吸着による太陽の冷却や空調、冷凍


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太陽の冷凍吸着 LESBAT:キャサリンHildbrand、オリビエCherbuinジュリアン市長。 プロジェクトリーダー:フィリップDIND

この記事の目的は、単に日射と風邪を可能にする太陽の冷却吸着の原理を導入することです。

要約

スイスのエンジニアリングとヴォーの管理(HEIG-VD)の高校の太陽エネルギーと物理学の研究所Bâtiment1(LESBAT)は二十年以上のための再生可能エネルギーの分野でも活躍しています。

太陽の吸着式冷凍機の開発は、近年の研究を適用する主軸の一つです。

これらのシステムはもともと冷凍は、医療や食品の保存のために求められているサヘルの国の非電化地域で冷たい生産のために設計されていました。

国の小さな直列に建設可能である太陽収着クーラーを達成するために、我々は80デモプロトタイプ行った1999年における様々な研究チーム、様々な実験室プロトタイプの作品に基づいて発展途上。

私たちは、ワガドゥグー生態学センターとの技術移転により当社の開発を伴います。

この記事では、太陽の冷蔵庫吸着、建設的な発展とブルキナファソへの技術移転の例の動作原理を提示します。

この実験的な開発のための資金は、主に財団ゲーベルトRUF( - スイスバーゼル)によって提供されました。

なぜ太陽冷却?

医薬品や食品を保存するために、途上国のための代替とクリーンなソリューションを提供します。

太陽冷却は、以下の代替手段です。

  • また、寒い暑いに変換するが、その燃焼により高い温度を必要とする吸収冷凍(ない吸着)、
  • ポンプを含む熱力学冷凍冷媒回路によるベクトルは、発電機によって供給され、
  • 電気エネルギーの深刻な貯蔵問題提起太陽電気の冷凍(生命非常に低いバッテリーを...)

彼らは(アフリカの希少で高価な)炭化水素を消費し、CO3を拒否または間接的に共有して(電池、冷媒...)使用されている技術を汚染しているため、完全に発展途上国のニーズを満たす2これらのソリューションのいずれもありません。

寒さの中、太陽の熱エネルギーの直接変換を使用して吸着による太陽冷却は、このような欠点を持っていません。

どのように太陽の吸着式冷凍していますか?

吸着は、気体と固体との間のバランスを打つときに起こる現象です。

ガス分子の濃度は、ガス相中の固体の表面近傍常に大きいです。 このように、任意の固体で、表面原子が表面に垂直補償されていない吸引力、の対象となっています。 これらの力のバランスは、部分的にガス分子の吸着によって回収されます。

1が吸着を参照するとき、それは頻繁にトルクの話されています。 ペアは、吸着剤(固体)と吸着(液冷媒のオフィスを作る)で構成されています。

吸着剤として使用されるボディは、一般的に非常に大きな外面を持っているボディです。 我々は、活性アルミナ、活性炭、シリカゲルやゼオライトを挙げることができます。 吸着剤の選択は、ホットソース(コレクタ)で入手可能な蒸発器および温度で所望の温度に依存することになります。

ペア(吸着質)の他の部分は2つの重要な条件を満たしている必要があります。蒸発の大きな潜熱を有し、吸収簡単に、小分子からなります。 これらの特性を有産流体は、水、アンモニア、メタノールおよび二酸化炭素を含みます。 これら二つの条件「物理」の文字に加えて、流体の性質とその危険性(可燃性、毒性、..)を考慮する必要があります。

私たちのアプリケーションを順次アクティブ石炭メタノールカップル、シリカゲル、水および水 - ゼオライトを使用しています。 これらの対の使用は最小限に吸着質の蒸気の通過を妨害する可能性が非凝縮性ガスの存在を減少させるために、平均真空レベル(10-3のミリバール)が必要です。 寒いだけ夜の間に生成されるため、サイクルは、断続的に動作します。

私たちの開発で設計通りの冷蔵庫には、4つの主要な要素が含まれています。

  • センサ吸着:吸着剤を含む部分が結果、太陽放射によって加熱されます
    吸着質の脱着。
  • コンデンサー:この要素は、蒸気を凝縮させるために使用されているが、吸着センサーに吸着質を脱着さ。
  • 冷蔵室:この要素は、液体と固体状の吸着物を含む絶縁された筐体と、蒸発器で構成される冷蔵庫の有用な部分、です。
  • 自律バルブ:ボディは、低圧力の高圧部分を分離します。 このボディ開発LESBATには電子(特許取得済み)を自動で行われないとされています。

動作サイクル

太陽冷蔵庫は吸着熱サイクルで動作します。 サイクル
以下に説明するように4つの異なる段階に分けることができます。 また、この表にクラウジウス - クラペイロンのプロット(LN(P)(-1 / T対(圧力))(温度))に示すサイクルを提供します。


空調吸着の利点/欠点

短所:

  • タイムズ(少なくとも)高温と低温の生成との間12h生産(これはバッファ電池を非常に簡単に解けるかもしれません)
  • 「冷たい」吸着サイクルを生成するために、冷たい供給源(夜間)を必要とする
  • COP広く(1 / 10約)コンプレッサー冷凍機以下(ただし、太陽ソースは無制限quasiementあるので、それは本当に重要なのですか?)

利点:

  • (熱損失として、または他の熱源、)いいえエネルギー太陽以外のソースは必要ありません。
  • (シャッターを除く)可動部品は、メンテナンスが非常に簡単ではありません。
  • 水のような単純な冷媒を使用する能力!
  • COPと同等の電気太陽冷却(太陽電池パネルは、機械的な冷凍回路に電力を供給)、欠点が少ない(着用し、公害電池、メンテナンス...)よりもわずかに高い参照してください!

経済学

この記事での説明に従って構成された太陽収着冷却器の製造コストに関しては、図面を明確にすることは非常に困難です。

フランススイスでまたはで開発されたプロトタイプのコストは国の資格のある労働者とブルキナファソに数十コピー年を建て冷蔵庫のコスト(目標とは何の関係もありません)最初に言及しました。 この価格はここかアフリカの自動化ラインでのコピーの数千年に連続生産の場合にはさらに多くを落とすことになります。



CEAS-BFによって市場調査ブルキナファソ2002は300リットルの百以上の太陽冷蔵庫の吸着が今年渡すことができることを示したとNGOとの3年間、病院、ホテルとBurkinabe農業協同組合は、販売価格は(€750'000程度)1'250 FCFAを超えないことを条件とします。

課題は2つあり:上記の販売価格を超えることなく生産する生産工芸で開始し、ペース後に市場の需要を満たすために。 現在の市場の状況と労働Burkinabeの価格は、私たちはCEASBFは、この課題に対応することができることを考えさせます。

結論

LESBAT内の太陽の吸着式冷凍の分野での経験は、この技術に固有のすべての困難を理解するのに役立ちました。

後者は信用することができる障害を受けずに伝搬することができるように、我々がしようとしたとして、サイト上の実際のスキルの作成や強化を通じて発展途上国への知識の伝達をサポートするために不可欠ですCEAS-BFとのコラボレーションの一環として行います。

性能を維持しながら、私たちの太陽の冷凍システムにおける建設的な変化は、建設的な簡素化を目的としました。 この目的が達成されます。 プロジェクトの結果は、小さな冷却器を開発することです。 これは、我々のシステムの都合技術的限界を考慮に入れて部屋の最適なサイズを定義します。

ソーラー冷却吸着は、化石燃料の私たちの過剰消費によって作成された環境問題への解決策の範囲の一部です。

さらに、それは彼らに医薬品、ワクチンや食品の保全へのアクセスを与える、vied'un多くの人々、特にサヘル諸国の品質を向上させる必要があります。

詳細:
LESBATサイト
.pdf形式で記事をダウンロードLESBAT
一般と動作原理
ソーラーコレクターの最適化
プレゼンテーションパネル太陽冷却:動作
太陽大気パネルのプレゼンテーション:アフリカのコラボレーション


Facebookのコメント

「吸着による太陽冷却または空調、冷凍」に3コメント

  1. 私自身が公開し、私の考えのためのプロトタイプを作るために従業員を探しているので、こんにちは、私は私はあなたと、さらにあなたをもたらす可能性が研究者の発明者、環境sytemsのために、被験者に冷凍セクションでは、私は面白いですさよなら私に答え

    1. ボンジュール、
      私は揮発性の物理コンポーネントの太陽冷却吸着を共有する博士課程の学生です。
      ありがとう

  2. pingを実行: 冷凍| pearltrees

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