ระบบทาความเย็นด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

ระบบทาความเย็นด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

หลักการทางาน คือ ใช้ความร้อนจากแสงของดวงอาทิตย์ ไปทาให้สารภายในระบบ เกิดการเปลี่ยนสถานเป็นไอ หลังจากนั้น นาไอที่ได้ไปผ่านกระบวนการลดแรงดันและอุณภูมิ มี2แบบที่ได้รับความนิยม คือ

1. ระบบทำความเย็นแบบดูดกลืน Absorpber
เครื่องทาความเย็นแบบดูดกลืนนิยมใช้สารทางานอยู่สองชนิดคือ ลิเทียมโบไมด์กับน้า (LiBr/H2O) และ แอมโมเนียกับน้า (NH3/H2O)เครื่องทาความเย็นแบบดูดกลืนมีส่วนประกอบหลักอยู่ 4 ส่วนประกอบด้วย เจนเนอเรเตอร์ (Generator) คอนเดนเซอร์ (Condenser) อีวาพอเรเตอร์ (Evaporator) และ แอบซอบเบอร์(Absorber)โดยปกติเครื่องทาความเย็นแบบดูดกลืนที่ใช้สารทางานเป็นลิเทียมโบรไมด์น้าจะใช้อุณหภูมิประมาณ 70 – 100oC และค่า COP อยู่ระหว่าง 0.6 ถึง 0.8 ส่วนเครื่องทาความเย็นแบบดูดกลืนชนิดวัฏจักรเดี่ยวที่ใช้สารทางานเป็นแอมโมเนียกับน้าต้องการอุณหภูมิของน้าร้อนประมาณ 130 – 180 oC ค่า COP ประมาณ 1.2
 การทางานของระบบที่ใช้สารทางานลิเทียมโบรไมด์กับนา เริ่มจากเมื่อป้อนความร้อนให้กับเครื่องทาความเย็นในส่วนของเจนเนอเรเตอร์ (Generator) ความร้อนก็จะถูกดูดกลืนด้วยสารทางานคือ ลิเทียมโบรไมด์กับน้า เมื่อสารคู่ทางานดูดกลืนความร้อนน้าก็จะระเหยกลายเป็นไอที่ความดันสูงและอุณหภูมิสูง ผ่านไปที่คอนเดนเซอร์ บริเวณคอนเดนเซอร์เป็นบริเวณที่ถ่ายเทความร้อนออกจากระบบ เมื่อไอน้าที่ความดันสูงถูกถ่ายเทความร้อนออกก็จะเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว และถูกปั้มผ่านไปยังวาล์ว (Expansion Valve) เพื่อลดความดัน เมื่อน้าถูกลดความดันส่งผลให้อุณหภูมิลดลงตาม จากนั้นน้าก็จะเปลี่ยนสถานะเป็นสองเฟสประกอบด้วยไอน้าและน้าที่เป็นของเหลวและมีอุณหภูมิต่าผ่านไปที่อีวาพอเรเตอร์ ที่อีวาพาเตอร์ก็จะเกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างสารทางาน (coolant) คือน้ากับความร้อนภายในห้อง ความร้อนภายในห้องก็จะถูกถ่ายเทให้กับน้าจากนั้นก็จะถูกปั๊มไปยัง Absorber ที่ส่วนนี้น้าเมื่อดูดความร้อนจากห้องก็จะไปรวมกับลิเทียมโบรไมด์ความร้อนส่วนหนึ่งก็จะถูกถ่ายเทออกไปทิ้ง จากนั้นสารคู่ทางานก็จะถูกปั๊มไปยังเจนเนอเรเตอร์ (Generator) อีกครั้งแล้วการทางานก็จะวนรอบ



2. ระบบทำความเย็นแบบดูดซับ (Adsorption Chiller)
เครื่องทาความเย็นแบบดูดซับแตกต่างจากเครื่องทาความเย็นแบบดูดกลืน คือ เครื่องทาความเย็นแบบดูดซับใช้สารดูดซับที่เป็นของแข็ง และ ส่วนประกอบหลักของเครื่องทาความเย็นแบบดูดซับจะ ประกอบด้วย
1.อีแวปเปอร์เรเตอร์ ทำหน้าที่ดึงความร้อนออกจากห้องเย็น
2.คอนเดนเซอร์ ทำหน้าที่ระบายความร้อนออกสู่สภาวะภายนอก
3.เจนเนอเรเตอร์ ทำหน้าที่ถ่ายเทความร้อนจากแหล่งพลังงานความร้อน ทำให้สารทำความเย็นกลายสถานะป็นไอ
4.แอบซอบเบอร์ ทำหน้าที่ดูดซึมสารทำความเย็นในสถานะไอ ที่ไหลออกมาจากอีแวบเปอร์เรเตอร์ให้กลายเป็นของเหลวในรูปของสารละลาย
5. ปั้มสารเคมี ทำหน้าที่หมุนเวียนสารทำความเย็น และสร้างความดันให้แก่ระบบ

 ความร้อนจากแหล่งพลังงานความร้อนจ่ายให้กับ Denoted1 ส่วน Cooling Tower เชื่อมต่ออยู่กับ Denote 2 สารคู่ทางานที่ใช้ในเครื่องทาความเย็นแบบดูดซับ (Adsorption Chiller) ที่มีการใช้งานจริงในตลาดการทาความเย็นด้วยเครื่องทาความเย็นแบบดูดซับมีเพียงชนิดเดียวคือ Water/Silicagel สามารถทางานได้ที่อุณหภูมิระหว่าง 60 –70 o C


ข้อแตกต่างหลักระหว่างวัฏจักรทำความเย็นแบบดูดซึมกับวัฏจักรทำความเย็นแบบอัดไอ มีอยู่ 2 ประการคือ
1. จะใช้ตัวเจนเนอเรเตอร์และตัวแอปซอบเบอร์ทำหน้าที่ให้สารทำความเย็นในสถานะ ไอ ไหลในวัฏจักรแทนการใช้เครื่องอัดไอในวัฏจักรทำความเย็นแบบอัดไอโดยทั่วไป
2. พลังงานที่ใช้ในตัวเจนเนอเรเตอร์และตัวแอบซอบเบอร์จะอยู่ในรูปของพลังงาน ความร้อน ต่างจากเครื่องอัดไอที่ต้องใช้พลังงานกลในระบบทำความเย็นแบบอัดไอ
เห็นได้ว่าวัฏจักรการทำความเย็นแบบดูดซึมต้องการพลังงานในรูปแบบพลังงานความ ร้อน จึงมีความเหมาะสมที่จะใช้กับแหล่งพลังงานความร้อนเช่นพลังงานแสงอาทิตย์ ความร้อนเหลือทิ้งหรือพลังงานความร้อนใต้พิภพ เป็นต้น