255kW水工質(zhì)槽式中溫太陽(yáng)能空調(diào)及工業(yè)熱利用示范案例分析
發(fā)布者：陳寶容 | 來(lái)源：湖北貴族真空科技股份有限公司 | 1評(píng)論 | 9860查看 | 2016-07-14 09:27:45
1項(xiàng)目概況
項(xiàng)目建設(shè)地址位于湖北省黃岡市禹王高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園（如圖1所示），占地面積5000平方米。項(xiàng)目除解決辦公樓的空調(diào)外，太陽(yáng)能集熱器的熱能還能解決車間的零件烘烤預(yù)熱。槽式太陽(yáng)能集熱器陣列如圖2所示。
本項(xiàng)目承擔(dān)單位為湖北貴族真空科技股份有限公司，技術(shù)協(xié)作單位為中國(guó)科學(xué)院電工研究所和華北電力大學(xué)。
2設(shè)計(jì)思路
此示范平臺(tái)系統(tǒng)主要由槽式太陽(yáng)能集熱器、溴化鋰空調(diào)主機(jī)、蓄能裝置、風(fēng)機(jī)盤管、蒸汽烘干機(jī)、高壓循環(huán)水泵、冷卻塔和控制系統(tǒng)八大部分組成。系統(tǒng)主要設(shè)備如表1所示。
槽式太陽(yáng)能集熱器利用熱水作為工作介質(zhì)，溫度可達(dá)200℃左右，將高溫介質(zhì)送到溴化鋰空調(diào)主機(jī)，驅(qū)動(dòng)機(jī)組制冷（熱），再通過(guò)介質(zhì)水輸送到室內(nèi)供用戶使用。蓄能器存儲(chǔ)多余的熱量，可解決夜間或陰雨天制冷（熱）的需求。
項(xiàng)目的熱力傳輸使用創(chuàng)新型生產(chǎn)的真空絕熱傳輸管，使系統(tǒng)熱損得到進(jìn)一步降低，提高了運(yùn)行效率。
3技術(shù)參數(shù)
3.1槽式太陽(yáng)能集熱器
槽式太陽(yáng)能集熱器是系統(tǒng)的重要組成部分，由跟蹤系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)跟蹤太陽(yáng)，利用拋物面的聚光性能，將太陽(yáng)光反射聚焦到吸收器上，加熱傳熱工質(zhì)，為溴化鋰空調(diào)主機(jī)提供高溫的驅(qū)動(dòng)熱源。
3.1.1技術(shù)參數(shù)
?。?）系統(tǒng)耐風(fēng)力等級(jí)：8級(jí)，最大風(fēng)速20m/s；
?。?）工質(zhì)：水。
3.1.2自動(dòng)跟蹤
根據(jù)太陽(yáng)運(yùn)行軌跡采用前饋控制方法控制三相混合式步進(jìn)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)集熱器做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，準(zhǔn)確追蹤太陽(yáng)，跟蹤精度0.1°。
3.1.3腔體吸收器
吸收器位于聚光器的焦線上，通常在吸收器上的能量密度是正常太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的30~100倍。吸收器是聚焦太陽(yáng)能集熱器中光熱轉(zhuǎn)換過(guò)程的承載者，其效率的高低將會(huì)直接影響系統(tǒng)的集熱效率。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了四種不同結(jié)構(gòu)的腔體吸收器，并利用幾何光學(xué)和傳熱學(xué)原理，對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和性能模擬，最終得出三角形腔體為最優(yōu)結(jié)構(gòu)，并最終用三角形腔體吸收器為拋物槽式太陽(yáng)能集熱器的吸收器。腔體內(nèi)壁選擇性涂層的吸收率達(dá)到0.9以上，通過(guò)測(cè)試，無(wú)論在90℃還是150℃的工況下，三角形腔體熱損失較小。
3.1.4槽式聚光器
材料采用平板玻璃，通過(guò)熱彎加工形成一定弧度的鏡面，并在玻璃的背面鍍銀。每一塊平板玻璃截面長(zhǎng)度為1.736m，寬為1.365m，每一單元共使用8塊玻璃，即19.3m2的反射面積；在該弧度設(shè)計(jì)時(shí)，玻璃的光比為40。
3.2溴化鋰空調(diào)主機(jī)溴化鋰空調(diào)主機(jī)選用的是單/雙效熱水型制冷機(jī)組，主要技術(shù)參數(shù)如表2所示。
注：
1.機(jī)組可以做到125℃~150℃時(shí)使用雙效流程；80℃~125℃時(shí)使用單效流程。
2.制冷機(jī)控制柜內(nèi)放置1套自帶PLC，對(duì)溴化鋰制冷機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，控制方式通訊協(xié)議為OmronHostlink。
3.冷水、冷卻水測(cè)污垢系數(shù)為0.086m2·℃/kW。
4.冷水、冷卻水壓力小于0.6MPa。
3.3真空傳輸管
系統(tǒng)的管路采用真空傳輸管，該管是針對(duì)國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能光熱發(fā)電裝備行業(yè)現(xiàn)狀，開(kāi)發(fā)的“太陽(yáng)能熱發(fā)電低熱損高溫工質(zhì)真空傳輸管”，可大幅降低太陽(yáng)能光熱發(fā)電高溫介質(zhì)的輸送熱損失，與巖棉保溫管道相比，在400℃工質(zhì)輸送條件下，可降低85%的熱損，已經(jīng)獲得了3項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利和5項(xiàng)實(shí)用新型專利（如圖3所示）。
圖3專利產(chǎn)品
4經(jīng)濟(jì)性及社會(huì)效益
4.1系統(tǒng)投資
該系統(tǒng)預(yù)計(jì)投資為563萬(wàn)元，其中設(shè)備系統(tǒng)總投資約為406萬(wàn)，研發(fā)人員經(jīng)費(fèi)100萬(wàn)元，土地支出60萬(wàn)元。
4.2經(jīng)濟(jì)效益
以255kW的槽式中溫太陽(yáng)能集熱鏡場(chǎng)計(jì)算，每年可節(jié)約用電96000kW·h，減少CO2排放1000噸。另外，項(xiàng)目使用方廠房以前零件清洗后必須烘烤預(yù)熱，烘烤預(yù)熱的質(zhì)量直接影響產(chǎn)品真空度，每年僅烘烤這一道工序，須電能約27690kW·h。該項(xiàng)目建成后，可利用太陽(yáng)能熱能對(duì)產(chǎn)品零件烘烤預(yù)熱，完全取代傳統(tǒng)的電熱烘烤方式。
4.3社會(huì)效益
采用太陽(yáng)能集熱器從陽(yáng)光中獲取能量，避免了使用普通的燃?xì)庾鰹槟茉慈紵a(chǎn)生的溫室氣體；所采用的溴化鋰制冷機(jī)組使用溴化鋰/水作為制冷劑，可避免傳統(tǒng)制冷機(jī)中氟氯烴化合物泄漏而造成對(duì)臭氧層的破壞。該項(xiàng)目不僅節(jié)約能源，還可以有效減少碳排放，我國(guó)有著廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。
由此可見(jiàn)，本項(xiàng)目為實(shí)現(xiàn)我國(guó)十二五節(jié)能減排目標(biāo)做出重大貢獻(xiàn)，社會(huì)效益顯著。
結(jié)語(yǔ)
我國(guó)約有1億農(nóng)戶冬季需要采暖，按每戶一個(gè)采暖季節(jié)節(jié)約標(biāo)煤4.36噸測(cè)算，使用太陽(yáng)能采暖，全國(guó)1億農(nóng)戶可年替代標(biāo)煤4.36億噸，減排二氧化碳11.3億噸。
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zjchuaran
不看好槽式太陽(yáng)能聚光溴化鋰空調(diào)。當(dāng)年遠(yuǎn)大也試驗(yàn)過(guò)，最終放棄。其原因是我國(guó)南北方在夏季多處雨季，云層厚光照不足，特別是遇桑拿天太陽(yáng)能空調(diào)恰是英雄無(wú)用武之地。實(shí)踐獲真知，
2016-07-14 10:27:55
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