Il raffreddamento solare o l'aria condizionata-refrigerazione per adsorbimento


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adsorbimento refrigerazione solare LESBAT: Catherine Hildbrand, Olivier Cherbuin Julien Mayor. Project leader: Philippe Dind

Lo scopo di questo articolo è quello di introdurre il principio di adsorbimento raffreddamento solare che permette semplicemente per il freddo con radiazione solare.

Riassunto



Il Laboratorio di energia solare e fisica Bâtiment1 (LESBAT) della Scuola Superiore di Ingegneria e Gestione di Vaud (HEIG-VD) in Svizzera è attiva nel settore delle energie rinnovabili per più di due decenni.

Lo sviluppo di frigorifero adsorbimento solare è uno degli assi principali di ricerca applicate negli ultimi anni.

Questi sistemi sono stati originariamente progettati per la produzione di freddo in zone non elettrificate dei paesi del Sahel, dove è richiesta la refrigerazione per la conservazione di prodotti medicali e alimentari.

Sulla base di lavoro da vari gruppi di ricerca in 80 anni abbiamo fatto 1999 un prototipo dimostrativo, e vari prototipi di laboratorio per ottenere un dispositivo di raffreddamento di assorbimento solare la cui costruzione è fattibile in piccole serie nel paese in via di sviluppo.



Abbiamo accompagnato il nostro sviluppo per il trasferimento di tecnologia con il Ouagadougou Centro Ecologico.

In questo articolo, vi presentiamo il principio di funzionamento dei frigoriferi solare adsorbimento, esempi di sviluppi costruttivi e di trasferimento tecnologico per il Burkina Faso.

Il finanziamento per questo sviluppo sperimentale è stato principalmente fornito dalla Fondazione Gebert Ruf (Basilea - Svizzera).

Perché raffreddamento solare?



Una soluzione alternativa e pulita per i paesi in via di sviluppo per conservare i medicinali e gli alimenti.

raffreddamento solare è un'alternativa al seguente:

  • frigorifero ad assorbimento (non adsorbimento), che trasforma anche nel caldo freddo, ma richiede temperature più alte la cui combustione,
  • il vettore da un circuito frigorifero refrigerante termodinamico tra cui la pompa è alimentata da un generatore,
  • solare-elettrica di refrigerazione che pone seri problemi di energia elettrica di stoccaggio (batterie la cui vita è molto basso ...)

Nessuna di queste soluzioni 3 risponde perfettamente alle esigenze dei paesi in via di sviluppo perché consumano idrocarburi (rari e costosi in Africa) e rifiutano il CO2 o indirettamente inquina quota la tecnologia utilizzata (batterie, refrigeranti ...).

solar cooling per adsorbimento con la conversione diretta dell'energia solare termica a freddo, non hanno tali svantaggi.

Come funziona la refrigerazione adsorbimento solare?

L'adsorbimento è il fenomeno che si verifica quando un equilibrio tra un gas e un solido.

La concentrazione delle molecole del gas è sempre maggiore vicino alla superficie del solido nella fase gassosa. Pertanto, in qualsiasi solido, gli atomi di superficie sono soggette a forze di attrazione non compensati, perpendicolari alla superficie. L'equilibrio di queste forze è parzialmente recuperato per l'adsorbimento di molecole di gas.

Viene spesso parlato di coppia quando ci si riferisce alla adsorbimento. La coppia consiste di un adsorbente (solido) e un adsorbato (rendendo ufficio refrigerante liquido).

Il corpo usato come adsorbenti sono generalmente corpo che hanno una grande superficie esterna. Possiamo citare allumine attivate, carboni attivi, gel di silice e zeoliti. La scelta dell'adsorbente dipenderà dalla temperatura desiderata all'evaporatore e la temperatura disponibile alla fonte calda (collettore).

L'altra parte della coppia (adsorbato) devono soddisfare due condizioni essenziali: possedere un grande calore latente di evaporazione e costituiti da piccole molecole, facilmente assorbibili. Fluidi propertied queste caratteristiche comprendono acqua, ammoniaca, metanolo e anidride carbonica. Oltre a queste due condizioni caratteri "fisico", è necessario considerare la natura del fluido e la sua pericolosità (infiammabilità, tossicità, ..).

Le nostre applicazioni sono successivamente utilizzate le coppie di carbone-metanolo attivo, gel di silice-acqua e acqua-zeolite. L'uso di queste coppie richiede un livello medio di vuoto (10-3 mbar) per ridurre al minimo la presenza di gas non condensabile che potrebbero ostacolare il passaggio dei vapori di adsorbate. Il ciclo funziona a intermittenza, perché il freddo viene prodotta solo durante la notte.

Frigoriferi come progettato nei nostri sviluppi includono quattro elementi principali:

  • Il sensore adsorbitore: parte contenente l'adsorbente viene riscaldato dalla radiazione solare, con il risultato
    desorbimento del adsorbato.
  • Il condensatore: Questo elemento viene utilizzato per condensare i vapori desorbito adsorbato nel sensore adsorbitore.
  • La camera di refrigerazione: questo elemento è la parte utile del frigorifero, composto dal contenitore isolante ed evaporatore compreso adsorbato in forma liquida e solida.
  • Valvola di autonoma: Corpo per separare la parte ad alta pressione della bassa pressione. Questo LESBAT corpo sviluppato è automatico e non ha alcun elettronico (brevettato).

ciclo di funzionamento

Il frigorifero solare opera su un ciclo termico di adsorbimento. ciclo
può essere diviso in quattro fasi distinte come spiegato di seguito. Forniamo anche in questa tabella ciclo mostrato nel grafico Clausius-Clapeyron (Ln (P) (pressione) versus (-1 / T) (temperatura)).


