《集热储热一体技术在太阳能热水系统中的开发与应用》

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太阳能作为清洁能源,取之不尽、用之不竭、周而复始,发展太阳能产品将缓解“能源荒”,减少对环境的污染,有利于生态良性循环。为充分利用太阳能资源,满足消费者需要,海尔热水器有限公司联合山东师范大学,在集热、储热、保温、智能控制、安装等方面进行攻关研究,解决了常规太阳能热水系统存在的太阳能利用率低、升温慢、热水量小、管路冻堵、管路冷水、冬天无法使用、安装不美观等技术难题。

研究解决的主要内容包括:

1.常规太阳能产品存在一个传热换热的过程,日有用得热量q一般在7.5MJ/m2左右。项目研发高效太阳能吸热管直热速热技术,提高了太阳能利用率,使产品的日有用得热量达到了10.2MJ/m2

2.项目设计了外置循环辅助加热装置,通过微型循环泵及厚膜螺旋加热技术,实现了太阳能热水器冬天可用,管路零冷水,减少了加热过程中水垢的产生。

3.项目研发了一种全天候高效太阳能热泵系统,无论天气好坏,都能满足用户用水温度的需求。

4.常规太阳能产品的储热部件、集热部件及安装支架均为独立部件,安装效率低;项目研发的环动连接技术,实现了各单元之间的快速可靠连接,同时辅以新型支架,使产品占用空间显著减少,安装效率明显提升。

5.项目采用屋顶嵌入式一体化安装方案及一体密封技术,将产品与建筑屋面相结合,既做到了“建筑一体化”的外观要求,又保持了建筑整体的原有风格,实现了安装美观。

6.项目采用一种组合阀设计,解决了现有技术中用户不方便切换热水源,并且热水器的连接管路过于复杂,安装繁琐的缺陷,简化了热水器的连接管路,便于热水器的安装。

集热储热平板一体太阳能热水器系列产品,自研发投入市场以来,在日有用得热量、安装时间、空间占用率方面均处于国际引领地位,以颠覆性的创新技术,开启了直热平板一体机太阳能应用新时代。

截至2018年12月,新型太阳能热水器系列产品产生了巨大的经济效益和社会效益,形成了许多具有自主知识产权的科研成果,极大推动了太阳能行业的技术进步。

取得的经济效益和社会效益:

1.累计创造新增销售收入11.2231亿元,新增利润3.3842亿元,新增税收5685万元;

2.在节能减排方面,平均每年节约标准煤12280吨,减少CO2排放量36160吨,SO2排放量362吨。

成果说明

该新型太阳能热水系统应用技术所涉及的“集热储热一体技术”、“太阳能选择性新型涂层及直热速热技术”、“组合阀连接切换智能控制方法和装置”、“分段加热控制方法”、“变容加热智能控制”“屋顶嵌入式一体化安装方案”等创新点,已广泛应用于太阳能all-in-one系列,真空管系列,太空能系列,阳台机系列产品。根据市场应用情况来看,从太阳能系统的热性能、产品安装便利化和一体化效果、以及用户用热水体验等方面,新技术的应用完全达到预期目的,项目获得成功。 该项目产品从2016年实现批量生产,截止2018年12月份,共实

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