211service.com
Siltuma izmantošana ēku dzesēšanai
Drīzumā varētu būt praktiskāk atvēsināt ēkas, izmantojot saules ūdens sildītājus un ģeneratoru radīto atkritumu siltumu. Tas ir saistīts ar jauniem porainiem materiāliem, ko izstrādājuši pētnieki no Klusā okeāna ziemeļrietumu nacionālās laboratorijas. Šie materiāli var uzlabot procesu, ko sauc par adsorbcijas dzesēšanu, ko var izmantot saldēšanai un gaisa kondicionēšanai.
Karstā paka : Displejā konferencē redzams jauns materiāls (gaiši zaļš), kas iepakots metāla putās. Materiāls tiek izmantots, lai uzlabotu tehnoloģiju, kas izmanto siltumenerģiju, lai vadītu dzesēšanas procesu.
Adsorbcijas dzesētāji ir pārāk lieli un dārgi daudziem lietojumiem, piemēram, lietošanai mājās. Pīters Makgreils , kurš vada pētniecības darbu, prognozē, ka materiāli varētu ļaut adsorbcijas dzesētājiem būt par 75 procentiem mazāku un uz pusi dārgāku. Tas padarītu tos konkurētspējīgus ar parastajiem, kompresoru darbināmiem dzesētājiem.
Visi ledusskapji un gaisa kondicionieri dzesē, iztvaicējot aukstumaģentu – process, kas absorbē siltumu. Tie atšķiras ar to, kā šis aukstumaģents tiek kondensēts, lai to varētu atkārtoti izmantot dzesēšanai. Atšķirībā no tehnoloģijas lielākajā daļā gaisa kondicionētāju, kas izmanto elektriski darbināmus kompresorus, lai mehāniski saspiestu iztvaicēto aukstumaģentu, adsorbcijas dzesētāji izmanto siltumu, lai kondensētu aukstumaģentu. Adsorbcijas dzesētāji parasti ir daudz mazāk efektīvi nekā dzesētāji, kuros tiek izmantoti elektriskie kompresori, un tie ir apjomīgi un dārgi. Taču to priekšrocība ir lēta ekspluatācija, jo tām ir nepieciešams ļoti maz elektrības. Ja jums ir siltuma pārpalikums, varat to palaist bez maksas, saka Makgreils.
Līdz šim šie dzesētāji ir bijuši tikai lietojumos, kur ir daudz atkritumu siltuma, piemēram, rūpniecības objektos un spēkstacijās, vai kur elektrība ne vienmēr ir pieejama. Samazinot to izmēru un izmaksas, tie varētu kļūt pievilcīgāki vairākos lietojumos, tostarp mājās, kur tos varētu darbināt, izmantojot karsto ūdeni no saules sildītājiem, saka Makgreils.
Galvenais ir uzlabot cieto adsorbējošo materiālu. Adsorbcijas dzesētājā iztvaicētais aukstumaģents tiek adsorbēts — tas pielīp pie cietas vielas virsmas, piemēram, silikagela. Silikagels var noturēt lielu daudzumu ūdens nelielā telpā — tas būtībā darbojas kā sūklis ūdens tvaikiem. Kad gēls tiek uzkarsēts, tas atbrīvo ūdens molekulas kamerā. Palielinoties ūdens tvaiku koncentrācijai kamerā, spiediens paaugstinās, līdz ūdens kondensējas.
McGrail aizstāj silikagelu ar konstruētu materiālu, kas izgatavots, radot nanoskopiskas struktūras, kas pašas saliekas sarežģītās trīsdimensiju formās. Materiāls ir poraināks nekā silikagels, nodrošinot tam lielāku virsmas laukumu, lai ūdens molekulas varētu pieķerties. Rezultātā tas var aizturēt trīs līdz četras reizes vairāk ūdens pēc svara nekā silikagels, kas palīdz samazināt dzesētāja izmēru.
Materiāls arī mazāk saistās ar ūdens molekulām. Tas samazina siltuma daudzumu, kas nepieciešams, lai atbrīvotu ūdens molekulas, padarot procesu efektīvāku, un paātrina ūdens adsorbcijas un desorbcijas procesu 50 līdz 100 reizes, kas palīdz padarīt dzesētāju mazāku. Materiāli darbojas arī ar citiem aukstumnesējiem, nevis ūdeni, kas paplašina temperatūras diapazonu, pie kura ir iespējama dzesēšana.
Tā kā pašreizējie adsorbcijas dzesētāji var būt divas vai trīs reizes lielāki nekā dzesētāji, kuros tiek izmantoti elektriskie kompresori, adsorbcijas dzesētāju izmēra samazināšana par 75 procentiem varētu padarīt tos konkurētspējīgus, saka. Junho Hvangs , Merilendas Universitātes Vides enerģijas inženierijas centra profesors. Viņš saka, ka dzesētāji varētu būt īpaši noderīgi dzesēšanai ar karstu ūdeni no saules ūdens sildītājiem, jo adsorbcijas dzesētāji var izmantot šādu sildītāju radīto relatīvi zemo temperatūru.
Viens no izaicinājumiem šādiem lietojumiem varētu būt dzesēšanas pieprasījuma sinhronizēšana ar siltuma ražošanu — dažos gadījumos var būt nepieciešams iekļaut dārgu siltuma uzglabāšanas sistēmu, lai nodrošinātu dzesētāja darbību pēc saules norietēšanas.
PNNL pētniekiem ir piešķirti 2,54 miljoni ASV dolāru no Enerģētikas progresīvo pētniecības projektu aģentūras, lai demonstrētu materiālu dzesēšanas sistēmā. Saskaņā ar dotāciju viņiem ir trīs gadi, lai optimizētu materiāla veiktspēju un iekļautu to nelielā demonstrācijas dzesētājā.