เครื่องทำความเย็นแบบเย็นหรือเครื่องทำความเย็นแบบใช้พลังงานแสงอาทิตย์


แบ่งปันบทความนี้กับเพื่อนของคุณ:

การดูดซับแสงอาทิตย์เย็น เลสเบท: แคทเธอรีนฮิลด์บลองด์, โอลิเวียร์เชบูร์น, นายกเทศมนตรีมั๊ย ผู้จัดการโครงการ: Philippe Dind

วัตถุประสงค์ของบทความนี้คือเพื่อแนะนำคุณเกี่ยวกับหลักการของเครื่องทำความเย็นแบบดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ที่ช่วยให้เย็นกับรังสีแสงอาทิตย์เพียงอย่างเดียว

ย่อ

ห้องปฏิบัติการพลังงานแสงอาทิตย์และฟิสิกส์Bâtiment1 (LESBAT) ของโรงเรียนมัธยมแห่งวิศวกรรมและการบริหารของตำบลของโว (HEIG-VD) ในสวิสได้รับการใช้งานในด้านของพลังงานทดแทนมานานกว่าสองทศวรรษ

การพัฒนาตู้เย็นแสงอาทิตย์แบบดูดซับเป็นหนึ่งในแกนหลักของการวิจัยประยุกต์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

ระบบเหล่านี้ถูกวางแผนไว้ก่อนสำหรับการผลิตของความหนาวเย็นในพื้นที่ที่ไม่ได้ใช้พลังงานไฟฟ้าของประเทศในเขต Sahel ซึ่งต้องการทำความเย็นสำหรับการอนุรักษ์ผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์และอาหาร

บนพื้นฐานของงานที่ดำเนินการโดยทีมวิจัยที่แตกต่างกันใน 80 ปีที่เราได้ทำ 1999 ต้นแบบสาธิตและต้นแบบห้องปฏิบัติการต่างๆเพื่อให้บรรลุเย็นดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีการก่อสร้างเป็นไปได้ในซีรีส์ขนาดเล็กในประเทศ ที่กำลังพัฒนา

เราได้ติดตามการพัฒนาของเราด้วยการถ่ายทอดเทคโนโลยีกับศูนย์นิเวศวิทยา Ouagadougou

ในบทความนี้เรานำเสนอหลักการดำเนินงานของตู้เย็นแบบดูดซับแสงอาทิตย์ตัวอย่างของการพัฒนาที่สร้างสรรค์รวมถึงการถ่ายทอดเทคโนโลยีไปยังบูร์กินาฟาโซ

การระดมทุนสำหรับการพัฒนาทดลองนี้ได้รับการสนับสนุนโดย GEBERT RÜF FOUNDATION (Basel - Switzerland)

ทำไมต้องทำความเย็นด้วยแสงอาทิตย์?

เสนอทางออกที่เป็นทางเลือกและสะอาดสำหรับประเทศกำลังพัฒนาในการจัดเก็บยาเสพติดและอาหาร

เครื่องปรับอากาศพลังงานแสงอาทิตย์เป็นทางเลือกหนึ่งของการแก้ปัญหาต่อไปนี้:

  • การดูดซับ (และไม่ดูดซับ) เครื่องทำความเย็นซึ่งยังแปลงร้อนเป็นเย็น แต่ต้องอุณหภูมิสูงรวมทั้งการเผาไหม้,
  • เครื่องทำความเย็นทั่วไปโดยวงจรอุณหภาพอุณหพลศาสตร์ซึ่งปั๊มที่ขับเคลื่อนโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า,
  • electro-solar cooling ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาใหญ่ในการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้า (แบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานลดลงมาก ... )

ไม่มีการแก้ปัญหาเหล่านี้ได้อย่างสมบูรณ์แบบ 3 ตรงกับความต้องการของประเทศกำลังพัฒนาเพราะพวกเขาใช้สารไฮโดรคาร์บอน (หายากและมีราคาแพงในแอฟริกา) และปฏิเสธ CO2 หรือโดยอ้อมก่อให้เกิดมลพิษหุ้นเทคโนโลยีที่ใช้ (แบตเตอรี่สารทำความเย็นที่ ... )

การดูดซับเครื่องปรับอากาศแสงอาทิตย์โดยใช้การแปลงโดยตรงของพลังงานความร้อนแสงอาทิตย์เป็นเย็นไม่ก่อให้เกิดข้อเสียใด ๆ

เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยการดูดซับด้วยวิธีใด?

การดูดซับเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อสร้างสมดุลระหว่างก๊าซและของแข็ง

ความเข้มข้นของโมเลกุลของแก๊สอยู่ใกล้ผิวของของแข็งมากขึ้นกว่าในช่วงแก๊ส ดังนั้นในของแข็งใด ๆ อะตอมของผิวจะอยู่ภายใต้แรงดึงดูดที่ไม่ตรงกันซึ่งตั้งฉากกับพื้นผิว ความสมดุลของแรงเหล่านี้ได้รับการฟื้นฟูบางส่วนโดยการดูดซับโมเลกุลของแก๊ส

มันเป็นเรื่องที่พูดกันบ่อยๆว่าเป็นคู่เมื่อพูดถึงการดูดซับ คู่นี้ประกอบด้วยตัวดูดซับ (ของแข็ง) และสารดูดซับ (ของเหลวทำหน้าที่เป็นสารทำความเย็น)

ร่างกายที่ใช้เป็นตัวดูดซับโดยทั่วไปคือตัวที่มีผิวนอกที่มีขนาดใหญ่มาก เราสามารถพูดถึง aluminas เปิดใช้งานคาร์บอน, ซิลิกาเจลและ zeolites การเลือกใช้ตัวดูดซับจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ต้องการที่เครื่องระเหยและอุณหภูมิที่มีอยู่ในแหล่งความร้อน (solar collector)

ส่วนอื่น ๆ ของคู่ (adsorbate) ต้องเป็นไปตามเงื่อนไขที่จำเป็นสองประการคือมีความร้อนระเหยสูงและจะทำจากโมเลกุลเล็ก ๆ ที่สามารถดูดซับได้ง่าย ของเหลวที่มีลักษณะเหล่านี้ ได้แก่ น้ำแอมโมเนียเมธานอลและคาร์บอนไดออกไซด์ นอกเหนือจากเงื่อนไขสองข้อนี้ด้วยตัวอักษร "กายภาพ" แล้วจำเป็นต้องคำนึงถึงลักษณะของของไหลและความเป็นอันตราย (ความไวไฟความเป็นพิษ .. )

แอพพลิเคชันของเราได้ใช้ถ่านกัมมันต์ - เมทานอลซิลิกาเจลและน้ำ zeolite - น้ำอย่างต่อเนื่อง การใช้คู่นี้กำหนดระดับสูญญากาศ (10-3 mbar) เพื่อลดการเกิดก๊าซที่ไม่สามารถเผาผลาญได้ซึ่งสามารถขัดขวางการผ่านตัวดูดซับของไอระเหยได้ วงจรทำงานเป็นช่วง ๆ เพราะความหนาวเย็นเกิดขึ้นเฉพาะในช่วงกลางคืน

ตู้เย็นได้รับการออกแบบในการพัฒนาของเรามีสี่องค์ประกอบหลัก:

  • เซ็นเซอร์ adsorber-sensor: ส่วนที่มีสารดูดซับซึ่งถูกให้ความร้อนด้วยรังสีแสงอาทิตย์โดยมีผลต่อ
    การดูดซับของ adsorbate
  • คอนเดนเซอร์: องค์ประกอบนี้ทำหน้าที่ในการควบแน่นไอระเหยดูดซับที่ถูกดูดกลืนในเซ็นเซอร์ adsorber
  • ห้องเย็น: องค์ประกอบนี้เป็นส่วนที่เป็นประโยชน์ของตู้เย็นประกอบไปด้วยห้องที่หุ้มฉนวนและเครื่องระเหยประกอบด้วยสารดูดซับในรูปของเหลวและของแข็ง
  • วาล์วอิสระ: ตัวช่วยแยกชิ้นส่วนความดันสูงของชิ้นส่วนแรงดันต่ำ อวัยวะนี้พัฒนาขึ้นที่ LESBAT โดยอัตโนมัติและไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (แบบจดทะเบียน)

รอบการทำงาน

ตู้เย็นพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานตามการดูดซับความร้อนรอบ รอบ
สามารถแบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอนที่ชัดเจนดังที่อธิบายด้านล่าง เรายังให้ในตารางนี้วงจรแสดงในแผนภาพ Clausius-Clapeyron (Ln (P) (ความดัน) เป็นฟังก์ชันของ (-1 / T) (อุณหภูมิ))


ข้อดี / ข้อเสียของเครื่องปรับอากาศการดูดซับ

ข้อเสีย:

  • เวลาของ (อย่างน้อย) 12h ระหว่างการผลิตร้อนและการผลิตของเย็น (นี้อาจจะค่อนข้างง่าย solvable โดย buffer accumulators)
  • ต้องมีแหล่งเย็น (ตอนกลางคืน) เพื่อผลิตวัฏจักรการดูดซับ "เย็น"
  • COP ส่วนใหญ่ (1 / 10 ประมาณ) ต่ำกว่าเครื่องทำความเย็นคอมเพรสเซอร์ (แต่เป็นเรื่องสำคัญมากเนื่องจากแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์เกือบจะไม่ จำกัด ?)

Avantages:

  • ไม่มีแหล่งพลังงานอื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ (หรือแหล่งความร้อนอื่น ๆ เช่นการสูญเสียความร้อน) เป็นสิ่งจำเป็น
  • ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้ (ยกเว้นชัตเตอร์) การบำรุงรักษาทำได้รับการอำนวยความสะดวกอย่างมาก
  • ความสามารถในการใช้น้ำยาทำความเย็นทำได้ง่ายเหมือนน้ำ!
  • COP เทียบเท่าเห็นเครื่องปรับอากาศไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่สูงขึ้นเล็กน้อย (แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่จัดหาวงจรทำความเย็นเชิงกล) ข้อเสียในน้อย (การสึกหรอและมลพิษของแบตเตอรี่การบำรุงรักษา ... )!

ด้านเศรษฐกิจ

เกี่ยวกับค่าใช้จ่ายในการผลิตตู้เย็นแสงอาทิตย์แบบดูดซับที่สร้างขึ้นตามที่อธิบายไว้ในบทความนี้เป็นเรื่องยากมากที่จะพูดถึงตัวเลข

ค่าใช้จ่ายของต้นแบบที่พัฒนาขึ้นในประเทศสวิสเซอร์แลนด์หรือในประเทศฝรั่งเศสไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับราคาต้นทุนของตู้เย็นที่สร้างขึ้นในประเทศบูร์กินาฟาโซเพียงไม่กี่สิบต่อปีโดยมีแรงงานที่มีคุณภาพของประเทศ (เป้าหมาย เป้าหมายแรก) ราคานี้จะลดลงมากยิ่งขึ้นในกรณีของการผลิตเป็นจำนวนหลายพันชุดต่อปีในห่วงโซ่อัตโนมัติที่นี่หรือในแอฟริกา



การศึกษาตลาดใน 2002 ในบูร์กินาฟาโซโดย CEAS-BF แสดงให้เห็นว่าสามารถจำหน่ายตู้เย็นแสงอาทิตย์แบบดูดซับได้มากกว่าหนึ่งร้อยลิตรต่อปีและเป็นเวลาสามปีกับองค์กรพัฒนาเอกชน, โรงพยาบาล, ของโรงแรมและสหกรณ์ในบูร์กินาฟาโซหากราคาขายไม่เกิน 300'750 F CFA (ประมาณ 000'1 €)

