211service.com
Šilumos naudojimas pastatams vėsinti
Netrukus gali būti praktiškiau vėsinti pastatus naudojant saulės vandens šildytuvus ir generatorių išmetamą šilumą. Taip yra dėl naujų poringų medžiagų, kurias sukūrė Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinės laboratorijos mokslininkai. Šios medžiagos gali pagerinti procesą, vadinamą adsorbciniu atšaldymu, kuris gali būti naudojamas šaldymui ir oro kondicionavimui.
Karšta pakuotė : Konferencijos ekrane rodoma nauja medžiaga (šviesiai žalia), supakuota į metalinį putplastį. Medžiaga naudojama tobulinant technologiją, kuri naudoja šilumos energiją aušinimo procesui valdyti.
Adsorbciniai aušintuvai yra per dideli ir brangūs daugeliui pritaikymų, pavyzdžiui, naudoti namuose. Peteris McGrailas , kuris vadovauja tyrimams, prognozuoja, kad dėl medžiagų adsorbciniai aušintuvai gali būti 75 procentais mažesni ir perpus brangesni. Tai padėtų jiems konkuruoti su įprastais kompresoriumi varomais aušintuvais.
Visi šaldytuvai ir oro kondicionieriai vėsina išgaruodami šaltnešį – tai procesas, kuris sugeria šilumą. Jie skiriasi tuo, kaip tas šaltnešis kondensuojamas, kad jį būtų galima pakartotinai panaudoti aušinimui. Skirtingai nei daugelyje oro kondicionierių, kuriuose naudojami elektra varomi kompresoriai, kad būtų mechaniškai suspaustas išgarintas šaltnešis, adsorbciniai aušintuvai naudoja šilumą šaltnešiui kondensuoti. Adsorbciniai aušintuvai paprastai yra daug mažiau veiksmingi nei aušintuvai, kuriuose naudojami elektriniai kompresoriai, ir yra dideli bei brangūs. Tačiau jų pranašumas yra tai, kad jie yra pigūs, nes jiems reikia labai mažai elektros energijos. Jei turite atliekų šilumos, galite ją naudoti nemokamai, sako McGrail.
Iki šiol šie aušintuvai buvo naudojami tik ten, kur yra daug atliekų šilumos, pavyzdžiui, pramoniniuose įrenginiuose ir elektrinėse, arba kur ne visada galima gauti elektros energijos. Sumažinus jų dydį ir kainą, jie galėtų tapti patrauklesni daugiau pritaikymų, įskaitant namus, kur jie galėtų būti naudojami naudojant karštą vandenį iš saulės šildytuvų, sako McGrail.
Svarbiausia yra pagerinti kietą adsorbuojančią medžiagą. Adsorbciniame aušintuve išgaravęs šaltnešis adsorbuojamas – jis prilimpa prie kietos medžiagos paviršiaus, pavyzdžiui, silikagelio. Silikagelis gali išlaikyti didelį kiekį vandens mažoje erdvėje – jis iš esmės veikia kaip vandens garų kempinė. Kai gelis kaitinamas, jis išleidžia vandens molekules į kamerą. Didėjant vandens garų koncentracijai kameroje, slėgis kyla tol, kol vanduo kondensuojasi.
„McGrail“ pakeičia silikagelį sukurta medžiaga, pagaminta kuriant nanoskopines struktūras, kurios savaime susirenka į sudėtingas trimates formas. Medžiaga yra poringesnė nei silikagelis, todėl vandens molekulėms prilimpa didesnis paviršiaus plotas. Dėl to jis gali sulaikyti tris ar keturis kartus daugiau vandens, palyginti su silikageliu, o tai padeda sumažinti aušintuvo dydį.
Medžiaga taip pat ne taip stipriai jungiasi su vandens molekulėmis. Tai sumažina šilumos kiekį, reikalingą vandens molekulėms išlaisvinti, todėl procesas tampa efektyvesnis, ir pagreitina vandens adsorbavimo ir desorbcijos procesą 50–100 kartų, o tai padeda sumažinti aušintuvą. Medžiagos taip pat veikia su kitais šaltnešiais, o ne vandeniu, todėl išplečiamas temperatūros diapazonas, kuriame galima aušinti.
Kadangi dabartiniai adsorbciniai aušintuvai gali būti du ar tris kartus didesni nei aušintuvai, kuriuose naudojami elektriniai kompresoriai, sumažinus adsorbcinių aušintuvų dydį 75 proc., jie galėtų tapti konkurencingi, sakoma. Yunho Hwang , Merilendo universiteto Aplinkos energetikos inžinerijos centro profesorius. Pasak jo, aušintuvai gali būti ypač naudingi vėsinant karštu vandeniu iš saulės energijos vandens šildytuvų, nes adsorbciniai aušintuvai gali naudoti santykinai žemą tokių šildytuvų temperatūrą.
Vienas iš tokių programų iššūkių galėtų būti aušinimo poreikio sinchronizavimas su šilumos gamyba – kai kuriais atvejais gali prireikti įtraukti brangią šilumos kaupimo sistemą, kad aušintuvas veiktų nusileidus saulei.
PNNL tyrėjai iš Pažangių tyrimų projektų agentūros Energetikos skyrė 2,54 mln. USD, kad parodytų medžiagą aušinimo sistemoje. Pagal dotaciją jie turi trejus metus optimizuoti medžiagos veikimą ir įtraukti ją į nedidelį demonstracinį aušintuvą.