Кондиционер на основе испарительного охладителя сохранит до 90% энергии

Ведущий инженер NREL Эрик Козубал. На графике в верху показано, как горячий, влажный воздух постепенно охлаждается и осушается, проходя через теплообменник. Фото: Пэт Кокери

Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии США (NREL - National Renewable Energy Laboratory) разработала новую систему охлаждения воздуха, не использующую хладагентов. По оценкам NREL, новая система позволит экономить до 90% электроэнергии по сравнению с традиционными системами кондиционирования. Новая система, получившая название DEVap (от английского «desiccant-enhanced evaporative» - осушитель с повышенным испарением). "Мы работали с мембранами, испарительными охладителями и осушителями - говорит Эрик Козубал (Eric Kozubal), инженер NREL. - и нашли возможность объединить их в простом приборе с уникальной производительностью."

Технология охлаждения испарением известна уже давно. Метод, называемый «косвенно-испарительным охлаждением», предполагает разделение осушающего воздуха на два потока, разделенных полимерной мембраной. один из этих потоков взаимодействует с водой, что делает его более холодным и влажным. Холодный воздух охлаждает мембрану, которая, в свою очередь, охлаждает воздух по другую сторону, не увлажняя его.

Но данный метод неэффективен при высокой атмосферной влажности: если в воздухе уже содержится большое количество водяного пара, испарение воды будет незначительным, следовательно, и температура исходящего из охладителя воздушного потока понизится ненамного.

DEVap решает проблему кондиционирования при повышенной влажности, используя материал-осушитель, поглощающий влагу. В качестве «осушителя» применяется раствор хлорида лития или хлорида кальция повышенной концентрации (44% соли от общего объема). В такой установке еще одна мембрана отделяет осушитель от проходящего через канал воздуха. Полимерная мембрана пронизана порами диаметром 1-3 мкм, что вполне достаточно, чтобы пропускать водяной пар и при этом удерживать хлориды на месте. Мембрана покрыта похожим на тефлон веществом, обладающим водоотталкивающими свойствами.

Теплообменник DEVap с помощью воды и жидкого осушителя забирает, а затем осушает наружный воздух и возвращает его в охлаждаемое помещение.

Графики иллюстрируют экономичность системы DEVap на природном газе в тёплом, сухом климате г. Финикс.

 

Осушитель «вытягивает» влагу из воздушного потока, оставляя его сухим и теплым. А затем «подготовленный» воздух попадает в систему косвенно-испарительного охлаждения.

Осушители, используемые в системе, относительно безвредны (например, хлорид кальция содержится в смеси, используемой как средство против гололеда), хотя и обладают повышенной коррозионной активностью, что может потребовать использования в системе неметаллических компонентов.

NREL запатентовала концепцию DEVap, в течение следующих двух лет лаборатория будет работать над тем, чтобы сделать устройство более простым и экономически эффективным. "Мы не планируем сами заниматься промышленным производством данных устройств, считает Рон Judkoff, руководитель программы исследований в области строительства и энергетики NREL. - Но мы хотели бы работать с производителями для того, чтобы вывести DEVap на рынок, как более эффективное и экологичное оборудование для кондиционирования воздуха."

Добавить TopClimat.ru в «Мои источники» в Яндекс Новости