ความท้าทายจึงเป็นสองเท่า: ตอบสนองต่อความต้องการของตลาดหลังจากเริ่มการผลิตที่ก้าวล้ำและสามารถผลิตได้โดยไม่ต้องเกินราคาที่กล่าวข้างต้น ภาวะตลาดในปัจจุบันและราคาของแรงงานBurkinabéทำให้เราคิดว่า CEASBF สามารถรับมือกับความท้าทายนี้ได้

ข้อสรุป

การทดลองที่ดำเนินการในด้านการทำความเย็นระบบทำความเย็นแบบสุญญากาศภายใน LESBAT ทำให้สามารถเข้าใจปัญหาทั้งหมดที่เกิดขึ้นกับเทคนิคนี้ได้

เพื่อที่จะแพร่กระจายโดยปราศจากความทุกข์ทรมานที่อาจทำให้เสื่อมเสียมันจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องสนับสนุนการถ่ายทอดความรู้ไปยังประเทศกำลังพัฒนาโดยการสร้างหรือเสริมสร้างทักษะที่มีประสิทธิภาพในจุดที่เรากำลังมุ่งมั่นในการบรรลุเป้าหมาย เป็นส่วนหนึ่งของความร่วมมือกับ CEAS-BF

วิวัฒนาการที่สร้างสรรค์ของระบบตู้เย็นแสงอาทิตย์ของเรามุ่งเน้นไปที่การทำให้ง่ายขึ้นในขณะที่รักษาสมรรถนะ เป้าหมายนี้ทำได้สำเร็จ ส่วนที่เหลือของโครงการมีเป้าหมายที่จะพัฒนาห้องเย็นขนาดเล็ก จะเป็นคำถามในการกำหนดขนาดที่เหมาะสมของห้องโดยคำนึงถึงขีด จำกัด ของเทคโนโลยีที่กำหนดโดยระบบของเรา

การดูดซับแสงอาทิตย์ทำความเย็นเป็นส่วนหนึ่งของช่วงของการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลของเรามากเกินไป

นอกจากนี้คาดว่าจะปรับปรุงคุณภาพชีวิตของคนจำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศ Sahel โดยให้พวกเขาเข้าถึงการอนุรักษ์ยาวัคซีนและอาหาร

อ่านเพิ่มเติม:
- เว็บไซต์ LESBAT
- ดาวน์โหลดบทความ LESBAT ในรูปแบบ. pdf
- หลักการทั่วไปและการดำเนินงาน
- การเพิ่มประสิทธิภาพของตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์
- แผงแสดงผลพลังงานแสงอาทิตย์: การทำงาน
- แผงแสดงผลพลังงานแสงอาทิตย์: ความร่วมมือในแอฟริกา


ความคิดเห็นที่ Facebook

3 แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับ "เครื่องทำความเย็นแบบดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์หรือเครื่องปรับอากาศแบบดูดซับ"

  1. สวัสดีฉันเป็นนักประดิษฐ์นักวิจัย sytems สิ่งแวดล้อมส่วนที่เกี่ยวกับเครื่องทำความเย็นผมพบว่าหัวข้อที่น่าสนใจเพราะตัวผมเองมองหาพนักงานที่จะเปิดเผยและทำให้ต้นแบบสำหรับความคิดของฉันฉันจะนำคุณต่อเมื่อคุณ ขอลาก่อน

    1. สวัสดี,
      ฉันเป็นนักศึกษาระดับปริญญาโทที่ฉันสนใจเครื่องปรับอากาศแสงอาทิตย์โดยการดูดซับองค์ประกอบทางกายภาพระเหย
      Merci

แสดงความคิดเห็น

ที่อยู่อีเมล์ของคุณจะไม่ถูกเผยแพร่ ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *