klimatyzacja słoneczna

Chłodzenie słoneczne: chłodzenie słoneczne i klimatyzacja przez adsorpcję

Solar adsorpcji chłodniczych

LESBAT: Catherine Hildbrand Olivier Cherbuin Julien burmistrz. Lider projektu: Philippe Dind

Celem niniejszego artykułu jest wprowadzenie zasady adsorpcji chłodzenia słonecznego, który po prostu pozwala na zimno z promieniowania słonecznego.

Co to jest chłodzenie słoneczne?

Laboratorium Energii Słonecznej i Fizyki Budynków1 (LESBAT) należące do Haute Ecole d'Ingénieurs et de Gestion du Canton de Vaud (HEIG-VD) w Szwajcarii prowadzi działalność w dziedzinie energii odnawialnej od ponad dwóch dekad.

Rozwój słonecznej adsorpcji lodówce jest jedną z głównych osi badania stosowane w ostatnich latach.

Systemy te były pierwotnie zaprojektowane do produkcji chłodu w niewyspecjalizowanych zelektryfikowana obszarach krajach Sahelu, gdzie chłodzenie jest poszukiwanych przechowywania produktów leczniczych i spożywczych.

Opierając się na pracy przez różne zespoły badawcze w 80 lat zrobiliśmy 1999 prototyp demonstracyjny i różnych prototypów laboratoryjnych w celu osiągnięcia chłodnicę sorpcyjne słonecznego, którego budowa jest możliwe w małych seriach w kraju rozwija.

Mamy towarzyszy nasz rozwój poprzez transfer technologii z Centrum Ekologicznego Wagadugu.

W tym artykule przedstawiamy zasadę działania lodówek adsorpcji słonecznego, przykłady konstruktywnych zmian i transferu technologii do Burkina Faso.

Fundusze na ten eksperymentalny rozwój zapewniła głównie fundacja GEBERT RÜF (Bazylea - Szwajcaria).

Dlaczego chłodnictwo słoneczne?

Alternatywnym i czyste rozwiązanie dla krajów rozwijających się do przechowywania leków i żywności.

Chłodzenie słoneczna jest alternatywą na następujące kwestie:

    • chłodzenie absorpcyjne (a nie adsorpcyjne), które również zamienia ciepło w zimno, ale wymaga wyższych temperatur, w tym spalania,

 

    • konwencjonalne chłodzenie przez termodynamiczny obieg chłodniczy, którego pompa jest zasilana z generatora,

 

    • chłodzenie elektro-słoneczne, które stwarza poważny problem w magazynowaniu energii elektrycznej (baterie, których żywotność jest bardzo krótka itp.)

Żadne z tych 3 rozwiązań nie spełnia idealnie potrzeb krajów rozwijających się, ponieważ zużywają one węglowodory (rzadkie i drogie w Afryce) i odrzucają CO2 lub pośrednio zanieczyszczają stosowane technologie (baterie, płyny chłodnicze itp.).

Czytaj także:  Fotowoltaika podbija sektor rolniczy

Klimatyzacja słoneczna przez adsorpcję z wykorzystaniem bezpośredniej konwersji słonecznej energii cieplnej na zimno nie ma takich wad.

Jak działa adsorpcyjne chłodzenie słoneczne?

Adsorpcja jest zjawiskiem, które występuje, gdy przy zachowaniu równowagi pomiędzy gazem i stałej.

Stężenie cząsteczek gazu jest zawsze większe przy powierzchni ciała stałego niż w fazie gazowej. Zatem w każdym ciele stałym atomy powierzchniowe podlegają nieskompensowanym siłom przyciągania prostopadłym do powierzchni. Równowaga tych sił jest częściowo przywracana przez adsorpcję cząsteczek gazowych.

W odniesieniu do adsorpcji często określa się go mianem momentu obrotowego. Para składa się z adsorbentu (ciała stałego) i adsorbatu (ciecz działająca jako czynnik chłodniczy).

