De zonne-koeling of airco-koeling door adsorptie

Solar koeling adsorptie LESBAT: Catherine Hildbrand, Olivier Cherbuin Julien Mayor. Projectleider: Philippe Dind

Het doel van dit artikel is om het principe van zonne-koeling adsorptie die eenvoudig mogelijk maakt voor de koude met zonnestraling te introduceren.

Managementsamenvatting

Het laboratorium voor zonne-energie en bouwfysica1 (LESBAT) van de Haute Ecole d'Ingénieurs et de Gestion du Canton de Vaud (HEIG-VD) in Zwitserland is al meer dan twee decennia actief op het gebied van duurzame energie.

De ontwikkeling van zonne adsorptie koelkast is een van de hoofdassen toegepast onderzoek in de afgelopen jaren.

Deze systemen werden oorspronkelijk ontworpen voor koude productie in de niet-geëlektrificeerde gebieden van de landen van de Sahel, waar koeling wordt gevraagd voor de opslag van medische en voedingsproducten.

Gebaseerd op werk van diverse onderzoeksteams in 80 jaar 1999 we een demonstratie prototype hebben gemaakt, en diverse laboratorium prototypes aan een zonne-sorptiekoeler waarvan de bouw haalbaar is in kleine series in het land te bereiken ontwikkelen.

We vergezelden onze ontwikkeling door overdracht van technologie met de Ouagadougou Ecologische Center.

In dit artikel presenteren we het werkingsprincipe van zonne-koelkasten adsorptie, voorbeelden van constructieve ontwikkelingen en technologieoverdracht naar Burkina Faso.

Financiering voor deze experimentele ontwikkeling werd voornamelijk verstrekt door GEBERT RÜF FOUNDATION (Basel - Zwitserland).

Waarom zonne-koeling?

Een alternatieve en schone oplossing voor ontwikkelingslanden om medicijnen en voedsel op te slaan.

Zonnekoeling is een alternatief voor het volgende:

Geen van deze 3 oplossingen voldoet perfect aan de behoeften van ontwikkelingslanden omdat ze koolwaterstoffen verbruiken (zeldzaam en duur in Afrika) en CO2 verwerpen of indirect de gebruikte technologieën (batterijen, koelmiddelen, enz.) Vervuilen.

Zonne-airconditioning door adsorptie met behulp van de directe omzetting van thermische zonne-energie in koude heeft dergelijke nadelen niet.

Hoe werkt de zonne-adsorptie koeling?

Adsorptie is het verschijnsel dat optreedt wanneer het vinden van een balans tussen een gas en een vaste stof.

De concentratie van gasmoleculen is altijd groter nabij het oppervlak van de vaste stof dan in de gasfase. Aldus zijn oppervlakte-atomen in elke vaste stof onderhevig aan niet-gecompenseerde aantrekkingskrachten, loodrecht op het oppervlak. De balans van deze krachten wordt gedeeltelijk hersteld door de adsorptie van gasvormige moleculen.

Vaak wordt gesproken koppel wanneer men verwijst naar de adsorptie. Het duo bestaat uit een adsorbens (vast) en een adsorbaat (het maken van vloeibare koelmiddel kantoor).

Het lichaam gebruikt als adsorbentia algemeen lichaam met een zeer groot uitwendig oppervlak hebben. We kunnen geactiveerd alumina, actieve kool, silica gels en zeolieten citeren. De keuze van het adsorptiemiddel zal afhangen van de gewenste temperatuur in de verdamper en temperatuur verkrijgbaar bij de warmtebron (collector).

Het andere deel van het koppel (het adsorbaat) moet aan twee essentiële voorwaarden voldoen: een hoge latente verdampingswarmte hebben en zijn opgebouwd uit kleine moleculen, gemakkelijk adsorbeerbaar. Vloeistoffen met deze eigenschappen zijn water, ammoniak, methanol en koolstofdioxide. Naast deze twee ″ fysieke ″ condities moet ook rekening worden gehouden met de aard van de vloeistof en de gevaarlijkheid ervan (ontvlambaarheid, toxiciteit, enz.).

Onze toepassingen zijn achtereenvolgens gebruik gemaakt van de actieve kool-methanol koppels, silicagel-water en water-zeoliet. Het gebruik van deze paren vereist een gemiddelde vacuümniveau (-10 3 mbar) te beperken tot een minimum de aanwezigheid van noncondensable gassen die de doorgang van de dampen adsorbaat kunnen belemmeren. De cyclus werkt intermitterend, omdat het alleen koud wordt geproduceerd tijdens de nacht.

Koelkasten zoals ontworpen in onze ontwikkelingen zijn vier belangrijke elementen:

  • De sensor-adsorber: deel dat het adsorbens bevat dat wordt verwarmd door zonnestraling, met het effect
    desorptie van het adsorbaat.
  • De condensor: dit element wordt gebruikt om de in de sensor-adsorber gedesorbeerde adsorbaatdampen te condenseren.
  • De koelkamer: dit element is het nuttige deel van de koelkast, bestaande uit de geïsoleerde kamer en de verdamper die het adsorbaat in vloeibare en vaste vorm omvat.
  • Autonome valve: orgaan van het hogedruk gedeelte van de lagedruk scheiden. Dit lichaam ontwikkelde LESBAT is automatisch en heeft geen elektronische (gepatenteerd).

