建环毕业论文

1、摘要近年来，全国雾霾天气越演越烈，肆虐全国的空气污染再次给中国的环境问题敲响了警钟，而与环境污染密切相关的能源消耗总量控制和结构调整也越显迫切。随着人们生活水平的提高，建筑空调用电占城市总用电比例逐年上升，发展太阳能空调技术已是当今世界各国索取新能源和利用新能源，进行节能、环保的重要研究项目之一。太阳能空调作为一种现代建筑中的新型节能空调系统，因其能量利用与季节相配，对环境无污染等优势受到科学界的广泛关注与研究。但该技术由于受集热器的效率不高、占地面积大、跟踪困难，无法满足高性能制冷机对高热源的要求，无法保证高制冷效率等问题影响，暂未得到广泛的推广利用，建立经济合理的太阳能空调系统，需从选择合

2、适的集热器、制冷机等多方面做出安排。本文在综合分析的基础上，以沈阳地区为例，介绍了山东禄禧新能源科技有限公司研发的热水型溴化锂冷水机组的设计概况，包括设备参数、工作原理、设备安装情况等，并对其技术合理性和经济可行性进行考察和评价，围绕初投资费用与分析、投资回收年限、能耗分析三方面内容分析该设备在沈阳地区应用的可行性。关键词：太阳能空调系统设计；经济性评价；能耗分析；沈阳地区AbstractIn recent years, the hazy weather in China is getting worse. Air pollution ravaged country, which has so

3、unded the alarm to Chinas environmental problems, also, it is more urgent to control total energy consumption and structural adjustment related with environment pollution. With the improvement of peoples living standards, the total electricity consumption of urban building air-condition has risen ye

4、ar by year. Development of solar air conditioning technology in todays world is one of important research projects to obtain and use new energy.As a new energy-saving air-conditioning system in the modern building, solar air conditioning attracted widespread attention in the scientific community sin

5、ce its energy use match with the season. However, due to the poor efficiency and large bulk of the collector, this technology unable to meet the high performance requirements of chillers for high heat and the high cooling efficiency, yet been extensively utilized. In order to establish a rational an

6、d economic solar air conditioning system, we can choose the right collectors, refrigerator and other aspects. Based on the general analysis, this paper will introduce the design overview of hot water operated lithium bromide chiller developed by Luxi new energy sources technology Co.,Ltd. Including

7、device parameters, working principle, equipment installation, etc., this paper will also inspect and evaluate its technical rationality and economic feasibility. It will analyze the feasibility of the device in Shenyang area in three aspects, there are the initial investment cost and analysis, payba

8、ck period, energy consumption analysis.Keywords: Solar air conditioning system design; Economic evaluation; Energy analysis; Shenyang area第一章 绪论1.1课题来源及研究意义 大江南北上空的十面霾伏使得空气质量成为全国人民最为关注的话题。人人因空气而自危，相关部门公布的数据显示，我国工业锅炉排放的烟尘和二氧化硫分别占全国总排放量的41.6%和22.2%，燃煤工业锅炉以高能耗、高污染排名榜首。在国家抵制雾霾、节能减排的催动下，为了改善人居环境，十八大之后，政策

9、、产业、消费逐渐形成一个以节能减排为导向的闭环：政策在不断加码，高污染落后产能被加速淘汰，以节能、净化、减排为主题的消费升级也改变着人们的生活，这些都促进着太阳能利用产业结构的调整。有业内专家表示，在城镇化进程中，今后10年，预计每年将有1亿个家庭进行舒适性的消费升级，不仅太阳能与建筑一体化将迎来爆发式的发展，节能低碳的太阳能热水系统、热采暖系统和太阳能制冷系统融入人居生活将成为常态。目前，我国的太阳能热利用从单一的供热水扩大为热力供应，太阳能采暖、空调也已开始广泛地示范应用，太阳能工业供热系统在山东、浙江、江苏建立了多处示范装置，学校、医院、宾馆、居民小区的区域供热工程如雨后春笋般地在各地涌

10、现。市场的拓展为产业发展提供了新的发展机遇。中国光热行业处在升级转型阶段，市场呈现农村、城镇、城市多元化，产品从单机到热水系统、多能源复合系统等多类型化特征，商业模式也由单一向多元化转变，因此产业链的延伸和拓宽迫在眉睫。国家在2013年还出台了多种政策和具体措施，支持太阳能热利用产业发展：一是制定“可再生能源供热指导意见”。该方案把太阳能热利用排在了首位，其中太阳能在国家节能减排的贡献率占据70%的比重，任务计划到2015年替代标准煤4800万吨，方案中同时提出了四项相应的国家应给予的补贴和支持政策。这一方案的实施将成为促进热利用产业发展的新的亮点。二是太阳能热利用产品列入节能产品目录。这一措

11、施将无疑地对太阳能产品的进一步推广应用起到积极地促进作用。三是新型城镇化建设的发展战略为太阳能光热产业开辟了广阔的市场空间。近几年我国城镇化进程加快，城镇人口从1978年1.7亿增加到2012年的7.1亿。处于城镇化的中期阶段，未来十年每年将有2000万总共两亿人口融入城镇，因此而带来需求的大幅增加。四是各级政府的强制安装政策加速了工程市场的发展。为了有效地执行节能减排，发展绿色低碳经济的国家政策，配合中央新型城镇化的发展战略，各级政府纷纷出台太阳能热水器强制安装政策为响应国家号召，大学不应只站在理论的高度评论此事，而应作为实践领路人，率先垂范，引领全社会改变传统用能方式，提高清洁能源利用率，

12、大规模利用太阳能，逐步减少对煤、石化能源的依赖，承担社会责任。先期供暖的辽宁沈阳雾霾天气频现，为供暖季大气治理再敲警钟冬季的北方，采暖燃煤量大幅增加，空气质量下降，这让政府面临保证供暖与防止污染的双重考验，而随着城市规模不断扩大和冬季供暖的需求，沈阳市燃煤量从2001年到2012年增长了近1/3，对大气环境是一个严峻考验。推广太阳能供热工程，将是今后我们做好大气污染防治工作的重中之重。当前，制冷空调已成为人们日常生活中不可缺少的一部分。一方面传统制冷空调已成为一个耗能的大户，另一方面，从太阳能资源开发利用的角度看，还应考虑年日照时数和月平均气温等因素，沈阳属于太阳能较丰富区，因此利用夏季的太阳

13、能空调制冷是一个较为理想的方案。我国太阳能制冷空调关键技术已经成熟，但多数仍处于实验结果级示范性工程阶段，太阳能空调技术的经济性很大程度上影响着其推广使用。本文旨在分析山东禄禧新能源有限公司制造的太阳能热水型溴化锂冷水机组、太阳能热水器的设计情况，并建立经济性分析模型，考虑环境成本，对吸收式太阳能空调机组进行经济性和能耗分析比较，加强引导、积极推广使用太阳能空调。1.2国内外发展历程1.2.1太阳能空调国内发展历程起步阶段（70年代末80年代初）：在我国，太阳能制冷与空调的研究可以追溯到1975年在妄阳召开全国太阳能会议以后的七十年代后期。1974年中东石油危机发生以后，不少科研机构、高等院校

14、和企业纷纷投入人力和物力研制太阳能空调机，其中多数是小型的务水吸收式制冷试验样机。例如：天津大学1975年研制的连续式氨水吸收式太阳能制冰机，日产冰凉可达5.4kg。北京师范大学1977年研制成功1.5m2平板型间接式太阳能制冰机，每天可制冰6.8-8kg；1979年研制出8 m2平板型自动跟踪连续式太阳能冷藏柜。华中工学院研制了采光面积为1.5 m2，冰箱容积为70升，以氨水为工质对的小型太阳能制冷装置，可维持冰箱010小时左右。这期间先后有20多个单位开展过工作，积累了宝贵的经验。坚持阶段（80年代中后期90年代初）：其后，由于当时还有许多技术难题没有来得及解决，太阳能空调项目因一时难以看

