附：东南大学能源与环境学院新能源、节能与环保成果简介

新型太阳能溶液除湿蒸发冷却空调系统

联系人：张小松，教授、博士生导师.Tel：***.Fax：02583792722.E-mail：rachpe@seu.edu

通讯地址：南京市四牌楼2号东南大学动力工程系，210096

――国家自然科学基金研究工程的产业化开发〔多项国家创造专利授权〕

一、系统简介

太阳能溶液除湿蒸发冷却空调技术是一种新型的、太阳能驱动的制冷技术方法，其根本原理是利用溶液除湿剂将湿空气进行除湿枯燥，然后进入蒸发冷却器将空气等焓加湿，实现将空气与制冷工质-水的显热转化为湿空气潜热，到达降温要求。利用此根本原理可以构建不同用途模式的循环系统实现舒适度好的辐射供冷系统、空气品质高的热湿独立处理系统、蒸发冷冻技术等。

该空调系统具有节能和环保的双重优势：

节能性表达在两个方面：其一，利用太阳能驱动制冷系统，节省大量的顶峰用电期空调耗电；其二，由于溶液除湿蒸发冷却技术可开展一种除湿潜能蓄能技术，该技术具有蓄能密度大〔为冰蓄冷蓄能密度的3倍多〕、常温保存等优点，利用该蓄能技术一方面可以弥补太阳能的不连续性和不稳定性能源特性，为解决利用太阳能的瓶颈问题提供一有力途径，是系统方案更具可行性，另外，可以利用此蓄能技术实现电网的峰谷负荷转移，保障电网负荷的稳定性。

环保性表达在溶液除湿蒸发冷却空调技术没有使用传统的CFCs制冷工质，不会造成现有制冷工质引起的臭氧层破坏和温室效应问题。另外，该空调技术实现无露点控制，可以使得空调过程在干工况下进行，防止了湿工况滋生细菌的恶劣环境，同时还没有露点控制过程中再热量引起的冷热抵消问题。

二、系统根本原理图和相关技术性能

系统根本原理图如上，分别是不同应用模式的流程循环图。经理论与实验研究说明，利用LiCl溶液作为液体除湿剂的除湿蒸发冷却系统，可以利用55℃－75℃的热源驱动，热力性能系数COP可达0.7左右；冷水机组提供5℃－12℃冷冻水，单位空气流量制冷量10kW.三、已有研究成果

1．专利

已经获得专利：

高效节能环保型溶液蓄能空调，专利号：ZL

00

12534.6〔创造专利〕

太阳能蓄能型冷水机组装置及其蒸发冷冻制冷方法，专利号：ZL200510095385.5

太阳能空气预处理溶液集热再生装置，专利号：ZL200710020630.5

另外，已有多件相关国家创造专利被正式受理并公开。

2、该工程已经通过中华人民共和国教育部的科技成果鉴定。

太阳能光伏/光热一体化热泵热水系统

1、背景资料

近年来太阳能光伏发电系统得到了前所未有的迅猛开展，但还难以在商用、民用建筑中广泛应用，其主要障碍是光伏电池的转化效率较低和本钱偏高。由于只有一定光谱范围内的太阳能可以产生光电效应，实际投射到光伏电池板上的太阳能只有6～15％左右转化为电能输出，而剩下的85％以上都转化为热能排放到环境中。而且光伏电池工作温度每降低1℃，光电转换效率平均可提高0.4％～0.5％。因此，如果将太阳能电池组件与太阳能集热器结合为一体，使用循环流体直接将光伏电池组件上产生的热量移走，并有效地利用到建筑物供暖、空调、供热水等热需求中，那么既能提高光伏电池的转化效率，又可以提供生活中需要的大量低品位的热能，防止使用电或燃料燃烧来获取热量，减少排放；同时，太阳能光伏板与集热板的一体化能够减少占地面积，降低系统相对本钱，对于面积有限的建筑安装具有重要实际意义。这方面产品开发目前还不成熟，但美国能源部〔DOE〕、国际能源机构〔IEA〕、荷兰能源研究中心〔ECN〕以及一些企业正在加快工程示范。

2、太阳能光伏/光热一体化热泵热水系统原理与设计

将太阳能光伏/集热系统与热泵技术有机结合，将太阳能光伏电池板直接作为热泵的蒸发器，制冷剂通过太阳能光伏/集热板时吸收太阳能和空气中热量而蒸发，设置在光伏/集热板外表的光伏电池在制冷剂相变冷却方式下高效率地输出电能，通过蓄电池和逆变控制器等供建筑用电；蒸发后的低温低压的气态制冷剂经过压缩机压缩成为高温高压的气体，然后进入套管冷凝器释放冷凝热给循环水，最后再经膨胀阀节流降压后回到集热/蒸发器，如此形成一个热泵循环，实现热源温度提升。获取的热源〔35～50℃热水〕可为建筑全年提供生活热水和冬季低温热水通过设置在地板盘管进行辐射采暖；获取50～70℃热水可用来驱动吸收式制冷、溶液除湿蒸发冷却等制冷空调方式。

3、系统特点与性能优势

有效提高了太阳能综合利用效率，大幅度节约整体本钱，而且充分满足了建筑用电和生活热水、供暖等需求，具有巨大的市场潜力和广阔的应用前景。主要性能优势如下：

1)

光电转换效率高：制冷剂直接在光伏/集热板中蒸发的相变冷却方式有效降低了光伏电池的工作温度，提高了光电转换效率，与同等面积的单独光伏组件相比，电量产出可提高15％左右；

2)

光热高效利用：光伏电池无法吸收的太阳辐射能被制冷剂吸收，通过热泵循环提升到较高品位热能，供50～70℃热水〔生活热水、驱动制冷设备用〕的全年平均能效比到达4.0以上，供30℃热水〔地板辐射采暖用〕的能效比到达5.0以上，实现了太阳能光电/光热的高效综合利用。

3)

系统本钱低、安装面积小：太阳能光伏组件、集热组件、热泵蒸发器集为一体的结构设计，相比同等热、电产出的别离式光伏与集热组合系统，本钱降低40％以上，减少太阳能板面积，易于建筑结合。

本成果为国家863方案资助工程：2007AA05Z434

新型多功能热泵热水装置

――国家创造专利，多功能热泵型空调热水器，专利号：ZL

03

31988.2

背景资料

近年来，很多的研究者注意到热泵在提供家用热水方面有非常明显的优势，热泵热水装置有很大的开展，特别是在美国、澳大利亚和日本等，蒸汽压缩式热泵热水装置已经占有了一定的热水器的市场。在美国,热泵热水器自1988年问世以来开展很快,目前已占据了热水器很大的市场份额。

表1　主要热水器经济性比拟

热水器名称

初投资

(元)

耗能

〔KJ/升〕

每升热水运行费用

(元)

全年运行费用

(元)

热泵热水器

1700

0.0079

474

电热水器

1300

186.6

0.02645

1587

煤气热水器

850

210

0.01411

846

液化气热水器

850

210

0.02291

1374

由以上的比拟可见蒸汽压缩式热泵供给洗浴热水无论从节能效