Ciało stosowany jako adsorbentów są na ogół organ, który ma bardzo dużą powierzchnię zewnętrzną. Możemy przytoczyć aktywowane tlenki glinu, węgle aktywne, żele krzemionkowe i zeolity. Wybór adsorbentu będzie zależeć od żądanej temperatury w parowniku i dostępnej temperatura gorącej źródła (kolektora).

Druga część pary (adsorbat) musi spełniać dwa podstawowe warunki: mieć wysokie utajone ciepło parowania i składać się z małych cząsteczek, łatwo ulegających adsorpcji. Płyny posiadające te właściwości to w szczególności woda, amoniak, metanol i dwutlenek węgla. Oprócz tych dwóch warunków, fizycznych ″ należy wziąć pod uwagę charakter płynu, jak również jego niebezpieczeństwa (łatwopalność, toksyczność itp.).

W naszych aplikacjach kolejno stosowano pary węgiel aktywny-metanol, żel krzemionkowy-woda i zeolit-woda. Zastosowanie tych par narzuca średni poziom próżni (10-3 mbar) w celu zminimalizowania obecności gazów nieskraplających się, które mogłyby utrudniać przepływ oparów adsorbatu. Cykl działa z przerwami, ponieważ zimno jest wytwarzane tylko w nocy.

Czytaj także:  ONZ: uzyskaj prawo do niezależności energetycznej w UDHR

Lodówki tak zaprojektowane w nasze działania obejmują cztery główne elementy:

    • Czujnik-adsorber: część zawierająca adsorbent nagrzewany promieniowaniem słonecznym z efektem
      desorpcji adsorbatu.

 

    • Skraplacz: ten element służy do skraplania par adsorbatu desorbowanych w czujniku-adsorberze.

 

    • Komora chłodnicza: ten element jest użyteczną częścią lodówki, składającą się z izolowanej komory i parownika zawierającego adsorbat w postaci ciekłej i stałej.

 

    • Zawór autonomiczne: Aparat do oddzielenia części wysokociśnieniowej niskim ciśnieniem. To ciało opracowany LESBAT jest automatyczna i nie ma elektronicznego (opatentowany).

Cykl operacyjny

Chłodziarka słoneczna działa w cyklu adsorpcji ciepła. cykl
można podzielić na cztery odrębne fazy, jak wyjaśniono poniżej. W tej tabeli podajemy również cykl przedstawiony na wykresie Clausiusa-Clapeyrona (Ln (P) (ciśnienie) w funkcji (-1 / T) (temperatura)).


Zalety / Wady klimatyzacji adsorpcji

wady:

    • Razy (co najmniej) produkcja 12h pomiędzy produkcją ciepłej i zimnej (może to być dość łatwo rozwiązywalne przez baterie buforowe)

 

    • Potrzeba zimnego źródła (w nocy), aby wytworzyć „zimny” cykl adsorpcji

 

    • COP powszechnie (1 / 10 przybliżeniu) poniżej maszyn sprężarek chłodniczych (ale jest to naprawdę ważne, ponieważ źródło słoneczna jest quasiement nieograniczona?)

Zalety:

    • Nie jest potrzebne żadne inne źródło energii niż słońce (lub inne źródło ciepła, takie jak utrata ciepła).

 

    • Brak ruchomych części (z wyjątkiem żaluzji), utrzymanie jest dużo łatwiejsze.

 

    • Możliwość stosowania płynów chłodniczych tak prostych jak woda!

 

    • Ekwiwalent COP, który jest nieco wyższy niż klimatyzacja elektro-słoneczna (panele fotowoltaiczne zasilające mechaniczny obwód chłodniczy), wady w mniejszym stopniu (zużycie i zanieczyszczenie akumulatorów, konserwacja…)!

ekonomika

Jeśli chodzi o koszt wytworzenia adsorpcyjnej lodówki słonecznej skonstruowanej zgodnie z opisem w tym artykule, bardzo trudno jest przedstawić dane liczbowe.

