Основные публикации по солнечной энергии
Системы охлаждения с разомкнутым циклом
Рассмотренные в этом разделе системы солнечного отопления и охлаждения по принципу действия можно отнести скорее к описанным в гл. 13 абсорбционным системам охлаждения, чем к любой из представленных в этой главе систем. Ниже будут кратко описаны несколько предложенных конструктивных схем, две из которых экспериментально изучены. В этих системах абсорбционные холодильные установки работают эа счет солнечной энергии на основе разомкнутого цикла с использованием воды в качестве охладителя.
На фиг. 14.6.1 приведена схема системы, предложенной в работе [18]. Идея, заложенная в основу работы этой системы, состоит в осушении комнатного воздуха в осушителе, охлаждении осушенного воздуха в испарителе и регенерации осушителя за счет солнечной энергии. Для осушения в качестве рабочего тела используется гигроскопичный триэтиленгликоль. Гликоль распыляется в абсорбере, где он поглощает влагу из комнатного воздуха. Затем он перекачивается в десорбционную колонну, где распыляется в потоке воздуха, нагретого за счет солнечной энергии. При повышении температуры из гликоля удаляется вода, и он вновь возвращается в абсорбер. В схеме предусмотрена регенерация некоторого количества тепловой энергии в теплообменниках, благодаря чему удается поддерживать температуру максимальной в десорбционной колонне и минимальной в абсорбере. Для извлечения распыленного гликоля из потоков воздуха используются сепараторы. Зга система охлаждения, работающая
|
бьгірое воздуха в атмосферу Фиг. 14.6.1. Схема системы кондиционирования воздуха с разомкнутым циклом на триэтиленгликоле!18]. •воздух; концентрированный гликоль; разбавленный гликоль; • — вода;1 - испарительный охладитель; 2 — сепараторы, 3 — абсорбер; 4 — охлаждающий змеевик; 5 — резервуар с гликолем; 6 — теплообменник; 7 — конденсатор; 8 — десорбционная колонна; 9 — дополнительный газовый нагреватель. |
частично за счет солнечной энергии, была экспериментально исследована 25 лет назад, и с тех пор к ней не возвращались.
В статье [17] рассмотрен вналогичный метод кондиционирования воздуха для условий влажных районов тропиков и субтропиков. При использовании этого метода для осушения воздуха применяется сыпучий осушитель типа селикагеля [а не жидкий абсорбент, предложенный Лёфом). На стадии регенерации осушителя используется воздух, нагретый за счет солнечной энергии, а для аккумулирования энергии в период недостаточного прихода солнечной радиации применяется гравийный аккумулятор. Максимальная эффективность цикла достигается благодаря применению ротационных теплообменников. Кроме солнечной энергии, для работы системы необходима только энергия для обеспечения движения воздуха. На фиг. 14.6.2 схематически показан принцип действия предложенной установки, а на фиг. 14.6.3 — психрометрическая диаграмма такого цикла, где обозначения стадий цикла соответствуют принятым на схеме фиг. 14.6.2 обозначениям.
В настоящее время ни одна из рассмотренных выше систем с ра* зомкнутым циклом не нашла практического применения. Однако Баум
|
Фиг. 14.6.2. Схема системы кондиционирования воздуха с разомкнутым циклом, в которой используются ротационные осушители и теплообменники [17]. |
|
//оказания сухого термометра, "С Фиг. 14.6.3. Психрометрическая диаграмма цикла [17]. |
|
Фиг. 14.6.4. Принцип действия системы кондиционирования с разомкн тым циклом, в которой в качестве теплоносителя используется водный раствор хлорида лития [15]. 1 — абсорбер; 2 - насос; 3 — разделитель-трубопровод-теплообмен- ник; 4 - открытый плоский коллектор; 5 - испаритель; 6 - насос; 7 — водовозоушный теплообменник; 8 — отстойник. |
и др. [15] работают с установками такого типа, предназначенными для кондиционирования в условиях сухого жаркого климата. Принцип действия установки с использованием этого цикла схематически показан на фиг. 14.6.4. Здесь в качестве абсорбента применяется водный раствор хлорида лития. Проследим по схеме основные стадии этого процесса. Разбавленный раствор LiCl из абсорбера 1 перекачивается насосом 2 в теплообменник-разделитель-трубопровод 3, а затем к открытому плоскому коллектору 4, где вода испаряется. Концентрированный раствор проходит через теплообменник 3, возвращая значительную часть тепловой энергии, и попадает в абсорбер. В испарителе 5 вода охлаждается, а водяной пар идет из испарителя в абсорбер. Охлажденная вода с помощью насоса 6 перекачивается из испарителя к водовоздушному теплообменнику 7, который охлаждает вое дух в помещении (в этом случае без непосредственного контакта с раствором абсорбента). В системе дополнительно предусматриваются соответствующие средства для дегазации растворов, восстановления тепловой энергии и пополнения воды. Абсорбер охлаждается с помощью отдельного охлаждающего змеевика.
В работе [16] сообщается о конструкции и характеристиках солнечной установки, используемой для отопления части лабораторного здания в Мельбурне. В этой установке применена селективная поверхность коллекторов воздухонагревателя специального профиля с V-образными канавками и гравийный аккумулятор. В период кондиционирования воздуха такой аккумулятор охлаждался ночью путем испарительного охлаждения воздуха, когда температура окружающей среды по показаниям влажного термометра в худшем случае находится в пределах 15—20°С, что характерно для данных климатических условий. Таким образом, в цикле охлаждения этой системы солнечная энергия не использовалась, а аккумулятор обслуживал также и систему солнечного отопления.
