Boa tarde. Estamos iniciando experimentos de utilização de energia solar para criar uma unidade de refrigeração. Como há muito sol no verão, não há onde colocá-lo. Não estamos muito preocupados com o abastecimento de água quente. Estamos interessados ​​em um sistema de ar condicionado residencial baseado em coletor solar.

Videoblog “Engenheiro de Odessa”

Quais são as peças de um ar condicionado movido a energia solar?

Usaremos um refrigerador de amônia, sua parte compressora e uma unidade como máquina de refrigeração. Crystal 404 é um antigo dispositivo soviético. Desmontado e removido. Como funciona? Há um elemento de aquecimento cerâmico, a energia elétrica é de 100 Watts. Quando aquecido, ocorre uma reação de amônia e água. Diferentes temperaturas de ebulição. Se aquecermos naquele local, teremos resfriamento. Verifiquei, liguei eletricamente, funciona. Portanto, decidiu-se utilizá-lo.

Montagem de peças múltiplas frias

Que tarefa? Retiramos o elemento de aquecimento, o tubo para cima e para baixo, e o aquecemos a cerca de 150 graus. O ponto de ebulição da água é 100 graus, tem pressão aqui, veremos. Mesmo que 150 graus não funcione, podemos aquecê-lo até 120-130. Usamos um pequeno concentrador solar, permanece, suas dimensões são 1,10 por 80,1 metros quadrados.

Embora tenham colocado aço inoxidável aqui, ele sobrou de nossos experimentos. Em vez de um tubo de vácuo, eles instalaram um cano. Por que? É difícil criar um sistema de circulação com refrigerante a uma temperatura de 120-130 graus. Portanto, vamos aquecer o tubo de ferro e fazer uma transição para que o calor do tubo de ferro seja transferido para a unidade de refrigeração.

Ficou ao sol. Estão 79 graus aqui. Embora o sol tenha nascido um pouco. Embora tenha sido entendido até 89. Isso não é suficiente, provavelmente é necessário reduzir o diâmetro do tubo, as perdas são grandes, o aço inoxidável não aguenta. A potência necessária é pequena – 100 watts. Mas a temperatura é preferencialmente de pelo menos 120-130 graus. A unidade de rotação não foi instalada aqui. Também não havia rastreamento em geral; era tudo elementar. Giramos o parafuso e pegamos o foco.

A tarefa é transferir calor, isto é, calor, temperatura para a unidade de refrigeração.

Se conseguirmos fazer isso fisicamente, resta apenas alterar ligeiramente o sistema solar para que no verão funcione como um sistema de refrigeração do ar condicionado central de uma casa. Onde a água dos radiadores esfria? Provavelmente colocaremos pequenas ventoinhas e um cooler embaixo dos radiadores. Se possível, claro, faremos um painel fotográfico para que seja totalmente independente de energia. Assim, conseguimos um ar condicionado que funciona com sol no verão e não depende de energia elétrica.

Em latitudes inferiores a 45 graus. Uma enorme quantidade de eletricidade é gasta na produção de frio. Nas mesmas latitudes, a energia solar produz até 6 kW/hora de energia por 1 metro quadrado por dia. Para efeito de comparação, um refrigerador doméstico típico consome cerca de 1 kW/hora de eletricidade por dia, e um ar condicionado ambiente padrão consome cerca de 8 kW/hora por dia. Em geral, faz sentido pensar em como usar a energia solar gratuita para produzir frio e, assim, reduzir os custos de energia.
A ideia de usar painéis solares para operar uma geladeira obviamente não é lucrativa. Baixa eficiência, substituição regular de baterias, envelhecimento natural do silício e alto custo tornarão qualquer refrigerador não lucrativo. Quanto às unidades de absorção de refrigeração solar à base de brometo de lítio, elas têm se mostrado muito bem, inclusive como condicionadores de ar.
A produção de tais instalações pode ser controlada por uma empresa de produção relativamente pequena e com baixos custos financeiros. Temperatura T=85-90 graus. necessário para a operação de plantas de brometo de lítio pode ser obtido com um coletor solar convencional de placa plana a vácuo. As unidades de refrigeração por absorção de água-amônia são muito mais eficientes, mas sua operação requer uma temperatura da ordem de T = 180-200 graus.

É claro que tal temperatura só pode ser alcançada usando um concentrador de energia solar. Se estamos falando de um refletor solar, então é necessário resolver o problema do sistema de rastreamento solar. Na versão padrão, o sistema de rastreamento e o refletor são produtos bastante caros, mas na realidade não é o caso.
A Figura 1 mostra um exemplo de como os inventores indianos constroem uma forma próxima a uma parábola a partir dos materiais disponíveis. Em seguida, despeje argila líquida sobre este molde e leve-o a uma forma parabólica usando um modelo. Depois que a argila secar, cubra a superfície com papel alumínio e seu concentrador solar grátis estará pronto! Um tubo de cobre fumê colocado em foco permite aquecer o refrigerante até 300 graus.