Vantaggi / svantaggi di aria condizionata adsorbimento

svantaggi:

  • Volte (almeno) di produzione 12h tra produzione caldo e freddo (questo potrebbe essere abbastanza facilmente risolvibili da batterie tampone)
  • È necessario disporre di una fonte fredda (di notte) per produrre il ciclo di assorbimento "a freddo"
  • COP ampiamente (1 / 10 circa) sotto le macchine compressore frigorifero (ma è davvero importante in quanto la fonte solare è quasiement illimitato?)

Vantaggi:

  • Non è necessaria alcuna sorgente di energia diversa sole (o altra fonte di calore, come perdita di calore).
  • Non ci sono parti in movimento (eccetto il pulsante di scatto), la manutenzione è molto più facile.
  • Possibilità di utilizzare refrigeranti semplice come l'acqua!
  • COP equivalente vedi leggermente superiore al raffreddamento elettro-solare (pannelli solari alimentano un circuito frigorifero meccanico), gli svantaggi meno (indossare e inquinamento batterie, manutenzione ...)!

economia

Per quanto riguarda il costo di fabbricazione di un dispositivo di raffreddamento di assorbimento solare costruito secondo la descrizione fornita in questo articolo, è molto difficile da articolare figure.

Il costo di un prototipo sviluppato in Svizzera o in Francia non ha nulla a che fare con il costo di un frigorifero costruito a poche decine di esemplari all'anno in Burkina Faso con manodopera qualificata nel paese (obiettivo cui inizialmente). Questo prezzo scenderebbe ancora di più nel caso di produzione in serie di migliaia di copie all'anno in una linea automatizzata qui o in Africa.

Un 2002 studio di mercato in Burkina Faso dal CEAS-BF ha mostrato che più di un centinaio di frigoriferi solari adsorbimento di litri 300 potrebbe essere passato quest'anno e per tre anni con le ONG, gli ospedali, alberghi e cooperative agricole del Burkina Faso, a condizione che il prezzo di vendita non superi 750'000 FCFA (circa € 1'250).

La sfida è duplice: per soddisfare la domanda del mercato dopo l'inizio della produzione in un mestiere e il ritmo per produrre senza superare il prezzo di vendita di cui sopra. le condizioni di mercato attuali e il prezzo del lavoro burkinabé ci fanno pensare che il CEASBF è in grado di affrontare questa sfida.

Conclusione

Esperienze nel campo della refrigerazione adsorbimento solare all'interno della LESBAT aiutati a comprendere tutte le difficoltà insite in questa tecnica.

In modo che quest'ultimo può propagare senza subire guasti che possono screditare, è essenziale per sostenere la trasmissione di conoscenze ai paesi in via di sviluppo attraverso la creazione o il rafforzamento di competenze effettive in loco, come abbiamo cercato di fare come parte della nostra collaborazione con il CEAS-BF.

cambiamenti costruttivi nei nostri impianti frigoriferi solari mirate semplificazione costruttiva, pur mantenendo le prestazioni. Questo obiettivo è raggiunto. Il risultato del progetto è quello di sviluppare piccoli dispositivi di raffreddamento. Questo definirà la dimensione ottimale della camera tenendo conto dei limiti tecnologici del nostro sistema.

adsorbimento raffreddamento solare è parte della gamma di soluzioni ai problemi ambientali creati dal nostro eccessivo consumo di combustibili fossili.

Inoltre, si dovrebbe migliorare la qualità della vied'un molte persone, in particolare i paesi del Sahel, dando loro accesso alla conservazione di farmaci, vaccini e prodotti alimentari.

Altro:
- LESBAT sito
- Scarica l'articolo in formato .pdf LESBAT
- Principio generale e di funzionamento
- Ottimizzazione del collettore solare
- pannello di presentazione raffreddamento solare: Funzionamento
- presentazione del pannello solare dell'aria: collaborazione africano

commenti Facebook

4 commenta "solare raffreddamento o condizionamento-refrigerazione per adsorbimento"

  1. Ciao io sono un inventore di ricercatore, per sytems ambientali, sezione di refrigerazione su argomenti che trovo interessante perché io stesso alla ricerca di collaboratori per esporre e fare un prototipo per la mia idea ho potuto portare ulteriormente, una volta che si rispondimi addio

    1. Buongiorno,
      Sono uno studente di dottorato che la condivisione di un assorbimento di raffreddamento solare di un componente fisico volatile.
      grazie

  2. Ciao
    Sono in licenza energetica. ci hanno chiesto la diversa apllication della macchina frigorifera ha adsorbimento (conservazione degli alimenti deperibili e prodotti farmaceutici) .j`ai'm facendo rechrches ma purtroppo non riesco a trovare.
    Mi piacerebbe avere collegamenti in cui non posso consultare per avanzare finalmente sul mio progetto
    cordialement

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