Кондиционер с солнечными батареями

Кондиционер на солнечных батареях

Сейчас пользуется популярностью техника, реализующая принципы энергосбережения. Это возможно благодаря использованию солнечной энергии. В некоторых моделях кондиционеров используется этот процесс, позволяющий уменьшить энергопотребление или полностью отказаться от него.

Такое оборудование назвали солнечным кондиционером. Несмотря на то, что в привычном понимании солнце дает тепло, а кондиционер охлаждает воздух, связать два таких понятия очень просто. Ведь именно в знойный, солнечный день возникает острая необходимость в кондиционировании воздуха.

Вот почему было бы эффективно использовать в работе климатической техники солнечную энергию. Жарко и солнечно – охлаждаем помещение, пасмурно и прохладно – необходимость в этом отпадает.

Виды солнечных кондиционеров и их устройство

По принципу действия можно выделить две группы кондиционеров. Это активные и пассивные. Первые используют тепловую солнечную энергию. Второй тип техники преобразует энергию солнца в электрическую энергию.

Сейчас большая часть этой техники предусматривает частичное использование энергии Солнца. В любой момент сплит-система готова переключиться на резервное электропитание от сети. В будущем производители планируют полностью адаптировать оборудование для питания от солнечной энергии.

Такое оборудование выполнено из трех частей. Это солнечная панель, внутренний и наружный блок. Внутренняя часть отвечает за преобразование энергии Солнца в электрическую энергию с помощью специального коллектора. На наружной части оборудования расположена специальная фото панель. Она способна поглощать солнечную энергию.

И последняя составляющая оборудования работает по принципу солнечной батареи, собирая и сохраняя энергию. Располагается солнечная панель на наружной части сплит-системы.

В настоящее время многие производители начали выпуск солнечного кондиционера, активно распространяя информацию о различных новшествах в этом производстве. Также популярность этому оборудованию добавляет его экологическая безопасность. В недалеком будущем планируется полный переход на использование данного оборудования даже с возможностью подключения к нему различных домашних приборов. Например, таких приборов, как осветительные лампы.

Преимущества использования солнечной климатической техники

Неоспоримым преимуществом в пользу использования такой техники является экологическая безопасность технологий, используемых при ее создании. С солнечным кондиционером уменьшится использование природных ресурсов. Благодаря этому уменьшится негативное воздействие на окружающую среду. Например, инверторные кондиционеры потребляют меньше до 60% электрической энергии.

Также в солнечной климатической технике значительно уменьшены размеры. Компактность оборудования также позволяет уменьшить использование природных ресурсов. Эффективная эксплуатация благодаря изменению конструкции (минимизация утечки хладагента).

Посмотрите это видео, чтобы увидеть, как солнечный кондиционер выглядит в живую.

Источник

Обзор кондиционеров на солнечных батареях

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.

Комплект поставки

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.

Источник

Солнечное охлаждение: система кондиционирования воздуха от Солнца

Главная страница » Солнечное охлаждение: система кондиционирования воздуха от Солнца

Солнечное охлаждение технологически вполне допустимо, если использовать энергию Солнца в системе, построенной по схеме чиллера. Строительство такой системы предусматривает пассивное преобразование солнечной энергии в виде тепла (или фотоэлектрическое). Солнечная система кондиционирования воздуха обещает играть всё более значимую роль в будущих проектах зданий разного назначения с нулевым потреблением энергии.

Энергия солнца на службе социума

Свет и тепло, выделяемое солнечным диском, люди стремились использовать под собственные нужды с древних времён. Поэтому неудивительно, что за прошедшие годы появились масса технологий, которые стабильно совершенствуются. Солнечное излучение, наряду с вторичными источниками энергии:

составляют значимую долю возобновляемой энергии. Между тем, социум использует крайне малую часть доступных природных ресурсов.

Производство электричества от солнечной энергии основано на тепловых двигателях и фотоэлектрических устройствах. Использование солнечной энергии ограничено лишь человеческой изобретательностью. Неполный список применений включает:

• отопление и охлаждение помещений,
• дистилляция и дезинфекция питьевой воды,
• дневное освещение,
• производство горячей воды,
• варка и высокотемпературное технологическое тепло для промышленных целей.