15、到成效而得不到支持，研究的队伍和规模大大缩小，仅存少数单位仍坚持基础性研究和样机试验，经历了一段非常困难的时期。在这期间，中科院广州能源所得到了香港裘槎基金会的资助，坚持进行了太阳能空调系统以及太阳能制冷机的研究，并且取得了重要的进展。1987年，中国科学院广州能源研究所与香港理工学院合作在深圳建成了一套科研与实用相结合的示范性太阳能空调与热水综合系统，集热面积共120 m2，制冷能力14kw，空调面积80 m2采用了三种中温集热器，包括直通式真主管集热器、热管型真空管集热器和V形隔热膜平板型集热器。采用两合日本失崎公司生产的2吨单级淡化式吸收式制冷机。为了适应太阳能的利用，中国科学院广州能源

16、所从1982年开始进行了新型热水型两级吸收式决化铰制冷机的研制并取得了成功，这种新型的制冷机有两个显著的特点，一是所要求的热源温度低，在65以上的范围内能稳定的运行；二是热源的利用温差大，为1224（随热源温度而变）。实用阶段（“九五”计划期间）：直到“九五”计划期间，太阳能空调的各方面已经成熟，国家科委把“太阳能空调”列为重要科技攻关项目，计划建成示范性系统，以促进太阳能空调的推广应用。太阳能空调项目迎来了它的第二个春天，太阳能空调的技术水平也上升到一个新的高度。中科院广州能源所和北京太阳能研究所承担了该项任务，计划在南方和北方各建一座大型实用性太阳能空调系统。1.2.2太阳能吸收式制冷技术

17、国外发展历程在20世纪初期，国外科学家已着手对太阳能制冷技术进行研究，但在当时技术条件的制约下，太阳能吸收式制冷系统因其初投资大，效率低等难以解决的问题未引起人们的关注，没有得到充分发展。直至20世纪70年代，在世界各国不断加剧的环境污染和能源危机等压力的影响下太阳能吸收式制冷技术的研制迎来了新的契机。澳大利亚坤师兰大学的Sheridan等人在1966年研制出了一套以LiBr-H2O为工质对，以平板集热器所收集的太阳辐射能为热源，制冷量为10.5kW的太阳能驱动吸收式制冷系统，该系统提供的冷量可满足122m2建筑空间的需求；日本早稻田大学的木纯等人在1974年完成了以LiBr-H2O为工质对，

18、以抛物柱面型集热器所收集的太阳辐射能为热源，制冷量为7kW的矢崎1号太阳房的建设，所提供的制冷量可满足143m2空间的需求；科威特学院的科研人员在1983年研制出了一台用172块平板集热器和4台溴化锂吸收式制冷机组（每台机组的制冷量约为35kW，所提供的冷量可满足530m2空间的需求）组成，COP值可达0.65的太阳能驱动吸收式空调系统，该系统安装于科威特国防部大楼，据计算每年可节省25%-40%左右的运行费用；墨西哥的卡里市在1985年建立了一套集热器的集热效率达29%的太阳能驱动吸收式空调系统，该系统的制冷效率可达0.53-0.73左右；经过多次的改良测试，约旦大学的M.HAMMAD等人在

19、20世纪80年代后期研制出了一台以LiBr-H2O为工质对，以聚焦型和平板型集热器组成的太阳能集热器所收集的太阳辐射能为热源，COP值达0.75、制冷量达5.25kW的小型太阳能驱动吸收式空调系统。 1.3本文主要研究内容本文以沈阳地区为例，基于山东禄禧新能源科技有限公司研发太阳能空调设备，对该设备在沈阳地区的应用进行研究和评价，课题的内容主要如下：（1）太阳能空调系统的设计概况、工作原理（2）太阳能空调的评价与建议第二章 太阳能空调系统的设计2.1太阳能空调系统概述2.1.1太阳能采暖系统1.太阳能采暖定义 太阳能采暖是指将分散的太阳能通过集热器（例如：平板太阳能集热板、真空太阳能管、太阳能