Fig.1 Concentrador solar feito de argila
		Figura 2

Concentradores solares muito bons podem ser feitos a partir de “parabólicas” de televisão (Fig. 2) e de pequenos espelhos comuns colados a uma superfície em formato parabólico. Portanto, não há problemas com hubs. Aliás, se o foco de um “prato” de um metro e meio

Coloque uma chaleira de litro e a água ferve em 8 minutos. Criar uma cozinha solar também é uma direção muito promissora, porém este é um tema completamente diferente.

Um sistema de rastreamento solar também pode ser muito barato se for passivo. Ou seja, o refletor irá girar no tempo atrás do Sol na mesma velocidade angular, o que, na eletrônica atual, pode ser implementado de forma simples e muito barata.

Em qualquer caso, devemos nos esforçar para criar unidades de refrigeração com a participação de concentradores solares, pois quanto maior a diferença de temperatura, maior a eficiência e mais econômica será a instalação como um todo. A energia solar térmica pode ser fornecida através de tubos de calor ou refrigerante. No entanto, alguns inventores utilizam guias de luz para fornecer energia solar. Essa ideia é extremamente promissora, porém, ainda precisa ser bastante trabalhada.

Os refrigeradores movidos a energia solar mais simples podem ser fabricados a partir de refrigeradores de absorção padrão, substituindo o aquecedor elétrico por uma fonte de energia solar.

Se o frio for necessário constantemente e o Sol não brilhar constantemente, o aquecedor deve ser complementado com outras fontes alternativas de energia. Pode ser o vento, um rio ou uma onda do mar. Aquecedores catalíticos movidos a gás ou gasolina também podem ser usados ​​como reserva. Nos aquecedores catalíticos, o combustível queima sem chama. Um refrigerador de absorção com volume de 40 litros com aquecedor catalítico consumirá de 8 a 10 gramas de gasolina por hora. Esses refrigeradores podem ser procurados por motoristas e fornecedores de alimentos. As “bolsas térmicas” existentes baseadas em elementos Peltier são alimentadas por uma bateria de carro, mas na verdade consomem a mesma gasolina, só que em quantidades muito maiores.

Ressalta-se que os refrigeradores com absorção de água e amônia, produzidos há 50 anos, continuam funcionando até hoje e não vão quebrar, o que indica sua altíssima confiabilidade. Portanto, se você precisa de uma sala constantemente resfriada, essa instalação pode ser feita uma vez e esquecida por muito tempo.

A Figura 3 mostra um refrigerador doméstico de absorção de 40 litros convertido em fontes alternativas de energia. A geladeira funcionará se sobrar pelo menos uma fonte de energia. Para uma fazenda, esse volume claramente não é suficiente, mas como demonstração ou amostra de laboratório, esse volume é suficiente.

Arroz. 3

As unidades de refrigeração por compressão são mais econômicas e eficientes do que as unidades de refrigeração por absorção. Na versão mais simples, para converter um compressor de refrigeração em energia alternativa, pode-se utilizar um motor pneumático ou hidráulico, que por sua vez funcionará a partir da energia total do Sol, vento, rio, etc.

Figura 4	Figura 5	Figura 6

As Figuras 4,5,6 mostram, respectivamente: um compressor de refrigeração de baixa velocidade, um compressor de automóvel e um pneumático (motor hidráulico) a partir do qual é bastante fácil fazer uma unidade de refrigeração.

Para fazer, por exemplo, um ar condicionado com energia alternativa, pode-se usar um ar condicionado de automóvel já pronto (Fig. 7). O mesmo motor hidráulico ou pneumático é utilizado como acionamento (Fig. 6).

Um refrigerador para produtos pesqueiros com compressor de refrigeração de baixa velocidade (Fig. 4) é melhor fabricado em uma plataforma flutuante offshore (Fig. 8). Aqui o vento, o Sol e as ondas do mar são fontes adicionais de energia, que também são utilizadas para criar frio.

Uma desvantagem comum de todos os esquemas de compressão acima é que primeiro convertemos a energia alternativa em rotação e, no compressor, a rotação é convertida em movimento alternativo do pistão (Fig. 11). Isso desperdiça muita energia. Outra desvantagem é que se a vedação do eixo de rotação do compressor for danificada, sua estanqueidade será perdida e, portanto, seu desempenho será perdido.

A energia alternativa é muito mais fácil de converter em movimento alternativo usando um acionamento de diafragma. As membranas de PTFE (Fig. 9), fabricadas à base de NEOPREN ou EPDM, operam em uma ampla faixa de temperatura e podem ser utilizadas tanto no acionamento pneumático da membrana quanto no circuito freon de um compressor de refrigeração. As membranas podem passar por milhões de ciclos, então isso é suficiente para a nossa vida.

Figura 9

Figura 10

Figura 11

A principal vantagem de um atuador de diafragma é que ele não vaza, não possui vedação e não requer lubrificação. Funciona com base no princípio “configure e esqueça”.

