+- Forum Klimatyzacja (https://forum.klimatyzacja.pl)
+-- Dział: Klimatyzacja.pl (https://forum.klimatyzacja.pl/forumdisplay.php?fid=3)
+--- Dział: Klimatyzacja (https://forum.klimatyzacja.pl/forumdisplay.php?fid=11)
+--- Wątek: Tani klimatyzator absorpcyjny H2O/NaCl (/showthread.php?tid=9652)
Tani klimatyzator absorpcyjny H2O/NaCl - Bulbulator - 2016-06-24
Witam. Jakiś czas temu znalazłem na Wikipedii schemat prostego klimatyzatora absorpcyjnego, w którym czynnikiem roboczym jest woda, a absorbentem stężony wodny roztwór chlorku sodu: https://en.wikipedia.org/wiki/Absorption_refrigerator#Water_spray_absorption_refrigeration. Jest on układem otwartym - gorące powietrze jest przepuszczane przez absorber, w którym stężony roztwór NaCl pochłania zawartą w nim wilgoć, po czym zostaje schłodzone poprzez nawilżenie czystą wodą w parowniku, a na koniec przechodzi przez drugi absorber, działający podobnie jak pierwszy. Chciałem zbudować takie urządzenie, stosując jako źródło ciepła grzałkę elektryczną o mocy paru kW. Mam jednak pewne wątpliwości. Nie jestem pewien, czy taki klimatyzator mógłby być dostatecznie wydajny, aby schłodzić powietrze w pokoju. Zastanawia mnie też jego wpływ na zdrowie użytkowników ze względu na konieczność rozpylania roztworu soli w powietrzu. Nie wiem też, jaka metoda absorpcji i parowania byłaby najlepsza: rozpylanie cieczy za pomocą dysz (atomizerów), wytwarzanie drobnych pęcherzyków powietrza w zbiornikach z cieczą czy przepuszczanie powietrza przez zwilżoną tkaninę lub inny porowaty materiał.
Tani klimatyzator absorpcyjny H2O/NaCl - Bulbulator - 2016-12-10
Widzę, że jeszcze nikt nie odpowiedział - i wcale mnie to nie dziwi, bo sam jeszcze nie skończyłem projektować urządzenia. Mam nadzieję, że zdążę je zbudować do najbliższego lata.
Dowiedziałem się o metodzie chłodzenia ewaporacyjnego, która pozwala oszczędzać energię elektryczną (jeśli wilgotność powietrza nie jest zbyt wysoka, nie trzeba włączać warnika), a jednocześnie nie zwiększa wilgotności bezwzględnej powietrza w pomieszczeniu. Polega ona na odparowywaniu wody w zużytym powietrzu i odzyskiwaniu wytworzonego w ten sposób chłodu za pomocą rekuperatora (pewnie można go łatwo samemu zbudować), który z powrotem ogrzewa zużyte powietrze wyrzucane na dwór, a chłodzi świeże, pobierane do środka. Takie rozwiązanie stosuje się w klimatyzatorach adsorpcyjnych (http://www.daviddarling.info/encyclopedia/D/AE_desiccant_cooling.html). Jeśli wentylatory byłyby wystarczająco wydajne, można by uniknąć strat energii związanych z wietrzeniem pomieszczenia (wystarczyłoby przepuścić dwie rury przez uchylone okno, a pozostały odstęp zasłonić czymś).
Zastanawiam się, jak sterować warnikiem, żeby zapobiec krystalizacji chlorku sodu i nadmiernemu odparowywaniu wody z roztworu, kiedy jest włączony pomimo, że powietrze jest wystarczająco suche. To bardzo ważne, bo ubytek objętości roztworu mógłby spowodować odsłonięcie i przepalenie grzałki, poza tym chlorek sodu nie miałby jak krążyć w obiegu. Myślałem nad różnymi rozwiązaniami, z których najlepszym jest chyba montaż higrometru za absorberem (złożem np. papieru nasączonego roztworem i opływanego przez powietrze). Jeśli wilgotność powietrza byłaby bliska zeru, warnik pozostawałby wyłączony (zgromadzony w absorberze roztwór byłby wystarczająco stężony, żeby osuszać powietrze). Jeśli wilgotność wzrosłaby, warnik byłby włączany. Taka metoda byłaby jednak skuteczna tylko przy dostatecznie dużej powierzchni kontaktu roztworu z powietrzem (inaczej absorber nie mógłby uzupełniać oddestylowanej z roztworu wody), ale to i tak jest konieczne do wydajnej pracy klimatyzatora. I koniecznie trzeba zastosować grzałkę z zabezpieczeniem przed przegrzaniem.
Tani klimatyzator absorpcyjny H2O/NaCl - freegass - 2016-12-10
Polecam film "Wybrzeże moskitów", jako inspiracja i jednocześnie przestroga.
Tani klimatyzator absorpcyjny H2O/NaCl - Bulbulator - 2016-12-11
Dzięki, to już drugie forum, na którym pisałem o chłodzeniu absorpcyjnym, i na którym mi go polecali
Ale najpierw przeczytam książkę, tak jak mnie na polskim nauczyli 
Niestety sposób zapobiegania nadmiernej utracie wody z roztworu, o którym wczoraj pisałem, okazałby się kiepskim rozwiązaniem - warnik co chwilę by się wyłączał, przez co klimatyzator nie mógłby działać wydajnie, a przekaźnik szybko by się zużył. Będę musiał jednak zastosować jakiś czujnik stężenia roztworu powracającego z absorbera (poniżej poziomu cieczy - również wtedy, gdy jest on obniżony na skutek konwekcji powodowanej przez pracującą grzałkę).
Tani klimatyzator absorpcyjny H2O/NaCl - Bulbulator - 2016-12-14
Wie ktoś, jak obliczyć najmniejszą wilgotność powietrza, dla której w danej temperaturze stężony roztwór soli będzie pochłaniał parę wodną, a nie ją oddawał? Patrzyłem na Wikipedii, ale tam jest raczej o rozpuszczaniu w wodzie gazów, które w warunkach normalnych nie występują w stanie ciekłym (np. tlen, azot).
Tani klimatyzator absorpcyjny H2O/NaCl - Amfan - 2016-12-14
Rozumiem że chcesz pozyskać dodatkową ilość wody z powietrza .
Tani klimatyzator absorpcyjny H2O/NaCl - Bulbulator - 2016-12-14
Niekoniecznie, chodzi mi głównie o to, żeby powietrze po przejściu przez absorber było na tyle suche, żeby chłodzenie ewaporacyjne było dostatecznie wydajne. Takie rozwiązanie jest konieczne, jeśli podczas upału powietrze na dworze jest nasycone parą. Oczywiście podczas destylacji zużytego roztworu będzie powstawać para, którą mogę skierować do skraplacza oddającego ciepło na dwór, a po skropleniu i schłodzeniu (za pomocą skraplacza) do parownika, ale głównym celem jest osuszanie powietrza przed chłodzeniem ewaporacyjnym. Tylko, że muszę w tym celu wiedzieć, przy jakiej minimalnej wilgotności ten układ powinien działać (i najlepiej zrobić w tym celu sterownik automatyczny). Pewnie wielu z nas robiło kiedyś doświadczenie z krystalizacją NaCl - wprawdzie jest ona higroskopijna, ale przy suchym powietrzu parowanie przewyższa absorpcję. Nie wiem, czy nie powinienem użyć bardziej higroskopijnej soli, np. bromku litu, ale chlorek sodu jest tańszy i łatwiej dostępny.
Zapomniałem napisać, jak planuję wprawiać powietrze w ruch: za pomocą dwóch wentylatorów np. wyciągowych, o mocy kilkadziesiąt W każdy. Jeden będzie zasysał świeże powietrze ze dworu, a drugi odprowadzał zużyte. Chciałem zastosować obieg otwarty, żebym mógł chłodzić ewaporacyjnie powietrze opuszczające pomieszczenie, kierując je następnie do rekuperatora. Takie rozwiązanie byłoby dobre dla "średniej" wilgotności: nie musiałbym jej nadmiernie zwiększać w powietrzu wprowadzanym do pokoju, ale włączanie energochłonnej grzałki w układzie absorpcyjnym też nie byłoby wtedy konieczne.
Tani klimatyzator absorpcyjny H2O/NaCl - Bulbulator - 2016-12-15
Już znalazłem potrzebny wzór: http://www.naukowiec.org/wzory/chemia/preznosc-pary-nad-roztworem-ciala-stalego-w-cieczy_1451.html. Okazuje się, że prężność pary nad stężonym roztworem jest tyle razy mniejsza od prężności pary nasyconej, ile wynosi ułamek molowy w roztworze nasyconym w danej temperaturze.
Nie wiem czemu, ale wyszło mi, że ułamek molowy wody w stężonym roztworze bromku litu (0,9638634397) jest wyższy niż dla chlorku sodu (0,9001848429) (i że oba roztwory absorbują dopiero przy bardzo wysokiej wilgotności).
Tani klimatyzator absorpcyjny H2O/NaCl - DBKlima - 2016-12-16
Co to za "Tani klimatyzator absorpcyjny H2O/NaCl" - jak bez stałego nadzoru może nigdy nie działać.
Rozumiem że jest to klimatyzator Made in Adam Słodowy i do zastosowania tylko przez niego.
Dla domu nie wiem czy to jest opłacalne (może)
... może jak bym miał już kolektory słoneczne i jednocześnie gaz doprowadzony do budynku to bym kombinował z jakimś dodatkowym palnikiem gazowym, a tak mam cały las i kominek, klimatyzacje oraz piec na węgiel.
Pytanie ile jesteś wstanie zaoszczędzić ... dużo, trochę, nic ... ?
Tani klimatyzator absorpcyjny H2O/NaCl - Bulbulator - 2016-12-16
Czy kupionego, sprężarkowego klimatyzatora też cały czas pilnujesz, żeby temperatura za bardzo nie wzrosła albo nie zmalała? Nie - od tego jest termostat. Ustawiasz zadaną temperaturę i urządzenie dąży do jej utrzymania. W podobny sposób można mierzyć np. wilgotność powietrza - są do tego różne czujniki, mechaniczne i elektroniczne. Oczywiście trzeba też zadbać o porządne wykonanie, żeby nie doszło do jakiejś awarii.
A jeśli chodzi o oszczędności, zdaję sobie sprawę, że chłodziarka absorpcyjna ma dużo niższą sprawność niż sprężarkowa. Ale układ, który planuję zrobić (modyfikacja opisana w drugim poście, w pierwszym jeszcze o tym nie pomyślałem), będzie bardziej wydajny, bo nie będzie musiał tracić energii na osuszanie powietrza po parowaniu, jedynie przed. W dodatku będzie umożliwiał odzyskiwanie ciepła za pomocą rekuperatora. W uproszczeniu, ze względu na wilgotność powietrza na dworze, można wyróżnić trzy tryby pracy:
-Niska wilgotność - chłodzenie ewaporacyjne powietrza wprowadzanego do pokoju, przy poborze mocy porównywalnym ze zwykłą żarówką (głównie wentylatory, dodatkowo jakaś pompka do zwilżania parowników). Podobnie działają klimatyzery, ale tutaj jest jeszcze wentylacja rekuperacyjna, co zmniejsza zużycie wody lub pozwala osiągnąć niższą temperaturę.
-Średnia wilgotność - chłodzenie ewaporacyjne jest jeszcze wydajne, ale nie można za bardzo zwiększać wilgotności w pomieszczeniu, bo mogłaby spowodować złe samopoczucie użytkowników, rozwój pleśni domowej itp. Wtedy wystarczy przełączyć wodę (jakimś zaworem czy choćby przechylaną rynienką) tak, żeby zwilżała drugi parownik, który będzie chłodził zużyte powietrze, a moc chłodnicza będzie w większości odzyskiwana przez rekuperator. Pobór mocy elektrycznej taki sam.
-Wysoka wilgotność - podobnie, jak przy średniej wilgotności, ale trzeba uruchomić chłodzenie absorpcyjne. Wtedy sprawność rzeczywiście jest dość niska, ale w Polsce nie zawsze podczas upałów jest tak wilgotno. Poza tym typowe klimatyzatory montowane w domach nie mają wentylacji rekuperacyjnej, bez której traci się dużo chłodu na wietrzenie pomieszczeń.
Załączam uproszczony schemat (bez zaznaczonych wentylatorów, filtrów i innych elementów). Absorber będzie po wewnętrznej stronie rekuperatora - w wyniku chłodzenia przez rekuperator rośnie wilgotność względna (spadek temperatury powoduje obniżenie maksymalnej wilgotności bezwzględnej), więc w tym miejscu będzie łatwiej pochłaniał wilgoć. Natomiast parowniki muszą być też od strony pomieszczenia - w przeciwnym wypadku rekuperator powodowałby chłodzenie powietrza na dworze zamiast w domu
Tani klimatyzator absorpcyjny H2O/NaCl - Bulbulator - 2016-12-20
Już znalazłem: aktywność wody nad stężonym roztworem NaCl (jeśli dobrze rozumiem, to to samo, co wilgotność względna) wynosi 75,3% w temperaturze 25 st. C (http://www.food.actapol.net/pub/6_1_2005.pdf, s. 3). Trochę wysoka, ale jeszcze może być. Nie wiem, jak dla innych temperatur - przy wyższych na pewno będzie wyższa, ale przynajmniej będzie można odebrać większą ilość ciepła od m^3 powietrza (większa maksymalna wilgotność bezwzględna). Oczywiście to nie znaczy, że klimatyzator będzie musiał wprowadzać do pomieszczenia powietrze o wilgotności 100% - będzie można skierować wodę do drugiego parownika i odzyskiwać chłód przez rekuperator. Jeśli powietrze będzie miało niższą wilgotność niż aktywność wody nad roztworem NaCl, wystarczy odłączyć dopływ roztworu do absorbera (np. wyłączyć pompkę albo zamknąć zawór), żeby nie nawilżał powietrza zamiast je osuszać (podejrzewam, że skoro absorpcja nie powoduje w tym wypadku znacznego efektu cieplnego, to desorpcja również - nie będzie chłodzić tak, jak parowanie z czystej wody w parowniku).