发展在促使人们的生活水平提高的同时,也相对的改变了人们的生活环境,并使空调制冷技术在现实生活中得到广泛的推广与应用。
如在服务行业中,有效运用空调制冷技术对温度进行有效调节以实现对各类食品的保鲜与冷冻,而在现代医学与生物科技等各个领域中,空调制冷技术也得到了广泛的应用,并发挥了巨大的作用。
【关键词】空调制冷技术;发展趋势;冰蓄冷技术引言众所周知,所有生物的生长过程都受着温度的限制,如低温就可抑制食品中霉、酵菌的繁殖,而高温也可起到杀菌的作用。
在如今的社会中,空调制冷技术几乎已经渗透到人们生活与生产实践中的各个领域,并在有效改善人们的生活环境发挥着重要的作用。
如在日常生活中,制冷技术就广泛的应用于食品的冷加工与冷处理;而在工业生产中,制冷技术的运用为使生产环境能够始终处于恒温恒湿的状态;同时,在现代的医学与各尖端科学领域中都占据着不可获取的地位,如对相关新型材料的研究与开发等。
可以这么说,现代技术的进步就是紧跟着空调制冷技术而逐渐发展起来的。
1.国内外有关制冷技术的研究现状1.1制冷剂的研究现状制冷剂的选用作为空调制冷技术中的一个核心环节,对其开发与应用现状的研究在很大程度上影响到我国空调制冷技术的前进。
对于制冷剂的发展,我国主要有从自然物质――人工合成与回归自然物质的两个阶段。
其中,第一阶段中,像乙醚与氨等天然的制冷剂虽可在自然界中直接提取,但因受科技水平与经济条件的因素的限制,氟利昂指制冷剂因热力性能较好逐渐将其取代,而这也是制冷剂发展初期阶段。
随后,由于氟利昂对臭氧层易造成较严重的破坏而被其它制冷剂所取代。
目前,在大量的天然制冷剂中,丙烷以及氨等是最有可能取代氟利昂而成为新型制冷剂的。
空调制冷技术研究现状及发展趋势论文(2)空调制冷技术研究现状及发展趋势论文制冷剂作为空调制冷技术的核心研究对象,其研究、发展状况的好坏直接影响着国内的空调制冷技术的发展。
目前,我国将制冷剂的发展历程主要分为从自然物质到人工合成的物质、再回归到自然物质两个阶段。
自从国内外纷纷研究代替氟利昂的制冷剂,经过长期的研究总结,目前,在众多的天然制冷剂中氨、丙烷与其他烃的混合物及CO2制冷技术以其自身的优势最有可能成为代替氟利昂制冷剂的自然物质。
我国面临的主要问题已不是如何发展空调制冷技术,而是如何实现其产业化的问题。
2 空调制冷技术的具体应用发展2.1 冰蓄冷技术在电能资源紧张的现状下,降低空调自身的能耗,是摆在人们面前的重要课题。
经过不懈努力,专家研制成功冰蓄冷技术,有效降低了空调能耗。
采用这种技术制成的新型空调,可以利用非峰值的电能,来保持制冷物质的最佳能量节约状态,并维持系统的运行良好。
将空调自身运转所需要的潜在能量和显在能量全部释放出来,提供给空调系统以便实现正常工作,也就是通过融冰冷量的放出,来使空调内部的冷负荷达到既定要求。
这时,蓄冷装置就成为了储存冰块的容器。
这种冰蓄冷技术的空调,可以实现填谷移峰的功能,它提高了装置运行的稳定程度,提升了经济效益,并有效削减了空调的能量损耗。
2.2 在变频空调节能上的应用变频空调所指的是在普通空调基础之上运用了变频专用的压缩机,并增加了变频的控制系统,其它结构及制冷原理与普通空调是一样的,变频空调主机为自动无级变速,能够依据房间情况进行自动提供所需冷热量,如果室内的温度达到了一定期望值,空调的主机就能够保持这一温度恒定运转,并实现不停机的运转,以保证室内环境温度稳定。
变频空调的变频器能够对压缩机的供电频率进行改变,从而调节压缩机的转速,通过压缩机转速快慢来控制室内的温度,当室温波动比较的时候,电能的消耗就会小,舒适度也就大大提高了,变频空调依据环境温度来自动制冷、制热及除湿运转的方式,能够让室内的温度在短时间之内达到所需温度,且在低能耗及低转速的状态下进行较小温差波动,从而快速实现了节能、快速及舒适控温的效果。
太阳能空调的研究与发展中国科学院广州能源研究所季戬洪马伟斌江晴一、引言顾名思义,太阳能空调是以太阳能作为制冷空调的能源。
利用太阳能制冷可以有两条途径,一是利用光伏技术产生电力,以电力推动常规的压缩式制冷机制冷;二是进行光-热转换,用热作为能源制冷。
前者系统比较简单,但以目前先电池的价格计算,其造价为为后者的3-4倍;后者除了供冷之外,还结合供热利用。
因此国外的太阳能空调系统通常以第二种为主。
二、发展太阳能空调应用的基础和意义1.1太阳能利用的合理性一般的太阳能热利用项目,如采暖、热水等,在需求上其实与太阳能的提供并不完全一致:当天气越冷、人们越需要温暖的时候,太阳能量的提供往往不足。
从这个角度来看,太阳能空调的应用是最合理的:当太阳辐射越强。
天气越热的时候,我们需要空调的负荷也越大。
这是太阳能空调应用最有利的客观因素。
1.2太阳能空调的市场基础太阳能热水器在国内市场迅猛发展,全国太阳能热水器的使用量已超过1000万平方米近年来每年增长超过200万平方米,由此可见,太阳能热水器的使用量和需求量都非常大,市场前景非常好。
另一方面,空调的需求也是一个巨大的市场。
如果把供热与空调结合起耘将是一个更加理想的方案。
这是太阳能空调实现推广应用的市场基础。
1.3太阳能空调的技术基础太阳能制冷空调的关键技术已经成熟。
(1)在太阳能集热器方面,真空管集热器、平板集热器都已经在市场上推广应用;(2)在制冷机方面,溴化锂吸收式制冷机在九十年代大量地进入了市场。
中国科学院广州能源研究所研制的低温热水型两级吸收式淡化侄制冷机,热源温度只需60℃以上,特别适合于太阳能的利用。
(3)在系统方面,已经积累了丰富的经验。
因此,太阳能空调应用在技术上是可行的。
1.4太阳能空调的经济性太阳能热水器的经济性问题,市场已经作了很好的说明。
太阳能空调建立在太阳能热水应用的基础上,利用的是夏天用不完的能源,使太阳能得到充分的利用。
增加的投资是制冷机部分,而这部分的投资在常规空调方面也是需要的。
因此,太阳能空调与太阳能热水相结合,有更好的经济性。
1.5环境保护,可持续发展的要求随着经济的发展和人们生活水平的提高,空调的需求量越来越大。
在一般民用建筑物,空调的能耗占了一半以上,给能源、电力和环境带来很大的压力。
电力的发展同时带来废气阶放,温室效应和酸雨等环境问题,空调机的制冷剂(CFCs)还会对大气臭氧层造成破坏。
切时龟空调用的是清洁的太阳能,制冷过程也没有污染的危险,系统本身是符合环境保护要求的。
另一方面,节省了电力和燃料,间接上也减轻了环境的压力,太阳能空调的应用完全降合可持续发展战略的要求。
基于上述观点和理由,有关部门和专家一致认为,发展太阳能空调应用的时机已经成熟,并且有良好的社会、经济效益,同时也能提高太阳能利用的科学意义和技术水平,有利于推动太阳能事业的发展。
为了促进推广应用,需要建立一个示范性的系统。
因此,国家科委(现科技部)把“太阳能空调及供热综合示范系统”列为“九五”重点科技攻关项目。
2.我国太阳能空调的发展与现状(1)起步阶段(70年代未一80年代初)在我国,太阳能制冷及空调的研究可以追溯到1975年在妄阳召开全国太阳能会议以后的七十年代后期。
1974年中东石油危机发生以后,不少科研机构、高等院校和企业纷纷投入人力和物力研制太阳能制冷(空调〕机,其中多数是小型的务水吸收式制冷试验样机。
例如:天津大学1975年研制的连续式氨一水吸收式太阳能制冰机,日产冰量可达5.4kg。
为北京师范学院(现首都师范学大等)1977年研制成功1.5m2平板型间歇式太阳能制冰机,每天可制冰6.8-8kg;1979年义研制出8m2平板型自动跟踪连续式太阳能冷藏柜.华中工学院(现华中理工大学)研制了采光面积为1.5m2,冰箱容积为70升,以氨一水为工质对的小型太阳能制冷装置,可维持冰箱0℃10小时左右。
这期间先后有20多个单位开展过工作,积累了宝贵的经验,(2)坚持阶段(80年代中后期一90年代初)其后,由于当时还有许多技术难题没有来得及解决,太阳能空调项目因一时难以看到成效而得不到支持,研究的队伍和规模大大缩小,仅存少数单位仍坚持基础性研究和样机试验,经历了一段非常困难的时期。
在这期间,中科院广州能源所得到了香港裘槎基金会的资助,坚持进行了太阳能空调系统以及太阳能制冷机的研究,并且取得了重要的进展。
1987年,中国科学院广州能源研究所与香港理工学院合作在深圳建成了一套科研与实用相结合的示范性太阳能空调与热水综合系统,集热面积共120 m2,制冷能力14kw,空调面积为80 m2采用了三种中温集热器,包括直通式真主管集热器、热管型真空管集热器和V 形隔热膜平板型集热器。
采用两合日本矢崎公司生产的2冷吨单级淡化侄吸收式制冷机。
为了适应太阳能的利用,中国科学院广州能源所从1982年开始进行了新型热水型两级吸收式决化铰制冷机的研制并取得了成功,这种新型的制冷机有两个显著的特点,一是所要求的热源温度低,在65℃以上的范国内能稳定地运行;二是热源的利用温差大,为12-24℃(随热源温度而变)。
(3)实用阶段(“九五”计划期间)直到“九五”计划期间,太阳能空调的的各方面条件已经成熟,国家科委(现科技部)把“太阳能空调”列为重,氨科技攻关项目,计划建成示范性系统,以促进太阳能空调的推广应用。
大阳能空调项目迎来了它的第二个春天,太阳能空调的技术水平也上升到一个新的高度。
中科院广州能源所和北京太阳能研究所承担了该项任务,计划在南方和北方各建一座大型实用性太阳能空调系统。
三、100kw太阳能空调系统3.1应用对象太阳能空调系统应兼顾供热和供冷两个方面的应用,例如综合办公搂、招待所、学校、医院、游泳池、水产养殖等,都是比较理想的应用对象。
这些用户冬季(或全年)需要供热,如生活热水、采暖、游泳池水补热调温等,而夏季一般都需要空调。
“九五”攻关项目100kW 太阳能空调系统选定在广东省江门市一座新建的24层大楼上实施。
该大樱是一座多功能的综合性大楼,有办公樱、营业厅、招待所、培训中心等,利用太阳能提供大搂每天所需的生活热水,除此之外,在夏天以太阳能热水制冷,供其中一层空调。
3.2系统简介太阳能空调热水系统如图1所示。
以平板集热器收集太阳能产生热水,分别储存在制冷及生活热水水箱中.采用一台100kW的两级吸收式制冷机,用太阳能热水输入制冷机制冷。
采取中央空调供冷方式,制取的9℃左右的冷冻水送到用户的风机盘管,然后返回冷冻水箱。
当天气不好、水温不足时,用一台燃油热水炉辅助升温,保证系统能全天候运行。
生活热水则直接输送到用户。
系统金自动采集数据和控制运行。
3.3主要技术构成1)太阳能集热器为了保证平板集热器能满足制冷空调的要求,又不失其简单价廉的特点,通过研究、试验,采取了一些简单而有效的技术改进措施。
其中最主要的是增加了一决能耐较高温度的透明隔热板,通过抑制空气自然对流从而减少表面的热损失。
试验及使用的结果证明,透明隔热板起了关键性作用。
该集热器在太阳辐射较强的时候,能持续提供制冷用热水;在太阳辐射较弱时,也可以产生足够的生活用热水。
2)制冷机制冷机是采用一种两级吸收式淡化枢制冷机,它的一个重要的特,氨是驱动热源温度忧只需要65-75℃,在60℃的情况下,仍能以较高的制冷能力稳定地运行;另一个特点是热水的利用温差大,达12-24℃(随热源温度而变)。
市场上单级吸收式淡化钮制冷机热源温度一般要求88℃以上,热水利用温差只有6-8℃。
3)自控系统自动控制系统采用先进的可编程控制器(PLC)及工业控制微机控制和管理。
·@性能系数(C0P)达到设计指标。
3.6系统的主要特点江门100kW太阳能空调系统是我国首座大型实用性太阳能空调系统,它的建成标志着我国太阳能热利用技术上了一个新的台阶。
系统有以下特点:1)太阳能空调系统成功地全部采用高效乎板集热器,使常用的太阳能热水系统能够与太阳能空调系统”接轨”,同时也开拓了太阳能热水器更广阔的应用市场。
2)100kW两级吸收式决化俚刹冷机各项指标均达到设计要求。
其驱动热源温度之低(65-75℃)特别适合大阳能利用。
3)系统兼顾了生活热水与制冷空调的能量需求,合理分配利用太阳能,提高了太阳能日利用效率。
4)太阳能空调系统全天候自动运行。
四、太阳能空调的研究发展方向1)产业化太阳能空调实用性示范系统的建成,证明了人阳能空调技术上是可行的,经济上也显示出一定的效益,潜在的市场很大,应当向产业化方向发展。
但要实现产业化目标,还有许多工作可做,例如:·太阳能空调系统的计算机设计软件;·制冷机商品化、产业化;·统一的配套设备和零部件;·制定产品(系统)的技术标准;·大力开拓卞场。
2)研究和开发新的枝术太阳能空调系统目前普遍采用成熟的淡化短吸收式制冷技术。
由于造价人工艺方面的原因,泱化控制冷机不宜做得太J、。
所以,采用这种技术的太阳能空调系统适用于中央空调和集中供热方式,系统需要有一定的规模。
而市场对小型的、家用的太阳能空调器却有更大的需求,事实和经验告诉我们,只有满足千家万户人民群众需要的产品,才能形成规模化产业。
因此,需要研究和开发小型太阳能空调的新方法、新技术。
3)建筑物的热-电-冷联供系统建筑物用能是一个耗能大户,其中用于厥明、供热和空调就占了一半以上,太阳能在建筑上的应用不仅可以节省能源,更重要的是有利于保护环境。
利用太阳能供电、供热、供冷、照明,最终实现所谓绿色能源源的房子,是世界上许多发达国家的热门研究课题,也将是21世纪一个应用面很广、需求量很大的多学科交叉的综合性课题。
这是太阳能利用的一个引人_ 注目的发展趋势。
五、结语随着我国经济的发展和人瓦生活水平的提高,人们对生活环境的要求越来越高,采暖和空调已经是建筑物的必要设施。
另一方面由于常规能源不断千采和使用,其储藏量将不断地减小,环境污染的问题也越来越严峻。
因此,利用太阳能供冷和供热,不仅可以节省电力和常规能源,对环境保护尤其有重要意义。
(end)。