holodilshik (holodilshik) wrote in engineering_ru,
holodilshik
holodilshik
engineering_ru

Система охлаждения на солнечной энергии

Оригинал взят у holodilshik в Система охлаждения на солнечной энергии

В продолжении темы про возможное использование солнечной энергии в различных сферах нашей жизни. Эта заметка рассказывает про системы охлаждения, работающие от солнечной энергии.
Еще в 2001 году в США была запатентована, а потом проверена на практике система охлаждения на солнечных элементах, которая исключает зависимость на электрической сети, не требует дорогостоящих аккумуляторных батарей, и сохраняет энергию для эффективного использования, когда отсутствует солнечный свет.

Инновационная холодильная система использует парокомпрессионную холодильную машину постоянного тока с частотным преобразователем, соединенную с солнечной фотоэлектрической (PV) панелью с помощью новой электронной систем управления.

Это экологичная система идеально подходит для использования в коммерческих или бытовых холодильниках, морозильниках, медицинских холодильниках для хранения вакцин, или производства льда.

Фото экспериментального образца.


Экологичность: Использование энергии солнца, уменьшает зависимость от ископаемых видов топлива;
Время работы: Установки работают постоянно в течении уже многих лет, что доказано тестами прототипов в различных местах по всему миру
Масштабируемость: Возможен широчайший диапазон размеров, от портативных холодильников до систем кондиционирования зданий и сооружений.

Применение:
- Холодильники;
- Морозильные камеры;
 - Льдогенераторы;
 - Кулеры и водоохладители;
 - Системы кондиционирования зданий.


Принцип работы системы:

Холодильная система на солнечной энергии была разработана в
Космический центр имени Линдона Джонсона (Johnson Space Center NASA) в США.  Это центр НАСА по разработке пилотируемых космических кораблей, обучению астронавтов и подготовке пилотируемых космических полётов, центр управления и контроля за космическими полётами. Сейчас он занимает ведущую позицию в работе по техническому обеспечению МКС.

На практике холодильная система работает за счет сохранения холода и новаторских технологий управления процессом. Система охлаждения включает в себя фотоэлектрические панели, компрессор с частотным преобразователем, теплоизолированный корпус, тепловой ресивер (аккумулятор холода) и электронную систему управления.

Фотоэлектрических (PV) панели преобразуют солнечный свет в постоянный электрический ток .Далее начинается обычный холодильный цикл, сходный с циклом льдоаккумулятора. При подаче тока приводится в действие компрессор, который осуществляет циркуляцию хладагента через систему. В результате фазового перехода жидкость - газ производится отбор тепла при кипении хладагента от специального вещества-аккумулятора холода (теплового ресивера). Тепловой ресивер (аккумулятор холода) находится внутри изолированного корпуса и включает в себя вещество, которое осуществляет фазовый переход. Это вещество замораживают до твердого состояния - "льда", и используют, как аккумулятор холода, для поддержания температуры внутри изолированного корпуса в отсутствии солнечного света.
Преобразование солнечной энергии в хранимый холод оптимизировано через управление работой компрессора, и направлено на максимальную эффективность использования компрессором доступной энергии.


Схема установки: Видно, что сам холодильный цикл абсолютно классический: газ нагнетается компрессором в холодильный конденсатор, где он превращается в жидкость, далее жидкость дросселируется через капиллярную трубку в испаритель, где кипит отнимая тепло от специального вещества, которое аккумулирует холод, переходя из жидкого состояния в твердое, далее газ возвращается обратно в компрессор и цикл повторяется снова. Охлаждение самого внутреннего объем холодильника осуществляется уже аккумулированным холодом.

схема

Другие меры оптимизации питания включают в себя:
- Компрессор работает с электрическим конденсатором, который сглаживает напряжение и обеспечивает рабочий момент для пуска мотора компрессора;
- Контроллер отслеживает изменение напряжения питания, чтобы определить, компрессор работает ниже или выше доступной на данный момент максимальной мощности и, соответственно, регулирует работу компрессора.
Управление работой компрессора через частотный преобразователь осуществляется для максимального использования всей полученной энергии и наибольшего превращения ее в холод.

- Замена капиллярной трубки в системе на терморасширительный вентиль, может в определенных условиях эксплуатации повысить эффективность системы
- Также может быть добавлена резервного питания от альтернативного источника энергии, например, электрической сети.


Правильный расчет всей системы позволяет ей непрерывно функционировать в течении всего года.

Отличием этого холодильника от других существующих солнечных холодильников состоит  в использование аккумулятора холода в охлаждаемом объеме. В то время, как другие системы подобные системы, используют электрические аккумуляторные батареи для поддержания постоянной работы компрессора.
Т.е. "фишка" этой системы  в накопление холода посредством "аккумулятора холода", а не электроэнергии, посредством электрических батарей. Согласитесь довольно интересное решение.

Аккумуляторные батареи достаточно дороги, а их использование и утилизация негативно воздействуют на окружающую среду, поэтому такие системы менее экологичны, чем представленная выше.


При написании данной заметки использовались материалы с сайтов:
http://www.nasa.gov/centers/johnson/techtransfer/technology/MSC-22970-1_Solar-Refrigerator-TOP.html#.VJPEVMmpWqY
http://www.google.com/patents/US6453693

http://patft1.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=6,253,563.PN.&OS=PN/6,253,563&RS=PN/6,253,563
Tags: холод
Subscribe
promo engineering_ru сентябрь 25, 2014 18:53 110
Buy for 200 tokens
Есть в теплоэнергетике и теплоснабжении такая вещь - ПЛАСТИНЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК. Используется в котельных, тепловых пунктах для передачи тепла. Проще выражаясь для отопления и горячего водоснабжения. Если еще проще, то вода в Вашей системе отопления - вода из ПЛАСТИНЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННИКА, вода в…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 37 comments