Автомобильный кондиционер солнечная батарея. Солнечный кондиционер принцип работы

Каждый год с приближением лета увеличивается нагрузка на электрические сети. Летнюю жару плохо переносят не только люди, но и техника. Начинает сбоить электроника, все чаще включаются вентиляторы, холодильники работают почти непрерывно, открываются настежь окна, устраиваются сквозняки. И хотя это мало помогает, небольшой ветерок в помещении создает видимость более комфортной температуры, легче переносится жара. В этот период резко увеличивается спрос на различные установки микроклимата – наружные и напольные кондиционеры, вентиляторы с системой охлаждения воздуха.

Чтобы обеспечить комфортную температуру в квартире, достаточно одного кондиционера средней мощности. В офисных помещениях, где большие площади и объемы комнат, устанавливают по несколько кондиционеров на каждую комнату. Естественно, что установка большого количества этих приборов влечет за собой значительное увеличение нагрузки на электрическую сеть. Да и квартирный кондиционер, работающий практически круглосуточно, достаточно нагружает сеть. К тому же, при его мощности в 2500 ватт значительно увеличиваются расходы за электроэнергию.

Кроме стационарных кондиционеров, есть еще и такие, которые устанавливаются в автомобилях, жилых домиках на колесах, на катерах. Во время работы эти кондиционеры забирают часть мощности двигателей или потребляют энергию аккумуляторов. Чтобы снизить нагрузку на электрические сети в пиковые периоды, чтобы не допускать преждевременного разряда аккумуляторов, но вместе с тем обеспечить комфортные температурные условия, многие фирмы начали выпускать кондиционеры на солнечных батареях. В таких устройствах гелиевые панели либо представляют собой составную часть неразборной конструкции, либо устанавливаются отдельно, соединяясь с кондиционером специальным силовым кабелем.

Кондиционеры испарительного типа

Принцип работы кондиционеров испарительного типа предельно прост. В конструкцию входит открытая емкость, наполняемая водой. Вертикально устанавливается воздушный фильтр, представляющий собой несколько слоев пористых прокладок. Вода из емкости небольшим насосом подается в распыляющее устройство, установленное над воздушным фильтром. Из распыляющего устройства вода, разделенная на мелкие капли, попадает на воздушный фильтр, через который вентилятором подается теплый воздух. Этот воздух, проходя через прокладки фильтра, захватывает с собой капельки воды, которые очень быстро, практически мгновенно, испаряются, так как площадь их поверхности и объем чрезвычайно малы. При этом воздух, проходящий через фильтр, не только охлаждается, но и увлажняется.

К преимуществам такого кондиционера следует отнести его невысокую стоимость, простоту эксплуатации, небольшое энергопотребление, очищение и увлажнение воздуха. К недостаткам следует отнести необходимость периодического пополнения запасов воды, которая будет расходоваться на увлажнение прокладок фильтра. Недостатком прибора является также и то, что он малоэффективен в условиях повышенной влажности.

Схема кондиционера испарительного типа

Кондиционер испарительного типа Diablo Solar

Фирма Mountain Concepts выпустила Diablo Solar – небольшой кондиционер испарительного типа, работающий от солнечных батарей. Он отличается не только высокой производительностью, но и своей экономичностью. Кондиционер работает от гелиевых панелей, которые обеспечивают напряжение питания 24 вольт постоянного тока. Наличие аккумулятора позволяет использовать устройство и в темное время суток. Несмотря на свои небольшие размеры и мощность, этот кондиционер обеспечивает создание комфортного микроклимата в помещениях площадью до 30 квадратных метров. Его максимальная производительность достигает 3000 кубометров воздуха в час.

Diablo Solar с блоком солнечной батареи

В приборе предусмотрена система дистанционного управления, автоматический воздушный переключатель, установка времени срабатывания и выключения. Хорошо сбалансированный вентилятор работает практически бесшумно. Температура влажного охлажденного воздуха может быть на 8°С – 12°С ниже температуры воздуха, подаваемого снаружи.

Основные технические данные:

Производительность – 3000 м³/час;
Регулировка – 3 ступени;
Емкость бака – 20 литров;
Расход воды – 3 л/час;
Напряжение – 24 В постоянного тока;
Мощность – 80 ватт;
Размеры помещения – 30 м²;
Вес – 20 кг;
Размеры 560+350х690 мм

В комплект поставки входят: модуль солнечных батарей мощностью 90 ватт, два аккумулятора по 35 ампер-часов, инвертор, контроллер заряда, кабель – 3 метра, соединительные разъемы.

Стоимость комплекта – до 25000 рублей.

Кондиционеры компрессионного типа

Принцип работы таких кондиционеров точно такой же, как и у холодильников. И состоят эти кондиционеры из таких же элементов – испарителя, конденсатора, компрессора. В качестве хладагента используется легкокипящий фреон. Именно от него зависит охлаждение воздуха в помещении. Как и у любой другой жидкости, температура кипения фреона находится в прямой зависимости от давления. Чем ниже давление, тем ниже температура кипения.

Жидкий фреон вскипает в испарителе, где давление низкое настолько, что парообразование происходит при температуре от +10°С до +18°С. При этом происходит отбор тепла у входящего воздуха. Нагретый парообразный фреон поступает в компрессор. Там давление повышенное, а следовательно, и температура кипения выше. Здесь фреоновый пар конденсируется в жидкость и возвращается в испаритель. Цикл повторяется бесконечно.

Схема кондиционера компрессионного типа

Вентилятор выбрасывает теплый воздух наружу. Внутри помещения воздух прогоняется через испаритель, выходя из кондиционера уже охлажденным до заданной температуры.

Гибридный кондиционер на солнечных батареях SUNCHI ACDC 12

Компания Jiangsu Sunchi New Energy Co., Ltd. выпускает мощный гибридный кондиционер, работающий на солнечных батареях. Этот кондиционер компрессионного типа является универсальным прибором и может применяться для создания комфортного микроклимата в квартирах, офисах, производственных помещениях. Он может работать как на охлаждение, так и на подогрев воздуха. Тепловая мощность на охлаждение составляет 11000 BTU/h, что в переводе на привычные для нас единицы измерения равно примерно мощности в 3.2 киловатт, в то время, как тепловая мощность на обогрев составляет 12000 BTU/h или 3.5 киловатт. Этой мощности хватает для того, чтобы обслуживать помещение площадью до 75 квадратных метров.

Кондиционер на солнечных батареях SUNCHI ACDC 12

В комплект поставки входит сплит-система, три солнечные панели мощностью по 250 ватт каждая, инвертор, контроллер заряда аккумуляторов, аккумуляторная батарея (по желанию покупателя), соединительные кабели, трубопроводы, пульт дистанционного управления.

Основные технические характеристики:

Электропитание – 220 вольт 50 Гц;
Мощность одной солнечной батареи – 250 ватт;
Напряжение постоянного тока – 30 вольт;
Тепловая мощность на охлаждение –11000 BTU/h (3.2 кВт);
Мощность в режиме максимального охлаждения – 920 ватт;
Номинальная мощность в режиме охлаждения – 705 ватт;
Тепловая мощность на обогрев –12000 BTU/h (3.5 кВт);
Мощность в режиме максимального обогрева – 1025 ватт;
Номинальная мощность в режиме обогрева – 836 ватт;
Хладагент – фреон R410A;
Размеры внутреннего блока – 902х165х284 мм;
Размеры наружного блока – 762х284х590 мм;
Трехскоростной двигатель Panasonic – 1250/900/700 об/мин;
Стоимость – 65000 рублей (без аккумуляторов).

Кроме стационарных кондиционеров на солнечных батареях, различные фирмы выпускают мобильные устройства. Например, для автомобильных жилых домиков.

Дом на колесах с солнечными батареями

Солнечные батареи, установленные на крыше, обеспечивают энергией все электрооборудование, включая кондиционер, который создает благоприятную атмосферу в салоне, не расходуя при этом энергию аккумуляторов или генератора автомобиля.

Все мы настолько привыкли, что наша жизнь наполнена различными электронными и электрическими устройствами, что уже не представляем себе жизни без них. А ведь когда-то наши предки отлично обходились без кондиционеров, радиоприемников и других приборов. Но сегодня человечеству недостаточно того, что уже изобрели, оно каждый день совершенствует то, что уже создано. И всем знакомые нам приборы преображаются во что-то иное. Например, кондиционер на солнечных батареях. В основе лежит привычный для нас кондиционер, вот только работает он не от центральной энергосети, а от солнца.

Какие еще приборы могут работать, используя солнечное излучение, об этом мы и поговорим. Но нужно понимать, что, по сути, принцип работы устройств не меняется, различаются лишь источники энергии, которые используются для их функционирования. Поэтому говорить можно лишь об инновационных технологиях, а не о новых разработках.

Какие они эти «солнечные» приборы…

На солнечной батарее могут работать любые приборы, потребляющие малое количество энергии. Большой популярностью пользуются карманные фонарики, калькуляторы на солнечных батареях, садовые светильники и другие нужные устройства. Но также известны и более «прожорливые» агрегаты, например, велосипеды, автомобили и даже самолеты. Конечно, они не используются повсеместно, но предпосылки такие есть, а это уже полдела.

Но давайте рассмотрим более конкретно. Многие просто не представляют своей жизни без музыки, но не всегда существует возможность насладиться любимой композицией. Конечно, mp3 плееры никто не отменял, но если Вы не один, а в компании, это уже становится проблемой, тем более, если Вы выезжаете куда-то на природу и возможности подключить колонки просто нет. Именно для таких меломанов компания Roberts создала цифровой радиоприемник, работающий на солнечной батарее. Назвали его SolarDAB, помимо достоинства использовать энергию солнца, у него есть и другие плюсы:

Предусмотрена возможность подключения mp3 плеера.
На специальном экране отображается информация о заряде СБ.

Радиоприемник SolarDAB на одном заряде батарее сможет проработать около 27 часов, а его стоимость составляет порядка 160 долларов.

Но это не единственный подобный прибор. Примерно за 70 долларов можно приобрести радиоприемник Bresser National Geographic. Помимо радио это устройство включает в себя часы, светодиодный фонарь и будильник. И что самое полезное, заряжать этот радиоприемник можно не только от солнца, но и от сети и даже по принципу динамо-машины, используя специальную рукоятку. Да и цена очень даже приемлемая.

Следующий пример – вентиляторы на солнечной батарее. На рынке они представлены также различными компаниями. Один из них Solar Fan with LED. Плюс данной модели – наличие светодиодного фонарика. В зависимости от режима работы, он может проработать 8 часов, если включен вентилятор, или 20 часов, если работает фонарик. На солнце аккумулятор емкостью 2000 мАч зарядится за 8-12 часов, а от usb всего за 6-7. Всего 70 долларов, и этот вентилятор станет Вашим.

Помимо данной модели, можно приобрести мини вентилятор, работающий на солнечной батарее, Solar powered mini fan или прибор от компании Maplin, совмещающий в себе вентилятор, будильник, фонарь и аккумулятор, позволяющий заряжать от него и другие гаджеты. В продаже есть даже кепки, на которых установлен мини пропеллер, предназначенный для обдува лица. Единственный минус – возможность использования других источников энергии отсутствует, да и аккумулятор, естественно, тоже.
На следующем видео — вентиляторы, для работы которых не требуется электричество:

Оконный термометр, кондиционер и не только…

Далее в списке – оконный термометр, существует и такой, не удивляйтесь. Стоит подобный термометр на солнечной батарее порядка 700-1500 рублей. Зависит от модели и производителя. К примеру, на рисунке слева изображен цифровой оконный термометр торговой марки RST. Помимо температуры данная модель показывает влажность и определяет максимальную и минимальную температуры за последние сутки. Крепится данный термометр на внешнюю сторону окна на специальную липучку.

Еще один пример – оконный термометр TFA. Имеет функцию автоматической подсветки дисплея в темное время суток и возможность работать не только от солнечной энергии, но и от обычной пальчиковой батарейки. Вот только цена его в 2 раза больше, чем у предыдущей модели.

