Кондиционер на солнечных батареях для авто. Обзор кондиционеров на солнечных батареях
Какие эмоции у вас вызывают понятия, солнце и кондиционер?
Какую вы видите взаимосвязь между солнцем и холодильной машиной?
Что вы слышали о работе кондиционера без электрической энергии?
Задать вам эти вопросы подтолкнула информация, которую я нашел на моей страничке в facebook под названием: «Как солнце создает прохладу?». Просмотренные материалы мне очень понравились, потому что приведенная схема кондиционирования – это новый этап в использовании солнечной энергии. Чтобы разобраться и объяснить вам все на понятном простом языке, я обратился за консультацией к своим коллегам, в компанию «Планета климата».
Теперь обо всем по порядку.
Солнечные тепловые кондиционеры.
В этой новинке, приведенной функциональной схеме отражен гибридный солнечный воздушный кондиционер, где энергия солнца используется для работы системы кондиционирования. Солнечная тепловая энергия, объединенная с эффективным компрессором, позволяет значительно экономить энергию из электросети. Компрессор традиционно использует электроэнергию для создания необходимого давления и нагревания хладагента до температуры свыше 180 °C.
Не стану описывать известный цикл работы холодильной машины. Обращу лишь ваше внимание, что в качестве дополнительного нагрева хладагента, от компрессора к конденсатору, последовательно подключен солнечный коллектор. В вакуумных трубках коллектора солнечное тепло нагревает газ-хладагент до температуры, приблизительно 270 °C, и это способствует значительному снижению затрат энергии компрессором.
По данным производителя, такой тепловой воздушный кондиционер способен дать сезонный коэффициент эффективности (SEER), порядка 16. Но я пока воздержусь от признания этого показателя и более детально расскажу почему, немного ниже. Добавлю только, что эффект данного агрегата состоит в том, чем ярче светит солнце, чем выше становится температура, тем данная система работает более эффективно.
Это и удивительно. Ведь мы привыкли думать, и во всех инструкциях по эксплуатации кондиционеров написано, что с повышением температуры наружного воздуха, эффективность кондиционирования воздуха снижается.
Приведенная схема, действительно позволяет использовать тепло, чтобы вырабатывать холод. Вопрос в другом. Стоит ли городить такую схему охлаждения воздуха для дома или квартиры? По всей вероятности она предназначена для больших объемных помещений.
И еще один вопрос возник по ходу выяснения подробностей солнечного теплового кондиционера. Какие кондиционеры или холодильные машины (абсорбционные, компрессорные) могут работать в таких схемах? Более подробную информацию о современных компрессорных сплит- системах кондиционирования воздуха, читайте здесь.
Абсорбционные холодильные машины.
Если информацию о солнечном тепловом кондиционере можно считать новизной, то, об абсорбционных холодильных машинах известно давно, и специалисты считают, что именно они должны применяться при проектировании зданий общественного значения с кондиционированием воздуха. Они бесшумны в работе и не создают вибраций.
Главное, только они способны добывать холод из теплых солнечных лучей. Оказывается, что в таком агрегате объединены два антагонистических понятия – тепло и холод, солнце и кондиционер.
Чтобы удостовериться в том, что действительно можно холод получить из тепла, давайте, не вникая особо в физику процессов холодильной машины, попытаемся разобраться в сути вопроса. Вначале интересный факт. Почти в 70% японских зданий, кондиционеры работают, используя холод, полученный из тепла в абсорбционных бромисто-литиевых холодильных машинах (АБХМ).
Не в обиду читателю, но дальнейший свой рассказ я поведу от чайника. Да, да, чайник служит для кипячения воды, и об этом знает каждый. Температура кипения воды равна 100 °C , и если подвести к чайнику теплоноситель, превышающий температуру кипения, вода в чайнике будет кипеть, а теплоноситель охлаждаться. Температура кипения воды такова при нормальном атмосферном давлении в 1 бар (на поверхности земли).
Из физики мы знаем, что вода обладает определенными свойствами, когда она может кипеть при низкой температуре, при сниженном давлении в объеме, где она находится. Если давление понизить до 0,007 бар (почти вакуум), то вода начнет кипеть уже при температуре всего 4 °C.
При таких условиях, достаточно подвести к чайнику теплоноситель с температурой, например, 10 °C, и с помощью этого теплоносителя вода в чайнике закипела бы, как от пламени газовой горелки, а теплоноситель бы этот охладился, например, до температуры 7 °C, подобно тому, как охлаждаются под кипящим чайником продукты сгорания газа. Теплоноситель, охлажденный от 10 до 7 °C, называют хладоносителем, и его можно с успехом использовать, например, в системах кондиционирования.
В испарителе же АБХМ происходят именно такие процессы. В качестве холодильного агента в этой машине используются не фреоны, а как в чайнике - обыкновенная вода, которая кипит в испарителе, давление внутри которого близко к абсолютному вакууму.
Схема АБХМ (А — абсорбер, И — испаритель, Г — генератор, К — конденсатор (1 — вакуум-насос, 2 — водяной насос холодильного агента, 3 — насос абсорбента, 4 — теплообменник), Х — потребитель холода, Т — источник тепла, Гр — градирня.
Понятно, что холодильная машина сложнее чайника, но любое сложное состоит из простых элементов. Так и в нашем случае, из приведенной схемы видно, как в испарителе образовывается пар при кипении воды. Чем больше пара, тем меньше кипения (повышается давление), поэтому пар необходимо отводить. В обычных компрессорных холодильных машинах пары хладагента отводятся компрессором.
В АБХМ применяется раствор бромистого лития в воде. Особенностью этого раствора является его способность жадно поглощать (по-научному - «абсорбировать») водяной пар. Если в одном объеме с испарителем распылять концентрированный раствор бромистого лития, называемый абсорбентом, то вакуум в этом объеме сохранится, поскольку пар перейдет в раствор.
Чтобы абсорбент не потерял свою способность поглощать, тепло передается оборотной воде, циркулирующей через змеевик абсорбера, и отводится в атмосферу через градирню. Кроме того, чтобы поддержать абсорбционную способность раствора на постоянно высоком уровне, нужно из него выпарить лишний пар и это делается в генераторе при помощи тепловой энергии стороннего источника.
Вот здесь мы и подошли к ответу на вопрос, как в абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машине при помощи тепла производится холод. В качестве стороннего источника тепловой энергии 83 – 88 °C может применяться любой источник энергии и как мы говорили в начале статьи – тепло солнечной энергии. То есть, холод мы можем производить без электрической энергии только в АБХМ.
Другой областью эффективного применения АБХМ являются здания с когенерационными установками, вырабатывающими электрическую и тепловую энергию. Если в таких зданиях применять для кондиционирования компрессорные холодильные машины, то в летнее время тепловую энергию придется сбрасывать в окружающую среду, и когенерация в этом случае не будет эффективной. В то же время, комплект оборудования «когенерационная установка + АБХМ», называемый тригенерацией, обеспечит высокий уровень использования энергии топлива.
Следует заметить, что, несмотря на ряд положительных свойств, необходимо иметь в виду, что холодильный коэффициент АБХМ в обычном исполнении равен 0,7, это значит, что с 1 кВт потребляемой тепловой энергии можно получить только 0,7 кВт холода, и при этом, 1,7 кВт будет передано в окружающую среду.
Холодильный коэффициент компрессорных холодильных машин в пять раз выше. Правда, компрессорные машины потребляют не тепловую, а электрическую энергию.
Итак, ответим еще раз на вопросы, поставленные в начале статьи.
1. Несмотря на то, что мы привыкли думать, что тепло и холод не могут работать в одной упряжке, прочитав вышеприведенную информацию, способны изменить свою точку зрения в пользу использования солнечной радиации, как альтернативного источника энергии для создания холода. Солнце и кондиционер, могут взаимодействовать.
2. Ярким примером использования солнечной энергии для получения холода являются бромисто-литиевые холодильные машины. Только они способны добывать холод из жарких солнечных лучей.
3. Абсорбционные холодильные машины заслуживают того, чтобы более широко применять их при проектировании зданий общественного назначения с кондиционированием воздуха. Кроме того, что они практически не потребляют электрическую энергию. Они безопасны, потому что работают при давлении ниже атмосферного, они не создают угроз для озонового слоя атмосферы, потому что вместо фреона у них обыкновенная вода.
Кулер авто в погожих батареях Безвозмездная поставка. Кулер стегит жаркий воздушное пространство с салона, то что дает возможность нечастое использовать кондюком и соблюдать экономию горючее и вероятный восстановление кондюка. На кровле машины формируются фотогальванические панели - погожие батареи с фотоэлектрическими модулями. Показан 1-ый ясный авто сплит-система. На авто выставке - моторшоу в Париже, существовала показана автомобиль, которых являются прообразом смешанного кроссовера в погожих батареях. Новейшую форма машины презентовала фирма Ssang. Погожие батареи (12 единиц) определены в кровле машины, проделанной с стекла. Кондиционер идеальный, а погожая батарейка мощностью в СЕМЬДЕСЯТ ничтожных уатт, данное убийственность которая в таком случае, абсолютно излишек в аппарате употребляющем киловатты электричества в время. Бережем в электричестве: наиболее привлекательная погожая батарейка... Солнечные батареи дадут возможность дудеть в одну дуду ваши батареи в этих зонах, в каком месте недосягаемы прочие методы зарядки. Берегите присутствие применении кондюка, морозильника, тв, осияние. В погоне из-за энергоэффективностью многочисленные фирмы передаются в применение других ключей, в этом количестве и погожих батарей с самоохлаждением. Сегодняшняя климатизационная спецтехника, находись данное обыкновенный электробытовой сплит-система либо мультизональная концепция, обязаны являться энергоэффективными. Новости Multiwood.ru: Погожие батареи Kyocera с целью новейших эк-машин Тоета Prius. С целью ещё наибольшего комфорт, авто сплит-система в безоблачной батареи возможно включать на расстоянии. Кондиционеры в погожих батареях. Подобная концепция может соблюдать экономию вплоть до 30% всеобщего пользования и позиционируется в главную очередность с целью покупателей Связанных Аравийских Эмиратов. Солнечная батарейка с целью iPhone. Правило деятельность авто кондюка. Равно как сменить тачскрин в планшете собственными ручками - маркирование запасных частей. Заказывайте Автомобиля кулер в безоблачной батарее Auto Cooler, 10534 в сеть интернет-торговом центре Podarkoff. Наиболее невысокие стоимости в Киеве, стремительная поставка согласно целой Украине.
дорога на солнечных батареях
Для того чтобы выяснить, принадлежит единица к этом вашинский компьютер, проверьте тот или другой напряжённость ему потребуется — как правило данное указывается в батарее либо дно приборы. Кроме этого, в амурских путях расчитывают использовать путевые приметы с неустойчивой данными — они кроме того функционируют самостоятельно. Амурские магистрали озаряют фонарями в погожих батареях. Запущена веревочная путь в погожих батареях. Погожие панели расположены по направления подъемника. В целом существовало определено 82 сектора, какие имеют все шансы вращаться следом из-за солнцем, для того чтобы приобретать равно как возможно более погожих проблесков. Студенты с института Новейшего Полуденного Уэльса попробовали найти решение данную задачу, основав машина в погожих батареях, в коем станет практично разъезжать в том числе и в торговый центр. Совсем не так давно североамериканская фирма около наименованием Solar Roadways Unveils завершила постройка авто парковки, функционирующей в погожих батареях данное 1-ая автостоянка этого проекта. Запущена веревочная путь в погожих батареях. Погожие панели расположены по направления подъемника. В целом существовало определено 82 сектора, какие имеют все шансы вращаться следом из-за солнцем, для того чтобы приобретать равно как возможно более погожих проблесков. Сайт приурочен к новинкам с общества гаджетов. Эластичные время в безоблачной батарее. Настольная лампочка-заправочное механизм. Мнение в перспективу - вынашиваемые гаджеты. Теперь батарейка тут нужно ранее время, а интегрированный батарея в дневное время обманывается энергией, каковой достаточно в целую ночка с целью осияние проходного перехода. К этому ведь, камеры функционируют в независимом порядке, и в том числе и в случае дефекты батарей сумеют продлевать передачу еще приблизительно время. Home Гаджеты Заправочное механизм в погожих батареях SBC-23 - отклики defmob. Вследствие немалому подбору адаптеров(переходников) с целью КПК, MP3/MP4 плееров, Ipod, Iphone 3G, подвижных телефонных аппаратов, иных переносных приборов, а кроме того многоцелевым переносным клемам с фиксатором с целью различных батарей фотоаппаратов, видеокамер и т.д....ростов солнечные батареи купить
Погожие батареи. Exmork СТО Вт 24 В poly-Si. Ростов на дону-в-Дону, Ростовская сфера. Гарантия особенности наших трудов - никак не только лишь фразы! Погожие батареи приобрести санкт-петербург. Погожие батареи ростов на дону в дону. Компания "Гляди в оба" - зрительные оборудование. Очки, микроскопы, бинокли, визуальные трубы, монокуляры. Приобрести с целью Сада Светильники в Погожих Батареях в Ростове на дону в Дону. Солнечные батареи. Компании в данном области отсутствуют! Все стоимости в паллеты погожие батареи и паллеты показаны в руб., с учетом НАЛОГ. У нас вам сможете приобрести погожие батареи основанные согласно новой технологические процессы 2012 годы. Интернет-торговый центр SolarElectro - Другая энергосистема, запасное и самостоятельное электропередача, погожие электростанции. Погожие батареи. Панели управления и интерфейсы. Все группы > Электрика > Погожие батареи. Погожие батареи, Российская федерация, Ростов на дону-в-Дону... Целый список электрооборудования, розетки, выключатели, автоматы и др. свободно приобрести в 1 веб-сайте. Отпугиватель кротов «АнтиКрот макси+» в безоблачной батарее: ...Порт, Низший Город на волхове, Низший Тагил, Городская, Город, Город, Сибирская столица, Заполярная столица, Город, Удалец, Чкалов, Город, Город, Город, Город-Камчатский, Плесков, Пушкино, Курорт, Город, Ростов на дону... Хотите приобрести, реализовать продукт либо предложение, в таком случае отмечайтесь и прибавляйте собственные предписания. Погожие батареи, фотоэлементы в Исподнем Новгороде (8) Солнечные батареи с целью зарядки ноутбука, дадут возможность быть в взаимосвязи с собственными родными, совершать журнал в дневнике, располагается в направлении работников девал.Каждый год с приближением лета увеличивается нагрузка на электрические сети. Летнюю жару плохо переносят не только люди, но и техника. Начинает сбоить электроника, все чаще включаются вентиляторы, холодильники работают почти непрерывно, открываются настежь окна, устраиваются сквозняки. И хотя это мало помогает, небольшой ветерок в помещении создает видимость более комфортной температуры, легче переносится жара. В этот период резко увеличивается спрос на различные установки микроклимата – наружные и напольные кондиционеры, вентиляторы с системой охлаждения воздуха.
Чтобы обеспечить комфортную температуру в квартире, достаточно одного кондиционера средней мощности. В офисных помещениях, где большие площади и объемы комнат, устанавливают по несколько кондиционеров на каждую комнату. Естественно, что установка большого количества этих приборов влечет за собой значительное увеличение нагрузки на электрическую сеть. Да и квартирный кондиционер, работающий практически круглосуточно, достаточно нагружает сеть. К тому же, при его мощности в 2500 ватт значительно увеличиваются расходы за электроэнергию.
Кроме стационарных кондиционеров, есть еще и такие, которые устанавливаются в автомобилях, жилых домиках на колесах, на катерах. Во время работы эти кондиционеры забирают часть мощности двигателей или потребляют энергию аккумуляторов. Чтобы снизить нагрузку на электрические сети в пиковые периоды, чтобы не допускать преждевременного разряда аккумуляторов, но вместе с тем обеспечить комфортные температурные условия, многие фирмы начали выпускать кондиционеры на солнечных батареях. В таких устройствах гелиевые панели либо представляют собой составную часть неразборной конструкции, либо устанавливаются отдельно, соединяясь с кондиционером специальным силовым кабелем.
Кондиционеры испарительного типа
Принцип работы кондиционеров испарительного типа предельно прост. В конструкцию входит открытая емкость, наполняемая водой. Вертикально устанавливается воздушный фильтр, представляющий собой несколько слоев пористых прокладок. Вода из емкости небольшим насосом подается в распыляющее устройство, установленное над воздушным фильтром. Из распыляющего устройства вода, разделенная на мелкие капли, попадает на воздушный фильтр, через который вентилятором подается теплый воздух. Этот воздух, проходя через прокладки фильтра, захватывает с собой капельки воды, которые очень быстро, практически мгновенно, испаряются, так как площадь их поверхности и объем чрезвычайно малы. При этом воздух, проходящий через фильтр, не только охлаждается, но и увлажняется.
К преимуществам такого кондиционера следует отнести его невысокую стоимость, простоту эксплуатации, небольшое энергопотребление, очищение и увлажнение воздуха. К недостаткам следует отнести необходимость периодического пополнения запасов воды, которая будет расходоваться на увлажнение прокладок фильтра. Недостатком прибора является также и то, что он малоэффективен в условиях повышенной влажности.
Схема кондиционера испарительного типа
Кондиционер испарительного типа Diablo Solar
Фирма Mountain Concepts выпустила Diablo Solar – небольшой кондиционер испарительного типа, работающий от солнечных батарей. Он отличается не только высокой производительностью, но и своей экономичностью. Кондиционер работает от гелиевых панелей, которые обеспечивают напряжение питания 24 вольт постоянного тока. Наличие аккумулятора позволяет использовать устройство и в темное время суток. Несмотря на свои небольшие размеры и мощность, этот кондиционер обеспечивает создание комфортного микроклимата в помещениях площадью до 30 квадратных метров. Его максимальная производительность достигает 3000 кубометров воздуха в час.
Diablo Solar с блоком солнечной батареи
В приборе предусмотрена система дистанционного управления, автоматический воздушный переключатель, установка времени срабатывания и выключения. Хорошо сбалансированный вентилятор работает практически бесшумно. Температура влажного охлажденного воздуха может быть на 8°С – 12°С ниже температуры воздуха, подаваемого снаружи.
Основные технические данные:
- Производительность – 3000 м³/час;
- Регулировка – 3 ступени;
- Емкость бака – 20 литров;
- Расход воды – 3 л/час;
- Напряжение – 24 В постоянного тока;
- Мощность – 80 ватт;
- Размеры помещения – 30 м²;
- Вес – 20 кг;
- Размеры 560+350х690 мм
В комплект поставки входят: модуль солнечных батарей мощностью 90 ватт, два аккумулятора по 35 ампер-часов, инвертор, контроллер заряда, кабель – 3 метра, соединительные разъемы.
Стоимость комплекта – до 25000 рублей.
Кондиционеры компрессионного типа
Принцип работы таких кондиционеров точно такой же, как и у холодильников. И состоят эти кондиционеры из таких же элементов – испарителя, конденсатора, компрессора. В качестве хладагента используется легкокипящий фреон. Именно от него зависит охлаждение воздуха в помещении. Как и у любой другой жидкости, температура кипения фреона находится в прямой зависимости от давления. Чем ниже давление, тем ниже температура кипения.
Жидкий фреон вскипает в испарителе, где давление низкое настолько, что парообразование происходит при температуре от +10°С до +18°С. При этом происходит отбор тепла у входящего воздуха. Нагретый парообразный фреон поступает в компрессор. Там давление повышенное, а следовательно, и температура кипения выше. Здесь фреоновый пар конденсируется в жидкость и возвращается в испаритель. Цикл повторяется бесконечно.
Схема кондиционера компрессионного типа
Вентилятор выбрасывает теплый воздух наружу. Внутри помещения воздух прогоняется через испаритель, выходя из кондиционера уже охлажденным до заданной температуры.
Гибридный кондиционер на солнечных батареях SUNCHI ACDC 12
Компания Jiangsu Sunchi New Energy Co., Ltd. выпускает мощный гибридный кондиционер, работающий на солнечных батареях. Этот кондиционер компрессионного типа является универсальным прибором и может применяться для создания комфортного микроклимата в квартирах, офисах, производственных помещениях. Он может работать как на охлаждение, так и на подогрев воздуха. Тепловая мощность на охлаждение составляет 11000 BTU/h, что в переводе на привычные для нас единицы измерения равно примерно мощности в 3.2 киловатт, в то время, как тепловая мощность на обогрев составляет 12000 BTU/h или 3.5 киловатт. Этой мощности хватает для того, чтобы обслуживать помещение площадью до 75 квадратных метров.
Кондиционер на солнечных батареях SUNCHI ACDC 12
В комплект поставки входит сплит-система, три солнечные панели мощностью по 250 ватт каждая, инвертор, контроллер заряда аккумуляторов, аккумуляторная батарея (по желанию покупателя), соединительные кабели, трубопроводы, пульт дистанционного управления.
Основные технические характеристики:
- Электропитание – 220 вольт 50 Гц;
- Мощность одной солнечной батареи – 250 ватт;
- Напряжение постоянного тока – 30 вольт;
- Тепловая мощность на охлаждение –11000 BTU/h (3.2 кВт);
- Мощность в режиме максимального охлаждения – 920 ватт;
- Номинальная мощность в режиме охлаждения – 705 ватт;
- Тепловая мощность на обогрев –12000 BTU/h (3.5 кВт);
- Мощность в режиме максимального обогрева – 1025 ватт;
- Номинальная мощность в режиме обогрева – 836 ватт;
- Хладагент – фреон R410A;
- Размеры внутреннего блока – 902х165х284 мм;
- Размеры наружного блока – 762х284х590 мм;
- Трехскоростной двигатель Panasonic – 1250/900/700 об/мин;
- Стоимость – 65000 рублей (без аккумуляторов).
Кроме стационарных кондиционеров на солнечных батареях, различные фирмы выпускают мобильные устройства. Например, для автомобильных жилых домиков.
Дом на колесах с солнечными батареями
Солнечные батареи, установленные на крыше, обеспечивают энергией все электрооборудование, включая кондиционер, который создает благоприятную атмосферу в салоне, не расходуя при этом энергию аккумуляторов или генератора автомобиля.
Существует несколько видов кондиционеров, тем или иным образом использующих солнечную энергию, чтобы снизить или полностью отказаться от потребления электроэнергии из сети. О принципе работы таких устройств, получивших название «солнечные кондиционеры», и пойдет речь в этой статье.
Несмотря на некоторую абсурдность понятия «солнечный кондиционер» (традиционно солнце ассоциируется с теплом, а кондиционер - с холодом), оно вполне объяснимо, ведь именно в солнечный день потребность в кондиционировании наиболее велика. Таким образом, привязать работу кондиционера к солнцу было бы весьма логично: есть солнце - нужно охлаждение, нет - нет и потребности в холоде.
Солнечные кондиционеры с влагопоглотителями
Обычно около 30 % полезной холодильной мощности кондиционера (а в некоторых случаях до 50 %) тратится впустую - на образование конденсата, который затем просто сливается в канализацию.
Избежать появления конденсата, которое происходит из-за того, что температура испарителя ниже точки росы поступающего из помещения воздуха, можно, либо повысив температуру испарителя, либо понизив точку росы. Первый способ приводит к менее эффективному охлаждению воздуха, а потому требует увеличения его расхода. К тому же лишнюю влагу из воздуха все равно нужно удалять.
Второй способ - понижение точки росы воздуха в помещении - можно реализовать несколькими путями, и один из них - предварительно осушить подаваемый в кондиционер воздух.
Солнечные кондиционеры с влагопоглотителями (десикантами) относятся к активным солнечным кондиционерам и имеют повышенную энергоэффективность за счет невыпадения конденсата. Влага удаляется из потока воздуха влагопоглотителями перед испарителем. Таким образом, в испаритель попадает осушенная воздушная масса с точкой росы ниже температуры испарителя, чем и обеспечивается гарантия невыпадения конденсата.
Влагопоглотитель (это может быть, например, силикагель) вращается на диске. Поглотив влагу из внутреннего воздуха, десикант диском выносится на открытое для лучей солнца пространство, где выпаривается впитанная влага. Тем самым влагопоглотитель регенерируется, и диск возвращает его к контакту с внутренним воздухом.
Дополнительно отметим, что при описанной выше схеме в солнечные дни режим осушения воздуха не требует включения парокомпрессионного холодильного цикла кондиционера, что ведет к существенному энергосбережению: электроэнергия затрачивается только на вращение диска с влагопоглотителем.
Другим примером активных солнечных холодильных машин являются абсорбционные чиллеры, использующие солнечное тепло. Как известно, в абсорбционных машинах рабочим веществом является раствор из двух, иногда трех компонентов. Наиболее распространены бинарные растворы из поглотителя (абсорбента) и хладагента, отвечающие двум главным требованиям: высокая растворимость хладагента в абсорбенте и значительно более высокая температура кипения абсорбента по сравнению с хладагентом.
Для получения холода в абсорбционных холодильных машинах требуется тепловая энергия (как правило, используется бросовое тепло предприятий), которая подводится к генератору, где из рабочего вещества выкипает практически чистый хладагент, ведь его температура кипения гораздо ниже, чем у абсорбента.
Несмотря на то что абсорбционные чиллеры - весьма перспективная область развития холодильной техники, их применение ограничивается, как правило, промышленными объектами, так как только там есть достаточное количество бросового тепла.
В то же время в абсорбционных солнечных кондиционерах тепловую энергию, подводимую к генератору, получают от Cолнца. Это позволяет расширить область применения абсорбционных машин и использовать их не только в промышленном секторе. Учитывая, что тепловая энергия, получаемая от Cолнца, бесплатна, экономичность подобных решений в эксплуатации очевидна.
Фотоэлектрический солнечный кондиционер
В принцип работы фотоэлектрических солнечных кондиционеров заложено, пожалуй, наиболее очевидное использование солнечной энергии: питание кондиционера от солнечной батареи.
Действительно, о солнечных электростанциях, использующих возобновляемый источник энергии - энергию Cолнца, известно достаточно давно, и сказано о них очень многое. Ряд проектов уже воплощен в жизнь и успешно эксплуатируется в различных странах.
В более скромных масштабах солнечные батареи используются для энергоснабжения небольших объектов, например, коттеджей: от установленных, как правило, на кровле фотоэлектрических панелей получают электричество, расходуемое на бытовые нужды.
Еще реже от солнечных батарей предлагается запитывать различное оборудование. Если учесть, что в отличие от другой бытовой техники кондиционеры используются именно в солнечные дни, то было бы логично подключить к солнечной батарее именно кондиционер.Подобные решения уже предлагаются многими зарубежными производителями оборудования для кондиционирования воздуха, например, Sanyo, Mitsubishi, LG. Однако очевидно, что кондиционер, будучи энергоемким оборудованием, потребует размещения достаточно большого количества фотоэлектрических панелей. Поэтому разные производители используют солнечные батареи по-разному: для запитывания только вентиляторов, для частичного электроснабжения кондиционера или для его полного обеспечения электроэнергией.
В любом случае к кондиционеру подводится силовой кабель от электросети, однако приоритет по источнику энергии отдается солнечным батареям. Например, для питания солнечных кондиционеров компаний GREE и MIDEA используется постоянный ток. В обычном режиме ток поступает от фотоэлектрических панелей, а при отсутствии солнца - через выпрямитель из электросети здания.
Однако отметим, что КПД современных фотоэлектрических панелей не превышает 25 %, что нельзя назвать эффективным преобразованием энергии. Даже несмотря на разработку комбинированных батарей на основе кристаллического кремния, КПД которых достигает 43 %, по-прежнему более половины энергии теряется в процессе ее конвертации. Именно поэтому считается, что фотоэлектрические солнечные кондиционеры уступают в эффективности, например, абсорбционным.
Экологичность как двигатель солнечного кондиционирования
Сегодня большое внимание уделяется экологичности тех или иных решений. Особо остро экологический вопрос стоит в области кондиционирования.
Пока солнечные климатические системы еще мало распространены. Однако направленность мировых усилий на снижение выбросов углекислого газа в атмосферу и рост цен на традиционные энергоносители могут стать хорошим стимулом для развития солнечной климатической техники.
Очевидно, что энергопотребление системы кондиционирования при параллельном использовании солнечной энергии снизится. Кроме того, использование тепловой энергии Cолнца может расширить область применения абсорбционных холодильных машин, работающих на безопасных рабочих жидкостях - воде или соляных растворах.
Юрий Хомутский, технический редактор журнала «МИР КЛИМАТА»
На широтах менее 45 град. огромное количество электроэнергии затрачивается на производство холода. На тех же широтах энергия Солнца выдаёт за день до 6 квт/час энергии на 1 м. кв. Для сравнения типовой домашний холодильник потребляет порядка 1 квт/часа электроэнергии в сутки, а стандартный комнатный кондиционер за сутки потребляет порядка 8 квт/часа. В общем то есть смысл подумать, как использовать бесплатную Солнечную энергию для получения холода и тем самым сократить свои расходы на электроэнергию.
Идея использовать солнечные батареи для работы холодильника, является заведомо убыточной. Низкий КПД, регулярная смена аккумуляторов, естественное старение кремния и высокая стоимость, любой холодильник сделают убыточным. Что касается солнечныххолодильных абсорбционных установок на бромиде лития, то они достаточно неплохо себя зарекомендовали, в том числе и в качестве кондиционеров.
Производство таких установок может быть освоено достаточно небольшим производственным предприятием с небольшими финансовыми затратами. Температура Т=85-90 град. необходимая для работы бромисто-литиевых установок может быть получена обычным вакуумным плоским солнечным коллектором. Водоаммиачные абсорбционные холодильные установки, гораздо более эффективные, однако для их работы нужна температура порядка Т=180-200 град.
Разумеется, что такая температура может быть достигнута только лишь с применением солнечного концентратора энергии. Если речь идёт о солнечном рефлекторе, то необходимо решить вопрос и системе слежения за солнцем. В стандартном варианте, система слежения и рефлектор являются достаточно дорогостоящими изделиями, однако на самом деле это не так.
На рис.1 приведён пример того, как индийские изобретатели сооружают из сподручных материалов форму близкую к параболе. Затем поливают эту форму жидкой глиной и доводят её до параболической формы при помощи шаблона. После высыхания глины, поверхность оклеивают пищевой фольгой и бесплатный солнечный концентратор готов! Помещённая в фокус закопчённая медная трубка позволяет нагревать теплоноситель до 300 град.
 |   |   |
| Рис.1 Солнечный концентратор из глины | ||
| Рис.2 | ||
Очень неплохие солнечные концентраторы можно делать и из телевизионных «тарелок» (рис.2) и из обычных небольших зеркал наклеенных на поверхность параболической формы. Так что с концентраторами проблем нет. Кстати, если в фокус полутораметровой «тарелки»
поместить литровый чайник, то вода в нём закипает за 8 минут. Создание солнечной кухни это тоже очень перспективное направление, однако, это уже совсем другая тема.
Система слежения за солнцем может быть также очень дешевой, если она будет пассивной. То есть рефлектор будет поворачиваться по времени за Солнцем с той же угловой скоростью, что в условиях сегодняшней электроники реализуется элементарно просто и очень дёшево.
В любом случае надо стремиться к созданию холодильных установок с участием солнечных концентраторов ибо, чем больше будет разница температур, тем выше КПД, тем более экономичной будет установка в целом. Подвод тепловой солнечной энергии может осуществляться при помощи тепловых трубок или теплоносителя. Впрочем, некоторые изобретатели для подвода солнечной энергии используют световоды. Идея эта >сверх перспективная, однако, она над ней нужно ещё основательно поработать.
Простейшие холодильники на солнечной энергии можно изготавливать из стандартных абсорбционных холодильников путём замены электронагревателя на солнечную подводку.
Если холод нужен постоянно, а Солнце постоянно не светит, то нагреватель следует дополнить и другими альтернативными источниками энергии. Это может быть ветер, река или морская волна. Как резерв можно использовать и каталитические обогреватели, работающие на газе или бензине. В каталитических обогревателях происходит беспламенное горение топлива. Абсорбционный холодильник объёмом в 40 литров при каталитическом обогревателе будет потреблять 8-10 грамм бензина в час. Такие холодильники могли бы найти спрос у автомобилистов и поставщиков продуктов питания. Существующие «сумки-холодильники» на элементах Пельтье, работают от автомобильного аккумулятора, а фактически потребляют тот же бензин, только в гораздо большем количестве.
Следует заметить, что абсорбционные водоаммиачные холодильники, выпущенные 50 лет назад, продолжают работать и по сей день и ломаться не собираются, что говорит об их сверхвысокой надёжности. Стало быть, если нужно иметь постоянно охлаждаемое помещение, то такую установку можно один раз изготовить и надолго про неё забыть.
На рис.3 изображён 40-литровый бытовой абсорбционный холодильник, переделанный на альтернативные источники энергии. Холодильник будет работать, если будет оставаться хоть один источник энергии. Для хозяйства, такого объёма явно маловато, но в качестве демонстрационного или лабораторного образца, этого объёма вполне достаточно.
| Рис. 3 |
Компрессионные холодильные установки по сравнению с абсорбционными, являются более экономичными и более эффективными. В простейшем варианте для перевода холодильного компрессора на альтернативную энергию может быть использован пневмо или гидродвигатель, который в свою очередь будет работать от суммарной энергии Солнца, ветра, реки и т. п.
  |  |   |
| Рис.4 | Рис.5 | Рис.6 |
На рис 4,5,6 изображены соответственно: низкооборотный холодильный компрессор, автомобильный компрессор и пневмо (гидродвигатель) из которых достаточно несложно изготовить холодильную установку.
Для того чтобы изготовить, например, кондиционер на альтернативной энергии, можно применить готовый автомобильный кондиционер (рис.7). В качестве привода используется тот же гидро или пневмодвигатель (рис.6).
Холодильник для рыбной продукции, с низкооборотным холодильным компрессором (рис.4) лучше изготавливать на плавучей морской платформе (рис.8). Здесь ветер, Солнце и морская зыбь, являются дополнительными источниками энергии, которые также используются для создания холода.
Общим недостатком всех приведённых компрессионных схем является то, что сначала мы альтернативную энергию преобразуем во вращение, а в компрессоре вращение преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня (рис.11). На этом слишком много теряется энергии. Еще одним недостатком является то, что при нарушении уплотнения вала вращения компрессора, теряется его герметичность, а следовательно и его работоспособность.
Альтернативную энергию значительно проще преобразовывать в возвратно-поступательное движение при помощи мембранного привода. Мембраны PTFE (рис.9), изготовленные на основе NEOPREN или EPDM, работают в широком диапазоне температур и могут быть использованы как в мембранном пневмоприводе, так и во фреоновом контуре холодильного компрессора. Мембраны могут совершать миллионы циклов, так что на наш век хватит.
Рис.9
Рис.10
Рис.11
Главное преимущество мембранного привода заключается в том, что у него нет утечек, у него нет уплотнения и ему не нужна смазка. Он работает по принципу «Сделал и забыл».
Корпус мембранного устройства при серийном производстве делается методом штамповки с невысокой степенью точности. Так что штампованный корпус получится не намного дороже консервной банки. Он может быть также изготовлен и из полимерных материалов, которые не боятся коррозии.
Все вышеизложенные разработки, являются установками с гарантированной работоспособностью, поскольку они изготавливаются на базе отработанных серийных агрегатов. Однако это лишь очень малая часть холодильных установок, которые могут быть предложены к производству. Для изобретателей и инженеров, холодильная техника на альтернативных источниках энергии, это богатейшее поле для творчества. Холодильная компрессионная машина преобразует механическую энергию в разность температур, Холодильная машина, сделанная «наоборот» позволяет разность температур преобразовать в механическую энергию, то есть на её базе можно изготавливать низкопотенциальные тепловые двигатели, которые в свою очередь могут быть использованы для утилизации избыточного тепла или для работы от геотермальных источников энергии. Помимо абсорбционных и компрессионных способов охлаждения есть и другие очень интересные направления. Так что для изобретателей и инженеров, это неисчерпаемый объём работы.