Durante a produção em massa, o corpo do dispositivo de membrana é feito por estampagem com baixo grau de precisão. Portanto, o corpo estampado não custará muito mais que uma lata. Também pode ser feito de materiais poliméricos que não têm medo da corrosão.

Todos os desenvolvimentos acima são instalações com desempenho garantido, pois são fabricados com base em unidades seriais usadas. No entanto, esta é apenas uma pequena parte das unidades de refrigeração que podem ser oferecidas para produção. Para inventores e engenheiros, a tecnologia de refrigeração que utiliza fontes alternativas de energia é um campo rico para a criatividade. Uma máquina de compressão de refrigeração converte energia mecânica em diferença de temperatura. Uma máquina de refrigeração feita “ao contrário” permite que a diferença de temperatura seja convertida em energia mecânica, ou seja, a partir dela podem ser fabricados motores térmicos de baixo potencial, que em. por sua vez, pode ser usado para utilizar o excesso de calor ou para operar a partir de fontes de energia geotérmica. Além dos métodos de resfriamento por absorção e compressão, existem outras áreas muito interessantes. Portanto, para inventores e engenheiros, esta é uma quantidade infinita de trabalho.

A utilização da energia solar para ar condicionado é uma ideia atractiva não só para as regiões do sul, onde os custos de arrefecimento determinam os custos de calor para manter condições interiores confortáveis, mas também para o ar condicionado em edifícios públicos nas regiões central e mesmo no norte. O uso de energia solar para ar condicionado é atraente porque o cronograma de energia solar coincide com o cronograma de resfriamento e porque adicionar resfriamento solar ao aquecimento pode melhorar significativamente a economia do aquecimento solar.

Os métodos conhecidos de utilização da energia solar para resfriamento podem ser divididos em três classes: resfriamento por absorção solar, sistemas solar-mecânicos e sistemas relativamente solares que não são alimentados pelo sol, mas utilizam alguns componentes dos sistemas solares para resfriamento. Dentro de cada classe de sistemas, pode-se distinguir suas próprias subclasses quando são utilizados diferentes refrigerantes, diferentes níveis de temperatura, etc. portanto, diferentes coletores solares, diferentes sistemas de controle.

O condicionamento de absorção, baseado na absorção de refrigerantes por soluções de absorventes ou adsorventes, pode ser realizado com energia solar se for suficiente para realizar a etapa principal do processo de regeneração da substância de trabalho. Podem ser ciclos fechados, por exemplo com soluções de brometo de lítio em água ou soluções de amônia em água, ou ciclos abertos em que a água é o refrigerante combinado com a atmosfera. Vejamos brevemente alguns refrigeradores solares de absorção baseados no uso de uma solução aquosa de brometo de lítio, uma solução de amônia em água e um ar condicionado desumidificador. Hoje, o ar condicionado por absorção que utiliza energia de coletores solares e sistemas de armazenamento é a abordagem mais simples para usar a energia solar para ar condicionado (Fig. 2.11). A essência deste sistema ou de suas variações é que o gerador dos refrigeradores de absorção é abastecido com calor do sistema coletor-acumulador.

A maioria das unidades utilizadas são máquinas de brometo de lítio com absorvedor e condensador resfriados a água. A manutenção das temperaturas no gerador dentro dos limites determinados pelas características do coletor plano é um fator decisivo que determina, entre outros, parâmetros como a eficiência dos trocadores de calor e a temperatura do refrigerador.

Arroz. 2.11. 2 - / - coletor solar; 4 tanque de bateria; 5 - fonte adicional de energia; 5 - - capacitor; evaporador; b 8 - absorvente; 7 - trocador de calor; 9 - - gerador;

torneira de três posições

Normalmente, o processo de condicionamento solar utiliza um absorvedor e um condensador resfriados a água, necessitando de uma torre de resfriamento.

As diferenças de pressão entre as linhas dos níveis mais alto e mais baixo no sistema IlVg-N20 são muito limitadas, portanto estes sistemas podem utilizar bombas vapor-ar e retorno gravitacional da solução do absorvedor para o gerador. Portanto, não há necessidade de bombas mecânicas de solução da linha de baixa para alta pressão.

Muitas máquinas apresentam valores de eficiência bastante estáveis, que são a relação entre a capacidade de refrigeração e a energia fornecida ao gerador, em função da mudança na temperatura do gerador em relação ao nível operacional fornecido pelas condições mínimas correspondentes. A eficiência dos refrigeradores de brometo de lítio está na faixa de 0,6...0,8. Se for utilizada água como refrigerante, as temperaturas no gerador podem variar de 348 a 368 K. Mudanças de temperatura no gerador, fornecidas pela energia solar, levam a alterações no desempenho do refrigerador. A temperatura do fluido de aquecimento deve ser superior à temperatura do gerador. Aqui reside alguma incompatibilidade entre a necessidade de aumentar o nível de temperatura e o limite superior da temperatura da água no tanque de armazenamento do sistema de aquecimento solar de água, que não é projetado para altas pressões. Além disso, a temperatura de 373 K é o limite para muitos coletores solares e, além disso, há necessidade de torres de resfriamento.

O sistema de refrigeração de água com amônia é semelhante ao mostrado na Fig. 2.11, exceto que as seções de destilação devem ser conectadas ao topo do gerador para captar o vapor d'água vindo do evaporador para o condensador. Os principais processos na solução são semelhantes aos processos que ocorrem no sistema LiBr-H2O, porém a pressão e a queda de pressão no sistema são muito maiores. Para bombear a solução do absorvedor para o gerador, são necessárias bombas mecânicas. Em muitos casos, nas instalações testadas, o condensador e o absorvedor são resfriados a ar, enquanto a temperatura no gerador está na faixa de 398 ... 443 K. A temperatura de condensação para aparelhos de ar condicionado resfriados a ar corresponde a temperaturas mais altas em do gerador do que os parâmetros correspondentes para um sistema refrigerado a líquido.

Existem instalações bastante avançadas que funcionam com energia solar com sistemas de água com amônia. As temperaturas que precisam ser criadas em geradores de refrigeradores comerciais são muito altas para coletores de placa plana modernos, portanto, são necessários coletores de foco e há necessidade de coletores de baixo custo desse tipo e de sistemas de rastreamento solar. Os trabalhos de instalações solares água-amônia são uma continuação da pesquisa de ciclos que utilizam soluções com alta concentração de 1h * NZ e visam reduzir temperaturas em geradores. Na criação dos refrigeradores solares, foram traçados dois caminhos: o primeiro - cópia direta das máquinas de refrigeração ainda existentes, inclusive as de absorção, substituindo apenas a fonte de energia que garante o funcionamento do gerador, o segundo - a reconstrução do gerador possibilitou reduzir o nível de temperatura que garante o seu funcionamento e, assim, aumentar a taxa de utilização da energia solar.

O Instituto de Termofísica Técnica da Academia Nacional de Ciências da Ucrânia propôs regenerar soluções de água-sal de unidades de refrigeração por absorção, evaporando a água delas no meio ambiente, ou seja, fazer unidades de tipo separado. Neste caso, a solução aquecida é colocada em contato com o ar atmosférico em um aparelho de transferência de massa por contato, e a evaporação ocorre devido ao fornecimento de calor de uma fonte externa. O refrigerante perdido é preenchido com água da torneira. A magnitude das perdas é aproximadamente equivalente à perda de água ao remover o calor de condensação em uma torre de resfriamento. A utilização deste método de regeneração (dessorção de ar) permite reduzir a temperatura da solução durante a regeneração em 12 ... 14 K e, consequentemente, aumenta a eficiência do coletor solar (coletor solar com vidro de camada única e um absorvente neutro) em 30%.

Foi proposta melhoria adicional das instalações com dessorção de ar para combinar os processos de aquecimento da solução pelos raios solares e restauração de sua concentração. Neste caso, a solução flui em uma película fina sobre uma superfície enegrecida (por exemplo, no telhado de uma casa), lavada pelo ar externo. Neste caso, a redução da temperatura de regeneração simplifica e, portanto, reduz o custo dos aquecedores solares e de todo o sistema como um todo. Para dispositivos como absorventes, geralmente é escolhida uma solução aquosa de cloreto de lítio. Ao contrário de uma solução de brometo de lítio, a sua utilização permite obter água fria com temperatura inferior a 283 ... 285 K. Apresenta uma série de vantagens: menor gravidade específica e concentração de trabalho, redução da corrosividade, estabilidade química (no processo de dessorção de ar em contato com o ar em solução de brometo de lítio pode formar carbonato de lítio).

O diagrama tecnológico básico de uma instalação solar de refrigeração por absorção é mostrado na Fig. 2.12. Esta instalação foi projetada para resfriar um edifício residencial de três andares. Como solução regeneradora é utilizada uma cobertura de galpão, orientada para sul, seu ângulo de inclinação em relação ao horizonte é de cerca de 5°, área 180 m2.

Arroz. 2.12. 2 - / - regenerador absorvente; filtro; COM - 4 permutador de calor; 5,6- - bomba de vácuo; 8 - absorvedor - evaporador; 7-ar condicionado; 9 - dispositivo de adição de água; 10- bomba de água de condicionamento; 11 - bomba para bombear refrigerante (água); 12- receptor de linha; 13 bomba de solução absorvente; 14 - - torre de resfriamento;

bomba de água de resfriamento 2, A instalação consiste num gerador/filtro de solução 5-6 com receptor linear //, tanque de drenagem, flutuadores reguladores, dispositivo de adição de água ao evaporador 8, bomba de vácuo 4, bombas para solução, para refrigerante (água), para água de resfriamento, para condicionamento de água, bem como válvulas de corte e controle, etc.

A instalação funciona da seguinte forma: a água condicionada é resfriada nos tubos de troca de calor do evaporador 6, cuja superfície de vapor é irrigada com água fervendo sob vácuo - o refrigerante. O vapor de água gerado é absorvido no absorvedor 5 uma solução de cloreto de lítio, que é então diluída. O calor de absorção é removido pela água reciclada proveniente da torre de resfriamento. O ar e outros gases que não condensam são removidos da unidade evaporadora por uma bomba de vácuo 4. Para restaurar a concentração, uma solução fraca é fornecida ao regenerador solar/através do trocador de calor 5, onde é pré-aquecida. A solução forte após a regeneração é drenada através de um funil e enviada para absorção. É pré-resfriado em um trocador de calor COM, liberando calor para o fluxo que se aproxima de uma solução fraca e água da torre de resfriamento. Depois disso, uma solução fraca é fornecida para irrigar os tubos resfriados do refrigerador de ar. A mistura vapor-gás é retirada do bloco absorvedor-evaporador, antes de entrar na bomba de vácuo, lava esses tubos e é enriquecida com ar.

A solução entra no sistema a partir do regenerador e é limpa de contaminantes em um filtro de gravidade 2. Além disso, o circuito fornece filtros finos para remoção de partículas em suspensão, produtos de corrosão, etc. A superfície do telhado está especialmente equipada como regenerador.

A instalação de uma tela transparente sobre a superfície do regenerador, embora o encareça, protege a solução de contaminações, elimina o arrastamento da solução e permite aquecê-la a uma temperatura mais elevada (sem piorar as condições de regeneração). Nesta instalação, a cobertura da casa, irrigada com solução, é revestida com vidro monocamada, formando uma fenda com a cobertura para passagem de ar. Na entrada do canal, o ar é purificado em filtros e, movendo-se contra o movimento do filme, é umedecido pela absorção da água que evapora da solução.

Após a regeneração, a solução, que tem uma temperatura de cerca de 338 K, é resfriada em um trocador de calor com água da torneira, que é então utilizada para abastecimento de água quente. Anteriormente esta água; é aquecido em uma seção especialmente dedicada do resfriador do absorvedor. ^ Neste caso, o consumo de água de refrigeração e, consequentemente, a perda de calor para o ambiente são reduzidos. A cobertura tem uma inclinação bastante significativa, de modo que a movimentação do ar é realizada devido à diferença nas gravidades específicas do aquecimento e. ar exterior.

Em um regenerador aberto, uma certa quantidade de ar também entra no absorvente, o que afeta negativamente o processo de absorção e causa aumento da corrosão dos dispositivos, de modo que a solução forte e fria após o trocador de calor entra no desaerador, de onde saem os gases que não se condensaram são constantemente removidos por uma pequena bomba. O desaerador está conectado ao absorvedor. Após a desaeração, a solução forte é misturada com a fraca e enviada para irrigar os tubos de troca de calor do absorvedor.

O regenerador é revestido com materiais hidrofílicos e garante a formação de uma fina película contínua de absorvente fluido. Mesmo em materiais bem umedecidos, a área mínima de irrigação é de 80 ... 100 kg / l.m., o que exige a recirculação da solução no regenerador, que é realizada por uma bomba especial.

Durante a chuva, a instalação não funciona; As primeiras porções de água da chuva, contendo muito cloreto de lítio, são coletadas em um tanque com capacidade de 4 m3; o restante da água é encaminhado para o esgoto.

É utilizado um acumulador de calor ou frio de grande capacidade, projetado para aproximadamente 2 horas.

Outra classe de condicionadores de ar de absorção utiliza uma combinação de trocadores de calor, resfriadores evaporativos e desumidificadores. Esses sistemas retiram o ar de fora ou de uma sala, secam-no e depois resfriam-no por evaporação. Trocadores de calor são usados ​​como dispositivos de armazenamento de energia.

A ideia básica dos ciclos de secagem-resfriamento pode ser ilustrada usando o exemplo de um “sistema de controle ambiental” (Fig. 2.13 UM). A maneira mais conveniente de visualizar os processos que ocorrem no sistema é representar as mudanças no estado do ar que passa pelo sistema em um diagrama psicrométrico.

Arroz. 2. 13. Um- diagrama do sistema solar; evaporador;- sistema solar em carta psicrométrica para condições ideais; / - Fã; // - Trocador de calor rotativo; /// - Trocador de calor rotativo; 4- trocador de calor rotativo; V- umidificador

O sistema no caso descrito utiliza 100% de ar externo. Uma modificação deste sistema, a chamada versão de recirculação, recircula o ar de exaustão condicionado da sala através do sistema.

Na carta psicrométrica processamento ar (Fig. 2.13 6) o ar externo, que é os parâmetros do ponto /, passa por um trocador de calor rotativo, após o qual apresenta temperatura mais alta e umidade mais baixa - ponto 2. O resfriamento do ar que passa pelo trocador de calor rotativo é realizado de acordo com o ponto 3. Em seguida, entra em um trocador de calor evaporativo (geladeira) e é resfriado até 4. O ar entra na casa, cuja carga térmica é determinada pela diferença nos estados do ponto 4 e pontos 5. O ar sai da casa no estado e entra no resfriador evaporativo e é resfriado até o estado 6. Em condições ideais, a temperatura está no estado seria será o mesmo que no estado e. O ar entra no trocador de calor rotativo e é aquecido até o estado 7, que em condições ideais corresponderá ao estado de temperatura 2.

Além disso, neste caso, a energia solar é usada para aquecer o ar do estado 7 até o estado pontual 8. Ar com parâmetros pontuais 8 entra no trocador de calor rotativo e é resfriado ao estado do ponto 9, enquanto o teor de umidade aumenta.

Este é um diagrama de um processo ideal em que em refrigeradores evaporativos o processo segue a linha de saturação e a eficiência de transferência de calor e massa é a mesma. O processo de transferência de calor e massa em um trocador de calor rotativo é bastante complexo. Na prática doméstica de ar condicionado, o método de secagem ao ar utilizando soluções de água salgada de cloreto de lítio e cloreto de cálcio inclui tais processos. O ar é tratado em uma câmara com bico com soluções concentradas desses sais. Como resultado da absorção do vapor d'água, ele seca e a solução torna-se menos concentrada e fraca. Para reutilização, uma solução fraca deve ser restaurada a uma determinada concentração por evaporação – regeneração da solução. Para isso, são utilizadas caldeiras, após as quais a solução deve ser resfriada.

O diagrama da instalação de secagem e umidificação é mostrado na Fig. 2.14. Consiste em uma câmara com solução/e água 2s fã 8, permutador de calor COM, torres de resfriamento 4 com ventilador 10 recipientes para solução 5 e água 6, regenerador solar 7, trocador de calor 8 com tanque de água 15 bombas de solução 11 e para água 12.

Arroz. 2.14. 1,2 câmaras de acordo com solução e água; 3,8 - trocadores de calor; 4 - torre de resfriamento e 5, b - recipientes para solução e água; 7 - regenerador solar; 9,10 - fãs; //, 12 - bombas; 13, 14, 16,17- fãs; 15 - recipiente para coleta de água quente 18 - parte esmaltada do regenerador

A instalação funciona da seguinte maneira. O ar fornecido processado passa pelas câmaras em sucessão 1-2, entra na sala refrigerada. Na câmara / devido à transferência de calor sensível e latente para a solução de ar, sua temperatura diminui e com umidificação adiabática na câmara 2 sua temperatura cai para 288...293 K com umidade relativa de 85 a 90%. Misturando-se com o ar interno, o ar fornecido adquire uma temperatura média ambiente de 297 ... 298 K, enquanto sua umidade relativa diminui para 50 - 60%. Devido ao calor recebido do ar, a temperatura da solução na câmara / aumenta para 303...308 K, e sua concentração diminui e a solução entra no recipiente 5, de onde é conduzida através do trocador de calor por meio de uma bomba 3 e de volta para a câmera /. Outra pequena peça é fornecida pela mesma bomba ao regenerador solar 7. Antes de entrar na câmara/solução no trocador de calor COM resfriado por água, que por sua vez transfere o calor recebido da solução para o espaço circundante, processando-o em uma torre de resfriamento 4. Parte da solução após regeneração e aquecimento entra no recipiente 5 com uma solução de concentração aumentada.

Aquecido em um tanque 15 a água pode ser usada para necessidades domésticas. A combinação de dispositivos para diversos fins numa única instalação aumenta a sua eficiência energética.

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Dicas para economizar energia em aparelhos de ar condicionado: De acordo com o Método Nacional de Gestão de Eficiência Energética da China, EER refere-se à relação entre capacidade de refrigeração e consumo de energia, que é o único dado usado para avaliar aparelhos de ar condicionado que economizam energia, quanto mais economiza energia. Se houver dois ACs com o mesmo consumo de energia, aquele com mais potência é melhor em termos de economia de energia.

Características de desempenho

Alta eficiência, economia de energia, conveniência e economia de dinheiro, excedendo o padrão nacional de energia de primeira classe.

Robusto e durável, funcionamento suave. Operação do compressor com baixa carga para prolongar sua vida útil.

Saudável e confortável, temperatura constante e controle de doenças através do ar condicionado.

Não é um ar condicionado de conversão de frequência, mas é superior a ele porque o tipo de conversão começa a economizar energia quando a temperatura ambiente atinge um valor definido, e o ar condicionado solar híbrido opera em um estado ideal imediatamente após a partida e atinge os mesmos efeitos de condicionadores de ar tradicionais com menor consumo de energia.

O visual super luxuoso vai decorar sua casa. O painel interno adota liga de alumínio e placa colorida de desenho de metal para deixar sua casa mais brilhante.

Abertura e fechamento automático da saída de ar livre de poeira.

Fácil de instalar, assim como o ar condicionado tradicional.

Com forte adaptabilidade, o ar condicionado solar híbrido Chuanglan pode operar em temperaturas muito baixas e altas de -7°C a 53°C.

Excedendo os padrões nacionais e aplicável a todos os tipos de ambiente.

Compressores de marca japonesa de alto desempenho

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Trocador de calor de quatro dobras

Como um dos principais componentes do ar condicionado, o ar condicionado solar híbrido Chuanglan adota quatro vezes o trocador de calor (tome o Supreme Quiet como exemplo), a área efetiva do trocador de calor aumenta 20-40% maior do que os trocadores de calor planos e em forma de V , assim, o efeito de resfriamento e aquecimento melhorou significativamente.

Rosca de cobre de tubo interno de alta qualidade

Em comparação com tubos de cobre comuns, a área de troca de calor dos tubos de cobre com rosca interna é significativamente aumentada no mesmo efeito de troca. Ao mesmo tempo, pode resistir ao esmalte e aumentar a capacidade original em baixas temperaturas.

Folha de alumínio hidrofílica para evitar o aparecimento de água na ponte, de modo a garantir a eficiência da transferência de calor.

Que emoções os conceitos de sol e ar condicionado evocam em você?

Que relação você vê entre o sol e a máquina de refrigeração?

O que você já ouviu falar sobre ligar um ar condicionado sem eletricidade?

Fui levado a fazer-lhe estas perguntas através de informações que encontrei na minha página do Facebook intitulada: “Como é que o sol cria frescura?” Gostei muito dos materiais que olhei, pois o diagrama de ar condicionado apresentado é uma nova etapa no aproveitamento da energia solar. Para descobrir e explicar tudo em linguagem clara e simples, procurei conselhos de meus colegas, a empresa Climate Planet.

Agora vamos conversar sobre tudo em ordem.

Ar condicionado solar térmico.

Este novo produto, cujo diagrama funcional é apresentado, reflete um ar condicionado solar híbrido, onde a energia solar é utilizada para operar o sistema de ar condicionado. A energia solar térmica aliada a um compressor eficiente permite poupanças significativas de energia da rede elétrica. O compressor tradicionalmente utiliza eletricidade para criar a pressão necessária e aquecer o refrigerante a temperaturas acima de 180 °C.

Não descreverei o conhecido ciclo operacional de uma máquina de refrigeração. Gostaria apenas de chamar a atenção para o fato de que como aquecimento adicional do refrigerante, do compressor ao condensador, um coletor solar é conectado em série. Nos tubos de vácuo do coletor, o calor solar aquece o gás refrigerante a uma temperatura de aproximadamente 270 °C, o que ajuda a reduzir significativamente o consumo de energia do compressor.

Segundo o fabricante, esse ar condicionado térmico é capaz de fornecer um índice de eficiência sazonal (SEER) de cerca de 16. Mas vou me abster de reconhecer esse indicador por enquanto e direi o porquê com mais detalhes, um pouco mais abaixo. Acrescentarei apenas que o efeito desta unidade é que quanto mais forte o sol brilha, quanto mais alta se torna a temperatura, mais eficientemente este sistema funciona.

Isto é surpreendente. Afinal, estamos acostumados a pensar, e todas as instruções de operação dos aparelhos de ar condicionado dizem que à medida que a temperatura externa aumenta, a eficiência do ar condicionado diminui.

O esquema acima realmente permite usar calor para gerar frio. A questão é diferente. Vale a pena instalar esse esquema de refrigeração de ar em uma casa ou apartamento? Muito provavelmente, destina-se a salas grandes e volumosas.

E mais uma dúvida surgiu ao descobrir os detalhes do ar condicionado solar térmico. Quais aparelhos de ar condicionado ou máquinas de refrigeração (absorção, compressor) podem operar nesses circuitos? Leia mais sobre os modernos sistemas de ar condicionado split com compressor aqui.

Máquinas de refrigeração por absorção.

Se as informações sobre condicionadores de ar térmicos solares podem ser consideradas novas, então as máquinas de refrigeração por absorção são conhecidas há muito tempo e os especialistas acreditam que devem ser utilizadas no projeto de edifícios públicos com ar condicionado. Eles são silenciosos em operação e não criam vibrações.

O principal é que só eles conseguem extrair o frio dos raios quentes do sol. Acontece que tal unidade combina dois conceitos antagônicos - calor e frio, sol e ar condicionado.

Para ter certeza de que é realmente possível resfriar com o calor, vamos tentar entender a essência do problema, sem nos aprofundarmos muito na física dos processos da máquina de refrigeração. Primeiro, um fato interessante. Em quase 70% dos edifícios japoneses, os aparelhos de ar condicionado funcionam utilizando o frio obtido a partir do calor em unidades de refrigeração por absorção de brometo de lítio (LBRs).

Sem ofender o leitor, mas vou contar minha história a partir do bule de chá. Sim, sim, usa-se uma chaleira para ferver água e todo mundo sabe disso. O ponto de ebulição da água é 100 °C, e se você fornecer um refrigerante à chaleira que exceda o ponto de ebulição, a água na chaleira ferverá e o refrigerante esfriará. O ponto de ebulição da água está à pressão atmosférica normal de 1 bar (na superfície da terra).

