خنک کردن ساختمانها با استفاده از گرمای خورشید

محققین استرالیایی از یک موفقیت در حوزه نیروی خورشیدی - یک سیستم تهویه گرمایی خورشیدی که قادر به گرمایش و سرمایش ساختمانهایی در مقیاس تجاری می باشند - رونمایی کردند.

این تکنولوژی توسط دانشمندان موسسه تحقیقات صنعتی در شهر ملبورن توسعه یافت. بعد از آزمایش در محل آن در یک مجتمع تجاری توسط تکنولوژی مدار بسته متشکل از 2 چرخ خشک کن که رطوبت هوا را جذب کرده در حالی که دو چرخ دیگر هوای سرد را با انرژی خورشیدی تامین می کردند، اثبات شد که روشی موفقیت آمیز می باشد.

مدیر راهبردی انرژی این موسسه می گوید: «تحقیق در خصوص انرژی، هزینه تکنولوژی های تجدیدپذیر را کاهش داده و رسیدن به آینده ای با گازهای گلخانه ای کمتر را سرعت می بخشد. این پروژه اولین رونمایی از سیستم تهویه خشک در جهان است که از کلکتور گرمایی خورشیدی متمرکز مستقر در بام استفاده می کند».اثرات بلند مدت این سیستم جدید سرمایش و گرمایش مورد بررسی قرار گرفته است.

کلکتور گرمایی خورشیدی به انگلیسی: اصلی ترین جزء سیستم گرمایش خورشیدی می باشد. عمل جذب تابش خورشیدی و انتقال گرما به سیال توسط این قسمت انجام می گیرد. کلکتور خورشیدی بایستی دارای خواص انتقال حرارت خوب، ضریب هدایت حرارتی و ضریب جذب بالا، ضریب صدور پایین بوده و در مقابل دماهای بالا پایدار باشد. همچنین بایستی در مقابل خوردگی داخلی و خارجی مقاوم باشند بازده کلکتور بستگی کامل به شرایط و جنس مواد استفاده شده در ساخت آن دارد.

ایجاد سرمایش با گرمای خورشید

ممکن است از لحاظ لغوی متناقض به نظر برسد، ولی ایجاد سرمایش با استفاده از انرژی گرمای خورشیدی امکانپذیر است. چیلرهای خورشیدی از انرژی گرمایی تولید شده توسط خورشید یا دیگر منابع انرژی های پشتیبانی استفاده کرده تا سرما تولید کنند و/یا رطوبت زدایی نمایند.دو فرآیند اصلی سرمایش خورشیدی به شرح زیر می باشند:

• مدار بسته: چیلرهای جذبی استفاده کننده از گرما، برای تجهیزات تهویه فضا، آب سرد تولید می کنند.
• مدار باز: به سیستم های سرمایش تبخیری خشک معروف هستند و معمولا از آب به عنوان خنک کننده و از یک خشک کننده برای جذب و تسویه هوا در یک سیستم تهویه استفاده می کنند.

سیستم سرمایش خورشیدی نسبت به گزینه های دیگر سرمایش دارای مزایای زیر می باشد:

می تواند به پایین آوردن پیک تقاضای برق مورد مصرف برای سرمایش های متعارف کمک کند و این در حالیست که بیشترین انرژی گرمایی خورشیدی زمانی به دست می آید که نیاز به سرمای بیشتری است. سیستم سرمایش خورشیدی در شب می تواند از گرمای ذخیره شده در روز استفاده کند.
در زمستان سیستم سرمایش خورشیدی می تواند جهت تولید گرمایش از جمله تامین آب گرم خانگی و گرمایش فضاها مورد استفاده گیرد.

نحوه عملکرد سیستم سرمایش خورشیدی

• ماده خنک کننده به صورت گاز کم فشار و سرد وارد کمپرسور می شود.
• کمپرسور گاز خنک کننده را تحت فشار قرار داده و با تولید انرژی حرارت آن را بالا می برد.
• گاز خنک کننده از کمپرسور به صورت داغ خارج شده، در ابتدا وارد پانلهای خورشیدی و به دنباله آن وارد کندانسور می شود.
• پانل خورشیدی اختلاف دما را افزایش داده و به کنترل بهتر رطوبت کمک می کند.
• گاز وارد سیم پیچ کندانسور شده، شروع به خنک شدن می کند و به حالت مایع باز می گردد.
• مایع وارد تبخیرکننده می شود و بعد از آنکه فشار آن پایین آمد، شروع به تبخیر شدن می کند.
• با خنک شدن هوای اطراف آن (مایع خنک کننده)، گرمای تولید شده با عث می شود ملکولهای گاز از مایع خنک کننده جدا شوند.
• سیال پس از خارج شدن از تبخیر کننده وارد کمپرسور (وضعیت اولیه) می شود.