Energia odnawialna

Mam wyszabrowane – w jednym kawałku – „bebechy” z dużej lodówki (Mińsk 240L). Z tego co pamiętam zamrażalnik z „prostokąta” da się rozwinąć. Otrzymamy w ten sposób płaski, aluminiowy absorber z minimalną objętością czynnika chłodzącego. Na prototyp małej pompy ciepła w sam raz…

Prototyp

Zasada działania jest prosta. Dokładnie taka sama jak w lodówce. Zamieniamy tylko poszczególne elementy funkcjami. Gdy lodówka działa – „kratka” z tyłu ogrzewa się – jest to efekt „wypompowywania” ciepła z wnętrza lodówki na zewnątrz. Jednocześnie w środku robi się zimno. Odwrócenie elementów polega na zamknięciu kratki w izolowanym zbiorniku z wodą – w buforze ciepła, zaś zamrażalnik wystawiamy na zewnątrz, na słońce. Jednym słowem będziemy odbierać ciepło z otoczenia. Uruchamiając jakiś czas temu małą zamrażarkę zauważyłem, że jej tył nagrzewa się na prawdę dość mocno. Myślę, że spokojnie około 50°C. Taka mini – pompa ciepła mogła by w pewnych warunkach być niezłym uzupełnieniem „konwencjonalnych” źródeł ciepła.

Zastanawiam się tylko, czy:

• dużo wyższa temperatura czynnika niż w typowym zastosowaniu nie „zarżnie” agregatu

• wysoka temperatura nie spowoduje zbyt dużego wzrostu ciśnienia w instalacji (tym samym rozszczelnienia, z gwałtownym rozszczelnieniem nazywanym „bum” włącznie)

• ocieplenie, osłonięcie kolektora – było by idealnie zachować szczelność – na pewno będzie skraplać się woda, niekiedy pewnie i będzie się obladzać – ewentualnie zamiast zapewnienia szczelności – automatyka, która zadba żeby woda się nie skraplała, ale wtedy na pewno straci się na sprawności (temperatura powietrza 30°C, wysoka wilgotność – woda zacznie się skraplać przy stosunkowo wysokich temperaturach). Jako kompromis można by przyjąć panel bez ocieplenia w nierdzewnej obudowie z otworami na samym dole – do odprowadzania skroplin. Ewentualnie w roli odbiornika ciepła zastosować chłodnicę (na przykład taką z dużej lodówki), albo nawet dwie (konstrukcja przypomina samochodową) i „zasilać” ją gorącym powietrzem z kolektora powietrznego. Tutaj nie trzeba by było bać się wody – źródło ciepła było by „na zewnątrz”. Pod chłodnicą można by zamntować tackę z odpływem i nie martwić się, że kwiatki nam zwiędną .

• automatyka – z całą pewnością typowa „lodówkowa” automatyka nie zda egzaminu. W takim zastosowaniu będą zupełnie inne zakresy temperatur. Obawiam się, że przez większość czasu (zwłaszcza w ciepłych porach roku) agregat będzie działać cały czas, co zapewne fatalnie wpłynęło by na żywotność oraz sprawność pompy.

• istnieje możliwość zastąpienia (bez większych przeróbek) freonu – gazem propan – butan. Do eksperymentowania bardzo przydała by się możliwość samodzielnego napełniania instalacji, bez konieczności inwestowania w drogie, dedykowane dla chłodnictwa rozwiązania. Pełna butla (11kg) gazu „do kuchenki” kosztowała dwa dni temu 44 złote. Pompę próżniową, która jak sądzę wystarczyła by do napełnienia naszej instalacji możemy wykonać z dwóch szeregowo podłączonych agregaów lodówkowych. Koszty niewielkie.

• Wadą jest to, że taka pompa potrzebuje prądu. Z drugiej strony typowa instalacja też go potrzebuje. Nie wiem jeszcze na jakie COP można by liczyć przy takiej konstrukcji. Czyli iloma watami energii elektrycznej będziemy w stanie przepompować jaką ilość „energii słońca”.

Wracając do sprawności. Myślę, że powinna być niezła – jeśli chodzi o pompowanie ciepła nawet lepsza niż w typowym zastosowaniu – w lodówce. Zamrażarka nawet w lecie utrzymuje spokojnie nawet te -20°C. Przy temperaturze na zewnątrz grubo ponad 25°C (w chłodnym pomieszczeniu) – dość szybko po włączeniu się lodówki zamrażalnik pokrywa się szronem. Gdyby zapewnić lepszy odbiór ciepła z „kratki” jednocześnie dostarczając więcej ciepła do „zamrażalnika” – sprawność powinna wzrosnąć. Oczywiście w pewnych granicach. Perpetum mobile – jak dotąd – nikt jeszcze nie wymyślił. Trzeba zachować proporcje – kolektor – agregat – wężownica w buforze ciepła i dążyć do maksymalnego wychłodzenia czynnika na wyjściu. Dodatkowo odpada troska o wysoką „emisję” kolektora – nie będzie tak wysokich temperatur, by trzeba było się o to zbytnio martwić. Wydaje mi się – z obecnym stanem wiedzy, że to powinno zadziałać. Na zakończenie chciał bym podkreślić, że nie jestem ekspertem w dziedzinie chłodnictwa czy też pomp ciepła. Ba – jestem zupełnym laikiem w tej materii i czeka mnie w tej dziedzinie dużo czytania. Dla tego ostrzegam – pewnie część z tych pomysłów może być ryzykowna w wykonaniu – zarówno dla zdrowia czy też „mienia”. Gdyby ktoś podjął się prób – robi to na własną odpowiedzialność.

Wpisy powiązane tematycznie:

1. Bufor ciepła
2. Paletopojemnik buforem ciepła
3. Bufor ciepła – rozważania
4. Budowa kolektora słonecznego – cz. 1