تهویه مطبوع خورشیدی (solar air conditioning) یک سیستم تهویه مطبوع (سرمایش) است که از انرژی خورشیدی استفاده می‌کند.
این کار می‌تواند به وسیله استفاده خنثی از خورشید (passive solar)، تبدیل انرژی گرمایی خورشیدی (solar thermal energy) و تبدیل فتوولتاییک (photovoltaic conversion) به معنی تبدیل نور خورشید به برق انجام شود. تهویه مطبوع خورشیدی نقش افزاینده‌ای در طراحی ساختمانی‌های انرژی صفر (zero-energy) و انرژی پلاس (energy-plus) دارد.
تهویه مطبوع مدار باز خورشیدی (open-loop) به وسیله خشک‌کن‌ها
هوا می‌تواند از مواد رطوبت‌گیر (desiccants) جامد معمولی مانند سیلیکاژل و زئولیت عبور کند تا رطوبت آن جذب شود و امکان انجام یک سیکل خنک‌کاری تبخیری (evaporative cooling) با کارایی بالا فراهم شود. پس از آن ماده خشک‌کننده به وسیله انرژی گرمایی خورشید بازیافت و در یک سیکل تکرار شونده پیوسته با مصرف انرژی پایین و هزینه مناسب، رطوبت آن گرفته می‌شود. یک سیستم فتو ولتاییک می‌تواند به یک فن گردش هوای کم‌مصرف انرژی بدهد و یک موتور می‌تواند یک دیسک بزرگ که حاوی مواد رطوبت‌گیر است را به آرامی بچرخاند.
سیستم‌های ونتیلاسیون بازیافت انرژی (energy recovery ventilation) یک راه کنترل‌شده را برای ونتیلاسیون یک خانه با حداقل کردن تلفات انرژی فراهم می‌کنند. هوا از یک چرخ انتالپی (enthalpy wheel) که اغلب از سیلیکاژل استفاده می‌کند، عبور می‌کند و هزینه گرمایش هوای ونتیلاسیون شده را در زمستان به وسیله انتقال حرارت از سمت گرم هوای داخل که تخلیه می‌شود به هوای ورودی تازه سرد کاهش می‌دهد. در تابستان، هوای داخل هوای ورودی گرم‌تر را خنک می‌کند تا هزینه‌های سرمایش کم شود. این فن و موتورهای سیستم ونتیلاسیون می‌تواند به وسیله فتو ولتاییک و با هزینه کم به حرکت در آید و جابجایی طبیعی (natural convection) هوای تخلیه را از یک دودکش خورشیدی (solar chimney) افزایش می‌دهد. جریان هوای رو به پایین ورودی به صورت جابه‌جایی اجباری یا ادوکشن (advection) انجام می‌شود.
می‌توان یک ماده رطوبت‌گیر همانند کلرید کلسیم را با آب مخلوط و یک آبشار جاذب در چرخش تولید کرد و به وسیله انرژی خورشیدی که برای بازیافت مایع به کار می‌رود و یک پمپ کوچک با انرژی فتو ولتاییک (PV) می‌توان رطوبت هوای اتاق را گرفت.
سرمایش خورشیدی خنثی (passive solar cooling)
در این نوع از خنک‌کنندگی، انرژی گرمایی خورشیدی در ایجاد محیط سرد و یا انجام مستقیم فرآیند خنک‌کاری نقشی ندارد بلکه به جای آن در طراحی ساختمان خورشیدی، هدف این است که نرخ انتقال حرارت به درون ساختمان را در تابستان کم کنیم و خروج حرارت ناخواسته را بهبود دهیم. لازمه این کار درک فرآیند‌های انتقال حرارت شامل انتقال حرارت رسانایی، جابه‌جایی و تابش می‌شود که آخری مستقیما از خورشید می‌آید.
به عنوان مثال، یک نشانه از یک طرح ضعیف گرمایی، اتاق زیر شیروانی است که دمای آن از دمای پیک خارج بالاتر می‌رود که این دما می‌تواند به وسیله یک سقف سرد (cool roof) یا سقف سبز (green roof) که دمای سطحی سقف را تا 40 °C در تابستان کاهش می‌دهد، کاهش یابد. یک مانع تابشی (radiant barrier) و یک فاصله هوایی، 97 درصد از تابش دریافت شده از خورشید بر روی سقف را سد می‌کند.