Для сбора солнечной энергии наиболее распространенным способом является использование батарей (аккумуляторов). Солнечные технологии охлаждения разделяют на:

Конкретная характеристика зависит от методики сбора, преобразования, распределения энергии Солнца. Активные технологии включают использование фотоэлектрических панелей и тепловых коллекторов. Пассивные технологии предусматривают:

• максимум ориентации объекта на Солнце;
• подбор материалов, подходящих по свойствам рассеивания тепловой массы или света;
• проектирование пространств с естественной циркуляцией воздуха.

Мощная система солнечного охлаждения. Такие конструкции, как правило, используются для промышленных нужд – обслуживают целые фабрики и предприятия

Помимо всего прочего, существует идея использования солнечной энергии напрямую для производства охлаждённой воды. Высокая температура, необходимая для абсорбционных чиллеров, обеспечивается солнечными желобами. Система не требует «стратегических» материалов (как для фотоэлектрических устройств), обеспечивает пиковое производство в момент пикового спроса.

Солнечное охлаждение по абсорбционному принципу

Абсорбционный холодильник представляет конструкцию, где применяется источник тепла для обеспечения энергией, требующейся в дальнейшем для активации системы охлаждения. Абсорбционные холодильники — реальная альтернатива компрессорным охладителям, когда на первый план выходят:

• дефицит электричества,
• дороговизна системы,
• шум компрессора,
• выработка избыточного тепла.

Конструкции абсорбционных машин, аналогично компрессорным системам, работают на хладагенте с низкой температурой кипения (-18ºC). Применительно к тому или иному типу, когда хладагент испаряется, отводится некоторое количество тепла, чем обеспечивается охлаждающий эффект.

Различия между двумя типами машин

Отличительные черты машин заключается в технологии трансформации газовой фазы хладагента в жидкую фазу и обратно (холодильный цикл). Машина с компрессором наращивает давление газа за счёт электропривода, двигающего поршни компрессора.

Нагретый газ под высоким давлением проходит конденсатор, где путём теплообмена с охлаждающей средой (обычно с воздухом) переходит в жидкое состояние. Жидкость за счёт разницы давлений поступает в испаритель, где преобразуется в паровую фазу.

Схема (распространённая) установки солнечного охлаждения: 1 – солнечный коллектор; 2 – циркуляционный насос; 3 – напорный теплообменник; 4 – абсорбционный охладитель; 5 – градирня; 6 – охлаждающие панели

Абсорбционный охладитель работает несколько иначе в плане преобразования фаз хладагента из одной в другую. Здесь для производства всей работы требуется только источник тепла и, что примечательно, не предусматривается применение движущихся частей конструкции (за исключением отдельных моментов).

Следующее различие между машинами – тип применяемого хладагента. Компрессионные машины традиционно работают на фреонах. Машины же абсорбционного типа, как правило, заправляются аммиаком или подобными агентами.

Рабочие циклы адсорбционных машин и тепловых насосов строятся на эффекте адсорбции газообразного хладагента с низким давлением, с последующим эффектом десорбции под нагреванием. Адсорбент, по сути — «химический компрессор», приводом которого выступает тепло.

Конструкционные особенности «насоса» системы

Адсорбционный «насос» охлаждающей системы содержит:

• солнечный коллектор,
• конденсатор (теплообменник),
• испаритель.

Внутренняя область солнечного коллектора заполнена метанолом и адсорбционным материалом — активированным углём.

Классическая схема абсорбционной машины: 1 – генератор (нагреватель); 2 – аммиачный пар с водой; 3 – водяной сепаратор; 4 – конденсатор; 5 – испаритель; 6 – абсорбер (поглотитель)

Корпус адсорбционной машины заполняется водой, изолируется. Активированным углём обеспечивается значительный объём адсорбции паров метанола при температуре окружающей среды. Однако десорбция требует более высоких температур (около 100ºC).

Под воздействием солнечного тепла конструкция коллектора нагревается. Происходит десорбция метанола из активированного угля, нагрев, испарение. Пары направляются в область испарителя, где конденсируются в жидкую фазу.

Применение газообразного гелия рабочим агентом

Газообразный гелий также допустимо использовать рабочим агентом в температурном диапазоне 4ºK и выше. Циркуляция гелия выполняется термически зависимыми «сорбционными насосами», заправленными активированным углём. Примером такой системы является обеспечение охлаждающей мощностью камер холодильников серии «AST».

