Solkold eller klimaanlæg-adsorptionskøling


Del denne artikel med dine venner:

Adsorption solkøling LESBAT: Catherine Hildbrand, Olivier Cherbuin, Julien Mayor. Projektleder: Philippe Dind

Formålet med denne artikel er at introducere dig til princippet om sol adsorption køling, der simpelthen giver mulighed for at blive kold med solstråling.

CV

Laboratoriet for Solenergi og Bygningsfysik1 (LESBAT) fra Universitetet for Anvendt Videnskab i Canton of Vaud (HEIG-VD) i Schweiz har været aktiv inden for vedvarende energi i mere end to årtier.

Udviklingen af ​​solceller adsorptionskøler er en af ​​hovedakserne for anvendt forskning i de seneste år.

Disse systemer blev oprindeligt planlagt til produktion af kulde i ikke-elektrificerede områder i Sahel-zonen, hvor køleanvendelse blev søgt til bevarelse af medicinske og fødevareprodukter.

Baseret på arbejde udført af forskellige forskerhold i 80 år har vi gjort 1999 en demonstration prototype, og forskellige laboratorie prototyper for at opnå en sol sorption køler hvis konstruktion er mulig i små serier i landet udvikling.

Vi fulgte vores udvikling ved en teknologioverførsel med Ecological Center Ouagadougou.

I denne artikel præsenterer vi driftsprincippet for solceller adsorptionskøler, eksempler på konstruktive udviklinger samt teknologioverførsel til Burkina Faso.

Finansieringen til denne eksperimentelle udvikling blev primært ydet af GEBERT RÜF FUNDAMENTET (Basel - Schweiz).

Hvorfor solkøling?

Foreslå en alternativ og ren løsning for udviklingslandene at opbevare medicin og mad.

Solconditionering er et alternativ til følgende løsninger:

  • absorptionen (og ikke-adsorptions) køling, som også omdanner det varme til koldt, men som kræver højere temperaturer, herunder forbrænding,
  • konventionel køling med et termodynamisk kølemiddelkredsløb, hvis pumpe drives af en generator,
  • elektro-solkøling, der udgør et stort problem med opbevaring af den elektriske energi (batterier hvis levetid er meget reduceret ...)

Ingen af ​​disse 3-løsninger opfylder perfekt udviklingslandenes behov, fordi de forbruger kulbrinter (sjældne og dyre i Afrika) og afviser CO2 eller forurener indirekte af de anvendte teknologier (batterier, kølemidler ...).

Adsorption solconditionering ved hjælp af den direkte omdannelse af solvarmeenergi til kulde, frembyder ikke ulemper.

Hvordan virker solkøling ved adsorption?

Adsorption er det fænomen, der opstår, når der etableres en balance mellem en gas og et faststof.

Koncentrationen af ​​gasmolekyler er altid større nær overfladen af ​​det faste stof end i gasfasen. I et hvilket som helst faststof er overfladematomerne således udsat for umatchede tiltrækningskræfter vinkelret på overfladen. Ligevægten af ​​disse kræfter er delvist genoprettet ved adsorption af de gasformige molekyler.

Det tales ofte om som et par, når der henvises til adsorption. Parret er sammensat af et adsorbent (faststof) og et adsorbat (væske som virker som kølemiddel).

De organer, der anvendes som adsorbenter, er generelt organer med en meget stor ydre overflade. Vi kan nævne aktiverede aluminiumoxider, aktiverede carbonatomer, silica geler og zeolitter. Valget af adsorbent vil være baseret på den ønskede temperatur ved fordamperen og den tilgængelige temperatur ved den varme kilde (solfanger).

Den anden del af parret (adsorbatet) skal opfylde to væsentlige betingelser: at have en stor latent fordampningsvarme og være lavet af små molekyler, let adsorberbar. Væsker, der besidder disse egenskaber, indbefatter vand, ammoniak, methanol og carbondioxid. Ud over disse to forhold med "fysisk" karakter er det nødvendigt at tage hensyn til væskens natur såvel som dets farlighed (brandfare, toksicitet, ..).

Vores applikationer har successivt brugt det aktive kulstof-methanol, silicagel-vand og zeolit-vandpar. Brugen af ​​disse par pålægger et gennemsnitligt vakuumniveau (10-3 mbar) for at minimere tilstedeværelsen af ​​inkondensable gasser, som kan hindre passagen af ​​adsorbatdampene. Cyklen kører intermitterende, fordi kolden kun produceres om natten.

Køleskabe som designet i vores udvikling har fire hovedelementer:

  • Adsorber-sensoren: del indeholdende adsorbenten, som opvarmes af solstråling, med effekten af
    desorption af adsorbatet.
  • Kondensatoren: Dette element tjener til at kondensere adsorbatdampene desorberet i sensor-adsorberen.
  • Kølekammeret: Dette element er den nyttige del af køleskabet, der består af det isolerede kammer og fordamperen omfatter adsorbatet i flydende og fast form.
  • Den autonome ventil: Krop giver mulighed for at adskille højtryksdelen af ​​lavtryksdelen. Dette organ udviklet ved LESBAT er automatisk og har ingen elektronik (registreret model).

Operationscyklus

Solkøleskabet fungerer i overensstemmelse med en adsorptions termisk cyklus. Cyklusen
kan opdeles i fire forskellige faser som forklaret nedenfor. Vi giver også i denne tabel den cyklus, der er repræsenteret i Clausius-Clapeyron-diagrammet (Ln (P) (tryk) som en funktion af (-1 / T) (temperatur)).


Fordele / ulemper ved adsorptionskonditionering

ulemper:

  • Tid på (i det mindste) 12h mellem produktion af varmt og kuldeproduktion (dette kunne være ret let opløst ved hjælp af bufferakkumulatorer)
  • Nécessité d’avoir une source froide (la nuit) pour produire le cycle « froid » d’adsorption
  • COP stort set (1 / 10 ca.) lavere end kompressorkølemaskiner (men er det virkelig vigtigt, da solkilden er næsten ubegrænset?)

Fordele:

  • Ingen anden energikilde end solen (eller anden varmekilde, som f.eks. Varmetab) er nødvendig.
  • Ingen bevægelige dele (undtagen lukkeren), vedligeholdelsen er meget lettere.
  • Mulighed for at bruge kølemidler så simpelt som vand!
  • COP-ækvivalent se lidt højere elektro-sol klimaanlæg (solcellepaneler, der leverer et mekanisk kølemiddelkredsløb), ulemperne ved mindre (slitage og forurening af batterier, vedligeholdelse ...)!

Økonomiske aspekter

Hvad angår omkostningerne ved fremstilling af et adsorption solkøleskab bygget som beskrevet i denne artikel, er det meget svært at artikulere tal.

Omkostningerne ved en prototype udviklet i Schweiz eller i Frankrig har intet at gøre med kostprisen på et køleskab bygget til et par titus kopier i året i Burkina Faso med kvalificeret arbejdskraft i landet (mål oprindeligt målrettet). Denne pris vil falde endnu mere i tilfælde af masseproduktion til tusindvis af kopier om året i en automatiseret kæde her eller i Afrika.



En markedsundersøgelse foretaget i 2002 i Burkina Faso af CEAS-BF har vist, at mere end et hundrede adsorption solkøler 300 liter kunne sælges om året, og dette i tre år med ngo'er, hospitaler, af hoteller og kooperativer i Burkina Faso forudsat at salgsprisen ikke overstiger 750'000 F CFA (ca. 1'250 €).

Udfordringen er derfor todelt: at reagere på efterspørgslen efter en produktionsstart i et kunstigt tempo og at kunne producere uden at overskride ovennævnte salgspris. De nuværende markedsforhold og prisen på Burkinabes arbejdsstyrke får os til at tro, at CEASBF er i stand til at tage denne udfordring op.

Konklusion

De eksperimenter, der blev udført inden for soladsorptionskøling inden for LESBAT, gjorde det muligt at forstå alle de vanskeligheder, der er forbundet med denne teknik.

For at den kan spredes uden lidelser, der kan diskreditere det, er det vigtigt at støtte overførslen af ​​viden til udviklingslandene ved at skabe eller styrke effektive færdigheder på stedet, som vi har forsøgt at nå. som led i vores samarbejde med CEAS-BF.

De konstruktive udviklinger af vores solkølesystemer har til formål at skabe en konstruktiv forenkling og samtidig bevare forestillingen. Dette mål er nået. Resten af ​​projektet har til formål at udvikle små kolde rum. Det vil være et spørgsmål om at definere rummets optimale størrelse under hensyntagen til de teknologiske grænser, der er fastsat af vores system.

Adsorption solkøling er en del af løsningen på de miljøproblemer, der genereres af vores overdrevne forbrug af fossile brændstoffer.

Derudover forventes det at forbedre livskvaliteten for et stort antal mennesker, især i Sahel-landene, ved at give dem adgang til bevarelse af lægemidler, vacciner og fødevarer.

Lær mere:
- LESBAT hjemmeside
- Download LESBAT artikel i .pdf format
- Generel og driftsprincip
- Solfangeroptimeringer
- Solar klimaanlæg display: drift
- Solar klimaanlæg displaypanel: afrikansk samarbejde


kommentarer Facebook

3 kommentarer til "Solar cold or air conditioning-adsorption refrigeration"

  1. Hej Jeg er forsker opfinder, for sytems miljø, artiklen om køling, jeg finder emnerne interessante, fordi jeg selv søger samarbejdspartnere for at afsløre og lave en prototype til min idé, jeg kunne bringe dig et supplement, når du engang svar mig farvel

Skriv en kommentar

Din e-mail-adresse vil ikke blive offentliggjort. Påkrævede felter er markeret med *