211service.com
Enerģiju taupošs gaisa kondicionieris
Šovasar vēsa gaisa uzturēšana mājās un birojos būs dārga — aptuveni 5 procenti no Amerikas Savienotajās Valstīs katru gadu patērētās enerģijas tiek novirzīti gaisa kondicionētāju darbināšanai. Taču pētnieki no ASV Nacionālās atjaunojamās enerģijas laboratorijas (NREL) Golden, CO, ir nākuši klajā ar jaunu gaisa kondicionētāja dizainu, kas, pēc viņu domām, ievērojami palielinās efektivitāti un novērsīs gāzes, kas veicina globālo sasilšanu.
Forša skriešana: NREL vecākais inženieris Ēriks Kozubals pārbauda gaisa kondicionētāja DEVap gaisa plūsmas kanāla prototipu. Diagrammā parādīts, kā karsts, mitrs gaiss (sarkanā krāsā) mainās uz vēsu sausu gaisu (zilā krāsā), gaisam ejot cauri sistēmai.
Mūsdienās pieejamā tehnoloģija ir gandrīz simts gadus veca, saka Eriks Kozubals, NREL vecākais inženieris. Kozubals un kolēģi ir izstrādājuši gaisa kondicionieri, kas apvieno iztvaikošanas dzesēšanu ar ūdeni absorbējošu materiālu, lai nodrošinātu vēsu, sausu gaisu, vienlaikus patērējot līdz pat 90 procentiem mazāk enerģijas. Ar desikantu uzlabotais iztvaikošanas līdzeklis jeb DEVap gaisa kondicionieris ir paredzēts, lai risinātu veco sūdzību, tas nav karstums; tas ir mitrums, efektīvāk.
Iztvaikošanas dzesēšana — gaisa pūšana pa mitru virsmu, lai veicinātu iztvaikošanu — jau sen tiek izmantota tā sauktajos purva dzesētājos. Metode, ko sauc par netiešo iztvaikošanas dzesēšanu, uzlabo šo dizainu, sadalot gaisu divās plūsmās, kuras atdala polimēra membrāna. Ūdens tiek izvadīts caur vienu gaisa plūsmu, padarot to vēsāku un mitrāku; vēsais gaiss atdzesē membrānu, kas savukārt atdzesē gaisu no otras puses, nepievienojot ūdeni.
Bet gaiss var saturēt tikai tik daudz ūdens tvaiku, tāpēc mitrā klimatā efekts ir ierobežots. 32 ºC dienā Hjūstonā Kozubals saka, ka iztvaikošanas dzesēšana var pazemināt temperatūru tikai līdz aptuveni 27 ºC. Ideālā gadījumā, lai nodrošinātu komfortablu ēku, gaisa kondicionierim vajadzētu atdzesēt gaisu līdz 13 vai 16 ºC.
NREL pārvar mitruma problēmu, pievienojot vēl vienu soli, izmantojot materiālu, kas pazīstams kā desikants, kas absorbē mitrumu. NREL izmanto šķidru desikantu, litija hlorīda vai kalcija hlorīda sīrupa šķīdumu, apmēram 44 tilpuma procentus sāls. Šajā iestatījumā cita membrāna atdala desikantu no gaisa, kas pārvietojas pa kanālu. Polimēru membrānai ir poras, kuru diametrs ir aptuveni 1 mikrometrs līdz 3 mikrometriem, pietiekami lielas, lai ūdens tvaiki viegli izietu cauri, kamēr sāļais šķidrums paliek nostāvējies. Membrāna ir arī pārklāta ar teflonam līdzīgu vielu, lai atvairītu šķidru ūdeni. Desikants izvelk mitrumu no gaisa plūsmas, atstājot sausu, siltu gaisu. Pēc tam atgriežas pie netiešās iztvaikošanas dzesēšanas: otrajā kanālā ūdens iztvaiko, lai atdzesētu sekundāro gaisa plūsmu, kas savukārt atdzesē pirmo gaisa plūsmu, un izplūst vēss, sauss gaiss.
Manuprāt, tas ir ļoti daudzsološi, saka Entonijs Džeikobijs, Ilinoisas Universitātes Gaisa kondicionēšanas un saldēšanas centra līdzdirektors Urbana-Champaign. Es neticu, ka ideja par šo tehnoloģiju integrēšanu ir ļoti jauna. Tas var būt veiksmīgi.
Kozubal saka, ka jaunums ir dizains, kas spēj apvienot iztvaikošanas dzesēšanu un žāvēšanu ar žāvēšanu rentablā sistēmā. Viņš saka, ka tas padara šāda veida gaisa kondicionēšanu dzīvotspējīgu komerciāliem un dzīvojamiem dzesēšanas procesiem.
Nozare strādā pie dažādām metodēm, lai uzlabotu gaisa kondicionēšanas efektivitāti, saka Jacobi, sākot no siltummaiņu izmantošanas līdz tradicionālo mašīnu kompresijas sistēmu uzlabojumiem. Tā ir tautai ļoti svarīga joma, jo aptuveni trešdaļa mūsu valsts enerģijas tiek izmantota ēkās.
Saskaņā ar ASV Enerģētikas informācijas administrācijas datiem, ASV katru gadu izmanto aptuveni 100 kvadriljonus britu termisko vienību. Līdz 40 procentiem no tā tiek izmantoti ēkās, un aptuveni 5 procenti tiek izmantoti gaisa kondicionēšanai. Kozubals saka, ka viņa sistēma to varētu samazināt uz pusi mazāk mitrās vietās un līdz pat 90 procentiem, kur mitrums ir augsts. Viņš saka, ka, runājot par tehnoloģiju, kas var ietaupīt 2 līdz 3 procentus no visas valsts enerģijas piegādes, tas ir diezgan daudz.
Sistēmā izmantotais desikants ir salīdzinoši nekaitīgs (ceļu sālī tiek izmantots kalcija hlorīds), lai gan tā kodīgums prasa no aparatūras izņemt metālu. Īpaši pievilcīgi ir tas, ka tas aizstāj hlorfluorogļūdeņražus, ko izmanto kā aukstumaģentu tradicionālajos gaisa kondicionieros. Šie CFC var viegli noplūst, un katrs to kilograms rada tādu pašu siltumnīcefekta gāzu efektu kā aptuveni 2000 kilogrami oglekļa dioksīda.
Kozubals saka, ka varētu paiet apmēram pieci gadi, lai izstrādātu sistēmu līdz vietai, kur NREL var to nodot nozarei komercializācijai. Sistēma ir izstrādāta, lai aizstātu esošās sistēmas bez daudzām izmaiņām, tāpēc to varētu pakāpeniski ieviest, kad cilvēki atjaunina vecos gaisa kondicionierus.
Desikantu var izmantot atkārtoti, vienkārši uzsildot to, lai novārītu ūdeni, ko tas absorbē. Rūpnieciskā vidē to var izdarīt, izmantojot siltuma pārpalikumu no cita rūpnieciska procesa. Mājās derētu dabasgāze vai saules enerģija. Faktiski Kozubal saka, ka iestatīšana varētu padarīt saules siltumenerģijas sistēmas, kas absorbē saules gaismu, lai sildītu māju un tajā esošo ūdeni, rentablākas. Karstās vasaras dienās saules enerģija, kas citādi varētu tikt izniekota, varētu palīdzēt uzturēt ēku vēsu.