سیستم جذبی لوپ بسته خورشیدی (solar closed-loop absorption)
سرمایش خورشیدی فعال برای فراهم کردن انرژی گرمایی برای چیلرهای با مصرف حرارت (معمولا چیلرهای جذبی) از کلکتور گرمایی خورشیدی استفاده می‌کنند. انرژی خورشیدی یک سیال را گرم می‌کند که این سیال حرارت را برای ژنراتور یک چیلر جذبی فراهم می‌کند و سپس مجددا به کلکتورها بازگشت می‌کند. حرارت فراهم شده در ژنراتور، یک سیکل کولینگ را به راه می‌اندازد که در آن آب سرد می‌شود. آب سرد تولید شده در سرمایش بزرگ تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
انرژی گرمایی خورشیدی می‌تواند برای سرمایش با کارایی بالا در تابستان و نیز گرم کردن آب گرم خانگی ساختمان‌ها در زمستان به کار می‌رود.در سیستم‌های سرمایش با گرمای خورشیدی از سیکل‌های سرمایش جذبی تک، دو یا سه اثره در طرح‌های مختلف استفاده می‌شود. هر چه تعداد سیکل‌ها بیش‌تر باشد، کارایی آن‌ها بالاتر می‌رود.
چیلرهای جذبی کارا نیاز به آب با حداقل دمای 88 درجه سانتی‌گراد دارند. کلکتورهای معمولی صفحه تخت تنها می‌توانند آب را تا 71 درجه سانتی‌گراد گرم کنند؛ بنابراین به کلکتورهای صفحه تخت دما بالا، تمرکزی و یا با تیوب خلاء برای تولید آب با دمای بالاتر نیاز است.
سرمایش خورشیدی فتو ولتاییک (PV)
فتو ولتاییک‌ها می‌توانند توان مورد نیاز برای هر نوع کولینگ با مصرف الکتریسیته، چه کمپرسوری و چه جذبی را فراهم کنند؛ با این وجود بیش‌تر کارهای اجرا شده مربوط بهکمپرسورها است که از میان روش‌های سرمایش الکتریکی، کم راندمان‌ترین آن‌ها می‌باشد.
برای سرمایش مسکونی و تجاری کوچک، کولینگ با انرژی PV پرکاربرد‌ترین تکنولوژی سرمایش خورشیدی است. دلیل آن مورد بحث قرار گرفت ولی معمولا دلایل دیگری همانند ساختار مشوق، فقدان تجهیزات دارای سایز مناسب مسکونی برای دیگر انواع تکنولوژی‌های سرمایش خورشیدی، وجود کولرهای الکتریکی تازه‌وارد و یا راحتی نصب در مقایسه با تکنولوژی‌های دیگر سرمایش خورشیدی همانند سرمایش تابشی (radiant cooling) دخیل هستند.
این کار می‌تواند به وسیله استفاده خنثی از خورشید (passive solar)، تبدیل انرژی گرمایی خورشیدی (solar thermal energy) و تبدیل فتوولتاییک (photovoltaic conversion) به معنی تبدیل نور خورشید به برق انجام شود. تهویه مطبوع خورشیدی نقش افزاینده‌ای در طراحی ساختمانی‌های انرژی صفر (zero-energy) و انرژی پلاس (energy-plus) دارد.
تهویه مطبوع مدار باز خورشیدی (open-loop) به وسیله خشک‌کن‌ها
هوا می‌تواند از مواد رطوبت‌گیر (desiccants) جامد معمولی مانند سیلیکاژل و زئولیت عبور کند تا رطوبت آن جذب شود و امکان انجام یک سیکل خنک‌کاری تبخیری (evaporative cooling) با کارایی بالا فراهم شود. پس از آن ماده خشک‌کننده به وسیله انرژی گرمایی خورشید بازیافت و در یک سیکل تکرار شونده پیوسته با مصرف انرژی پایین و هزینه مناسب، رطوبت آن گرفته می‌شود. یک سیستم فتو ولتاییک می‌تواند به یک فن گردش هوای کم‌مصرف انرژی بدهد و یک موتور می‌تواند یک دیسک بزرگ که حاوی مواد رطوبت‌گیر است را به آرامی بچرخاند.
سیستم‌های ونتیلاسیون بازیافت انرژی (energy recovery ventilation) یک راه کنترل‌شده را برای ونتیلاسیون یک خانه با حداقل کردن تلفات انرژی فراهم می‌کنند. هوا از یک چرخ انتالپی (enthalpy wheel) که اغلب از سیلیکاژل استفاده می‌کند، عبور می‌کند و هزینه گرمایش هوای ونتیلاسیون شده را در زمستان به وسیله انتقال حرارت از سمت گرم هوای داخل که تخلیه می‌شود به هوای ورودی تازه سرد کاهش می‌دهد. در تابستان، هوای داخل هوای ورودی گرم‌تر را خنک می‌کند تا هزینه‌های سرمایش کم شود. این فن و موتورهای سیستم ونتیلاسیون می‌تواند به وسیله فتو ولتاییک و با هزینه کم به حرکت در آید و جابجایی طبیعی (natural convection) هوای تخلیه را از یک دودکش خورشیدی (solar chimney) افزایش می‌دهد. جریان هوای رو به پایین ورودی به صورت جابه‌جایی اجباری یا ادوکشن (advection) انجام می‌شود.