20、热管等吸收太阳能的收集设备）把太阳能转换成方便使用的热水，通过热水输送到发热末端（例如：地板采暖系统、散热器系统等）提供房间采暖的系统，我们称之为太阳能太暖系，简称太阳能采暖。2.太阳能采暖系统安装条件：建筑屋面或建筑旁能够摆放相应面积的太阳能集热器。安装太阳能采暖系统的建筑，主要朝向宜为南向。建筑的体形和空间组合避免安装太阳能集热器部位受建筑自身及周围设施和绿化树木的遮挡，并应满足太阳能集热器有不少于4H日照射数的要求。建筑的主体结构或结构构件，应能够承受太阳能热水系统的荷载。建筑外墙要有保温。建筑的玻璃是节能玻璃。2.1.2太阳能集热器的选型由于溴化锂制冷机所需热源温度较高，热源的进出水温

21、度一般为88/83，因此必须使用中温太阳能集热器。本文研究的太阳能空调系统系统采用了热管式真空管太阳能集热器，热管式真空管集热器具有热效率高、耐冰冻、启动快、保温好、承压高、耐热冲击、运行可靠、维修方便等诸多优点，是组成高性能太阳能空调系统的重要部件。热管式太阳能真空集热管最适合用于大型集热工程中。下表简单分析几种集热器的特点：表1 不同形式集热器特点全玻璃真空管型U形管真空管型热管真空管平板型耐压/MPa0.10.60.60.6耐热冲击较差较好较好较好空晒、闷晒较差较好较好较好抗冻性能好好好较差经济性价格低价格高价格最高价格较高2.1.3热水型溴化锂制冷机组设备参数如下：功能制冷制冷温度5以

22、上冷水，为中央空调提供冷源使用能源80至95热水电源电压3相380V需接零线和地线或根据用户要求提供设计使用寿命20年 1.工作原理（1）一般原理：溴化锂水溶液有强烈吸收水蒸汽的特点，而且溶液浓度越浓吸收水蒸汽的能力越强；溶液温度越低吸收水蒸汽的能力也越强。但溴化锂溶液吸收水蒸汽后温度会升高。要保持吸收能力，必须用冷却水将溶液温度降低，并保持一定的溶液浓度。溴化锂吸收式制冷机就是利用上述原理(见图一)，让水在压力很低的蒸发器中蒸发、吸热，制出低温冷水。因此，为使蒸发器中的水蒸发、吸热过程不断的进行，必须不断的补充蒸发掉的水，并不断带走蒸发后的水蒸气，这一功能就是依靠溴化锂溶液的特性来实现的。图

23、一 吸收蒸发原理（2）制冷循环图二为热水型溴化锂吸收式制冷机的流程原理图。图中，稀溶液由溶液泵输送，经换热器加热后进入发生器，被在管内流动的热水加热，产生冷剂蒸气，同时溶液被浓缩。冷剂蒸汽进入冷凝器，被在管内流动的冷却水所冷却，聚积在冷凝器中的冷剂水，经节流后进入蒸发器，由于蒸发器中的压力很低，冷剂水吸取管内流动冷水的热量而蒸发，使冷水的温度降低，从而达到制冷的目的。另一方面，发生器出口的浓溶液，经过热交换器降温后进入吸收器，吸收来自蒸发器的低温冷剂蒸汽，并使蒸发器保持低压，制冷过程不断进行，浓溶液吸收冷剂蒸汽后浓度降低，再由溶液泵送往发生器，如此循环不息，蒸发器中就能不断地输出低温冷水，供空

24、调或生产工艺降温之用。 图二 吸收式冷水机组流程原理图2.溴化锂吸收式制冷机的主要特点（1）溴化锂吸收式制冷机的主要优点1）利用热能为动力，特别是可利用低位势热能（太阳能、余热、废热等）。2）整个机组除了功率较小的屏蔽泵之外，无其他运动部件，运转安静。3）以溴化锂水溶液为工质，无臭、无毒、无害，有利于满足环保的要求。4）制冷机在真空状态下运行，无高压爆炸危险，安全可靠。5）制冷量调节范围广，可在较宽的负荷内进行制冷量的无极调节。6）对外界条件变化的适应性强，可在一定的热媒水进口温度、冷媒水出口温度和冷却水温度范围内稳定运转。（2）溴化锂吸收式制冷机的主要缺点1）溴化锂水溶液对一般的金属有较强的腐蚀性，这不仅会影响机组的正常运行，而且会影响机组的寿命。2）溴