[01241599]户式高效环保型太阳能热泵系统技术研究与开发

为解决常规单一喷射设备随工况变化而喷射系数急剧下降，导致系统不能正常运行的问题，本项目提出了一种在常规太阳能喷射制冷系统上添加一个或者多个喷射设备，从而提高太阳能喷射制冷循环系统性能的方法。

多个喷射设备的设置，可以在工况变化时，切换使用相应的喷射设备，保证喷射系数的稳定。

该项目主要研究成果：发表论文15篇，其中被SCI收录1篇，EI收录2篇，中文核心11片，其中一篇获河南省第二届自然科学优秀学术论文一等奖;已授权实用新型专利4项。

1、任务来源 河南省科技厅科技攻关项目，项目批准号：132102210176。

2、应用领域和技术原理 应用领域：该项目可以广泛应用于太阳能制冷、空调领域，属节能环保型产品。

技术原理：考虑天气气候特征和太阳能辐射特性，提出多个喷射设备并联的太阳能复合制冷系统，该并联设备安装在发生器与冷凝器之间。考虑太阳辐射和室外温度的变化规律，主要根据热源热水温度的变化，系统自动选择其中的一个喷射设备进行工作，实现了太阳能复合空调系统的持续高效运行，提高了太阳能的利用率。

3、性能指标

本研究完成了如下内容：

（1）系统仿真与模拟计算：利用热力学分析和数学建模的方法对系统各部件进行分析和模拟，包括：喷射设备、压缩机、内部冷却器、冷凝器、蒸发器和泵等等了解系统的运行特性，确定了喷射设备的数量。指出设置三个喷射设备时，在发生温度70℃至85℃的范围内，系统COP维持在0.2以上，最高值能够达到0.29。

（2）设备关键部件的设计：建立了系统仿真模型，基于系统的仿真和模拟计算结果，结合中原地区的气象特点，将设备的工作温度设定在70～90℃之间，设计加工了适应于不同工作温度的喷射设备。

（3） 热泵系统的性能测试：针对热泵系统进行实验测试，测试了变气候条件下的集热设备的集热性能和系统运行性能，结合典型建筑，对热泵系统供冷\供热特性进行了分析，为下一步系统在民用、工业等各个领域的推广应用奠定了基础。

4、成果的创造性、先进性 考虑太阳辐射和室外温度的变化规律，提出了多个喷射设备并联的太阳能复合制冷系统，根据热源热水温度的变化，通过在太阳能复合制冷系统中系统上添加一个或者多个喷射设备，基于中原地区气候特征，结合典型住宅冷热负荷变化，分析了太阳能热泵空调的供冷/供热特性，给出了太阳能制冷系统运行优化控制策略。

5、推广应用前景与措施 该装置预计会在空调领域中获得较好的应用： 该项目的成功研究不仅保证了户式太阳能空调系统的持续高效运行，而且能够加速推进太阳能空调系统在民用及工业用建筑空调系统中的推广应用。在达到相同的制冷目的情况下，减少电能的消耗，降低设备的运行费用，从而带来理想的经济收益。假设每套太阳能制冷装置的制冷量为3kW，其价格为5000元/台，按照年产量为5000台进行预测，可以实现2500万元的产值，若税率按照6%进行考虑，可以实现年150万元的税金，与此同时，若每台装置能够实现30%的节电目标，则5000台该装置的推广应用就可以实现年节电180万kWh，折合人民币节约90万元，其经济效益非常显著。同时，该产品也为太阳能在中原地区广袤农村市场的有效利用提供新的方法和途径。

该装置的广泛应用，即可以改善城市的“热岛”效应，还可以缓解当前的电力紧张局面。同时，该产品也为太阳能的有效最大化利用提供了新的方法和途径。

该系统能够选用环保制冷剂，有效缓解传统空调使用氟利昂制冷剂带来的臭氧层破坏和温室效应等环境问题。另外，由于显著的节电能力，必然可以减少发电行业中燃煤的消耗量，节约资源，减少煤燃烧过程中二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等温室效应气体和环境有害气体的排放，同时也减少固体灰渣和粉尘带来的污染，进而改善空气品质，提高人们的生活质量，更好的促进社会的和谐发展，社会效益和环保意义显著。

同时，产品的进一步推广也可以为河南省带来新的经济增长点，推进河南区域经济和社会发展，更好地支援地方经济发展，满足社会需求，能够使河南省在太阳能-建筑一体化，可再生能源推广应用等方面走在全国前列。