می‌توان یک ماده رطوبت‌گیر همانند کلرید کلسیم را با آب مخلوط و یک آبشار جاذب در چرخش تولید کرد و به وسیله انرژی خورشیدی که برای بازیافت مایع به کار می‌رود و یک پمپ کوچک با انرژی فتو ولتاییک (PV) می‌توان رطوبت هوای اتاق را گرفت.
سرمایش خورشیدی خنثی (passive solar cooling)
در این نوع از خنک‌کنندگی، انرژی گرمایی خورشیدی در ایجاد محیط سرد و یا انجام مستقیم فرآیند خنک‌کاری نقشی ندارد بلکه به جای آن در طراحی ساختمان خورشیدی، هدف این است که نرخ انتقال حرارت به درون ساختمان را در تابستان کم کنیم و خروج حرارت ناخواسته را بهبود دهیم. لازمه این کار درک فرآیند‌های انتقال حرارت شامل انتقال حرارت رسانایی، جابه‌جایی و تابش می‌شود که آخری مستقیما از خورشید می‌آید.
به عنوان مثال، یک نشانه از یک طرح ضعیف گرمایی، اتاق زیر شیروانی است که دمای آن از دمای پیک خارج بالاتر می‌رود که این دما می‌تواند به وسیله یک سقف سرد (cool roof) یا سقف سبز (green roof) که دمای سطحی سقف را تا 40 °C در تابستان کاهش می‌دهد، کاهش یابد. یک مانع تابشی (radiant barrier) و یک فاصله هوایی، 97 درصد از تابش دریافت شده از خورشید بر روی سقف را سد می‌کند.
سیستم جذبی لوپ بسته خورشیدی (solar closed-loop absorption)
سرمایش خورشیدی فعال برای فراهم کردن انرژی گرمایی برای چیلرهای با مصرف حرارت (معمولا چیلرهای جذبی) از کلکتور گرمایی خورشیدی استفاده می‌کنند. انرژی خورشیدی یک سیال را گرم می‌کند که این سیال حرارت را برای ژنراتور یک چیلر جذبی فراهم می‌کند و سپس مجددا به کلکتورها بازگشت می‌کند. حرارت فراهم شده در ژنراتور، یک سیکل کولینگ را به راه می‌اندازد که در آن آب سرد می‌شود. آب سرد تولید شده در سرمایش بزرگ تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
انرژی گرمایی خورشیدی می‌تواند برای سرمایش با کارایی بالا در تابستان و نیز گرم کردن آب گرم خانگی ساختمان‌ها در زمستان به کار می‌رود.در سیستم‌های سرمایش با گرمای خورشیدی از سیکل‌های سرمایش جذبی تک، دو یا سه اثره در طرح‌های مختلف استفاده می‌شود. هر چه تعداد سیکل‌ها بیش‌تر باشد، کارایی آن‌ها بالاتر می‌رود.
چیلرهای جذبی کارا نیاز به آب با حداقل دمای 88 درجه سانتی‌گراد دارند. کلکتورهای معمولی صفحه تخت تنها می‌توانند آب را تا 71 درجه سانتی‌گراد گرم کنند؛ بنابراین به کلکتورهای صفحه تخت دما بالا، تمرکزی و یا با تیوب خلاء برای تولید آب با دمای بالاتر نیاز است.
سرمایش خورشیدی فتو ولتاییک (PV)
فتو ولتاییک‌ها می‌توانند توان مورد نیاز برای هر نوع کولینگ با مصرف الکتریسیته، چه کمپرسوری و چه جذبی را فراهم کنند؛ با این وجود بیش‌تر کارهای اجرا شده مربوط بهکمپرسورها است که از میان روش‌های سرمایش الکتریکی، کم راندمان‌ترین آن‌ها می‌باشد.
برای سرمایش مسکونی و تجاری کوچک، کولینگ با انرژی PV پرکاربرد‌ترین تکنولوژی سرمایش خورشیدی است. دلیل آن مورد بحث قرار گرفت ولی معمولا دلایل دیگری همانند ساختار مشوق، فقدان تجهیزات دارای سایز مناسب مسکونی برای دیگر انواع تکنولوژی‌های سرمایش خورشیدی، وجود کولرهای الکتریکی تازه‌وارد و یا راحتی نصب در مقایسه با تکنولوژی‌های دیگر سرمایش خورشیدی همانند سرمایش تابشی (radiant cooling) دخیل هستند.
آخرین ویرایش توسط مدیر:
