收式太阳能制冷空调经济性的研究.doc

吸收式太阳能制冷空调经济性的研究 天津城市建设学院 胡豫杰 任绳风 常茹 摘要 本文通过对我国太阳能资源情况的介绍，指出了发展太阳能空调具有重要意义。通过建立分析模型，考虑环境成本，对吸收式太阳能空调机组与直燃吸收式空调机组和传统的电力压缩式空调机进行经济性和节能性分析比较，得出结论应加强引导、积极推广使用太阳能空调。 关键词 太阳能空调 经济性分析 环境成本 能源利用 概述 当前，制冷空调已成为人们日常生活中不可缺少的一部分。据测算，在酒店、办公楼、医院等一般民用建筑物中，空调耗能约占总耗能的50％以上。可见，空调已成为一个耗能的大户，这给能源、电力和环境带来很大的压力。我们面临着有限的常规能源终有一天要被消耗殆尽。 我国各地的年太阳辐射量（斜面）在1300～2500 kWh/(m2.a) 之间，年日照时数为2000～3300h。国内相当一部分地区太阳能资源丰富，对太阳能利用来说极为有利。因此，利用夏季的太阳能制冷空调，是一个理想的方案。把低品位的能源(太阳能)转变为高品位的能源(制冷)，对节省常规能源，减少环境污染，提高人民生活水平有重要意义。目前，我国太阳能制冷空调关键技术已经成熟，但多数仍处在实验成果及示范性工程阶段，太阳能空调技术经济性究竟如何，与传统电动式、直燃式制冷空调相比太阳能空调是否存在优势，这在很大程度上决定了太阳能空调技术推广使用。 2、太阳能空调系统介绍 实现太阳能制冷主要有两条途径：一是太阳能光电转换，以电制冷；二是太阳能光热转换，以热制冷。见图2－1。主要有太阳能压缩式制冷、太阳能吸收式制冷、太阳能吸附式制冷和太阳能喷射式制冷，其比较见表2－1。 图2－1太阳能空调分类 表2－1 几种太阳能空调系统的比较 名称 工作温度℃ 技术复杂度 造价 COP 压缩式：光热 光电 100 一般 复杂 高 高 ≤0.35 ≤0.3 吸收式 ≥75 一般 较高 ≤0.4 吸附式：固体 液体 ≥75 ≥55 简单 简单 偏高 低 ≤0.4 ≤0.4 其中，吸收式太阳能空调制冷原理最为简单，它将常规的溴化锂或氨水吸收式空调机与太阳能热水系统相组合，技术可靠性强，采用太阳能+燃气双能源的空调机组，两种能源能够分别独立运行或者同时运行。当太阳能出力不足或集热系统故障时，燃气空调部分可以独立运转，不影响空调系统的正常使用，可以实现夏季制冷、冬季供热及全年供热水功能。这使其最具有推广发展的潜力，并且已经有了很多成功的实例。其系统如图2－2 图2－2吸收式太阳能空调原理图 3、吸收式太阳能空调的经济性分析 本部分内容拟将直燃吸收式空调机组与传统的电力压缩式空调机和太阳能+燃气双能源的空调机组（后简称吸收式太阳能空调机组）进行经济性（包括投资费用，年能耗费用）、节能性（比较一次能源的消耗量，环境影响）比较。 3.1 比较方案和约束条件的确定 方案甲：夏季采用燃气直燃吸收式空调机组。 方案乙：夏季采用电力式空调机组。 方案丙：夏季采用太阳能辅助燃气吸收式空调机组。 约束条件：（1）目标值经济性分析； （2）目标值节能性分析； 目标值：本部分的分析对象以1千至6万平方米的公建为主。分析这类建筑在相同夏季空调负荷下，机组投资、能源消耗及能源使用对环境影响。 3.2分析模型的建立 3.2.1 冷负荷设计指标的确定 冷负荷均采用面积指标的方法计算，即 （1） 式中：Q ---- 建筑物冷负荷或热负荷，w； q ---- 建筑物冷负荷或热负荷设计指标，w/m2； F ---- 建筑面积，m2。 已有和在建的此类公建中，大多数为框轻结构。分析中按框轻结构考虑。《民用建筑采暖通风设计技术措施》中推荐的此类公建夏季空调设计面积指标为85～100 w/m2 3.2.2夏季设备耗能量计算 制冷机： （2） 式中：PR----制冷机夏季耗电量或燃料消耗量，kwh/a或Nm3/a； PRN----制冷机额定功率，kw或Nm3/h； TR----制冷机累计运行时间（756）h，按夏季运行4个月，每月运行21天，每天运行9小时计算； 3.3 方案的对比分析 3.3.1 三方案设备选型 目前市场上的燃气吸收式空调机组生产厂商主要有长沙远大、大连三洋、江苏双良等品牌。电力压缩式空调机组的生产厂商主要有日立、万众、吉荣、台佳、开利、特灵、约克、麦克维尔等。根据《实用供热空调设计手册》中选型原则，对市场常见厂家进行设备选型