Ciepło do chłodzenia – o co chodzi?

W listopadzie zeszłego roku, szwajcarski zespół badaczy zademonstrował, że ciepło odpadowe można wykorzystać do chłodzenia. W ramach wieloetapowego projektu ”Thermally driven adsorption heat pumps for substitution of electricity and fossil fuels” – THRIVE uzyskano napędzane termicznie adsorpcyjne pompy ciepła. Teraz ten niekonwencjonalny pomysł wkracza w kolejny etap pod nazwą HyCool, w którym ciepło pochodzące z dwóch hiszpańskich fabryk zostanie wykorzystane do chłodzenia przemysłowego.

hycool

źródła: innovationorigins.com

Pomysł

Pomysł powstał w laboratorium badawczym IBM Rüschlikon, kiedy kilka lat temu naukowcy zaczęli się zastanawiać, czy nie udałoby się wykorzystać ciepła emitowanego w dużym centrum danych do czegoś użytecznego. Rozważali także wykorzystanie go do ochłodzenia tego centrum danych. W celu opracowania adsorpcyjnej pompy ciepła, która przekształca utracone ciepło w układ chłodzenia, sprowadzone szwajcarskich specjalistów z ETH Zurich, Uniwersytetu Nauk Stosowanych w Rapperswil (HSR), Szkoły Zarządzania i Inżynierii HEIG-VD, z Paul Scherrer Institute (PSI), a także z Empa.

Po 47 miesiącach pracy powstał projekt THRIVE a w jego ramach – pilotażowa pompa ciepła o mocy 1 kW, a następnie prototyp adsorpcyjnej pompy ciepła o mocy 10kW.

Jak to działa?

Adsorpcyjna pompa ciepła przekształca ciepło w czynnik chłodzący. Dzieje się tak, ponieważ woda odparowuje w strefie chłodzenia systemu, co ostatecznie prowadzi do chłodzenia. Para jest gromadzona przez materiał absorbujący. Kiedy materiał zostanie nasycony, następuje jego suszenie przez zewnętrzne źródło ciepła.

Pompa opracowana przez naukowców mogłaby zapewnić klimatyzację dla domu położonego w południowej części Europy w trakcie lata, jednak pomysł poszedł dalej. Nie tylko domy, czy indywidualne serwerownie mogłyby być chłodzone, ale także lokalne sieci ciepłownicze, co zwiększyłoby ich wydajność.

Oszczędności

Naukowcy z HEIG-VD szacują, że gdyby udało się wdrożyć takie rozwiązanie do stacjonarnych dostaw ciepła, skutkowałoby to oszczędnościami energii rzędu od czterech do dziewięciu procent w całej Szwajcarii, a odzysk ciepła z sektora przemysłu pozwoliłby na dodanie do oszczędności kolejnych trzech do sześciu procent.

Słoneczne chłodzenie w hiszpańskich fabrykach

Kolejna faza projektu szwajcarskich naukowców THRIVE, pod nazwą HyCool, pozwala na odzysk ciepła odpadowego z dwóch hiszpańskich fabryk i wykorzystanie go do chłodzenia przemysłowego. Ciepło potrzebne dla systemu chłodzenia ma być generowane przez pozyskanie energii słonecznej na dachu hiszpańskiej fabryki w pobliżu Barcelony. Lustra o powierzchnia 400 m2 mają za zadanie skierować światło do rury, w której wytwarzana jest para przekształcana w czynnik roboczy. Zapewnia to niezbędną wydajność do chłodzenia przez adsorpcyjną pompę ciepła. W ten sposób fabryka otrzymuje przetworzone ciepło o temperaturze 180 stopni Celsjusza, a także ciepło służące do dostawy ciepłej wody użytkowej i do ogrzewania pomieszczeń fabrycznych w zimie, o temperaturze 65°C.

Istnieje wiele niewykorzystanych form ciepła odpadowego, które można efektywnie wykorzystać. Szczególnie duże pole potencjalnych działań występuje w przemyśle. Jeśli projekt zakończy się sukcesem, uda się kolejny krok w kierunku uniknięcia marnotrawstwa energii dzięki odzyskaniu i wykorzystaniu ciepła odpadowego.

Źródło: innovationorigins.com

Redakcja GLOBEnergia