Интересным примером калькулятора на солнечных батареях может служить китайская модель, выполненная в прозрачном корпусе. Она имеет функцию автовыключения и встроенный аккумулятор. Правда цена его не очень маленькая – около 1800 рублей. Зато внешний вид очень необычный, только за это можно его приобрести.
Ну и напоследок, расскажу о том, с чего начиналась наша статья – про кондиционеры. Различают 2 разновидности:

Активные, то есть те, которые используют непосредственно тепловую энергию солнца.
Пассивные, то есть те, которые работают от электроэнергии, полученной с помощью солнечных батарей.

В качестве примера можно привести разработку гонконгских изобретателей, которые еще в прошлом году представили широкой общественности подобное устройство. Солнечные батареи изготовлены из фотоэлементов черного цвета, их можно разместить на крыше, и сплит-система готова к использованию. Не отстают от них и их австралийские коллеги, представленный ими образец питается за счет СБ, производящих 70 Вт/час. А встроенные аккумуляторы за световой день накапливают энергию, которой хватает на работу кондиционера в ночное время суток.

Теперь вы знаете, что от СБ могут работать не только такие приборы, как радиоприемник или калькулятор, но и различные предметы домашнего обихода, будь то вентилятор или кондиционер. Следите за новинками и будьте в курсе последних событий солнечной энергетики. И это обязательно поможет Вам снизить расходы на электроэнергию.

Статью подготовила Абдуллина Регина

Существуют даже весы на СБ:

Существует несколько видов кондиционеров, тем или иным образом использующих солнечную энергию, чтобы снизить или полностью отказаться от потребления электроэнергии из сети. О принципе работы таких устройств, получивших название «солнечные кондиционеры», и пойдет речь в этой статье.

Несмотря на некоторую абсурдность понятия «солнечный кондиционер» (традиционно солнце ассоциируется с теплом, а кондиционер - с холодом), оно вполне объяснимо, ведь именно в солнечный день потребность в кондиционировании наиболее велика. Таким образом, привязать работу кондиционера к солнцу было бы весьма логично: есть солнце - нужно охлаждение, нет - нет и потребности в холоде.
Принципиально солнечные кондиционеры можно разделить на две группы.

Представители первой, активные солнечные кондиционеры, используют солнечную энергию напрямую - как тепловую. В свою очередь, пассивные солнечные кондиционеры используют энергию Cолнца, преобразованную, как правило, в электричество.

Солнечные кондиционеры с влагопоглотителями

Обычно около 30 % полезной холодильной мощности кондиционера (а в некоторых случаях до 50 %) тратится впустую - на образование конденсата, который затем просто сливается в канализацию.

Избежать появления конденсата, которое происходит из-за того, что температура испарителя ниже точки росы поступающего из помещения воздуха, можно, либо повысив температуру испарителя, либо понизив точку росы. Первый способ приводит к менее эффективному охлаждению воздуха, а потому требует увеличения его расхода. К тому же лишнюю влагу из воздуха все равно нужно удалять.

Второй способ - понижение точки росы воздуха в помещении - можно реализовать несколькими путями, и один из них - предварительно осушить подаваемый в кондиционер воздух.

Солнечные кондиционеры с влагопоглотителями (десикантами) относятся к активным солнечным кондиционерам и имеют повышенную энергоэффективность за счет невыпадения конденсата. Влага удаляется из потока воздуха влагопоглотителями перед испарителем. Таким образом, в испаритель попадает осушенная воздушная масса с точкой росы ниже температуры испарителя, чем и обеспечивается гарантия невыпадения конденсата.

Влагопоглотитель (это может быть, например, силикагель) вращается на диске. Поглотив влагу из внутреннего воздуха, десикант диском выносится на открытое для лучей солнца пространство, где выпаривается впитанная влага. Тем самым влагопоглотитель регенерируется, и диск возвращает его к контакту с внутренним воздухом.

Дополнительно отметим, что при описанной выше схеме в солнечные дни режим осушения воздуха не требует включения парокомпрессионного холодильного цикла кондиционера, что ведет к существенному энергосбережению: электроэнергия затрачивается только на вращение диска с влагопоглотителем.

