Investigación y desarrollo de refrigeración solar

El equipo completo de refrigeración solar es un dispositivo formado por la integración y reinnovación integral de captadores solares de media-alta temperatura y equipos de refrigeración. La teoría y la práctica han demostrado que los sistemas solares de temperatura media y alta son una de las fuentes impulsoras más adecuadas para los equipos de refrigeración solar. No solo el efecto de conversión de refrigeración es mejor que el de los colectores de baja temperatura, sino que también tiene un amplio rango de refrigeración. , y el rango de temperatura de evaporación se puede controlar de 10 grados a -60 grados, se puede lograr una variedad de temperaturas de evaporación en una unidad, lo cual es económico y respetuoso con el medio ambiente.

Bajo la influencia del entorno nacional e internacional existente, la industria de la energía solar necesita cada vez más el apoyo de tecnología de punta. La cooperación entre la industria, la universidad y la investigación entre escuelas y empresas seguramente se convertirá en un modelo importante para la vinculación. investigación y desarrollo científico. En este sentido, tomando como ejemplo el "Centro de desarrollo conjunto del primer proyecto de equipo completo de refrigeración solar" establecido conjuntamente por Qingdao Genting Group, Taishan Group, la Universidad de Ciencia y Tecnología de Qingdao y la Universidad de Ingeniería de Harbin el 313 de marzo, se aplicará y probará. Refrigeración con energía térmica de media y alta temperatura Consolidar una imagen experta y profesional en los campos de la tecnología, la energía solar y la integración en edificación, refrigeración y climatización. Acelerará la transformación de las grandes empresas nacionales, mejorará la resistencia al riesgo y la rentabilidad de las nuevas empresas energéticas y formará las ventajas competitivas nacionales y extranjeras de las empresas chinas en el campo de la refrigeración solar, especialmente la fabricación de hielo, estableciendo así una posición de liderazgo central en el campo de la refrigeración y ganar voz internacional y, en última instancia, ayudar a la nueva industria energética de China a lograr un gran desarrollo.

Después de la investigación, las unidades constituyentes del "Primer Centro Conjunto de Desarrollo de Equipos de Refrigeración" ocupan posiciones de liderazgo en sus respectivos campos. Entre ellos, Qingdao Yunding Group es una empresa de grupo integral que integra construcción de ingeniería, desarrollo y fabricación de nuevas energías, desarrollo inmobiliario y otras industrias. Shandong Huayuan New Energy Co., Ltd., una subsidiaria de Qingdao Yunding Group, se ha centrado en la investigación, el desarrollo y la aplicación de nuevas tecnologías energéticas durante muchos años, especialmente en la tecnología de aplicación industrial de energía solar de temperatura media y alta y Fresnel. Lentes de enfoque lineal. Su tecnología de captación térmica solar ha obtenido múltiples patentes nacionales y se utilizó con éxito en la primera central termosolar (CSP) de Asia. Tai'an Huaneng Refrigeration Co., Ltd., una subsidiaria de Taishan Group, se enfoca en la I+D y la producción de equipos de refrigeración por absorción de amoníaco impulsados ​​por fuentes de calor de temperatura media y alta (energía solar), y es un reconocido experto en refrigeración en la industria. . La Escuela de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Qingdao y la Escuela de Ingeniería de Energía y Energía de la Universidad de Ingeniería de Harbin son instituciones nacionales líderes en investigación y desarrollo de nuevas tecnologías energéticas.

El desarrollo exitoso de juegos completos de equipos de refrigeración solar y su futura industrialización aliviará efectivamente la escasez de energía causada por el aire acondicionado y la refrigeración en verano en mi país, al mismo tiempo, confiando en instituciones de investigación profesionales; y utilizando los estándares científicos y tecnológicos internacionales innovadores más avanzados para promover la energía solar. Se espera que la cadena de la industria de la refrigeración aproveche el mercado nacional de refrigeración solar de un billón de dólares y desempeñe un apoyo científico y tecnológico estratégico fundamental, con visión de futuro y una demostración líder. papel en la construcción del sistema de desarrollo energético sostenible de mi país, que tiene una importancia de enorme alcance.

Aire acondicionado por absorción

En mi país, la investigación sobre refrigeración solar y aire acondicionado comenzó a finales de la década de 1970, principalmente con pequeños prototipos de prueba de refrigeración por absorción de amoníaco. Por ejemplo, la máquina de hielo solar de absorción continua de amoníaco desarrollada por la Universidad de Tianjin en 1975 puede producir 5,4 kg de hielo; la Universidad Normal de Beijing desarrolló con éxito una máquina de hielo solar intermitente de placa seca de 1,5 m2, que puede producir entre 6,8 y 8 kg. La Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong ha desarrollado un pequeño dispositivo de refrigeración solar con un área de iluminación de 1,5 m2, una capacidad de refrigeración de 70 litros y amoníaco como fluido de trabajo. Durante 1987, el Instituto de Energía de Guangzhou de la Academia de Ciencias de China cooperó con el Politécnico de Hong Kong para construir una demostración de un sistema integrado de aire acondicionado y agua caliente solar en Shenzhen.