Фаза парообразного сверхтекучего гелия (3Не) снимается из содержимого смеси жидкости (4Не) и её изотопа (3Не). Сверхтекучий гелий (3He) адсорбируется на поверхности углерода при низкой температуре (обычно Система осушения конструкции солнечного охладителя

Поглотитель влаги представляет собой гигроскопичное вещество (селикагель или другое), вызывающее (поддерживающее) состояние сухости на уровне локальной среды (внутренней области герметичного контейнера).

Примерно таким внешне выглядит поглотитель влаги. Гигроскопическое вещество загружается в специальный контейнер (фильтр), который является частью абсорбционной системы

Обычно практикуемые упакованные осушители представлены твёрдыми веществами, действующими путём абсорбции или адсорбции воды. Поглотители влаги специального назначения могут иметь форму, отличную от твёрдой, и действовать на основе других принципов, например, химического связывания молекул воды.

Предварительно упакованный осушитель чаще всего используется для удаления чрезмерной влажности, способной ухудшать или разрушать продукты, чувствительные к влаге. В качестве осушителей используются:

• дриерит,
• силикагель,
• сульфат кальция,
• хлорид кальция,
• монтмориллонитовая глина,
• молекулярные сита.

Обычный рис тоже является распространённой, но «нетехнологичной» альтернативой, часто используемой, например, в солонках для поддержания зернистости столовой соли, эффективной россыпи или встряхивания.

Поваренную соль также можно рассматривать эффективным осушителем. Это вещество в течение тысячелетий использовалось для приготовления освобождённых от влаги продуктов, а также для мумификации тел умерших.

Хладагенты на системное охлаждение

Чиллер, предназначенный для охлаждения пара, использует хладагент в качестве рабочей жидкости. Доступны многие варианты хладагентов. Однако при выборе чиллера под охлаждение необходимо соответствовать требованиям к температуре охлаждения и характеристикам охлаждения хладагента. Важными параметрами для рассмотрения являются рабочие температуры и давления.

Холодильные агенты чиллерных систем, которые могут использоваться в системах солнечного охлаждения, представлены широким ассортиментом на современном рынке

Существует несколько факторов окружающей среды, которые касаются хладагентов, а также влияют на будущую готовность к применению в чиллерах под охлаждение. Это является ключевым фактором в периодических применениях, где чиллер может работать 25 лет и более. Однако приходится учитывать факт истощения озона атмосферы, что ведёт к глобальному потеплению климата.

Фреон — торговая марка семейства галогеналкановых хладагентов, выпускаемых разными компаниями мира. Эти хладагенты обычно использовались для охлаждения по причине превосходных свойств стабильности и безопасности. Фреоны не относятся к легковоспламеняющимся веществам и явно токсичным, как жидкости, которые фреоны заменили (например, диоксид серы). Однако хладагенты, используемые для охлаждения, содержащие хлор, способны накапливаться в атмосфере. В стратосфере фреоны распадаются под влиянием УФ-излучения, высвобождая атомы хлора.

Эти атомы хлора действуют как катализаторы разрушения озона, чем наносят серьёзный ущерб озоновому слою, призванному защищать поверхность Земли от сильного ультрафиолетового излучения Солнца. Хлор остаётся активным катализатором до момента связи с другой частицей и последующим образованием стабильной молекулы.

Хладагенты фреоны включают в производственный ассортимент продукты R-11 и R-12. Более новые хладагенты, обладающие уменьшенным эффектом разрушения озонового слоя, включают R-22, R-134a и аналогичные. Тем не менее, использование фреонов сохраняет значительным потенциал глобального потепления.

Более новые хладагенты, такие как сверхкритический диоксид углерода, известный под маркой R-744, в настоящее время являются объектом исследований. Подобного рода вещества имеют аналогичную эффективность по сравнению с существующими соединениями на основе фреонов и потенциал глобального потепления уже на много порядков ниже.

Видео создания солнечного охлаждения частного дома

Размещённый ниже видеоролик наглядно показывает, как своими руками можно соорудить систему охлаждения (кондиционирования) для частного дома, применяя энергию солнца. Для домашнего хозяйства такой подход позволяет существенно экономить на оплате счетов за электричество:

Источник