“朝阳产业”成“鸡肋”谁之罪?


太阳能热利用大家一定不会陌生,抬眼望去楼顶上随处可见的太阳能热水器。。。

其实太阳能热利用领域是很广泛的,如:太阳能制冷、太阳能采暖、太阳能海水淡化,工业领域的干燥、印染,农业的大棚等….. 目前,最急迫的是建筑与太阳能采暖、制冷及热水系统的配套应用,政府为大力推行“太阳能光热建筑一体化”,早在2009年7月就陆续出台了绿色建筑可再生能源利用的补贴政策,但到目前为止,仍鲜有太阳能光热系统在建筑上全方位应用的成功案例。原因是光热系统的核心部件“太阳能集热器”一直没有新的技术突破,也就是说,到目前为止,还没有脱胎换骨,一直沿用着原始的结构,让具有极高科技含量的真空集热管装满了水,进行简单的循环就完成了太阳能热利用,一直以来均如此。

目前,国家正值“煤改清洁能源”的关键期,面对这难得的历史机遇,有着30多年发展史的太阳能热利用行业就像一个“丑男”遇到了“美女”,是那样的手足无措! 是什么原因导致如此的窘境?下面引用IMSIA国际金属太阳能产业联盟一段落:

技术排外之殇

自以为是,排斥它山之石的力量。“老子天下第一”的思想毒害着技术研发人员或企业法人,这也与一家独大天下的名利驱使心态有着莫大干系。他们企图以一己之长,依靠他吹或自吹来自圆其说,为品牌树碑立传,建立自已的江湖门派。

工作职能的错位使一些技术人员不把心思放在系统研发上,相反,却变成了在业内打压同行和竞争对手的阴谋家。这些人采取的策略是,在国内圈子里,够得着的就打,域外够不着的就拒绝、否定。更有甚者,还抛出“崇洋媚外”的大帽子到处乱扣,对学习国外经验和技术的人员进行道德绑架。

技术无界,域外经验本该成为业内人士关注的热点,但是从IMSIA网站国际交流栏目的后台看,工作人员翻译的国外技术资料和先进案例的点击量并不比普通企业新闻栏目的点数多,尽管工作人员努力地通过网站和微信等渠道进行了有针对性的推广。

知微见著,由此可见,人们排斥异已的情绪该有多么严重。

缺乏正确的舆论导向

先进事迹只有经过酝酿传播才会激起人们的认知兴趣,才会影响社会,显然媒体在这方面并未给予足够重视。原因之一是新闻敏感度差,没有发现这一重大题材对经济和政治的影响以及其背后的意义;二是受记者专业技术知识所限,欠缺对系统创新的认知,不会对太阳能采暖系统做出客观公正的评价,表达不到位,不深刻,难以与读者产生共鸣;三是记者急于求成,把现象真实和本质真实混淆,个体真实与整体真实混淆,导致结论失真;个别掌握话语权的行业领导、专家以及媒体“向钱看”,谁给钱就说谁的好。此作法也是误导受众的重要因素之一。

在京期间,曾多次参加在国内著名大学举办的清洁取暖技术研讨会,不知是权威大伽对太阳能心存偏见还是缺乏技术功底,会议陈述的技术路线基本没有太阳能啥事儿。。。

现在市场上一般常用的是真空管集热器(工程联箱)只适合一般的热水工程,如为桑拿浴、旅馆等提供洗澡用水,太阳能贡献率很低,需花费大量的辅助能源费用。并在夏季容易冒气炸管。还有超导热管集热器,平板集热器。目前,超导热管式集热器基本上是炒概念,价格昂贵,没有什么应用价值。平板集热器单位平米的介质容量很少,在有效光照时间内与蓄热水箱热交换时,很难满足蓄热量。平板集热器致命的弱点是发射率高,且没有真空集热管那样的真空保温腔体,在北方寒冷的冬季,其热平衡温度很难超过40°,还要为其充填防冻液(乙二醇),成本造价很高,系统维护不便,由于换热器的存在换热效率大打折扣。另外不具备像真空集热管那样的广源跟踪特性,故平板集热器对安装角度的要求十分苛刻,故平板集热器无法胜任严寒地区的采暖工程。全玻璃真空管集热器的优缺点都很突出,其理想的镀膜工艺形成的高吸收率和低发射率的选择性吸收涂层无可比拟的,圆形管状的吸收涂层自然形成对太阳的广源跟踪特性大大提高了等效集热面积及有效光照时间。由于吸收涂层置于双层玻璃形成的高真空腔体中,吸收涂层没有氧化、盐雾等失效问题,所以,玻璃真空集热管的寿命长达20年以上。另外,高真空度腔体无热传导、对流带来的热量损失,这也是平板集热器望尘莫及的。由于玻璃真空集热管的高度产业化形成了极其低廉的工程造价,令其它结构的集热器相形见绌。但传统联箱集热器的致命缺点是结构简单、粗陋,无法实现集热管内有用热量的100%置换,导致一系列的问题。

而通过一段演示视频揭示传统集热器致命的缺陷:

ansys fluent软件对两种集热器仿真循环内部温度分布示意

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一、仿真目的

真空管集热器在光照下已获有70°热水,试图通过注入30°冷水将70°热水顶出,故利用ansys fluent仿真软件,模拟集热器集热循环状态,观察两种集热器集热管内工质流动和温度的变化,进而引发行业对能量获得的重要环节的深思!

二、实验条件

1、 联箱流道尺寸300*60*60mm(长*宽*高);

2、真空管内尺寸φ40*300mm,四支管;

3、集热器入口工质流速0.04m/s;

4、集热器内部水温度为70℃; 对两种集热器循环注入冷水,温度为30℃;

5、集热器竖直安装。左面为传统真空管集热器,右面为注水式承压循环真空管集热器。

注:为了缩减仿真运算时间,模型尺寸与实际集热器尺寸有一定偏差,两组对照实验初始条件完全相同。

三、实验结论

1、 初始状态下两种集热器内均有70℃热水2.56L,在系统运行至25s时,传统集热器出口温度开始下降,此时排出70℃热水0.45L,在系统运行至74s时,注水式集热器出口温度才开始下降,此时排出70℃热水1.33L,此时刻传统集热器出口温度已下降至41℃,但管内大部分70°热水纹丝不动,在系统运行至110s时,传统集热器出口温度已下降至36℃,此时注水式集热器出口温度为58℃,但管内已注满30°冷水。当系统运行至236s时,注水式集热器出口温度接近30℃,此时包括联箱流道在内的所有部分均已替换成30°冷水。而传统集热器只有少量热交换,真空管内大部分热水保持高温状态,这就是传统集热器夏季冒气炸管的症结所在。另外长时间水介质反复加热其溶解度下降,导致大量钙镁离子析出呈游离壮颗粒,进而弥漫整个系统。另外,75s之后,传统集热器呈现的是“短路流”。传统集热器的应用“弊大于利”。

2、 注水式集热器排出的原始集热器内热水(70℃)是传统集热器排出原始热水的3倍,并能够排出更多的混合后的高温热水。

3、注水式承压循环结构可加大循环流速以更短的时间完成集热循环,充分利用有效光照时间以获得更多的能量。



不能完全获取真空管内的热量就无法实现理想的太阳能供暖和制冷。又因无法置换管内大量的热量导致夏季冒气、炸管,尤其是传统联箱横排管水平放置的大型集热阵列在夏季犹如安了引信的定时炸弹,令人寝食难安。另外,行业内无人重视太阳能供暖系统非供暖季集热阵列防止过热遮光技术开发,这是一种短命的生存模式。(下图为户用型紧凑式太阳能采暖热水器非供暖季的专利遮光装置)


正视行业目前的问题

1,行业30年来,除殷志强教授的真空集热管对世界的重大贡献之外,其他方面毫无新意,大部分从业人员对太阳能的理解还都处于“盲人摸象”的状态。企业打快拳,盲目跨界,急功近利,缺乏持之以恒的坚守,遇到问题绕开走,重炒作,轻创新。

2,企业研发人员或管理者总是以前辈自居,缺乏再学习能力,靠吃老本,毫无创造力,对于新产品、新技术、只会说“NO”以求得“存在感”,事实上你已经成为企业或行业发展道路上的“绊脚石”。

3,创新点不对路,大都在表面上做美容手术,即便整出一张“漂亮的脸”,你的后代依然是丑陋的。

4,缺少政府的关爱和政策性的扶持。

5,媒体的正确宣传和舆论的引导。

集热器是太阳能系统最重要的部件,它与蓄热水箱组合堪称为太阳能系统的“发动机”,它决定了动力和能耗。一个不重视发动机汽车制造商是没有前途的!

在此强烈呼吁太阳能热利用行业的企业家们要端正态度,正视以往实践中的问题,珍惜失败的经验,失败乃成功之母。一个不愿拓新、不能承担失败的企业家是不能走向辉煌的!要勇于探索,执着前行,不要让我们的朝阳产业变成“鸡肋”!


希奥特于2012年完成大连市建委立项的可再生能源利用示范工程(太阳能联供系统),被行业专家誉为创造了中国“三个第一”。18项专利技术打破了太阳能光热行业多年难以突破的技术瓶颈。两项行业唯一国家科技成果,产品技术入编《辽宁省重点节能减排技术目录》,国家发改委节能中心技术库,住建部产品BIM数据库等。2015年参与《国家太阳能光热“十三五”规划专题研究》编写工作,主编全国首个太阳能采暖地方标准《辽宁省太阳能供热供暖工程技术规范》,2018年编写了《北方农村户用太阳能采暖系统工程现场快速测试规范》。

希奥特与中装建设(002822)的结合,让希奥特植入了资本的基因——深圳市中装希奥特能源科技有限公司,简称“中装希奥特”。中装希奥特拥有分布式太阳能供热/采暖系统、太阳能联供系统(供热/采暖/制冷/发电)、紧凑型太阳能采暖热水器、谷电蓄能电磁加热系统、多腔太阳能热水器等多项专利技术,为客户提供太阳能-建筑一体化设计、施工、及室内外装修的一站式技术服务。中装希奥特依托实力雄厚的平台将专利技术、科技成果尽快推向市场,推动绿色发展和生态文明建设,致力于开创清洁能源新世界。

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