Розділ «2.7. СИСТЕМИ СОНЯЧНОГО ХЛАДОПОСТАЧАННЯ»

Улаштування над поверхнею регенератора прозорого екрана хоча й здорожує його, але охороняє розчин від забруднення, виключає віднесення розчину й дозволяє нагріти його до більше високої температури (трохи погіршуючи умови регенерації). У цій установці покрівля будинку, зрошувана розчином, накрита одношаровим остеклениям, що утворює із покрівлею щілинний канал для проходу повітря. На вході в канал повітря очищається у фільтрах і, рухаючись проти руху плівки, воложиться поглинаючи воду, що випаровується з розчину.

Після регенерації розчин, що має температуру біля 338 К прохолоджується в теплообміннику водопровідною водою використовуваної потім для гарячого водопостачання. Попередньо ця вод; нагрівається в спеціально виділеній секції охолоджувача абсорбера. ^ цьому випадку скорочується витрата охолодної води й відповідно втрат" теплоти в навколишнє середовище. Покрівля має досить значний ухил, таї що рух повітря здійснюється за рахунок різниці питомих ваг що нагріває і зовнішнього повітря.

У відкритому регенераторі в абсорбент попадає й деяка кількість повітря, що негативно позначається на процесі абсорбції й викликає посилення корозії апаратів, тому холодний міцний розчин після теплообмінника надходить у деаератор, з якого гази, що не сконденсувалися, постійно віддаляються невеликим насосом. Деаератор з'єднується з абсорбером. Після деаерації міцний розчин змішується зі слабким і направляється на зрошення теплообмінних труб абсорбера.

Покриття регенератора виконується з гідрофільних матеріалів, що забезпечує утворення тонкої суцільної плівки стікаючого абсорбенту. Навіть на матеріалах, що змочуються добре, мінімальна площа зрошення становить 80... 100 кг/п. м, що викликає необхідність рециркуляції розчину в регенераторі, яка здійснюється спеціальним насосом.

Під час дощу установка не працює, розчин надходить в абсорбер. Перші порції дощової води, що містять багато хлористого літію, збираються в баку ємністю 4 м інша вода направляється в каналізацію.

Використовується акумулятор тепла або холоду великої ємності, розрахованої приблизно на 2 год.

Інший клас абсорбційних кондиціонерів використовує комбінацію теплообмінників, випарних холодильників і осушувачів. Ці системи беруть повітря або зовні, або із приміщення, осушують і потім прохолоджують при випарюванні. Теплообмінники використовуються як пристрої для збереження енергії.

Основна ідея осушно-охолодних циклів може бути проілюстрована на прикладі "системи контролю навколишнього середовища" (рис. 2.13 а). Найбільш зручним способом візуалізації процесів, що відбуваються в системі, є зображення в психрометричній діаграмі зміни стану повітря, що пройшло через систему.

Рис. 2.13. Сонячна система обробки повітря розчином: а - схема сонячної системи; б - сонячна система в психрометричній діаграмі для ідеальних умов; / - вентилятор; // - роторний теплообмінник; /// - роторний теплообмінник; IV- роторний теплообмінник; V- зволожувач

Система в описуваному випадку використає 100 % зовнішнього повітря. Модифікація цієї системи, так званий рециркуляційний варіант, пропускає на рециркуляцію через систему кондиційне повітря, що виходить із приміщення.

В психрометричній діаграмі обробки повітря (рис. 2.13 6) зовнішнє повітря, що має параметри точки /, проходить через роторний теплообмінник, після чого має більше високу температуру й більше низьку вологість — точка 2. Охолодження повітря, що пройшло роторний теплообмінник, здійснюється відповідно до точки 3. Потім воно входить у випарний теплообмінник (холодильник) і прохолоджується до стану 4. Повітря входить у будинок, теплове навантаження якого визначається різницею станів точки 4 і точки 5. Повітря, що залишає будинок у стані і, входить у випарний холодильник і прохолоджується до стану 6. При ідеальних умовах температура в стані б буде такою же, як і в стані і. Повітря входить у роторний теплообмінник і нагрівається до стану 7, що при ідеальних умовах буде відповідати температурі стану 2.

