经查阅文献发现,赵有信等人公开号为CN209181364U的太阳能冰蓄冷冷库,其原理是利用将太阳能直接转化为电能,驱动传统蒸气压缩制冷装置运行,蒸气压缩装置中的蒸发盘管至于水箱内,蒸发盘管蒸发吸热,水相变为冰储存冷量,在夜晚缺乏太阳能时,进行释冷,保证冷库的冷量需求。该发明专利采用传统蒸气压缩制冷装置制冷,依然面临低蒸发温度导致高耗电量和低制冷能效的问题,太阳能光电转换效率较低,因此需要的太阳能电池板面积很大,太阳能电池板价格昂贵,系统初始成本较高。另外采用冰蓄冷装置,其特点是释冷温度恒定,不能够灵活调整冷库所需制冷温度。
众所周知,太阳能光热转换效率远高于光电转换效率,太阳能集热器成本远低于太阳能电池板成本,但目前热驱动的吸附制冷装置低温制冷时驱动热源温度高于100℃,普通太阳能集热器难以获得如此高温的热水。本项目的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高效利用太阳能的低温制冷蓄冷系统。
本发明涉及一种高效利用太阳能的低温制冷蓄冷系统,包括压缩机(1)、冷凝器(2)、储液罐(3)、中冷器(4)、蒸发器(5)、冷却器(6)、第一吸附床(101)、第二吸附床(102)、蓄冷吸附床(11);白天制冷/蓄冷模式利用太阳能使第一吸附床和第二吸附床交替工作实现制冷,同时蓄冷吸附床在压缩机抽吸调节作用下,进行解吸反应,逐步完成蓄冷,夜晚释冷模式中,由蓄冷吸附床不断吸附制冷剂,实现连续制冷。与现有技术相比,本发明引入压缩机调节吸附床解吸压力,降低解吸温度,使系统主动适应波动的太阳能热水温度,实现较低温度解吸吸热;同时在吸附床解吸反应辅助下,提升压缩机吸气压力,降低压缩机的压比,减小压缩机功耗,显著提高制冷能效。
本团队是“动力工程及工程热物理”一级学科博士点重要研究方向,所属二级博士点学科是制冷与低温工程博士点学科,研究内容涉及国民经济和科学技术多个方面。上海理工大制冷与低温工程学科起点早、基础好,在国内外具有很大影响。本团队在张华教授带领下,团队人员价值取向相同,发挥各自优势,带动青年老师,组建团队,经过长期积累,团队现有研究方向:
(1)环保制冷剂性能预测与测试
(2)制冷低温新技术
(3)特殊用途制冷低温装备关键技术研究
本团队依托务实的科研队伍,坚持基础研究与应用研究并举,承担大量国家和上海市和行业企业委托项目任务等。近五年科研经费达8000多万元,获省部级科技进步奖以上近20项。近10年团队先后获得国家科技进步二等奖1项,上海市技术发明一等奖1项,山东省科技进步一等奖1项;上海市科技进步二等奖2项,军队科技进步二等奖1项,及其他科技奖7项。
科研论文800多篇,本领域国际制冷学报、应用能源、应用能源工程、国际传热传质学报、国际低温工程、流体相平衡、能源转换与管理、热科学学报、国际太阳能学报等以及中国制冷学报、中国太阳能学报、中国化工学报等重要期刊论文200多篇。
评价单位:“科创中国”融合创新制冷产业科技服务团 (中国制冷学会)
评价时间:2023-11-16
综合评价
该成果采用压缩机辅助吸附制冷/蓄冷的方式,压缩机抽吸调节解吸压力,降低吸附剂解吸温度,能够主动适应不稳定太阳能热源,实现吸附剂较低温度解吸吸热,实现太阳能的高效回收利用;压缩机在吸附床解吸反应的辅助下,显著提高吸气压力,降低压缩机压比,降低能耗,提高系统能效比;工作模式分为白天制冷/蓄冷模式和夜晚释冷模式,夜晚释冷模式中,储液罐流出的制冷剂,经节流进入蒸发器蒸发吸热,产生冷量,最后回到蓄冷吸附床被吸附剂吸附,从而实现连续制冷;具有技术创新性,且相关技术成熟,投资回报比较可靠,目标市场处于成长市场,还未出现同类技术,具有很大的发展潜力。
另外,因在前期研究基础及技术验证性工作不足,要特别进行一定的实验及技术验证工作,并进一步明确可靠性和先进性。
总体而言,该项目技术思路方向很好,未来市场空间大,有利于当前政策要求,值得支持推广。建议强化相应产品开发。
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