太阳能冷气技术研究.ppt

內容 研究動機 前言 研究方法 研究結果 討論與結論 未來展望 研究動機 根據台電統計，空調用電佔了能源消耗的大部分，且空調耗電量為夏季尖峰負載的三成以上。 台灣位處亞熱帶地區，終年溫暖，是間接吸取太陽能的最佳地點以及台灣工業發達，亦可藉由工廠所排出的廢熱進行回收加以應用，以熱驅動製冷方式，有效解決空調的負載。 但由於熱驅動式製冷在無穩定熱源提供下，亦無法提供穩定製冷，因此結合太陽能製冷技術（無動件噴射式製冷技術）及熱泵技術，加以研發成太陽能輔助壓縮機製冷供熱系統。 前言 研究方法 研究方法-變頻壓縮機熱泵 研究方法-變頻壓縮機熱泵 研究方法-變頻壓縮機熱泵 研究方法-變頻壓縮機熱泵 研究方法-儲冷系統 研究方法-儲冷系統 研究方法-中央控制系統 研究方法-中央控制系統 研究方法-中央控制系統 研究結果-全系統整合 研究結果-全系統整合 研究結果-全系統整合 研究結果-全系統整合 討論與結論 成功開發太陽能輔助壓縮機製冷供熱示範系統，此示範系統分別可進行供熱、儲冰、及製冷模式。 ?供熱模式：環境溫度5-35 ℃，溫升速度0.298-0.512 ℃/min，每公升熱水耗能0.0169-0.0112 kWh/L，製熱運轉性能COPh約2.06-3.14。 ?儲冰模式：儲冰槽的儲冰量約2.12RT-hr，相較於改良前可提升儲冰量4.58%，證明可以提高熱傳能力，加速儲冰效率。 ?製冷模式：設定室外及室內環境溫度分別為35℃及25℃壓縮機運轉頻率為20-80Hz，經搭配噴射器製冷系統可以提升空調性能81.2-34.5％。 總結：可成功利用中央控制系統作為控制依據，分別切換供熱模式、儲冰模式及製冷模式，可以滿足全天候的空調及熱水供應，具有相當實用價值。 未來展望 未來展望 儲冷系統方面： 96年度所設計儲冷系統的儲冰盤館為銅管繞製而成，雖成本低但熱傳能力低，儲冰效能低。 改善此缺點，增加熱交換面積，透過此方法可使冷媒與冰水之間具有更大的熱交換量。 此圖為儲冷系統測試結果，發現改良後以與96年度設計相同的測試條件測試，儲冰量提升4.58%。 將上述之子系統整合需要一完整的中央控制器控制及溫控邏輯，才能達到系統自動化。 根據上述邏輯進行測試，設定室外環境溫度為35℃，分別針對1.5及1.0kW冷房負荷進行測試，由此兩個結果可得知壓縮機均能自動變頻已達省電。 * Thermal Control Lab/NTU National Taiwan University 指導教授: 黃秉鈞 教授 學 生: 吳佳鴻 薛智仁 日 期:97/12/05 太陽能冷氣技術研究 2008 新能源科技研討會 擬開發太陽能製冷供熱系統進行示範，其特點如下： 1. 具冷熱雙功能，同時供熱又製冷，降低運轉成本。 2. 利用冷媒壓縮機循環的儲冰系統於夜間儲冰，可移轉尖峰負載。 3. 可全天候全年運轉同時供熱又製冷，提升設備使用率，降低成本。 太陽能輔助壓縮機製冷供熱示範系統流程圖 700~2500kcal/hr 冷凍能力 0.3-1.1kW 壓縮機入力 20~80Hz 壓縮機可變頻率 11.3c.c./rev 壓縮機排氣量 220V 輸入電力 R22 冷媒 規格 項目 變頻壓縮機熱泵設計 變頻空調機規格 材料：30m長度的3分銅管管路型式：兩支15m銅管並聯耐壓：30kg/cm2 冷凝器 材料：1.2mm厚度的不銹鋼外型：密閉式圓柱狀尺寸：外徑32cm、高120cm 儲水量：100L耐壓：5kg/cm2 保溫：18mm厚度的PE保溫板 儲水桶 規格 元件 熱水供應系統設計規格 熱水供應系統3D設計圖 變頻壓縮機熱泵系統設計 變頻壓縮機熱泵系統設計圖 熱水供應 空調冷能 儲冰 融冰 變頻壓縮機熱泵系統3D結構圖 變頻壓縮機熱泵系統實體圖 溫升速度 0.298-0.512℃/min COPh 2.06-3.14 耗能 0.0169-0.0112kWL 製冷能力0.79-2.08kW 消耗功率0.28-1.12kW COPc 2.82-1.86 壓縮機運轉頻率20~80Ｈz的空調運轉性能測試結果 環境溫度5到35 oC的熱泵熱水器運轉性能測試結果 (全載運轉，壓縮機運轉頻率為80Hz) 變頻壓縮機熱泵測試結果 儲冷系統改良設計 96年度的儲冷系統設計： 優點：儲冰盤管係以銅管繞製，成本低廉 缺點：熱傳能力低。 改良 改良後的儲冷系統設計及實體圖(正視圖) 改良後的儲冷系統設計及實體圖(側視圖) 儲冷系統測試結果 改良後的儲冷系統測試結果 儲冰量提升4.58% 中央控制器控制邏輯 溫控邏輯 中央控制器系統-自動變頻測試 測試條件