Solar Energy Cooling

Overview

المنظومة عبارة عن دورة تبريد تعمل بالحرارة فعند امدادها بالطاقة الحرارية يعمل الضاغط الحرارى على تحويل الطاقة الحرارية لاحداث تمدد حجمى عالى وضغط يصل الى اكثر من 20 ضغط جوى. بمعنى انه يستبدل الضاغط الكهربى الموجود فى دائرة التبريد بالفريون بالضاغط الحرارى مع بقاء نفس مكونات دائرة التبريد الباقية، وسخانات شمسية مسطحة لإنتاج لحرارة لتشغيل المنظومة، والطاقة الحرارية الزائدة يتم تخزينها فى خزانات حرارة لتشغيل المنظومة خلال ساعات الليل. تستقبل المنظومة الطاقة الحرارية فتعمل على اصدار غاز التبريد الذى يكمل مساره فى اجزاء الدائرة لتنتج طاقة التبريد. للاستفادة منها فى التكييف يتم استغلال طاقة التبريد المنتجة فى تبريد الماء الذى يتم توزيعة على الغرف من خلال شبكة مواسير مياه بعدها يتم تكييف هواء الغرف من خلال مبادلات حرارة ومروح لتقليب الهواء ونقل الحرارة بين الهواء والماء داخل المواسير.

مميزات منظومة التبريد بالطاقة الشمسية

• تعمل المنظومة على الاستفادة من الطاقة الشمسية التى تسبب مشكلة فى الصيف للاستفادة منها فى تكييف المباني بدلا من هذه الحرارة التي تتسبب فى تسخين ورفع درجة الحرارة دخل الابنية

• يمكن الاستفادة منها فى التبريد والتجميد للاستفادة منها تجاريا مع ملاحظة ان المنظومة تعمل باى مصدر للحرارة سواء من الطاقة الشمسية او من إحراق الغاز الطبيعي او البوتاجاز

• تقليل استهلاك الكهرباء حيث ان المنظومة لا تعمد على الكهرباء نهائيا ما عدا كمية صغيرة من الكهرباء يمكن استهلاكها لتحسين كفاءة المنظومة تعادل 5% من الطاقة المستهلكة فى تكييف الفريون

• يمكن استغلال الحرارة التى تنتجها المنظومة فى التدفئة خلال فصل الشتاء بدون اى تكاليف اضافية

مواصفات منظومة التبريد بالطاقة الشمسية

باستخدام سخان شمسى بمساحة 1 متر مربع يمكن انتاج طاقة تبريد قدرها 160 كليوات ساعة على الاقل وهذا بافتراض ان كفاءة السخان الشمسى منخفضة جدا وهذا يعادل قدرة 16 تكييف 1.5 حصان، مع العلم ان منظومة التبريد بالطاقة الشمسية بالنسبة للشركات المصنعة لها يكون معدل ادائها 35% بنفس التصميم والمواصفات، فى حين ان تم افتراض ان معدل اداء المنظومة 11% ويزداد باستخدام سخان شمسى من نوع جيد وعالى الكفاءة.

تطبيقات استخدام الدورة في الحياة العملية

• أنظمة التكييف المركزية

• وحدات التكييف الصغيرة

• غرف تجميد وتبريد المواد الغذائية

• غرف تجميد سيارات النقل ويكون مصدر الطاقة الحرارية لتشغيل دورة التبريد من مياه تبريد المحرك وحرارة العادم

• ثلاجات منزلية

المردود الاقتصادي

o توفير استهلاك الكهرباء توفير الكهرباء بالنسبة للتبريد والتجميد التجاري (غرف تبريد وحفظ الأغذية) يعنى توفير جزء من النفقات

o يتعرض كثير من أصحاب غرف تبريد وحفظ الأغذية للخسارة نتيجة انقطاع الكهرباء أو انخفاض الجهد فلا تعمل دائرة التبريد بالفريو ن تماما. فى حين ان هذا التصميم يعمل باستمرار طالما ان هناك مصدر للحرارة يعطى درجة حرارة 50 درجة فما أكثر سواء من سخان شمسية او غيرها. و درجة حرارة 50 يمكن الحصول عليها من ابسط تصاميم للسخانات الشمسية ولكنى ذكرت تصميم خاص ذو كفاءة اكبر لكى يعمل نظام التبريد بكفاءة ويتمكن ان تتحمل أحمال تبريد كبيرة

o ويكمن إنتاج ثلاجات للمحلات التجارية والمنازل بنظام التبريد هذا ولكن مصدر الحرارة يكون من حرق الغاز الطبيعي او البتوجاز

o يمكن عمل نظام تكييف منزلي بنظام التبريد هذا ولكى يكون اقتصادي يجب ان يكون نظام تكييف للشقة بالكامل يعنى نظام تكييف مركزي للشقة ويكون بشكل اقتصادى كبير باستخدام الطاقة الشمسية كمصدر للحرارة عن طريف السخانات الشمسية بمعنى ان نظام التبريد هذا يمكنه حل مشكلة الاحمال الزائدة خلال الصيف نتيجة احمال التكييف

o المنظومة يمكن استغلالها طول العام فى التكييف فى الصيف واستغلال الحرارة التى تنتجها للتدفئة فى الشتاء وبالتالى يكون مردودها الاقتصادى اكبر لتوفير استهلاك الكهرباء فى اجهزة التكييف فى الصف وتوفير استهلاك الكهرباء فى اجهزة التدفئة فى الشتاء واستخدام الماءالساخن طريقة التصنيع والتكلفة التشابه مع دائرة الفريون

مكونات دائرة التبريد بالضاغط الحرارى هى نفس مكونات الدائرة العادية فيما عدا الضاغط حيث ان المبخر ومكثف الغاز وصمام التمدد هو نفسه الموجود فى دورة الفريون. أما الاختلاف فيتم استبدال الضاغط الموجود فى دورة الفريون بضاغط التمدد الحرارى وهو عبارة عن وعاء مغلق به وسيط يتمدد بفعل الحرارة فينتج الضاغط اللازم لدائرة التبريد، أما الزيادة فى هذا التصميم فيتم اضافة سخان شمسى لتوفير مصدر للحرارة. لذلك تكون التكلفة قريبة من تكلفة دائرة الفريون باعتبار ان تكلفة الضاغط فى دورة الفريون هى نفسها تكلفة الاجزاء الاضافية فى دورة التبريد بالامتصاص او اقل قليل