Hlajenje postaja vse pomembnejši izziv, saj klimatologi napovedujejo vse bolj vroče in sušne poletne mesece. V tej smeri strokovnjaki iščejo številne energetsko učinkovite rešitve. Splošno razširjene klimatske naprave, ki so v bistvu toplotne črpalke, za pogonsko energijo uporabljajo elektriko.
Prav posebna toplotna črpalka, t.i. adsorpcijska toplotna črpalka, pa za pogonsko energijo lahko uporablja moč sonca (npr. medij, ki se segreje v termosolarnih kolektorjih).
 InvenSor LTC 10 plus: Adsorpcijska toplotna črpalka kot alternativa za hlajenje (vir: Invensor) |
Adsorpcijska toplotna črpalka
Adsorpcijska toplotna črpalka je v osnovi toplotni stroj, podobno kot toplotne črpalke za ogrevanje, klimatske naprave, hladilnik. Adsorpcijska toplotna črpalka (v nadaljevanju: ATČ) je sestavljena iz štirih glavnih delov: adsorber/desorber 1, adsorber/desorber2, uparjalnik in kondenzator, ki omogočajo ciklično delovanje (na sliki). Za hladilno/ogrevalni medij sistema se pogosto uporablja kar voda, pogonska energija pa v tem primeru ni električna energija, ampak toplota iz zunanjega vira. Kot vir toplote za pogon stroja se lahko uporablja energija sonca. Kadar se ATČ uporablja za hlajenje govorimo o hlajenju s pomočjo sonca.
Delovanje
Pri ATČ vedno govorimo od paru adsorbent in adsorbat. Adsorbent je snov na katero se v fazi adsorpcije veže adsorbat. Danes najpogosteje srečamo pare zeolit(adsorbent)/voda(adsorbat) ali silikagel/voda. ATČ ima več faz delovanja, za začetno točko opazovanja lahko izberemo fazo desorpcije v kateri z dovajanjem toplote (toplota iz solarnega sistema) segrevamo adsorbent, ki se s tem izsušuje in ustvarja se para. Para nato prehaja v kondenzator kjer se utekočini, odvečna toplota se odvaja iz sistema. Ko je adsorbent popolnoma izsušen, se prekine dovajanje toplote v adsorbent (adsorber/desorber). Po fazi ohlajanja kondenzat ponovno steka v uparjalnik, hkrati pa kondenzat (voda) v uparjalniku reagira in ponovno prične izparevati. Tokrat suh adsorbent na sebe veže vso izparino - adsorbat. Z izparevanjem se voda v uparjalniku ohlaja in lahko se uporabi za hlajenje, klimatizacijo. Ko se na adsorbent veže dovolj adsorbata se ponovno prične faza segrevanja adsorbenta z zunanjim virom toplote in cikel se prične od začetka. Ker se hlajenje, ki ga lahko uporabimo za klimatizacijo, izvaja samo v eni fazi celotnega cikla, običajno ATČ sestojijo iz dveh adsorberjev/desorberjev, ki delujeta ravno v nasprotnih si fazah (npr. eden se ogreva in se izvaja desorpcija, drugi ohlaja in se izvaja adsorpcija) in tako dosežemo bolj zvezno delovanje naprave.
 Delovanje adsorpcijske toplotne črpalke z dvema adsorberjema/desorberjema (vir: Solarnext) |
Prednosti in slabosti
Hlajenje v ATČ poteka le del cikla in ni kontinuirano. Ta težava se običajno rešuje tako, da sta v napravi dva adsorberja/desorberja, ki delujeta v nasprotnih fazah in na ta način dosežemo zveznost delovanja. Toplotno število hlajenja (COP) je nizko in običajno nekje med 0.3 in 0.4, tudi najnaprednejše naprave ne morejo preseči COP 0.6. Prednost ATČ je vsekakor v tem, da lahko uporabljajo solarno toploto ali odpadno toploto in za pogon ni potrebna električna energija. Porabijo zelo malo električne energije v primerjavi s klasičnimi toplotnimi črpalkami. Uporablja se naravi prijazni hladilni medij, adsorbat, ki je običajno kar voda. Stroški delovanja so nizki, uporabljenih je malo premikajočih delov in posledično manj možnosti okvar.
Primer iz prakse
Invensor adsorpcijski hladilni sistem (na sliki) za pogonsko energijo izrablja sončno energijo. Za delovni par adsorpcije se uporablja par zeolit - voda. Sistem ima dober izkoristek v primerjavi z istovrstnimi napravami, z uporabo vode za hladilno sredstvo pa pripomore k večji okoljski prijaznosti. Podjetje je bilo za to napravo nagrajeno na znanem sejmu InterSolar.
Povezane vsebine