Абсорбционные солнечные кондиционеры

Другим примером активных солнечных холодильных машин являются абсорбционные чиллеры, использующие солнечное тепло. Как известно, в абсорбционных машинах рабочим веществом является раствор из двух, иногда трех компонентов. Наиболее распространены бинарные растворы из поглотителя (абсорбента) и хладагента, отвечающие двум главным требованиям: высокая растворимость хладагента в абсорбенте и значительно более высокая температура кипения абсорбента по сравнению с хладагентом.

Для получения холода в абсорбционных холодильных машинах требуется тепловая энергия (как правило, используется бросовое тепло предприятий), которая подводится к генератору, где из рабочего вещества выкипает практически чистый хладагент, ведь его температура кипения гораздо ниже, чем у абсорбента.

Несмотря на то что абсорбционные чиллеры - весьма перспективная область развития холодильной техники, их применение ограничивается, как правило, промышленными объектами, так как только там есть достаточное количество бросового тепла.

В то же время в абсорбционных солнечных кондиционерах тепловую энергию, подводимую к генератору, получают от Cолнца. Это позволяет расширить область применения абсорбционных машин и использовать их не только в промышленном секторе. Учитывая, что тепловая энергия, получаемая от Cолнца, бесплатна, экономичность подобных решений в эксплуатации очевидна.

Фотоэлектрический солнечный кондиционер

В принцип работы фотоэлектрических солнечных кондиционеров заложено, пожалуй, наиболее очевидное использование солнечной энергии: питание кондиционера от солнечной батареи.

Действительно, о солнечных электростанциях, использующих возобновляемый источник энергии - энергию Cолнца, известно достаточно давно, и сказано о них очень многое. Ряд проектов уже воплощен в жизнь и успешно эксплуатируется в различных странах.

В более скромных масштабах солнечные батареи используются для энергоснабжения небольших объектов, например, коттеджей: от установленных, как правило, на кровле фотоэлектрических панелей получают электричество, расходуемое на бытовые нужды.

Еще реже от солнечных батарей предлагается запитывать различное оборудование. Если учесть, что в отличие от другой бытовой техники кондиционеры используются именно в солнечные дни, то было бы логично подключить к солнечной батарее именно кондиционер.

Подобные решения уже предлагаются многими зарубежными производителями оборудования для кондиционирования воздуха, например, Sanyo, Mitsubishi, LG. Однако очевидно, что кондиционер, будучи энергоемким оборудованием, потребует размещения достаточно большого количества фотоэлектрических панелей. Поэтому разные производители используют солнечные батареи по-разному: для запитывания только вентиляторов, для частичного электроснабжения кондиционера или для его полного обеспечения электроэнергией.

В любом случае к кондиционеру подводится силовой кабель от электросети, однако приоритет по источнику энергии отдается солнечным батареям. Например, для питания солнечных кондиционеров компаний GREE и MIDEA используется постоянный ток. В обычном режиме ток поступает от фотоэлектрических панелей, а при отсутствии солнца - через выпрямитель из электросети здания.

Однако отметим, что КПД современных фотоэлектрических панелей не превышает 25 %, что нельзя назвать эффективным преобразованием энергии. Даже несмотря на разработку комбинированных батарей на основе кристаллического кремния, КПД которых достигает 43 %, по-прежнему более половины энергии теряется в процессе ее конвертации. Именно поэтому считается, что фотоэлектрические солнечные кондиционеры уступают в эффективности, например, абсорбционным.

Экологичность как двигатель солнечного кондиционирования

Сегодня большое внимание уделяется экологичности тех или иных решений. Особо остро экологический вопрос стоит в области кондиционирования.

Пока солнечные климатические системы еще мало распространены. Однако направленность мировых усилий на снижение выбросов углекислого газа в атмосферу и рост цен на традиционные энергоносители могут стать хорошим стимулом для развития солнечной климатической техники.

Очевидно, что энергопотребление системы кондиционирования при параллельном использовании солнечной энергии снизится. Кроме того, использование тепловой энергии Cолнца может расширить область применения абсорбционных холодильных машин, работающих на безопасных рабочих жидкостях - воде или соляных растворах.

Принципиально солнечные кондиционеры можно разделить на две группы. Представители первой, активные солнечные кондиционеры, используют солнечную энергию напрямую - как тепловую. В свою очередь, пассивные солнечные кондиционеры используют энергию Cолнца, преобразованную, как правило, в электричество.

Солнечные кондиционеры с влагопоглотителями

Обычно около 30 % полезной холодильной мощности кондиционера (а в некоторых случаях до 50 %) тратится впустую - на образование конденсата, который затем просто сливается в канализацию.

Другим примером активных солнечных холодильных машин являются абсорбционные чиллеры, использующие солнечное тепло. Как известно, в абсорбционных машинах рабочим веществом является раствор из двух, иногда трех компонентов. Наиболее распространены бинарные растворы из поглотителя (абсорбента) и хладагента, отвечающие двум главным требованиям: высокая растворимость хладагента в абсорбенте и значительно более высокая температура кипения абсорбента по сравнению с хладагентом.

Фотоэлектрический солнечный кондиционер

В принцип работы фотоэлектрических солнечных кондиционеров заложено, пожалуй, наиболее очевидное использование солнечной энергии: питание кондиционера от солнечной батареи.

Экологичность как двигатель солнечного кондиционирования

Сегодня большое внимание уделяется экологичности тех или иных решений. Особо остро экологический вопрос стоит в области кондиционирования.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «МИР КЛИМАТА»

Сейчас пользуется популярностью техника, реализующая принципы энергосбережения. Это возможно благодаря использованию солнечной энергии. В некоторых моделях кондиционеров используется этот процесс, позволяющий уменьшить энергопотребление или полностью отказаться от него.

Такое оборудование назвали солнечным кондиционером. Несмотря на то, что в привычном понимании солнце дает тепло, а кондиционер охлаждает воздух, связать два таких понятия очень просто. Ведь именно в знойный, солнечный день возникает острая необходимость в кондиционировании воздуха.

Вот почему было бы эффективно использовать в работе климатической техники солнечную энергию. Жарко и солнечно – охлаждаем помещение, пасмурно и прохладно – необходимость в этом отпадает.

Виды солнечных кондиционеров и их устройство

По принципу действия можно выделить две группы кондиционеров. Это активные и пассивные. Первые используют тепловую солнечную энергию. Второй тип техники преобразует энергию солнца в электрическую энергию.

Сейчас большая часть этой техники предусматривает частичное использование энергии Солнца. В любой момент сплит-система готова переключиться на резервное электропитание от сети. В будущем производители планируют полностью адаптировать оборудование для питания от солнечной энергии.

Такое оборудование выполнено из трех частей. Это солнечная панель, внутренний и наружный блок. Внутренняя часть отвечает за преобразование энергии Солнца в электрическую энергию с помощью специального коллектора. На наружной части оборудования расположена специальная фото панель. Она способна поглощать солнечную энергию.

И последняя составляющая оборудования работает по принципу солнечной батареи, собирая и сохраняя энергию. Располагается солнечная панель на наружной части сплит-системы.

В настоящее время многие производители начали выпуск солнечного кондиционера, активно распространяя информацию о различных новшествах в этом производстве. Также популярность этому оборудованию добавляет его экологическая безопасность. В недалеком будущем планируется полный переход на использование данного оборудования даже с возможностью подключения к нему различных домашних приборов. Например, таких приборов, как осветительные лампы.

Преимущества использования солнечной климатической техники

Неоспоримым преимуществом в пользу использования такой техники является экологическая безопасность технологий, используемых при ее создании. С солнечным кондиционером уменьшится использование природных ресурсов. Благодаря этому уменьшится негативное воздействие на окружающую среду. Например, инверторные кондиционеры потребляют меньше до 60% электрической энергии.

Также в солнечной климатической технике значительно уменьшены размеры. Компактность оборудования также позволяет уменьшить использование природных ресурсов. Эффективная эксплуатация благодаря изменению конструкции (минимизация утечки хладагента).

Посмотрите это видео, чтобы увидеть, как солнечный кондиционер выглядит в живую.