Энергия

АБСОРБЦИОННОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

Солнечные коллекторы способны обеспечить тепловую энер­гию, необходимую для работы абсорбционного холодильного ци­кла, что делает солнечное кондиционирование воздуха потенци­ально эффективной областью применения солнечной энергии.

Как в процессе абсорбционного охлаждения, так и в более знакомом на практике компрессионном кондиционировании воз­духа используется испарение жидкого холодильного агента для отвода тепла из воздуха или воды, подлежащих охлаждению. В обычных оконных кондиционерах используют электроэнергию для сжатия испарившегося хладагента с тем, чтобы он сконден­сировался и отдал собранное тепло «наружу» (рис. 6.39). Сжа­тый, сконденсированный хладагент рециркулируется и испаряет­ся. Это охлаждает пространство «внутренней» части системы (см. раздел «Тепловые насосы»),

В абсорбционном холодильном цикле применяются два рабо­чих вещества — хладагент и абсорбент, выполняющие одну и ту же задачу (рис. 6.40). Испарившийся хладагент поглощает­ся с охлаждающих змеевиков вторым рабочим веществом. Полу­ченный раствор подается насосом в регенератор, где под дейст­вием тепловой энергии хладагент дистиллируется из абсорбента. Хладагент (теперь уже жидкость) поступает обратно в змеевики испарителя, испаряясь и охлаждая «внутренность» системы. Аб­сорбент поступает обратно в абсорбер, где испарившийся и на­гретый хладагент может быть поглощен и вынесен в систему.

Главная трудность использования солнечной энергии для ох­лаждения заключается в несоответствии между сравнительно вы­сокими температурами, которые требуются для абсорбционного регенератора (120—175°С), и сравнительно низкими температу­рами, которые способны наиболее эффективно обеспечить сол­нечные коллекторы (65—95° С в случае лучших плоских коллек­торов). Эффективность (коэффициент охлаждения) абсорбцион­ного охладителя ухудшается с уменьшением рабочих температур (источник) от коллектора. С другой стороны, КПД коллектора уменьшается при увеличении температуры пластины теплопри­емника. Стоимость и сложность обоих компонентов — охладите­ля и коллектора — возрастают, если их подвергают переделкам для поддержания КПД при температурах, отличающихся от оп­тимальных. К счастью, такое несоответствие до некоторой степе­ни устраняется благодаря частому совпадению большого коли­чества часов солнечного сияния с большой потребностью в охлаждении (например, в пустынных районах).

Абсорбционные охладители для существующих объектов, ис­пользующих солнечную энергию, проектируются для работы при температуре порядка 80°С. Чтобы обеспечить достаточный КПД при таких «высоких» температурах, коллекторы должны иметь 1) конструкцию, выдерживающую потенциально высокие давле­ния внутри системы; 2) специальные прозрачные покрытия, про­пускающие наибольший возможный процент падающей солнеч­ной радиации, но в то же время имеющие специальное покрытие для уменьшения вторичного излучения энергии в виде тепла, и

3) теплоприемники из высококачественного металла, например меди, со специальными селективными покрытиями для увеличе­ния поглощательной способности и уменьшения степени черноты (вторичного излучения тепла). Также во многих случаях кол-

Рис. 6.40. Цикл абсорбционного охлаждения

1 — насос для подачи раствора; 2 — абсор­бер; 3 — регенератор;

4 — горячая вода.

5 — конденсатор; 6 —

хладагент: 7 — раст­

вор; 8 — источник энергии, солнце; 9 — источник тепла (сол­нечный коллектор); 10—пар; // — теп­лый воздух; 12 — ох­лажденный воздух: 13 — помещение; 14— испаритель; 15 — до­полнительная энер­гия — электричество, 16 — абсорбент

лектор должен иметь большие размеры для режима летнего ох­лаждения, чем для режима зимнего отопления.

Выбор хладагента и абсорбента для системы охлаждения с абсорбционным циклом существенно влияет на рабочие харак­теристики системы. Правда, сейчас известны лишь несколько пар рабочих веществ, пригодных для практического применения. Сравнению у них подлежат в основном два параметра: способ­ность рабочих веществ функционировать при выбранных темпе­ратурах; влияние свойств рабочих веществ на требуемую мощ­ность насоса в системе.

В таблице 25 приводятся наиболее конкурентоспособные пары рабочих веществ. Предпочтение отдается обычно аммиаку и воде, на втором месте стоит вода и бромид лития.