《基于蓄能调控的太阳能空调装置关键技术及应用》

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该研究属于空调制冷、太阳能技术应用领域。

主要技术内容:

利用太阳能完全或部分替代常规能源驱动空调系统,是降低建筑能耗,缓解能源危机的重要途径之一。2012年以来项目组针对常规太阳能制冷系统受太阳辐射等气候条件的限制,难以满足全天侯、持续稳定供冷和供热的突出问题,承担了国家自然科学基金、河南省高校科技创新人才等重点项目,致力于基于蓄能的太阳能空调装置关键技术研究及应用,旨在解决太阳能制冷量和空调负荷不匹配的问题,实现太阳能制冷系统持续高效节能运行。

项目组提出了蓄能型太阳能喷射-压缩复合制冷新系统,开发了系列仿真模型,并在增设蓄能设备的创新基础上,提出了太阳能光伏/光热近零能耗系统,为太阳能的有效利用开拓新的方法和途径。

主要完成了如下内容,且在某些方面有所拓展:

(1)构建蓄能型太阳能喷射-压缩复合制冷新系统,实现了系统制冷量和建筑物空调负荷要求的供需平衡。进行了建筑空调负荷、蓄能量、制冷量间的匹配优化,开发了基于蓄能调控的太阳能复合制冷系统仿真模型,探索了集热与制冷系统间流动和热力参数的动态耦合规律。

(2)提出太阳能光伏/光热近零能耗复合热泵新系统,开展了光伏/光热复合热泵供热系统与建筑物热负荷的协同关联研究。建立了太阳能光热集热、太阳能光伏发电、复合热泵系统供热等预测模型,完成了基于太阳能光伏/光热板面积与建筑物负荷匹配的系统设计。

(3)探索基于蓄能调控的太阳能复合制冷系统变工况高效运行机理,创建了基于气象参数变化的太阳能热利用系统的阶梯式控制策略。制定了光伏发电、光热集热、蓄能/释能复合热泵系统高效运行模式间的切换原则。

相关技术已经授权发明专利8项、实用新型6项、软件著作权4项;出版著作3部;发表高水平论文22篇,其中SCI等收录9篇;获河南省教育厅科技成果一等奖1项,河南省自然科学优秀学术论文一等奖1项,河南省教育厅优秀科技论文一等奖1项,中国纺织工业联合会教学成果三等奖1项。

技术经济指标:项目研制蓄能产品平均EER为2.6以上,达到国内领先水平,性能优于同类产品20%以上,是制冷空调领域大力推广的节能产品;一定气候条件下,基于阶梯式控制策略运行表明:太阳能喷射-压缩复合制冷与单一压缩制冷相比,制冷量平均增加25.36%、39.21%和13.63%;EER平均增加14.23%、28.44%和15.7%;与风冷热泵机组相比节电20%,降低了系统一次能源消耗量,提高太阳能利用率30%以上,具有一定的市场竞争力。

应用推广及效益:项目核心成果自2015年01月起在河南统一电器股份有限公司、沈阳罡风制冷空调设备有限公司等企业得到应用,近三年,累计新增销售额约2亿元,产品远销国内外,提高了企业的市场占有率和社会美誉度,有着广阔的市场应用前景。

成果说明

该项目的系列核心技术从2015年起被河南统一电器股份有限公司、沈阳罡风制冷空调设备有限公司等多家单位引进,2015-2017年,累计新增销售额约2亿元,实现了产业化生产和规模化推广。具体实施效果评价如下: (1)河南统一电器股份有限公司将该项目的蓄能设计、系统优化、变工况阶梯式控制核心技术应用于大型冷柜、展示柜、车载移动冷柜的设计与生产,2015-2017年各种多功能展示冷柜、岛柜等新增销量8102台,新增销售额为6076.5万元,新增利润1169.8万元。 (2)沈阳罡风制冷空调设备有限公司引进该项

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