Fresco con il sol e 60% de risparmio energetico. SOLARCOOL TECNOLOGIA Spiegazione termodinamica

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1 Fresco con il sol e 60% de risparmio energetico SOLARCOOL TECNOLOGIA Spiegazione termodinamica

2 L efficienza del sistema Solar Cool è possibile grazie ad un effetto fisico del flusso di massa, che è un derivato del calore generato dal pannello solare termico La caretteristica principale del Sistema Solar Cool è la legge del Gas Ideale : p * V = n*r * T Per il gas il prodotto della pressione (p) e del volume contenuto (V) è proporzionale alla sua quantità (n) e temperatura (T). R rappresenta la constante del gas ed è invariabile per il gas corrispondente (in questo caso R410). È semplicemente una legge fisica. Per comprendere bene il sistema Solar Cool è necessario cambiare leggermente le nostre prospettive. Per spiegare il principio di funzionamento la maggior parte dei manuali iniziano con il compressore per poi seguire con tutte le altre parti. La caratteristica di Solar Cool è la valvola d espansione; quando la valvola si apre questa permette al refrigerante di passare più velocemente che se non ci fossero i collettori del pannello solare termico.. Iniziando dal funzionamento della valvola d espansione e il suo effetto sui componenti precedenti e pensando a questo sistema come un sistema a flussi variabili e non più a compressori con velocità fissa, allora sarà tutto più chiaro, secondo la legge del Gas Ideale : p * V = n * R * T Nel Sistema Solar Cool il volume (v) nei tubi e di conseguenza nei collettori resta uguale, la constante del gas (R) è stabile. Quando la temperatura (T) del gas aumenta di 40º C succede che o la pressione (p) aumenta mentre la quantità del gas (n) rimane invariabile, oppure la quantità del gas (n) diminuisce mentre la pressione resta invariata. In quest ultimo caso il gas che entra attraverso la valvola d espansione aumenta in modo significativo. Questo fenomeno è noto come effetto del fischio del bollitore. Nel momento in cui l acqua bolle il vapore provoca il fischio del bollitore! Scientificamente succede che l acqua si riscalda (T), la quantità di vapore nel bollitore diminuisce (n) mentre la pressione (p) e il volumen (V) nel bollitore restano costanti. L aumento del flusso di massa è molto evidente nell unità interna dei nostri condizionatori d aria (nella capacità di raffreddamento e riscaldamento). Se la valvola d espansione si chiude per alcuni secondi allora la pressione del gas aumenta forzando la valvola ad aprirsi nuevamente. In questo caso noteremo un aumento di pressione. Alcune persone potrebbero pensare che una pressione maggiore potrebbe pregiudicare il compressore. Questo potrebbe succedere solamente se la valvola d espansione è chiusa e il compressore resta in funzionamento. La valvola si chiude solo per pochi secondi o millesimi di secondi, e questo processo non ha nessuna conseguenza negativa sul compressore grazie alla lunghezza dei tubi e alla loro resistenza. Quando la valvola si chiude più a lungo è quando l unità interna non ha più bisogno che il refrigerante evapori. In questo caso e dopo pochi secondi il compressore e l intera unità si spengono, poichè non c è più bisogno di raffreddare. All rights reserved 2

3 L aumento di efficienza che porta ad un notevole risparmio è possibile attraverso un flusso di massa maggiore e ad una struttura molto particolare del sistema Efficienza e consumo energetico Come otteniamo un consumo energetico minore? Nel condizionatore d aria il compressore recupera l 80% dell intero consumo energetico. Maggiore è il flusso di massa maggiore è il rallentamento del compressore attraverso un metodo controllato dal sistema centrale del condizionatore d aria. Bisogna ricordare che Solar Cool mira ad una capacità specifica nell unità interna quindi ad una quantità di flusso di massa specifica. Quando la quantità di quest ultimo aumenta attraverso il pannello solare, allora il compressore rallenta fino ad arrivare alla quantità di flusso di massa stabilito. Por ejemplo: Se nell evaporatore deve arrivare un flusso di massa di 50 g e il pannello produce un aumento di flusso di 70 g, allora il compressore rallenta inmediatamente per riportarlo a 50 g/s. Disegno del Sistema Non tutti i compressori nè i condizionatori d aria sono capaci di funzionare attraverso questo ciclo termodinamico. I nostri compressori (a spirale e rotativi, sistemi a fase multiple) sono capaci di farlo. Chi volesse copiare la nostra tecnologia dovrebbe sapere che non è speciale solo il compressore. È un insieme perfetto di compressore, pannello solare, progettazione di un sistema termodinamico e, importantissimo, sistema di controllo centrale del condizionatore.. La legge del Gas Ideale esiste ovunque e non importa la quantità di energia solare che sia a disposizione. Se la temperatura del gas aumenta e i volumi sono equivalenti, il flusso di massa o la pressione aumentano. È importante ricordarsi che ci riferiamo ai raggi ultravioletta del sole e non alla temperatura ambiente. Quindi questo processo, che aumenta il risparmio e riduce il CO2 funziona in qualsiasi parte del mondo. All rights reserved 3

4 Il condensatore è capace di resistere al calore addizionale del gas originato dal pannello solare Un altro punto importante che abbiamo bisogno di spiegare a coloro che sono ancora scettici e abituati ad un sistema con compressore a velocità fissa, è il fatto che il condensatore possa essere capace di resistere al calore addizionale generato dal Collettore Termico. Un condizionatore d aria viene progettato per un parametro molto specifico. Questo parametro stabilisce le dimensioni necessarie del compressore, condensatore e di tutte le altre parti. Il condensatore dovrebbe raffreddare il gas compresso. Normalmente il condensatore viene progettato con un margine di sicurezza del 5 10% al di sopra della capienza del compressore. L unità nei compressori a velocità fissa funziona con un parametro specifico.la modulazione avviene se accendiamo o spegnamo il compressore. Nei sistemi variabili i compressori regolano il loro rendimento però i condensatori no. Quasi tutti i condizionatori d aria funzionano meno di quello per cui sono stati progettati, infatti ci sarebbe ancora molto spazio per controllare il calore aggiuntivo nel gas. Qual è la quantità di calore addizionale di cui stiamo parlando? Se disegnassimo i parametri termodinamici nel diagramma di Mollier potremmo notare che l entalpia aumenta di un 10%. Per concludere, se si confronta la temperatura dopo il condensatore nello stesso sistema con o senza pannello, constateremo che non c è differenza (Linea blu). La temperatura dopo il pannello raggiunge oltre i 70º C, mentre la temperatura dopo il condensatore resta invariata. Quindi il condensatore è perfettamente capace di eliminare il 10% di calore addizionale prodotto dal pannello. Il risparmio energetico del compressore è notevole. All rights reserved 4

5 Alcuni parametri del ciclo di refrigerazione (unità di 3,5 kw) temperatura liquido 29,6 C Condensatore Temp dopo panello 71,8 C pressione dopo panello 18,3 bar 265 psig aumento temp dovuto al panello 28,5 C Panello solare temperatura scarico 43,3 C pressione scarico 18,3 bar 265 psig Espansionevalvula ETX Evaporatore temperatura aspirazione 8,6 C Compressore temperatura esterna 26,4 C Consumo energetico (unità completa) 240 W pressione aspirazione 9,1 bar 140 psig Unità funziona in modalità inverter All rights reserved 5