El área de captación de calor es de 120m2, la capacidad de enfriamiento es de 14kW y el área de aire acondicionado es de 80m2. Se utilizaron tres colectores de temperatura media y dos refrigeradores de absorción de bromuro de litio de una sola etapa, de fabricación japonesa. Durante el período del "Noveno Plan Quinquenal", la Comisión Nacional de Ciencia y Tecnología incluyó el "aire acondicionado solar" como un proyecto científico y tecnológico clave. En 1998, se construyó un sistema de demostración de agua caliente solar a gran escala en la ciudad de Jiangmen, provincia de Guangdong. Construido sobre un edificio integral de 24 pisos, utiliza colectores de placa plana y un refrigerador de absorción de dos etapas de 100 kW. En 1999, el Museo de Energía Solar del Parque Científico de la ciudad de Rushan, provincia de Shandong, construyó un sistema de demostración integral a gran escala para aire acondicionado y calefacción solar. El sistema utiliza colectores solares de tubo de calor y un refrigerador de bromuro de litio de una sola etapa de 100 kW. El nuevo edificio de demostración de energía del Beijing Putian Solar Energy Group, un proyecto nacional de investigación científica y tecnológica, se completó oficialmente en 2003, con un área total de construcción de 8.000 metros cuadrados. El sistema utiliza colectores de tubos de vacío con tubos de calor y colectores de tubos de vacío con tubos en U. El aire acondicionado y la refrigeración utilizan un refrigerador de bromuro de litio de una sola etapa de 200 kW, asistido por una unidad de bomba de calor geotérmica. En julio de 2006, el aire acondicionado solar desarrollado independientemente por Changsha Yuanda Air Conditioning Company se instaló en el Tianjin Huayuan Software Park.

El sistema solar consta de dos motores solares de combustión directa con una capacidad de refrigeración de 5815 kW, 166 módulos de captación de calor, un sistema de seguimiento solar y sistemas de control relacionados. Proporciona refrigeración y calefacción para un edificio con una superficie de construcción de 120 m2.

En la investigación nacional en esta área en los últimos años, el profesor Xu Shiming de la Universidad Tecnológica de Dalian y otros han estudiado las características de los sistemas de refrigeración abiertos por absorción solar que utilizan aire como medio de transferencia de calor y han logrado muchos logros. . Resultados. El Instituto de Energía de Guangzhou de la Academia de Ciencias de China ha realizado un trabajo pionero en el diseño integrado de sistemas solares de aire acondicionado. El profesor Shu Shuiming de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong estudia principalmente la tecnología de almacenamiento de energía de los sistemas de refrigeración por absorción solar. Wang Ruzhu y Liu Yanling de la Universidad Jiao Tong de Shanghai propusieron un aire acondicionado de absorción de bromuro de litio de doble efecto impulsado por energía solar y gas.

En el extranjero, en 1983, se instaló en Kuwait, un país de la Península Arábiga, el primer sistema de refrigeración por absorción solar a gran escala del mundo, para proporcionar refrigeración al edificio de oficinas del Ministerio de Defensa de Kuwait, con un área de construcción. de 530 m2. En 1995, M de la Universidad de Jordania. HAMMAD et al desarrollaron un refrigerador de bromuro de litio mejorado de segunda generación. En mayo de 1998, se completó el sistema de aire acondicionado por absorción solar construido por Beijing Sanda Company para Meissner & Wurst Company en Stuttgart, Alemania. Diversas investigaciones extranjeras también se centran en la búsqueda de nuevos pares de fluidos de trabajo, la relación entre la estructura y el rendimiento del ciclo de los colectores solares, la investigación sobre el equilibrio energético del sistema y los trabajos conjuntos de refrigeración y calefacción, etc.

Aire acondicionado por adsorción

En comparación con los acondicionadores de aire por absorción solar, el desarrollo de los acondicionadores de aire por absorción solar es relativamente débil y comenzó tarde. En este sentido, Europa depende de los fondos de investigación de la UE y a principios del siglo XXI realizó algunos trabajos de investigación en este ámbito en colaboración con institutos de investigación de varios países europeos.

En Friburgo, Alemania, hay un conjunto de proyectos de operaciones de demostración que se llevan ejecutando desde hace mucho tiempo. Una nueva empresa de refrigeración solar surgida del proyecto lanzó un producto correspondiente en 2007. Luego de varios años de desarrollo, el producto ha ido madurando paulatinamente y actualmente se encuentra en etapa de comercialización.

Actualmente existen dos tecnologías principales para los acondicionadores de aire de adsorción solar: gel de sílice/agua como par de fluido de trabajo y zeolita/agua como par de fluido de trabajo.

En comparación con los aires acondicionados de adsorción solar, los aires acondicionados de adsorción tienen ciertas ventajas técnicas. Se refleja principalmente en el medio de trabajo no corrosivo, la pequeña carga de trabajo de mantenimiento, el amplio rango de temperaturas de trabajo, etc.