Koszt prototypu opracowanego w Szwajcarii czy we Francji nie ma nic wspólnego z ceną zakupu lodówki budowanej w Burkina Faso w kilkudziesięciu egzemplarzach rocznie przy zatrudnieniu wykwalifikowanej siły roboczej w kraju (cel skierowane w pierwszej kolejności). Cena ta spadłaby jeszcze bardziej w przypadku masowej produkcji tysięcy egzemplarzy rocznie na zautomatyzowanej linii tutaj lub w Afryce.

Czytaj także:  Biometanizacja w Afryce

Badanie rynku przeprowadzone w Burkina Faso w 2002 roku przez CEAS-BF wykazało, że ponad sto 300-litrowych adsorpcyjnych lodówek słonecznych może być sprzedawanych rocznie przez trzy lata wraz z organizacjami pozarządowymi, szpitalami, hoteli i spółdzielni rolniczych w Burkinabé, pod warunkiem że cena sprzedaży nie przekracza 750 000 franków CFA (około 1 250 EUR).

Wyzwaniem jest dwojaki: aby zaspokoić popyt na rynku po rozpoczęciu produkcji w rzemiośle i tempo produkować bez przekroczenia ceny sprzedaży, o którym mowa powyżej. Aktualne warunki rynkowe i cena pracy Burkinabe sprawiają nam myśleć, że CEASBF jest w stanie sprostać temu wyzwaniu.

Wnioski

Eksperymenty przeprowadzone w ramach LESBAT w dziedzinie adsorpcyjnego chłodzenia słonecznego umożliwiły zrozumienie wszystkich trudności związanych z tą techniką.

Aby mogła się ona rozprzestrzeniać bez ponoszenia dyskredytujących ją niepowodzeń, niezbędne jest wspieranie przekazywania wiedzy do krajów rozwijających się poprzez tworzenie lub wzmacnianie efektywnych umiejętności na miejscu, co staraliśmy się robić w ramach współpracy z CEAS-BF.

Konstruktywne zmiany naszych słonecznych systemów chłodniczych miały na celu konstruktywne uproszczenie przy jednoczesnym zachowaniu wydajności. Ten cel został osiągnięty. Pozostała część projektu ma na celu rozwój małych komór chłodniczych. Będzie to kwestia określenia optymalnej wielkości komory z uwzględnieniem ograniczeń technologicznych stawianych przez nasz system.

Adsorpcyjne chłodzenie słoneczne jest częścią szeregu rozwiązań problemów środowiskowych wynikających z nadmiernego zużycia paliw kopalnych.

Ponadto należy poprawić jakość vied'un wielu ludzi, zwłaszcza w krajach Sahelu, dając im dostęp do ochrony leków, szczepionek i żywności.

więcej:
- LESBAT Site
- Pobierz artykuł LESBAT w formacie .pdf
- Ogólne i zasada działania
- Optymalizacji kolektorów
- Panel Prezentacja chłodzenia solarnego: Praca
- prezentacja panelu słonecznego powietrza: współpraca Afryki

4 komentarze na temat „Chłodzenie słoneczne: chłodzenie słoneczne i klimatyzacja przez adsorpcję”

  1. Witam, jestem badaczem wynalazców, w zakresie systemów środowiskowych, artykuł o chłodnictwie. Uważam tematy za interesujące, ponieważ sam szukam współpracowników do wystawienia i wykonania prototypu mojego pomysłu. Mógłbym przynieść ci uzupełnienie, gdy mi odpowiesz do widzenia

  2. Halo
    Mam licencję energetyczną. zostaliśmy poproszeni o różne zastosowania urządzenia chłodniczego adsorpcyjnego (konserwacja łatwo psującej się żywności i środków farmaceutycznych) .Uczyłem się badań, ale niestety tego nie znalazłem.
    Chciałbym mieć linki, w których nie mogę się skonsultować, aby w końcu przejść do mojego projektu
    Cordialement

Zostaw komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *