一等獎!基於能源互補的複合式冷暖系統

2021-02-25 冷暖在線

冷妹，聽說丹佛斯杯第六屆中國製冷學會創新大賽有獲獎比例是嗎?

太好了。冷妹，看了前兩期的作品展示，覺得很受啟發。還有作品分享給我嗎？

有啊，給你重磅推送第五屆賽事的一等獎的一個作品吧！拿獎是其次，更希望你藉助比賽的平臺，得到重量級評委們的指導，也讓創意被更多人看到。暖哥加油！

【第五屆一等獎作品-大學生組】

基於能源互補的複合式冷暖系統

參賽學生：陸青青、劉澤宇、胡雍炎、孟子丁

指導老師：陳煥新

1、我國建築能耗約佔社會總能耗的1/3，其中空調能耗在建築能耗中佔比高達42%，即空調能耗佔我國總能耗的14%，大幅降低空調能耗勢在必行。在《關於節能建築和綠色建築的「十三五」規劃》提出後，國家進一步推動低碳建築發展，空調系統的節能性研究就有著十分重要的經濟效益和社會意義。

2、太空蘊含無限的能量，太陽是一個極其強大的熱源，而宇宙背景則是一個溫度只有3K的完美冷源。地球的均溫為300K，處於兩者之間。如何有效利用這兩種能量源在推動低能耗建築方面至關重要。

溫度為5,800K的太陽和溫度為3K的宇宙空間雖然是近乎完美的能量源，但是卻存在太陽能裝置夜晚不能使用以及太空輻射製冷白天效果差的問題。為了充分利用太陽能和太陽熱源，本團隊設計了一種基於能源互補的複合式冷暖系統(如圖1)。本系統的核心是一個基於日照時間自動翻轉的集熱-輻射槽(圖2)，能夠智能的切換不同工作模式並保證集熱效率。

圖1 系統結構設計示意圖

圖2 集熱-輻射槽及其結構組成

在白天，覆蓋有高反射率塗層的槽子凹面，可將太陽光匯聚到集熱管上對水進行加熱，產生熱水驅動水-溴化鋰吸收式制冷機工作。在吸收式制冷機中，採用弦月式通道熱虹吸提升管(圖3)，利用冷熱水的密度差產生流動壓頭代替了機械泵，進一步降低了能耗。在夜晚，輻射槽自動翻轉變為凸面工作，由於大氣層對於8-13yum的波段透射率較高，槽的凸面選用一層僅對8-13um波段有非常高輻射率的選擇性輻射體，可將冷媒水的熱量通過大氣窗口輻射到太空，從而產生溫度較低的冷水。

圖3 弦月形通道溶液提升管截面機構

1、全天候互補製冷

本作品利用太陽能吸收式製冷彌補太空輻射製冷白天效果差的缺點，輻射製冷解決了太陽能式製冷系統夜晚無法使用的問題，從而保證了全天候、近零能耗製冷。

2、全年使用

除了在夏天起製冷作用，在不需要冷氣的冬天，本作品可以作為太陽能熱水器進行供暖，實現了「一機多用」。

3、近零能耗

本作品採用的兩種製冷方式均為被動製冷方式，並且採用弦月型通道熱虹吸提升管代替機械泵獲得吸收式製冷系統流動壓頭，實現了近零能耗製冷效果。

果然厲害，學習了！冷妹，關注大賽動態，還是下面的二維碼嗎？

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