太阳能空调控制系统设计

• 作 者: 黄斌
• 出 处: 湖南大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 太阳能制冷 太阳跟踪控制 双热源吸收式制冷机 槽式抛物面聚焦型集热器

能源是人类生存的基础，当前人类正面临着石油和煤炭等常规矿物燃料枯竭的严重威胁。与此同时，我国的建筑能耗占社会总能耗25%以上，而在建筑能耗中，空调能耗占到50%以上，并且建筑物空调的需求量呈逐年上升趋势，给能源、电力和环境带来很大的压力。世界各地都在加紧对新能源和高效空调技术的研究。太阳能技术和吸收式制冷技术已单独使用近半个世纪，随着材料、工质、工艺制造及设计理念的不断改进、特别是自动化控制技术突飞猛进的发展，产生了采用太阳能热水驱动吸收式制冷机提供建筑制冷的技术，既提高整个系统的运行效率和投资回报率，也减少了温室气体排放。本文采用的太阳能集热器为抛物面聚焦型集热器，热水设计温度为180℃，属于可驱动双效吸收式制冷机高品位热源，制冷机的综合能源利用效率达到1.3以上。为提高太阳能空调系统的综合利用效率，必须解决太阳能集热器控制系统存在的跟踪精度、聚光效率、辐射强度变化的问题，以及对其产生高温热水的使用和安全保护机制。本文对太阳能集热器和溴化锂吸收式制冷机的工作原理进行进行了详细的描述和分析；提出了以太阳能热水为主热源，燃气燃烧机为辅助热源的双热源吸收式制冷机的设计和控制方案，在太阳能不足或夜晚时，采用双热源吸收式制冷机，确保制冷机能全天候持续不间断稳定运行。根据对槽式太阳能集热器的跟踪运行特性分析，提出了视日运行轨迹对太阳计算粗跟踪与光电检测精确跟踪相结合的自动跟踪方案，有效地解决由太阳能聚焦不准确而导致效率下降的问题，使集热板能快速准确的找到太阳焦点位置，并实时修正，确保跟踪精度。通过对太阳能空调系统的设计和实现，阐述了控制系统软硬件组成和特点，对控制系统操作界面及相关重要的控制和保护参数进行了详细说明。目前本文研究的控制系统已成功应用于远大集团的太阳能制冷产品，系统达到设计要求，产品已销售到国内多个省市和国外市场。