Ледяной медведь помогает беречь электричество солнечной стене

Когда денег на кондиционер нет и жарко – занавешивают окна белой материей. Когда холодно – заклеивают старые рамы бумагой. А вот две североамериканские компании по-своему понимают "народные средства для климат-контроля". Они придумали оригинальные системы, позволяющие сильно сократить расходы зданий на отопление и кондиционирование.

Сразу скажем, обе новации появились не вчера и уже успели завоевать энное число благодарных поклонников, равно как и ряд наград от разных журналов и организаций.

 

 

Однако обе системы периодически всплывают на ресурсах, посвящённых "зелёным" технологиям, и мы не могли пройти мимо – уж больно изящно работают эти вещицы, стоящие, кстати, не таких уж больших денег, в сравнении с традиционными системами поддержания "правильной" температуры в зданиях, да и устроенные довольно просто.

Обе предназначены, главным образом, для офисных и промышленных сооружений среднего и большого "калибра", но, очевидно, не откажутся поработать и в крупном коттедже.

Первая система называется "Солнечная стена" (Solarwall), и производится она транснациональной компанией Conserval Engineering с головным офисом в Канаде.

Устанавливается "Солнечная стена" поверх обычной стены здания (иллюстрация с сайта solarwall.com).

"Солнечная стена" – это вторая стена, устанавливаемая с зазором примерно в несколько сантиметров поверх южной стены здания. Этот дополнительный слой представляет собой тонкие панели из алюминия или стали, с чёрным покрытием и множеством маленьких отверстий по всей площади.

Верхняя часть образовавшейся между стенами полости соединяется с вентилятором, подающим воздух с улицы в здание.

В осенне-зимний период, когда есть солнце (а так бывает, во всяком случае, в США и Канаде — нередко), чёрные пластины "Солнечной стены" заметно нагреваются. Воздух с улицы втягивается в отверстия, нагревается в промежутке между стенами и попадает в помещение.

Схема работы "Солнечной стены" (иллюстрация с сайта solarwall.com).

Более того, уходящее через настоящую стену (кирпич или та же сталь) здания, ту самую стену поверх которой смонтирована стена "Солнечная", внутреннее тепло прогретого помещения здесь не пропадает зря, а помогает нагревать поступающий внутрь свежий воздух.

Так существенно снижается необходимая мощность штатной системы обогрева здания.

Летом же, как ни странно, эта чёрная стена помогает зданию охлаждаться. Только теперь в системе переключаются заслонки, и нагретый в фальш-стене воздух сразу выбрасывается наружу, а вот его восходящий поток помогает засасывать в здание, через другие каналы, воздух с улицы. И та же стена мешает южному фасаду здания перегреваться.

Так снижается требуемая мощность штатной системы кондиционирования.

Некие производственные здания фирм Ford (канадский филиал) и Bombardier (справа), оснащённые "Солнечными стенами". Второе – самое крупное сооружение с такой стеной, она здесь имеет площадь в 10 тысяч квадратных метров (фотографии с сайта solarwall.com).

Установленные на ряде промышленных сооружений "Солнечные стены" экономят теперь своим владельцам тысячи долларов в год, а планете – тонны и тонны топлива для электростанций.

Точно так же сокращает счета за электричество вторая оригинальная система – "Ледяной медведь" (Ice Bear) от американской компании Ice Energy.

"Медведь" представляет собой прямоугольный блок размером примерно 1,6 х 1,7 х 2 метра и весом 2,27 тонны.

Состоит он из полимерного бака, покрытого толстенным слоем теплоизоляции, теплообменника, ряда трубок и клапанов, небольшого насоса и блока электроники.

Подключают "Медведя" к штатной системе кондиционирования (сплит или мультисплит) – пропуская через теплообменник "Медведя" хладагент, бегающий в родном для здания кондиционере.

"Ледяной медведь" (бежевый блок), соседствует с наружным блоком сплит-системы и работает с ней в паре (фото с сайта ice-energy.com).

Работает установка так. Ночью, пока в здании никого или почти никого нет, на улице – не такая жара, нет солнца, и потребность в кондиционировании – нулевая, "Медведь" автоматически запускает штатный компрессор имеющейся холодильной системы, который, компрессор, как и сам "Медведь", стоит на улице (у стены или на крыше), внутри блока конденсатора кондиционера.

Затрачивая умеренное количество электричества (пик потребляемой в этой фазе мощности оказывается вдвое меньше, чем пик расхода днём), которое, к тому же, во многих местах ночью продаётся заметно дешевле "дневного", кондиционер здания замораживает воду внутри "Медведя" (его вода в баке никуда не уходит и ни с чем не смешивается).

Да, в этом весь секрет — в баке чудо-агрегата находится более 2 тонн воды (она и составляет основную массу "Медведя"), и за ночь она вся превращается в сплошной куб льда.

Схема работы "Медведя" (иллюстрация с сайта ice-energy.com).

А вот днём, когда приходит ясно-солнце и сопутствующая жара, вся система (штатный кондиционер здания, имевшийся ранее, плюс подключённый к нему "Медведь") требует всего-навсего 100-300 ватт мощности для обеспечения прохлады внутри довольно обширного промышленного помещения.

Как? Очень просто. Штатный кондиционер бездействует. А эта сотня ватт требуется небольшому насосу в "Медведе", который гоняет хладагент системы кондиционирования между теплообменником "Медведя" (где пары хладагента конденсирует холод, запасённый во льду) и испарителями внутри здания – теми самыми внутренними блоками сплит-системы, которые и охлаждают воздух, ну и ещё толика тока нужна воздушным вентиляторам этих самых внутренних блоков. И всё.

Сравнение моментального расхода энергии (график за несколько суток) обычного кондиционера (слева) и кондиционера, спаренного с "Ледяным медведем" (справа). Красная линия слева – расход кондиционера на охлаждение воздуха (днём). Красная линия справа – расход кондиционера на работу вентиляторов (днём). Фиолетовая линия справа – расход "Медведя" на прокачивание хладагента через систему (днём). Синяя линия справа – расход кондиционера на замораживание воды (ночью) (иллюстрация с сайта ice-energy.com).

В сравнении с обычным кондиционером, который в самую жару гоняли бы на полной мощности, суммарный за полные сутки расход электричества сокращается в разы. Экономятся десятки киловатт-часов и, опять таки, сотни и тысячи долларов ежегодно.

Да и для городов в целом распространение таких "Медведей" на руку, ведь они сокращают потребление энергии в самые горячие дневные часы, когда электростанции едва успевают "обслуживать" потребителей.

Неудивительно, что американское министерство энергетики (DOE) ратует за то, чтобы по всей стране покупали больше "Медведей".

Но, кажется, там, где капиталисту светит явная экономия текущих расходов и разумные сроки окупаемости новой установки – он и сам сообразит — что к чему.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru