Dispozitivul care face GHEAŢĂ din… căldura soarelui!

4

– Cui pe cui se scoate, zice o vorbă din bătrâni. Şi nu de puţine ori perfect fundamentat. Cum o putem aplica acolo unde ne doare cel mai tare, în aceste zile fierbinţi de vară? Cum putem să ne răcorim folosind căldura? Pare un nonsens. Şi totuşi… Da, pe de o parte avem fenomenul natural al transpiraţiei, care ne mai ajută. Dar în rest, tehnologie care consumă curent electric la greu.

 

Ei bine, tocmai acest principiu al evaporaţiei îl putem aplica de minune pentru a obţine fie nişte gheaţă de pus în băuturi, fie un aparat de aer condiţionat fără pretenţii, dar eficace, fie un frigider acolo unde nu avem acces la energie electrică şi, mare atenţie, fiecare din acestea în mod complet gratuit!

Pentru că, exceptând cheltuiala iniţială cu materialele şi eventual manopera, odată pus în funcţiune, dispozitivul pe care-l vom prezenta mai jos nu vă va lua din buzunar un leuţ, ci va funcţiona de sine stătător, bazându-se doar pe energia solară.

E drept, îl vom avea activ doar în zilele însorite, dar tocmai asta e şi ideea, de a combate canicula zilelor toride de vară.

Prin 1996, trei tipi de ispravă de la Fundaţia S.T.E.V.E.N. (Solar Technology and Energy for Vital Economic Needds) au pus la punct un „ice-maker” solar de mai mare dragul.

Fraţii Jaroslav şi Steven Vanek, laolaltă cu Mark ”Moth” (Molia, n.n.) Green şi-au bătut capul cum să facă şi să dreagă să nu mai dea sute de dolari pe curentul electric folosit la producţia de cuburi de gheaţă pentru uz propriu – deh, criza era departe atunci şi beuturicile pe val.

Dincolo de glumă, realizarea lor e de-a dreptul generoasă, căci au pornit cercetarea practică de la ideea de a oferi un dispozitiv de răcire fără costuri de consum pentru ţările în curs de dezvoltare.

Şi au pus la treabă un principiu folosit de eoni în natură şi de cel puţin 250 de ani de omenire, acela al răcirii prin vaporizare.

Cum se poate face răcire fără consum de electricitate, veţi întreba.

Simplu: prin consum de căldură.

Aceasta face să fiarbă lichidul refrigerent dintr-un container ce conţine material absorbant – generatorul. Această fază este numită aşadar generare.

Refrigerentul în formă gazoasă este apoi condensat într-un – exact! – condensator şi transformat iarăşi în lichid, care se colectează într-un recipient de stocare plasat într-o incintă de răcire.

După ce generarea şi condensarea s-au încheiat, refrigerentul se evaporă din vasul de stocare şi este reabsorbit de generatorul ce conţine substanţa absorbantă, adică o sare cu o mare afinitate pentru substanţa refrigerantă. Pe măsură ce se desfăşoară acest proces, incinta ce conţine vasul de stocare de răcire se răceşte.

Sarea absorbantă folosită de Jaroslav, Steven şi Mark este clorura de calciu, iar refigerentul este amoniacul pur (anhidru). Ambele sunt ieftine şi uşor de obţinut.

Ţevăraia necesară se împarte în trei segmente: generatorul pentru încălzit mixtura clorură de calciu/amoniac, serpentina de condensare (răcitorul) şi vaporizatorul. Amoniacul circulă de la un capăt la altul al acestui dispozitiv.

Generatorul e o ţeavă negalvanizată de 3” poziţionată în focala unei oglinzi parabolice de translaţie longitudinală şi nu de rotaţie cum sunt cele ale antenelor. Aceasta va păstra o orientare către sud, pentru a prinde soarele mereu.

Se umple generatorul cu fulgi de clororă de calciu. Amoniacul lichid obţinut într-un recipient presurizat este lăsat să se evapore printr-o valvă în generator, unde va fi absorbit de moleculele de sare formând o soluţie de clorură de calciu/amoniac CaCl2 – 8NH3.

Generatorul e conectat la condensatorul obţinut dintr-o ţeavă de 6 mm şi lungime de 7 metri, strânsă în spirală şi scufundată într-o baie de apă pentru răcire. Autorii recomandă ca aceasta să reziste la 14 atmosfere (200 PSI). Partea de jos a acesteia coboară într-un recipient de colectare situat în incinta de răcire.

În sufocanta căldură solară proiectată pe ţeava generatorului prin mărinimia oglinzii parabolice, amoniacul fierbe şi ţâşneşte afară cu scandal de 14 atmosfere.

Apoi se linişteşte în condensator şi îl regăsim în formă lichidă în vaporizator sau vasul de colectare. Pentru un ciclu circadian, la finele unei zile toride acesta va conţine cam ¾ din cantitatea de amoniac iniţial existentă în generator.

Pe măsură ce generatorul se răceşte, începe ciclul nocturn. Clorura reabsoarbe amoniacul, trecându-l iarăşi prin serpentina de condensare pe măsură ce acesta se evaporă din vasul de stocare aflat în incinta de răcire.

Evaporarea evacuează o mare cantitate de căldură din vasul de colectare şi deci şi din incinta de răcire. Aceasta e constituită dintr-un frigider vechi, dezafectat, cu izolaţia termică aferentă sau din altă cutie cu înveliş termoizolant (polistiren expandat).

În timpul nopţii, întreaga cantitate de amoniac din rezervorul de acumulare se evaporă şi răceşte puternic conţinutul incintei de răcire.

Detalii şi textul original în engleză aici: Icemaker solar.pdf

Acum, dacă folosim sistemul pentru a face gheaţă, aşa cum a fost proiectat de autori, ne este util ritmul circadian de funcţionare. Toată noaptea se produce gheaţă şi nu ne doare capul.

Dacă dorim să utilizăm aparatul pentru a răci interiorul unei camere, mai avem nişte adaptări de făcut. Cum ar fi de exemplu intensificarea procesului de generare, pentru a grăbi acumularea de lichid în vasul de colectare din incinta de răcire.

Putem monta mai multe parabole şi ţevi generatoare, cu un vas de colectare amplasat în partea de sus a camerei, ajutat de un radiator peste care să sufle un ventilator. Acesta preia aerul rece din jurul vasului şi-l împresoară cu aerul cald din camera pe care dorim s-o răcorim. Secvenţa colectare/evaporare poate fi grăbită astfel şi la un ciclu complet pe oră, ceea ce ne permite răcirea pe timp de zi.

Cât despre frigider, putem plasa incinta de răcire îngropată în pământ şi acoperită să nu bată soarele. Temperatura scăzută formată în cursul nopţii se va păstra şi peste zi, dacă e bine izolat termic. Sau dacă vrem temperatură scăzută serios, putem folosi ciclul grăbit de la aplicaţia de la aer condiţionat.

Vă dorim inspiraţie maximă şi spor la lucru!

 Ion  SCUTARU

Citește și
4 Comentarii
  1. vasi spune

    Va multumesc si apreciez tot ceea ce putem face pentru a face economie de energie. Astept sa mai veniti cu astfel de articole. Apreciez in mod deosebit aceasta publicatie care vine in intampinarea cititorilor cu articole deosebite.

    1. Financiarul spune

      Şi noi vă mulţumim pentru apreciere si pentru cuvintele frumoase. Vă asigurăm că vom persevera în aceste demersuri.

  2. Gabriel spune

    Pai e vechi sistemul dar nu prea aplicat.
    Frigiderele alea rusesti vechi, model Zill nu aveau compresor.
    La spate era un radiator incalzit electric, care nu facea decat compresia si destinderea amoniacului prin incalzirea sa , metoda prin care se facea frig in frigider.
    Daca punem un panou solar si tragem teava pana la radiatorul modificat,caldura necesara va fi furnizata de soare, singurul consum va fi facut de pompa de apa.
    Evident amoniac nu se mai utilizeaza pentru ca polueaza, acum avem agent R407 ecologic ,dar principiul ramane valabil.
    Sa vad daca reusesc sa inlocuiesc AC de la server cu asa ceva
    Economia ar fi de 7Kw/h zilnic.

    Cu stima, Gabriel

  3. ninel spune

    in anul1977 catedra de frig de la facultatea de instalatii bucuresti,participa la un tirg de inventica cu o instalatie de produs ghiata industrial si insusi Ceausescu a asistat la partea demonstrativa.Instalatia era facuta de profesorul Bivolaru.Dupa partea demonstrativa Bivolaru taie instalatia(o distruge)pe motiv ca vrea sa faca alta la scara mai mare si intre timp pleaca afara la un congres de specialitate si acolo a ramas definitiv.In anul 1979 eram student si eram in cercul de cercetare la frig unde profesorul CHIRIAC AINCERCAT SA RECONSTITUIE INSTALATIA LUI BIVOLARU.Am terminat facultatea si nu a reusit nimeni sa faca ghiata industriala(calup de ghiata 30x30x100 cm)
    ….SI VOI VORBITI DE 3 CUBURI DE GHIATA PENTRU UN PAHAR DE SUC

Spune ce crezi

Adresa de email nu va fi publicata

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.