Додатково в цьому випадку сонячна енергія використається для нагрівання повітря від стану 7 до стану точки 8. Повітря з параметрами точки 8 входить у роторний теплообмінник і прохолоджується до стану точки 9, при цьому вміст вологи збільшується.

Це діаграма ідеального процесу, у якому у випарних холодильниках процес іде по лінії насичення й ефективність тепло- і масообміну однакова. Процес тепло-масообміну в роторному теплообміннику досить складний. У вітчизняній практиці кондиціювання метод осушки повітря за допомогою солеводяних розчинів хлористого літію й хлористого кальцію включає такі процеси. Повітря обробляється в камері з насадкою концентрованими розчинами зазначених солей. У результаті поглинання водяних пар воно осушується, а розчин стає менш концентрованим слабким. Для повторного застосування слабкий розчин необхідно відновлювати до заданої концентрації шляхом випарювання - регенерації розчину. Для цих цілей використовуються кип'ятильники, після чого розчин повинен бути охолоджений.

Схема осушувально-зволожувальної установки представлена на рис. 2.14. Вона складається з камери з розчином / і водою 2 з вентилятором 8, теплообмінника З, градирні 4 з вентилятором 10, ємності для розчину 5 і води 6, сонячного регенератора 7, теплообмінника 8 з резервуаром для води 15, насосів для розчину 11 і для води 12.

Рис. 2.14. Схема сонячної осушувально-зволожувальної установки для кондиціювання повітря: 1,2- камери відповідно з розчином і водою; 3,8 — теплообмінники; 4 — градирня і 5, б - ємності для розчину й води; 7 - сонячний регенератор; 9,10 - вентилятори; //, 12 - насоси; 13, 14, 16,17- вентилятори; 15 - ємність для збору гарячої води; 18 - засклена частина регенератора

Установка працює в такий спосіб. Оброблюване припливне повітря, проходячи послідовно камери 1-2, надходить в охолоджуване приміщення. У камері / за рахунок передачі розчину від повітря явної й схованої теплоти температура його знижується й при адіабатичному зволоженні в камері 2 його температура знижується до 288...293 К при відносній вологості 85 — 90%. Змішуючись із внутрішнім повітрям, припливне повітря здобуває середню для приміщення температуру 297...298 К, при цьому його відносна вологість знижується до 50 — 60 %. За рахунок тепла, отриманого від повітря, температура розчину в камері / збільшується до 303...308 К, а його концентрація знижується й розчин надходить у ємність 5, звідки за допомогою насоса проганяється через теплообмінник 3 і знову в камеру /. Інша невелика частина тим же насосом подається в сонячний регенератор 7. До надходження в камеру / розчин у теплообміннику З прохолоджується водою, яка у свою чергу передає отримане від розчину тепло навколишньому простору за допомогою обробки її в градирні 4. Частина розчину після регенерації й нагрівання надходить у ємність 5 з розчином підвищеної концентрації.

Нагріта в резервуарі 15 вода може використатися для побутових потреб. Об'єднання пристроїв різного призначення у одній установці підвищує її енергетичну ефективність.

2.7.2. Сонячні механічні системи

Останнім часом велика увага приділяється розробці сонячних охолодних систем, у яких сполучаються сонячні енергетичні машини, що працюють по циклі Ренкина, з більш-менш розробленими системами кондиціювання. Основною проблемою об'єднання цих систем залишається виробництво механічної енергії за рахунок сонячної, необхідність пристосування встаткування, використовуваного для кондиціювання, до систем, що працюють на сонячній енергії, хоча б для часткового забезпечення навантаження.

Виробництво механічної енергії за допомогою сонця протягом довгого часу було предметом уваги геліотехніків, однак сонячні системи із циклом Ренкина на сьогодні вивчені в основному теоретично, хоча є й діючі енергетичні установки. На сучасному етапі важко створити таку сонячну систему кондиціювання на основі циклу Ренкина, щоб була економічно порівнянна зі звичайними електромеханічними кондиціонерами. Якщо ж цю систему використати в сполученні із сонячним опаленням, це дозволить поліпшити порівняльні економічні характеристики сонячних систем, що працюють по циклі Ренкина.