تهویه مطبوع خورشیدی

سیستم تهویه مطبوع خورشیدی

سیستم های تهویه مطبوع در حال حاضر با استفاده از انرژی برق یا سوخت های فسیلی کار می کنند. اگرچه ما در کشوری غنی از نظر بهره مندی از نفت و گاز زندگی می کنیم،  اما این منابع محدودند و استفاده از آنها ضمن بالا بودن هزینه هایشان، می تواند به محیط زیست نیز آسیب های جدی وارد کند. با توجه به گران بودن مصرف انرژی برای دستگاه های تهویه مطبوع، استفاده از تهویه مطبوع خورشیدی در سالهای اخیر به دلیل طبیعی بودن این انرژی و نامحدود بودن آن، بسیار بر سر زبان ها افتاده است. به عبارتی اگر بتوان از انرژی خورشید برای سرمایش و گرمایش بهره برد، می توان به محیط زیست کمک شایانی کرده و در هزینه ها نیز صرفه جویی نمود. اما تهویه مطبوع خورشیدی به زبان ساده چیست و آیا برای همه افراد در هر جای دنیا قابل استفاده است؟ زیر ساخت های این سیستم تهویه مطبوع شامل چه مواردی است و کدام دستگاه ها را می توان با استفاد از این انرژی مورد بهره قرار داد؟ در این مطلب به بررسی کامل سیستم های تهویه مطبوع خورشیدی و جزئیات آن پرداخته ایم.

استفاده از انرژی خورشیدی در تهویه مطبوع

تهویه مطبوع خورشیدی به زبان ساده عبارت است از استفاده از انرژی گرمایی خورشید به منظور راه اندازی دستگاه های تهویه مطبوع. اکثر دستگاه های امروزی که برای سرمایش و گرمایش به کار می روند، به کمک کمپرسور کار می کنند که مصرف برق بالایی داشته و هزینه زیادی را برای مصرف کننده به همراه دارد. استفاده از انرژی خورشیدی در تهویه مطبوع به معنای جایگزینی این نیروی برق، سوخت های فسیلی و دیگر انرژی هاست که می تواند موتور یک دستگاه تهویه مطبوع را به حرکت درآورده و سرمایش و گرمایش را تولید کند. برای بررسی دقیق تر این شیوه نوین، باید دو بعد سرمایش و گرمایش را به طور مجزا مورد بررسی قرار داد.

سرمایش در تهویه مطبوع خورشیدی

سرمایش و ایجاد برودت در تهویه مطبوع یکی از مهم ترین اهداف است. در حال حاضر انواع دستگاه ها نظیر چیلر، وی آر اف، روف تاپ پکیج و … این وظیفه را به انجام می رسانند. اما سرمایش خورشیدی چیست و آیا می توان به کمک گرمای خورشید و دستگاه های نام برده، نسبت به کاهش دمای یک محیط اقدام کرد؟ در پاسخ باید دو شیوه کاهش دما که در دستگاه های سرمایش به کار برده می شود را بررسی نمود که سیکل تبرید جذبی و تراکمی می باشند.

 

چیلر جذبی خورشیدی

چیلر جذبی یکی از معروف ترین دستگاه های سرمایشی است که سالیان سال در حوزه تهویه مطبوع مورد استفاده قرار گرفته و سابقه طولانی دارد. این دستگاه به کمک سیکل تبرید جذبی کار کرده و در آن از ماده ای با نام لیتیوم بروماید بهره گرفته می شود. ژنراتور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور اصلی ترین بخش های این سیکل هستند و سیکل با ورود لیتیوم بروماید و آب در ژنراتور آغاز می شود. افزایش دمای ناشی از انرژی گرمایی گاز، سبب جداسازی لیتیوم بروماید از آب شده و در ادامه مسیر آب وارد کندانسور شده تا خنک شود. آب بخار شده در کندانسور کاهش دما پیدا می کند و در مرحله بعد وارد شیر انبساط می شود. کاهش فشار و دمای این آب ادامه دار است تا وارد اواپراتور شده و در این بخش به منظور خنک سازی سیال (آب در چیلر جذبی) استفاده می شود. آب خنک شده با وارد شدن به فن کویل یا هواساز، خنک سازی دمای واحد ها را به انتها می رساند.

همان طور که اشاره شد، چیلر جذبی در فرآیند سرمایش به انرژی گرمایی نیاز دارد که در حال حاضر از سوخت های فسیلی و گاز شهری برای این منظور استفاده می شود. اما چیلر جذبی خورشیدی می تواند به کمک کلکتورهایی که انرژی خورشید را جذب می کنند، دمای آب و لیتیوم بروماید را افزایش داده و این چرخه را تکرار کند.

سرمایش خورشیدی با پنل فتوولتائیک

سیکل تبرید تراکمی دیگر شیوه ای است که برای سرمایش در تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می گیرد. به جای ژنراتور که در سیکل جذبی وجود دارد، در این متد خنک سازی از کمپرسور استفاده می شود که به کمک نیروی برق کار می کند. مبرد با ورود به کمپرسور به شدت فشرده شده و افزایش فشار و دما پیدا می کند و ادامه فرآیند در کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور به انجام می رسد. سرمایش با سیکل تبرید تراکمی در انواع چیلر تراکمی آب خنک، هواخنک، سیستم vrf، مینی چیلرهای تراکمی و … به کار برده می شود.

سرمایش خورشیدی با پنل فتوولتائیک می تواند الکتریسیته را به کمک کلکتور های خورشیدی که گرمای خورشید را جذب می کنند، تولید کند. جریان برقی که توسط این پنل ها تولید می شود، مستقیم است که توسط مبدل هایی به برق متناوب و قابل استفاده در دستگاه های تهویه مطبوع تبدیل می شود. از برقی که توسط کلکتورهای خورشیدی تولید می شود، نه تنها برای کمپرسور های دستگاه های تهویه مطبوع، بلکه در قسمت فن، پمپ و دیگر بخش های دستگاه می توان بهره برد.

 

گرمایش در تهویه مطبوع خورشیدی

گرمایش یکی از اهداف مهم در تهویه مطبوع است که در دستگاه های امروزی به کمک بویلر یا پکیج تامین می شود. در این دستگاه ها آب به دمای بالایی رسیده و سپس از طریق واحد های داخلی، دمای محیط را گرم می کند. گرمایش در تهویه مطبوع خورشیدی به این ترتیب است که با استفاده از دستگاهی به نام کلکتور خورشیدی، انرژی گرمایی جمع آوری شده و به کمک آن سیال یا آب گرم می شود. سیال گرم شده راهی فن کویل یا دیگر انواع یونیت های داخلی شده و با جریان یافتن هوا بر روی کویل های گرم، هوای محیط گرم خواهد شد. کلکتور های خورشیدی دستگاه هایی هستند که نور خورشید را متمرکز کرده و می توان به استفاده از انرژی جمع شده در آن، گرما را به هر ماده ای انتقال داد.

آبگرمکن خورشیدی

انواع آبگرمکن خورشیدی سالهاست که در کشورهای مختلف دنیا به عنوان یکی از اصلی ترین راه های گرم کردن آب برای صنعت و مصارف خانگی استفاده می شود. این شیوه یکی از بی خطر ترین و ارزان ترین روش های گرم کردن آب برای مصارف مختلف است و به سادگی در هر مکانی که به نور خورشید دسترسی داشته باشد، قابل اجراست. در پاسخ به این سوال که آبگرمکن خورشیدی چیست؟ باید گفت که این سیستم، به نوعی از تجهیزات گفته می شود که در پشت بام خانه ها یا فضاهای باز نصب می شود و به طور دائمی انرژی گرمایی خورشید را جذب می کند. این انرژی به منظور گرم کردن آب مورد بهره قرار می گیرد و در مدل هایی که راندمان بالایی دارند، می توان انتظار آب جوش تهیه شده به واسطه این دستگاه ها را داشت. آب گرم حاصله در مخزن های عایقی ذخیره شده و از آنها برای مصارف مختلف نظیر سرمایش و گرمایش بهره گرفته می شود.

تهویه مطبوع خورشیدی مدار بسته

سیستم سرمایش خورشیدی مدار بسته یکی از انواع این سیستم های تهویه مطبوع است که از جمله آن می توان به چیلر-فن کویل یا چیلر-هواساز اشاره کرد. دلیل این نام گذاری مدار بسته بودن جریان مبرد است و این ماده در لوله های مشخصی در گردش است تا تهویه مطبوع را ایجاد کند. از انرژی کلکتورهای خورشیدی می توان برای راه اندازی انواع سیستم های تهویه مطبوع خورشیدی بهره گرفت.

کاربرد سیستم تهویه مطبوع خورشیدی

استفاده از انرژی گرمایی خورشید برای راه اندازی دستگاه های گرمایشی و سرمایشی در هر مکانی که تابش نور خورشید در آنجا صورت می گیرد، قابل انجام است. با این حال مناطقی که از نظر آب و هوایی شرایط گرم و خشکی دارند، بیش ترین استفاده را از این انرژی خواهند برد. کاربرد سیستم تهویه مطبوع خورشیدی در همه انواع دستگاه هایی که با استفاده از ژنراتور و کمپرسور کار می کنند، شرایط مناسبی دارد و کسانی که از این انرژی استفاده می کنند، ضمن کاهش محسوس هزینه های انرژی ساختمان خود، به محیط زیست نیز کمک شایانی کرده و از تولید گازهای گلخانه ای و آلودگی های محیطی پیش گیری خواهند کرد.

مزایای تهویه مطبوع خورشیدی چیست؟

مزیت تهویه مطبوع خورشیدی برای ساختمان تنها به بهره مندی از گرمایش و سرمایش مطلوب محدود نمی شود. به کمک این انرژی گرمایی می توان به مزیت هایی زیادی دست پیدا کرد که هم برای مصرف کننده و هم برای محیط زیست مناسب می باشد. در ادامه به بررسی مختصر مزایای تهویه مطبوع خورشیدی پرداخته ایم.

صرفه جویی در مصرف انرژی

با مصرف انرژی رایگان گرمایی خورشید، به جای سوخت های فسیلی و یا برق، تا حد زیادی در هزینه های مصرفی شما صرفه جویی خواهد شد. شاید بتوان یکی از اصلی ترین دلایلی که به استفاده از این انرژی روی آورده شده است را همین موضوع دانست. با گران و گران تر شدن هزینه برق مصرفی دستگاه های تهویه مطبوع و نیز افزایش آلایندگی دستگاه هایی که با سوخت های فسیلی کار می کنند، استفاده از نور خورشید که به صورت رایگان در اختیار ما قرار گرفته است، صرفه اقتصادی گسترده ای دارد.

حفاظت از محیط زیست

تهویه مطبوع خورشیدی تولید گازهای گلخانه ای به همراه ندارد و از این نظر دوست دار محیط زیست می باشد. دستگاه هایی که با سوخت های فسیلی و گاز کار می کنند، نظیر چیلر جذبی با تولید گازهای گلخانه ای، سبب آلودگی محیط زیست و گرم شدن آن می شوند. دیگر دستگاه هایی که به کمک کمپرسورها کار می کنند، از نیروی برق استفاده می کنند و برق نیز برای تولید شدن، سبب تولید گازهای گلخانه ای شده و گرم شدن کره زمین را به همراه دارد. ضمن اینکه هزینه برق مصرفی دستگاه های تهویه مطبوع نظیر VRF بالاست و باید این مورد را نیز در تهیه آنها لحاظ کرد. اما تهویه مطبوع خورشیدی با بهره گیری از نیروی طبیعت، آسیبی به آن وارد نکرده و دوستدار محیط زیست می باشد.

گرمایش و سرمایش ساختمان و تهویه مطبوع خورشیدی

از مهم ترین مزیت های استفاده از نور خورشید، امکان گرمایش و سرمایش ساختمان هاست. به عبارتی می توان در همه فصول سال از این سیستم تهویه مطبوع بهره گرفت و دمای مطلوب در منزل، محل کار و هر محیط دیگری ایجاد کرد.

 

نتیجه آنکه

تهویه مطبوع خورشیدی، نوعی استفاده از انرژی گرمایی خورشید برای گرمایش و سرمایش است. برای این منظور از کلکتورهایی بهره گرفته می شود که انرژی گرمایی خورشید را جمع آوری کرده و برای بالا بردن دمای آب یا مبرد از آن استفاده می کنند. سیکلی که در چیلرهای جذبی به کمک انرژی گرمایی گاز و در چیلر هوا خنک، آب خنک و دیگر دستگاه ها به کمک الکتریسیته به انجام می رسد، در این نوع از تهویه به کمک نور خورشید که منبعی رایگان و نامحدود و تجدیدپذیر است، میسر خواهد شد. نتیجه استفاده از تهویه مطبوع خورشیدی، کاهش شدید هزینه های ناشی از استفاده از برق و گاز، حفاظت از محیط زیست و سرمایش و گرمایشی مطبوع است.

سوالات متداول

سیستم تهویه مطبوع خورشیدی چیست؟

نوعی از تهویه مطبوع است که به جای سوخت های فسیلی و برق، از انرژی گرمایی خورشید برای راه اندازی دستگاه های گرمایشی و سرمایشی استفاده می کند.

مزایای تهویه مطبوع خورشیدی چیست؟

کاهش شدید مصرف انرژی در ساختمان ها و حفاظت از محیط زیست به دلیل کاهش تولید گازهای گلخانه ای از مهم ترین مزیت های این نوع تهویه مطبوع است.

سرمایش در تهویه مطبوع خورشیدی چگونه است؟

سیکل تبرید تراکمی و جذبی برای شروع به گرمایی نیاز دارند تا سیال را گرم و فشرده سازد. استفاده از انرژی خورشیدی در این بخش از تهویه مطبوع سرمایشی به کار می آید.