211service.com
Energiją taupantis oro kondicionierius
Šią vasarą vėsinti orą namuose ir biuruose bus brangu – maždaug 5 procentai JAV kasmet sunaudojamos energijos tenka oro kondicionieriams. Tačiau JAV nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos (NREL) mokslininkai Goldene, CO, sugalvojo naują oro kondicionieriaus dizainą, kuris, jų teigimu, žymiai padidins efektyvumą ir pašalins dujas, kurios prisideda prie visuotinio atšilimo.
Šaunus bėgimas: NREL vyresnysis inžinierius Ericas Kozubalas tiria DEVap oro kondicionieriaus oro srauto kanalo prototipą. Diagrama rodo, kaip karštas, drėgnas oras (raudona spalva) virsta vėsiu sausu oru (mėlyna spalva), kai oras praeina per sistemą.
Šiandien turimoms technologijoms yra beveik šimtas metų, sako Ericas Kozubalas, NREL vyresnysis inžinierius. Kozubalas ir jo kolegos sukūrė oro kondicionierių, kuris sujungia garavimo aušinimą su vandenį sugeriančia medžiaga, kad būtų vėsus, sausas oras ir sunaudojama iki 90 procentų mažiau energijos. Desikantu pagerintas garintuvas arba DEVap oro kondicionierius yra skirtas išspręsti senus nusiskundimus, tai ne karštis; tai drėgmė, efektyviau.
Išgarinamasis aušinimas – oro pūtimas per šlapią paviršių, kad būtų skatinamas garavimas – jau seniai naudojamas vadinamuosiuose pelkių aušintuvuose. Metodas, vadinamas netiesioginiu garavimu, pagerina šią konstrukciją, padalijant orą į du srautus, atskirtus polimerine membrana. Vanduo praleidžiamas per vieną oro srovę, todėl jis vėsesnis ir drėgnesnis; vėsus oras atvėsina membraną, kuri savo ruožtu vėsina orą iš kitos pusės nepridedant vandens.
Tačiau ore gali būti tik tiek vandens garų, todėl drėgname klimate poveikis yra ribotas. 32 ºC dieną Hiustone, Kozubalas teigia, kad garuojantis aušinimas gali sumažinti temperatūrą tik iki maždaug 27 ºC. Idealiu atveju, norint sukurti patogų pastatą, oro kondicionierius turėtų atvėsinti orą iki 13 arba 16 ºC.
NREL įveikia drėgmės problemą pridedant kitą žingsnį, naudojant medžiagą, žinomą kaip sausiklis, kuris sugeria drėgmę. NREL naudoja skystą sausiklį, sirupo pavidalo ličio chlorido arba kalcio chlorido tirpalą, apie 44 tūrio procentus druskos. Šioje sąrankoje kita membrana atskiria sausiklį nuo oro, keliaujančio kanalu. Polimerinės membranos poros yra nuo 1 mikrometro iki 3 mikrometrų skersmens, pakankamai didelės, kad vandens garai lengvai praeitų, o sūrus skystis liktų vietoje. Membrana taip pat padengta į tefloną panašia medžiaga, kad atstumtų skystą vandenį. Sausiklis ištraukia drėgmę iš oro srauto, palikdamas sausą, šiltą orą. Tada grįžtama prie netiesioginio garavimo aušinimo: antrame kanale vanduo išgaruoja, kad atvėsintų antrinį oro srautą, kuris savo ruožtu aušina pirmąjį oro srautą, o iš jo išeina vėsus, sausas oras.
Manau, kad tai labai daug žadanti, sako Anthony Jacobi, Oro kondicionavimo ir šaldymo centro direktorius Ilinojaus universitete Urbana-Champaign. Nemanau, kad idėja integruoti šias technologijas yra labai nauja. Sėkmingai tai padaryti gali būti.
Kozubal sako, kad naujovė yra tokia, kad išgaruojantis aušinimas ir džiovinimas su džiovinimo priemone gali būti sujungti į ekonomišką sistemą. Dėl to tokio tipo oro kondicionavimas yra tinkamas komerciniams ir gyvenamiesiems vėsinimo procesams, sako jis.
Pramonė dirba su įvairiais metodais, kad pagerintų oro kondicionavimo efektyvumą, sako Jacobi, nuo šilumokaičių naudojimo iki tradicinių mašinų suspaudimo sistemų tobulinimo. Tai labai svarbi tautai sritis, nes apie trečdalį mūsų tautos energijos suvartojama pastatuose.
Pasak JAV Energetikos informacijos administracijos, JAV kasmet sunaudoja apie 100 kvadrilijonų britų šiluminių vienetų. Iki 40 procentų sunaudojama pastatuose, apie 5 procentai – oro kondicionavimui. Kozubalas teigia, kad jo sistema galėtų sumažinti šią sumą per pusę mažiau drėgnose vietose ir iki 90 procentų, kai drėgmė yra didelė. Kai kalbate apie technologiją, kuri gali sutaupyti 2–3 procentus visos šalies energijos tiekimo, tai yra gana daug, sako jis.
Sistemoje naudojamas sausiklis yra santykinai nekenksmingas (kalcio chloridas naudojamas kelių druskoje), nors dėl jo korozijos reikia pašalinti metalą iš techninės įrangos. Ypač patrauklu yra tai, kad jis pakeičia chlorfluorangliavandenilius, kurie naudojami kaip šaltnešis tradiciniuose oro kondicionieriuose. Tie CFC gali lengvai nutekėti, o kiekvienas jų kilogramas sukelia tokį patį šiltnamio efektą sukeliančių dujų poveikį kaip ir maždaug 2000 kilogramų anglies dioksido.
Kozubalas teigia, kad gali prireikti maždaug penkerių metų, kad sistema būtų sukurta iki taško, kai NREL galėtų perduoti ją pramonei komercializacijai. Sistema sukurta pakeisti esamas sistemas be daug pakeitimų, todėl ją būtų galima įdiegti palaipsniui, kai žmonės atnaujina savo senus oro kondicionierius.
Sausiklį galima pakartotinai naudoti tiesiog pakaitinus, kad išvirtų absorbuotas vanduo. Pramoninėje aplinkoje tai gali būti atliekama naudojant kito pramoninio proceso atliekų šilumą. Namuose tiktų gamtinės dujos arba saulės energija. Tiesą sakant, Kozubalas sako, kad ši sąranka gali padaryti saulės šiluminės energijos sistemas, kurios sugeria saulės šviesą, kad šildytų namus ir vandenį, būtų ekonomiškesnės. Todėl karštomis vasaros dienomis saulės energija, kuri kitu atveju būtų švaistoma, galėtų padėti išlaikyti pastatą vėsų.