envelope redakcja@polskiinstalator.com.pl home ul. Wąski Jar 9
02-786 Warszawa

Advertisement











 

 

32
9. System solarny oparty na wyparnym wymienniku krzyżowym, schemat układu [5]

 

Autorzy: Demis Pandelidis, Krzysztof Rajski

W artykule przedstawiono nowoczesne rozwiązania układów klimatyzacyjnych, w których procesy uzdatniania powietrza realizowane są z wykorzystaniem energii promieniowania słonecznego. Ochładzanie powietrza odbywa się w pośrednich wymiennikach wyparnych, w których czynnikiem chłodniczym jest woda.

 

Niniejszy tekst poświęcono urządzeniom zasilanym energią elektryczną z ogniw fotowoltaicznych oraz możliwości ich wykorzystania w budownictwie jednorodzinnym lub w lokalach użytkowych. Zaprezentowano zmodyfikowany system SDEC wykorzystujący promieniowanie słoneczne przetworzone za pomocą kolektorów słonecznych. Przywołane rozwiązania solarnych układów klimatyzacyjnych są energooszczędne oraz przyjazne środowisku, co w dobie wzrastających cen energii ze źródeł konwencjonalnych oraz polityki ochrony środowiska, może być ciekawą alternatywą dla konwencjonalnych urządzeń klimatyzacyjnych.


Wykorzystanie ogniw fotowoltaicznych

30a
6. Schemat przepływu
powietrza w kompaktowej
jednostce wyparnej [2]

Jednym z dostępnych na rynku urządzeń wykorzystujących bezpośrednią przemianę promieniowania słonecznego w elektryczność za pośrednictwem ogniw fotowoltaicznych są klimatyzatory firmy Coolerado™. Ochładzanie powietrza odbywa się w pośrednim wymienniku wyparnym, gdzie realizowany jest obieg Maisotsenki (M-obieg – nazwany od nazwiska ukraińskiego uczonego Valerija Maisotsenki). Termodynamicznie cykl ten opiera się na wstępnym obniżeniu temperatury przepływu pomocniczego przed doprowadzeniem do mokrego kanału, gdzie realizowane jest ochładzanie wyparne. W założeniach teoretycznych pozwala to na uzyskanie bardzo niskiej temperatury powietrza procesowego, a zatem na uzyskanie maksymalnej mocy chłodniczej.

 

W typoszeregu urządzeń dostępne są jednostki o wydajności 1530, 2460 oraz 2700 m3/h. Jednostka Coolerado C60 przy wydajności2460 m3/h charakteryzuje się zapotrzebowaniem na moc elektryczną na poziomie 600 W (dla porównania stanowi to około 1/3 mocy typowej suszarki do włosów). Budowa urządzenia jest zwarta i prosta, zawiera tylko dwa ruchome elementy – wentylator oraz zawór elektromagnetyczny w układzie zasilania w wodę wodociągową. Maksymalne zużycie wody wynosi około 14 l/h dla powietrza zewnętrznego o wysokiej temperaturze oraz niskiej zawartości wilgoci. Dzienne zużycie wody można określić jako jeden dodatkowy prysznic w gospodarstwie domowym. Wykorzystanie wymiennika wyparnego pozwala zrezygnować z chemicznych czynników chłodniczych oraz z elektrycznie napędzanych sprężarek w typowych układach chłodniczych.

 

Do pokrycia mocy elektrycznej rzędu 600 W wystarczą cztery panele fotowoltaiczne [2]. Optymalna temperatura paneli dla maksymalnej sprawności konwersji fotowoltaicznej wynosi 20°C. Podczas pracy w pełnym słońcu panele mogą osiągać temperaturę równą 70°C, co skutkuje spadkiem sprawności o 30%. Na rys. 5 przedstawiono sposób wykorzystania nawilżonego powietrza pomocniczego, które w typowym rozwiązaniu jest usuwane bezpośrednio na zewnątrz, do schłodzenia paneli fotowoltaicznych. Pozwala to utrzymywać niższą temperaturę paneli, co zwiększa sprawność ich pracy o 15%.Przepływ powietrza przez jednostkę jest wymuszany wentylatorem o zmiennej prędkości obrotowej. Prędkość obrotowa sterowana jest termostatem. Alternatywnym rozwiązaniem może być sterowanie w zależności od panujących warunków pogodowych, na podstawie ilości energii uzyskiwanej z paneli PV.

 

30b

30c30d

7. Instalacje klimatyzacyjne oparte na pośrednich jednostkach wyparnych: a) wykorzystanie ogniwa fotowoltaicznego w budynku o płaskim dachu; b) budynek zeroenergetyczny Boulder, Colorado; c) zespół czterech jednostek Driebergen, Holandia [2]

 

 

Pracę kompaktowej jednostki wyparnej zasilanej z ogniw PV przedstawiono na rys. 6. Ogniwo fotowoltaiczne zamontowane jest na skośnym dachu po stronie południowej. Klimatyzator zlokalizowano na poddaszu, poniżej paneli. Świeże powietrze (kolor różowy) jest czerpane z zewnątrz i przetłaczane za pomocą wentylatora do wymiennika ciepła i masy, gdzie realizowane jest pośrednie chłodzenie wyparne. Schłodzony strumień główny doprowadzany jest do klimatyzowanych pomieszczeń siecią kanałów (kolor niebieski). Kanał wylotowy nawilżonego i schłodzonego przepływu pomocniczego (kolor błękitny) doprowadza powietrze do kanałów pod ogniwem fotowoltaicznym, dzięki czemu panele są ochładzane. Następnie, po odebraniu ciepła z ogniwa, strumień jest usuwany na zewnątrz (kolor czerwony).

 

Czytaj więcej w PI 3/2013. Kup go


 

pi