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编译|由四个新部件组成的太阳能空气冷暖系统
时间:2018-10-10 来源:imsia
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由四个新部件组成的太阳能空气冷暖系统
编译:陈讲运

 
       总部位于新西兰的Sojol公司设计太阳能空气制冷系统的原型,该系统由玻璃太阳能空气集热热交换器和新开发的螺旋风扇组成,系统可提供理想的温度流速和压力的优化空气。在测试了各个组件之后,企业正在准备建造一个示范系统。

 
图来源:Sojol
 
       “奥克兰郊外两个相同的前州政府提供优秀的生活实验,将太阳能通风系统安装在一个,另一个用常规的空气加热和制冷系统来分析性能差异,”Sojol的总经理Grace Coulter说,“这对于受约束的研究来说是一个合适环境,尽管太阳能制冷方面将受到限制。奥克兰夏季气温相当温和。”
 
       Sojol希望与一个志同道合的欧洲企业合作,该企业愿意在气候较热的地方投资同一类型的示范点,例如地中海地区。
 
       库尔特(Coulter)于2013年创立了该公司,她花费了大量时间开发和改进新鲜空气供应系统的关键部件,以根据季节性需求和天气条件对建筑进行加热和制冷。在公共住房部门担任物业经理时,她想出了该设备的想法。在那段时间里,她注意到使人们更健康的优质空气有很多尚未开发的潜力。
 
       “例如,对于约30名儿童的教室,要保持清醒和学习的新鲜空气通风要求大约为每小时800立方米,”她说。挑战在于太阳能供热或制冷提供所需的空气温度,因此,能源效率和新鲜空气供应就像一枚硬币的两面。
 
图来源:Sojol

Sojol系统设计:根据太阳能的可用性,阻尼器可以将气流引导至屋顶上的太阳能通风机和热交换器,也可以将通风机旁至另一个热交换器。

四个新组件
       该系统包括四个主要组件。一个是所谓的太阳能通风机,其功能类似于冬季的太阳能空气集热器和夏季的太阳能烟囱。另一种是充满油的换热器,用于在阴天提高太阳能供热的温度并在夜间提供热量。另外两个是螺旋风扇和间接蒸发冷却器。
 
太阳能通风机
       太阳能通风设备由互锁的黑色阳极氧化铝管组成。它们还不到一米宽两米长,并配有太阳能玻璃盖板。在屋顶安装太阳能通风机的情况下,新鲜空气从底部通过250mm直径的管道进入太阳能通风机,向上流动并通过相同尺寸的管道进入建筑。这种受限制的自然热虹吸对所有季节的风量都有显著影响,尤其是在夏季。管道系统中的内联风扇也吸入热空气。 
 
螺旋风扇 
       “我们的墙式集成太阳能通风设备需要一台风扇,其空气流量和压力都会大大提高。其独特设计的挑战是从向阳的大表面下狭窄空腔内吸取空气,同时保证足够的压力输送空气,当过滤器内置时,“Coulter说。与离心装置相比,Sojol的螺旋风扇设计提高了性能,并有特殊强制设备和必需的流量路径。
 
       两种风扇之间的技术差异在公司网站上有说明。通常,离心式风扇具有较短的叶片,因为它们需要风扇壳体和叶片尖端之间相对大的流动路径。由于旋转叶片在尖端处的速度更快,因此半径越大,螺旋风扇的流速就越大。壁挂式太阳能通风机的流量高达每小时约800立方米,但这要根据建筑物的要求和所需的温度进行调整。 
 
换热器
       尺寸为450毫米×270毫米×800毫米的绝热盒与管道系统相连。当太阳能供应不足或不可用时,由它补充供热。加热管通过热交换器把充满热油的加热器将热能有效地传递给空气。与太阳能空气集热器一样,其设计要求产生最小压降和足够大的空气流量,并且在和太阳能通风机具有相同流量的情况下,提高加热效率。
 
间接蒸发冷却器
       间接蒸发冷却器包括互锁管柱,并利用来自太阳能收集器的热量间接冷却管道内的空气。集热器装置在夏天达到60°C以上,提供蒸发加热的空气,通过缓慢转动的干燥剂轮干燥。该技术提高了系统效率和指定要求,因为通过蒸发实现的制冷量是空气干燥的直接产物。
 
       其原理为,一部分来自通风机的热空气流过通风管外部浸湿垫的表面,通过从水槽中泵出并滴在垫上的水蒸发冷却管内的空气。风量可调至每小时约900立方米——类似于太阳能通风机和热交换器。  
 
       “由于其高效和所有季节都可以使用,我们的系统与其他新鲜空气通风的加热和冷却技术在价格上具有优势,”Coulter说。太阳能收集器、热交换器和间接蒸发冷却器的流速设置将取决于所需温度的要求和房屋的大小等。此外,所有产品均可扩展,以满足更大型应用的需求。它们共同构成了一个新鲜空气通风系统,很大程度上依靠可再生能源,可在多种气候条件下运行。

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