成果介绍及技术指标:
一、项目概要
目前,在太阳能热利用中,太阳能热水器已形成产业。每年太阳能热水器的销量已达千万平方米左右,同时又有大量的太阳能空气加热器用于干燥,无论是太阳能热水或太阳能空气加热器都是单独使用,即是说热水器只供给热水,空气加热器只提供热空气用于采暖或干燥谷物等。当季节变化(热水器冬天就难以使用)或使用的目的变化时(供热水变为采暖)都无法使用,给用户带来极大的不方便,并造成浪费。而太阳能空气——热水加热器就避免了以上的缺点。家庭使用时,需热水则用水作工质,经过太阳能加热后即可供给热水。如需采暖(冬天),即可开动小风机(也可不用风机,自然对流循环)和室内形成循环,在有日照时,空气经加热器提高温度后供于家庭采暖或用于干燥。如果用于工农业生产需大面积使用时,可将家用太阳能空气——热水加热器进行串、并联,形成所需的面积。同样,需热水则用水作工质即可供热水;需采暖或农作物、工业原料干燥时,用空气作工质,可进行采暖或干燥。彻底改变已有单用太阳能加热器的被动局面。
太阳能空气——热水加热器是在原有的太阳能热水器和太阳能空气加热器的基础上重新设计研制而成的。我们研制的共有二种结构:一种为全玻璃真空管式,是用全玻璃真空管作为集热器;另一种以多孔床为集热器,并在多孔床上方覆盖有透明蜂窝层(TIM)。原则上来说使用时用哪一种都可以,但一般选择的原则为:主要用于加热水时,采用全玻璃真空管式较佳;主要用于加热空气时,采用多孔床式较好。
二、技术水平及国内外现状
1、本次研究成果的基本原理
本次研究采用的先进技术为:磁控溅射选择性表面的全玻璃真空管,多孔介质吸收技术,肋片技术,虹吸收技术以及透明隔热保温(TIM)技术,并采用保温性能较好的聚氨酯发泡材料。
其原理是利用选择性吸收表面(或多孔状体积吸收体),增加对太阳能的吸收率并利用真空、选择性涂层及透明隔热材料,减少热损,并利用强迫对流及肋片技术增加换热系数。
其二是将空气加热器(用于干燥或采暖)和热水器(供淋浴用)相结合,在季节变化或根据服务对象的需要更换工质,以满足需求。这样,增加了太阳能使用的灵活性,大大提高了太阳能加热器设备的利用率,增加了太阳能使用的灵活性。
其三是结构为组合型,可以利用基本单元拼装成所需要的采光面积,并可根据应用场所的位置拼装成不同的组合形式和形状。
2、本次科研成果的技术水平
本项研究成果与国内外现有的太阳能热水器或太阳能空气加热器相比,其技术是领先的,其创新处有:
(1)将原有的太阳能空气加热器和太阳能热水器相结合,做到一套设备既 可以获得热水进行淋浴,又可作为空气加热器,提高空气的温度用于干燥或室内采暖。
(2)采用透明隔热材料(即TIM),既有很好的透过率,又有很好的隔热保温性能,可较好地提高太阳能的有效利用率。目前所使用的闷式太阳热水器增加一层TIM,可保证冬天使用。
(3)在全玻璃真空管中采用虹吸技术(作空气加热器用时,为通气管),通过虹吸可以将真空管中存有的热水全部吸出加以利用,经计算,可将太阳能热水器的热水量提高17%,换句话说,可将太阳能热水器的热效率提高17%。此技术可以对目前家用太阳能热水器进行改造,以提高其经济性。
3、国内外的技术现状
国际上太阳能利用技术发展有很多年,但一直是采用空气加热器和热水器分开使用的技术。作为空气加热器只用于干燥或采暖使用,而热水器(或高温利用)用于淋浴、工业用水,或用于热发电技术。同时,由于采用选择性吸收表面,多孔吸收体,透明隔热蜂窝等高新技术,使其热效率有较大提高。
应用范围: 加热水或加热空气。
市场 前景及经济效益分析:
通过在研制过程中,对太阳能空气——热水两用型加热器性能的测试,其热效率分别为48%(热水)、41%(空气),对一个100平方米的两用型加热器装置来说,每年可获得有效能量(合肥地区)约为:2.41×108KJ和2.05×108KJ,折合成标煤约8.23—7.00吨,和常规能源相比,每年可获经济效益如表一所示:
表一:节能经济效益对照表
品名 发热量 热效率(%) 单价 节能效益(万元/年)
管道煤气 12000KJ/M3 80 0.95元/M3 2.03—2.39
天然气 35000KJ/M3 80 2.5元/M3 1.831—2.152
石油液化气 43000 KJ/kg 85 3.5元/kg 1.972—2.308
电 3600 KJ/kwh 100 0.55元/kwh 3.132—3.682
造价每平方米约800元,在4—5年内即可收回全部投资,其经济效益非常明显。同时由于其灵活性,即空气——热水可以根据需要随时改变,使用面积可以根据需要任意组合,这样可大大提高装置的利用率,扩大其使用范围,其社会效益(环保、节能)更是明显。所以有很好的应用前景,完全可以肯定一旦投入市场后,会很快推广开来。
对投资者和投资环境的要求:
本项目的总投资约需260万元,分项开支如下:
(1)500平方米标准厂房;(2)购置相应设备;(3)生产流动资金;(4)市场拓展费;(5)产品的分析检测中心;(6)深层次研究、新产品开发。