Pela física sabemos que a água tem certas propriedades quando pode ferver a baixa temperatura, a pressão reduzida no volume onde está localizada. Se a pressão for reduzida para 0,007 bar (quase vácuo), a água começará a ferver a uma temperatura de apenas 4 °C.

Nessas condições, basta levar à chaleira um refrigerante com temperatura de, por exemplo, 10 ° C, e com a ajuda desse refrigerante a água da chaleira ferveria, como se fosse da chama de um queimador de gás , e esse refrigerante esfriaria, por exemplo, a uma temperatura de 7 ° C, da mesma forma que os produtos da combustão do gás são resfriados sob uma chaleira fervente. O refrigerante resfriado de 10 a 7 °C é chamado de refrigerante e pode ser usado com sucesso, por exemplo, em sistemas de ar condicionado.

No evaporador ABKhM ocorrem exatamente esses processos. Esta máquina não utiliza freons como refrigerante, mas, como em uma chaleira, água comum, que ferve em um evaporador, cuja pressão interna é próxima do vácuo absoluto.

Diagrama ABHM (A - absorvedor, I - evaporador, G - gerador, K - condensador (1 - bomba de vácuo, 2 - bomba de água refrigerante, 3 - bomba absorvente, 4 - trocador de calor), X - consumidor frio, T - fonte de calor , Gr - torre de resfriamento.

É claro que uma máquina de refrigeração é mais complexa que uma chaleira, mas qualquer coisa complexa consiste em elementos simples. Portanto, no nosso caso, no diagrama acima você pode ver como o vapor se forma no evaporador quando a água ferve. Quanto mais vapor, menos fervura (a pressão aumenta), por isso o vapor deve ser retirado. Nas máquinas convencionais de refrigeração com compressor, o vapor refrigerante é removido pelo compressor.

ABCM utiliza uma solução de brometo de lítio em água. Uma característica especial desta solução é a sua capacidade de absorver avidamente (em termos científicos, “absorver”) vapor de água. Se uma solução concentrada de brometo de lítio, chamada absorvente, for pulverizada no mesmo volume do evaporador, o vácuo nesse volume será mantido, pois o vapor irá para a solução.

Para evitar que o absorvente perca sua capacidade de absorção, o calor é transferido para a água reciclada que circula pela serpentina do absorvedor e liberada para a atmosfera através da torre de resfriamento. Além disso, para manter a capacidade de absorção da solução em nível constantemente elevado, é necessário evaporar o excesso de vapor dela, e isso é feito em um gerador que utiliza energia térmica de fonte terceirizada.

É aqui que chegamos à resposta à questão de como o frio é produzido usando calor em uma máquina de refrigeração por absorção de brometo de lítio. Qualquer fonte de energia pode ser utilizada como fonte externa de energia térmica a 83 – 88 °C e, como dissemos no início do artigo, o calor da energia solar. Ou seja, podemos produzir frio sem energia elétrica apenas no ABKhM.

Outra área de aplicação efetiva do ABHM são os edifícios com unidades de cogeração geradoras de energia elétrica e térmica. Se máquinas de refrigeração com compressor forem utilizadas para ar condicionado nesses edifícios, então no verão a energia térmica terá que ser liberada para o meio ambiente, e a cogeração neste caso não será eficaz. Paralelamente, um conjunto de equipamentos “unidade de cogeração + ABHM”, denominado trigeração, garantirá um elevado nível de utilização de energia combustível.

Ressalta-se que, apesar de uma série de propriedades positivas, deve-se ter em mente que o coeficiente de refrigeração do ABKhM na versão usual é de 0,7, o que significa que com 1 kW de energia térmica consumida, apenas 0,7 kW de frio podem ser obtido e, ao mesmo tempo, 1,7 kW serão liberados para o meio ambiente.

A eficiência de refrigeração das máquinas de refrigeração com compressor é cinco vezes maior. É verdade que as máquinas compressoras consomem energia elétrica em vez de energia térmica.

Então, vamos responder mais uma vez às questões colocadas no início do artigo.

1. Apesar de estarmos habituados a pensar que o calor e o frio não podem funcionar em conjunto, após a leitura das informações acima, podemos mudar o nosso ponto de vista a favor da utilização da radiação solar como fonte alternativa de energia para a criação de frio . O sol e o ar condicionado podem interagir.
2. Um exemplo notável do uso da energia solar para produzir frio são as máquinas de refrigeração de brometo de lítio. Só eles são capazes de extrair o frio dos raios quentes do sol.
3. As máquinas de refrigeração por absorção merecem ser mais amplamente utilizadas no projeto de edifícios públicos com ar condicionado. Além disso, praticamente não consomem energia elétrica. São seguros porque operam em pressões abaixo da atmosférica, não representam uma ameaça à camada de ozônio da atmosfera, pois em vez de freon utilizam água comum.