Operating Cycle

De zonne-koelkast werkt op een adsorptie warmte-cyclus. cyclus
kan worden onderverdeeld in vier fasen, zoals hieronder uiteengezet. We bieden ook in deze tabel de in de Clausius-Clapeyron plot cyclus (Ln (P) (druk) versus (-1 / T) (temperatuur)).


Voordelen / Nadelen van airconditioning adsorptie

nadelen:

  • Times (minstens) 12h productie tussen warme en koude productie (dit kan vrij gemakkelijk oplosbaar door bufferbatterijen zijn)
  • Moet een koude bron hebben ('s nachts) om de "koude" adsorptiecyclus te produceren
  • COP op grote schaal (1 / 10 ongeveer) onder de compressor koelmachines (maar is het echt belangrijk, omdat de zonne-bron is quasiement onbeperkt?)

Avantages:

  • Geen andere energiebron dan de zon (of een andere warmtebron, zoals warmteverlies) is vereist.
  • Geen bewegende delen (met uitzondering van de sluiter), het onderhoud is veel gemakkelijker.
  • Mogelijkheid om koudemiddelen te gebruiken die zo eenvoudig zijn als water!
  • COP gelijk aan iets hoger dan elektro-zonne-airconditioning (fotovoltaïsche panelen die een mechanisch koelcircuit leveren), zonder de nadelen (slijtage en vervuiling van batterijen, onderhoud ...)!

economie

Met betrekking tot de productiekosten van een koelkast voor zonneadsorptie gebouwd volgens de beschrijving in dit artikel, is het erg moeilijk om cijfers te verwoorden.

De kosten van een prototype ontwikkeld in Zwitserland of in Frankrijk hebben niets te maken met de kostprijs van een koelkast die enkele tientallen exemplaren per jaar in Burkina Faso wordt gebouwd met de geschoolde arbeid van het land (doel eerst gericht). Deze prijs zou des te meer dalen in het geval van massaproductie tot duizenden exemplaren per jaar in een geautomatiseerde keten hier of in Afrika.

Een marktstudie uitgevoerd in 2002 in Burkina Faso door CEAS-BF toonde aan dat meer dan honderd zonnekoelkasten met adsorptie van 300 liter per jaar konden worden verkocht en dit gedurende drie jaar bij NGO's, ziekenhuizen, Burkinabe-hotels en landbouwcoöperaties, op voorwaarde dat de verkoopprijs niet hoger is dan 750 CFA-frank (ongeveer 000 €).

De uitdaging is tweeledig: aan de vraag van de markt na de productie start in een ambacht te ontmoeten en tempo te produceren zonder overschrijding van de hierboven genoemde verkoopprijs. De huidige marktomstandigheden en de prijs van de arbeid Burkinese ons denken dat de CEASBF in staat is om deze uitdaging aan.

Conclusie

De experimenten die werden uitgevoerd op het gebied van koeling door adsorptie van zonne-energie binnen LESBAT, maakten het mogelijk om alle moeilijkheden die inherent zijn aan deze techniek te begrijpen.

Om dit te kunnen verspreiden zonder mislukkingen te ondergaan die het in diskrediet zouden kunnen brengen, is het essentieel om de overdracht van kennis naar ontwikkelingslanden te ondersteunen door lokaal lokaal effectieve vaardigheden te creëren of te versterken, zoals we hebben geprobeerd om om te doen als onderdeel van onze samenwerking met CEAS-BF.

Constructieve veranderingen in ons zonnestelsel koelkast systemen gericht constructieve vereenvoudiging met behoud van prestaties. Dit doel wordt bereikt. Het resultaat van het project is om kleine koelers te ontwikkelen. Dit zal de optimale grootte van de ruimte, rekening houdend met de technologische beperkingen van ons systeem te definiëren.

Zonne-adsorptiekoeling maakt deel uit van het assortiment oplossingen voor milieuproblemen die worden veroorzaakt door ons teveel aan fossiele brandstoffen.

Bovendien moet de kwaliteit van de vied'un veel mensen, vooral de Sahel-landen te verbeteren, waardoor ze toegang hebben tot het behoud van de medicijnen, vaccins en voedsel.

Meer informatie gebruiksaanwijzing:
LESBAT Site
Download het LESBAT-artikel in PDF-indeling
Algemene en werkingsprincipe
Optimalisatie van de zonnecollector
presentatie zonnepaneel koeling: Bedrijfsresultaat
presentatie van de lucht zonnepaneel: Afrikaanse samenwerking

Lees ook: Download: wind Elena faired dubbele helix

4 commentaar op "solar koeling of airco-koeling door adsorptie"

  1. Hallo ik ben een onderzoeker uitvinder, voor milieu-sytemen, koeling sectie over onderwerpen die ik interessant vind, omdat ik mezelf op zoek naar medewerkers om bloot te leggen en maak een prototype voor mijn idee dat ik kon je verder te brengen, als je eenmaal antwoord mij vaarwel

  2. bonjour
    Ik ben in energielicentie. er is ons gevraagd naar de verschillende toepassingen van de adsorptiekoelmachine (conservering van bederfelijk voedsel en farmaceutische producten). Ik heb wat onderzoek gedaan maar helaas vind ik het niet.
    Ik zou graag links hebben waar ik niet naar kan kijken om eindelijk door te gaan met mijn project
    hartelijk

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd *