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IL CONDIZIONAMENTO CON L'ENERGIA SOLARE

PROGETTAZIONE OTTIMALE E STUDIO DAL PUNTO DI VISTA ECONOMICO
DEL CONDIZIONAMENTO SOLARE ATTRAVERSO CHILLER AD ASSORBIMENTO

INTRODUZIONE

Secondo una ricerca effettuata dalla societa' libanese sull'energia solare, siamo in grado di stabilire il prezzo della produzione e del consumo di elettricità a' in libano come segue:

Il prezzo annuale del carburante-olio necessario alla produzione di energia elettrica e' di circa 350 miliardi di dollari e il 40% della produzione di energia elettrica e' consumata nei settori residenziali e commerciali come abitazioni, appartamenti, negozi ed imprese commerciali,€¦,il 33% di questo 40% e' consumato nel settore residenziale che equivale a 115 milioni di dollari (all'anno).

I fattori principali di consumo nel settore residenziale sono: il riscaldamento e il condizionamento dell'aria, l'acqua calda, l'illuminazione e i dispositivi elettrici. Il condizionamento dell'aria e il riscaldamento rappresentano il consumo maggiore, seguono poi l'acqua calda e l'illuminazione. Questo consumo puo' raggiungere il 75% del consumo totale di energia elettrica. Se si suppone che il consumo della resistenza elettrica del boiler rappresenta una percentuale che varia dal 45% al 75%, e' possibile stimare che l'ammontare della resistenza elettrica nel settore residenziale e' di circa 52 milioni di dollari all'anno. L'incremento della richiesta di energia elettrica varia dal 6 all'8%, il che implica che nei prossimi 15 anni il consumo raddoppiera' rispetto al consumo odierno, prospettiva che si rivela essere pericolosa.

Questa e' la ragione per cui siamo andati alla ricerca di una fonte di energia inesauribile, che e' il Sole. La ragione principale della scelta di questa fonte di energia sta nel fatto che e' inesauribile; la seconda ragione nei rischi presenti nelle scorie nucleari e nel loro stoccaggio. La terza ragione sta nel fatto che e' riconosciuta come uno sviluppo durevole.

In Libano, come in molti altri paesi, le energie rinnovabili sono poco sviluppate. Per esempio, l'energia idraulica che non e' sfruttata al massimo, si rivela utile e vantaggiosa se utilizzata in una regione isolata in alta montagna e priva di collegamenti alla rete nazionale o nel caso di una stazione di emergenza come e' avvenuto nella pianura di Bekaa.

CONDIZIONAMENTO CON L'ENERGIA SOLARE

La tecnica piu' comune consiste nell'usare collettori solari al fine di produrre il calore che viene indirizzato verso una macchina ad assorbimento. Questa macchina dissocia, al punto di ebollizione una soluzione di acqua e di bromuro di litio. Dopo il raffreddamento, la ricombinazione delle componenti produce l'aria fredda che viene, poi, distribuita nelle varie zone come con il condizionamento classico.

L'acqua e il bromuro di litio sono una soluzione pulita, efficace e silenziosa. Riduce le emissioni di CO₂, l'impiego di refrigeranti liquidi e il rumore urbano ma la tecnica e' ancora in fase di sviluppo.

L'uso dei collettori solari a vuoto sono raccomandati al fine di assicurare temperature superiori agli 80°C., necessarie ad un funzionamento efficiente della macchina refrigerata ad assorbimento.

Un collettore di questo tipo e' formato da  tubi in vetro trasparente di un diametro che varia dai 5 ai 15 cm. Ogni tubo contiene un dispositivo di assorbimento per catturare la radiazione solare e uno scambiatore che permetta il trasferimento dell'energia termica. I tubi sono vuotati al fine di evitare perdite termiche convettive del dispositivo di assorbimento che riceve un trattamento selettivo al fine di evitare la radiazione.

Per essere efficiente il vuoto deve essere inferiore a 10-3 Pa. Un tubo diventa inutile se non e' del tutto ermetico ed e' necessario cambiarlo al fine di preservare il rendimento dell'intero collettore, soprattutto per le temperature elevate superiori a 60°C.

SISTEMA AD ASSORBIMENTO

Il ciclo inizia quando il refrigerante liquido ad alta pressione dal condensatore passa attraverso un dispositivo di misurazione (1) nell'evaporatore a bassa pressione (2) ed e' raccolto nella vasca dell'evaporatore. Il trasferimento di calore dall'acqua raffreddata al refrigerante freddo fa evaporare quest'ultimo (2) e il vapore risultante si sposta verso il dispositivo di assorbimento a bassa pressione (3). Li', viene bagnato da una soluzione assorbente di litio e di bromuro. Questo processo non crea solo un'area di bassa pressione che delinea un flusso continuo di vapore del refrigerante dall'evaporatore al dispositivo di assorbimento, ma porta anche il vapore a condensarsi (3) in quanto libera il calore della vaporizzazione avvenuta nell'evaporatore. Questo calore insieme il calore di diluizione prodotto in quanto il condensato del refrigerante si mescola con l'assorbente viene trasferito alla acqua di raffreddamento e liberato nella torre di raffreddamento. (Miao98).

1)    Soluzione con la pompa: Una soluzione di litio e di bromuro viene raccolta sul fondo del contenitore del dispositivo di assorbimento. Da qui, una pompa a soluzione ermetica spinge la soluzione attraverso un contenitore e lo scambiatore di calore a tubo per il pre riscaldamento.

2)    B) Generatore: dopo essere uscita dallo scambiatore di calore, la soluzione diluita si muove verso la parte superiore del contenitore. La soluzione circonda un gruppo di tubi che portano o vapore o acqua calda. Il vapore o l'acqua calda trasferiscono calore nella vasca della soluzione del litio e di bromuro. La soluzione bolle, mandando il vapore del refrigerante verso l'alto nel condensatore e lasciando dietro di s© il bromuro di litio concentrato. La soluzione di bromuro di litio concentrato scende verso lo scambiatore di calore, dove viene raffreddato dalla soluzione debole pompata al generatore.

3)    C) Il vapore del refrigerante passa attraverso dagli eliminatori di umidita' al gruppo di tubi del condensatore. Il vapore del refrigerante condensa sui tubi. Mentre il refrigerante condensa, esso viene raccolto in un recipiente sul fondo del condensatore.

4)    Evaporatore: Il liquido refrigerante si muove dal condensatore nel recipiente superiore giu' verso l'evaporatore nel contenitore inferiore e viene spruzzato sul gruppo dei tubi del condensatore. A causa del vuoto della pressione assoluta del contenitore inferiore (6 mm Hg (o,8kPa), il refrigerante liquido bolle a circa 39°F (3.9°C), creando l'effetto refrigerante. (questo vuoto e' creato attraverso un'azione igroscopica, la forte affinita' che il bromuro di litio ha per l'acqua, direttamente sotto nel dispositivo di assorbimento). Il ciclo ad assorbimento ad effetto singolo utilizza l'acqua come refrigerante e il bromuro di litio come assorbente. E' la forte affinita' che queste due sostanze hanno l'una per l'altra che fa funzionare il ciclo. L'intero processo ha luogo in un vuoto quasi del tutto completo.

5)    Dispositivo di assorbimento: mentre il vapore del refrigerante si sposta verso il dispositivo di assorbimento dall'evaporatore, la soluzione forte di bromuro di litio viene spruzzata dal generatore sopra il gruppo di tubi del dispositivo di assorbimento. La soluzione forte del bromuro di litio trasforma il vapore del refrigerante in soluzione, creando il vuoto totale nell'evaporatore. L'assorbimento del vapore del refrigerante nella soluzione di bromuro di litio genera anche del calore che viene rimosso attraverso l'acqua di raffreddamento. La soluzione ora diluita di bromuro di litio raccoglie sul fondo del recipiente inferiore, dove fluisce verso la pompa della soluzione. Il ciclo di raffreddamento ora e' completo e il processo ricomincia di nuovo.