Os termos Resfriamento solar e resfriamento solar referem-se a sistemas que utilizam energia solar para resfriar ambientes. A aplicação mais frequente é a climatização, tanto em edifícios como em ambientes móveis (especialmente veículos). Existem sistemas baseados em energia fotovoltaica e outros em energia solar térmica.
A tecnologia solar fria baseia-se numa ideia aparentemente contraditória: aproveitar o calor para gerar frio. Tendo em conta que o consumo de eletricidade aumenta consideravelmente durante os meses de verão devido à utilização de aparelhos de ar condicionado, a generalização desta tecnologia pode representar uma evolução muito positiva na implementação de novas aplicações de energias renováveis e na redução dos referidos picos de consumo de eletricidade.
Operação
Sistemas baseados em energia fotovoltaica
Qualquer aparelho de ar condicionado elétrico poderia funcionar a partir da energia gerada por módulos solares fotovoltaicos. Existem vários fabricantes que vendem combinações entre as duas tecnologias. A vantagem é que não são necessários dispositivos especiais e ambos os elementos estão disponíveis no mercado. A desvantagem é o baixo desempenho, comparado aos sistemas de energia solar térmica.
Sistemas baseados em energia solar térmica
Os sistemas baseados em energia solar térmica extraem maior desempenho das instalações – muitas vezes subutilizadas ou em risco de superaquecimento durante o verão. É uma das aplicações com energia solar em que a oferta melhor se adapta à procura.
A tecnologia utilizada nestes sistemas, a refrigeração por absorção, baseia-se na capacidade de absorver calor de determinados pares de substâncias, como água e brometo de lítio ou água e amônia. Seu funcionamento é baseado em reações físico-químicas entre um refrigerante e um absorvente, alimentado por energia térmica – que no caso da energia solar é a água quente. Instalações solares deste tipo requerem equipamentos e instalações especiais nas quais há cada vez mais experiência mas é aconselhável um apoio importante tanto na concepção como na execução, arranque e funcionamento da instalação.
Ar condicionado por absorção solar
Introdução
Em geral
Os termos Resfriamento solar e resfriamento solar referem-se a sistemas que utilizam energia solar para resfriar ambientes. A aplicação mais frequente é a climatização, tanto em edifícios como em ambientes móveis (especialmente veículos). Existem sistemas baseados em energia fotovoltaica e outros em energia solar térmica.
A tecnologia solar fria baseia-se numa ideia aparentemente contraditória: aproveitar o calor para gerar frio. Tendo em conta que o consumo de eletricidade aumenta consideravelmente durante os meses de verão devido à utilização de aparelhos de ar condicionado, a generalização desta tecnologia pode representar uma evolução muito positiva na implementação de novas aplicações de energias renováveis e na redução dos referidos picos de consumo de eletricidade.
Operação
Sistemas baseados em energia fotovoltaica
Qualquer aparelho de ar condicionado elétrico poderia funcionar a partir da energia gerada por módulos solares fotovoltaicos. Existem vários fabricantes que vendem combinações entre as duas tecnologias. A vantagem é que não são necessários dispositivos especiais e ambos os elementos estão disponíveis no mercado. A desvantagem é o baixo desempenho, comparado aos sistemas de energia solar térmica.
Sistemas baseados em energia solar térmica
Os sistemas baseados em energia solar térmica extraem maior desempenho das instalações – muitas vezes subutilizadas ou em risco de superaquecimento durante o verão. É uma das aplicações com energia solar em que a oferta melhor se adapta à procura.
O funcionamento de qualquer máquina de refrigeração por absorção é baseado em três fenômenos físicos elementares:
Em um ciclo de refrigeração convencional com compressor mecânico, o fluido refrigerante em estado líquido flui pelo evaporador, o meio a ser resfriado emite calor, diminuindo sua temperatura, enquanto o refrigerante evapora. O vapor de baixa pressão passa para o compressor, aumentando sua pressão e temperatura até o ponto em que o vapor se liquefaz, cedendo calor ao meio a ser aquecido utilizado no condensador. The refrigerant liquid goes from the condenser to an expansion element in which its pressure and temperature are reduced to those of the evaporator, completing the cycle.
Se substituirmos o compressor mecânico do ciclo de refrigeração anterior por um compressor térmico composto por um absorvedor e um gerador, também denominado concentrador, obtemos um ciclo de refrigeração por absorção.
No ciclo com água e brometo de lítio como refrigerante e absorvente respectivamente, o vapor refrigerante liberado no evaporador é absorvido pela solução absorvente e esta é diluída. Para recuperar o refrigerante e reconcentrar a solução, esta é bombeada para o gerador (concentrador) onde, através da adição de calor (por exemplo energia solar), o refrigerante é libertado por destilação. A solução concentrada é enviada ao absorvedor para reabsorver o refrigerante.
O vapor refrigerante liberado no gerador em maior pressão e temperatura passa para o condensador.
Em alguns processos industriais, trabalha-se para aumentar a condução de calor, seja utilizando materiais de alta condutividade ou configurações com alta área de contato. Em outros, o efeito desejado é exatamente o oposto, e deseja-se minimizar o efeito de condução, para o qual são utilizados materiais com baixa condutividade térmica, vazios intermediários (ver garrafa térmica), e dispostos em configurações com pequena área de contato.
A tecnologia utilizada nestes sistemas, a refrigeração por absorção, baseia-se na capacidade de absorver calor de determinados pares de substâncias, como água e brometo de lítio ou água e amônia. Seu funcionamento é baseado em reações físico-químicas entre um refrigerante e um absorvente, alimentado por energia térmica – que no caso da energia solar é a água quente. Instalações solares deste tipo requerem equipamentos e instalações especiais nas quais há cada vez mais experiência mas é aconselhável um apoio importante tanto na concepção como na execução, arranque e funcionamento da instalação.
O funcionamento de qualquer máquina de refrigeração por absorção é baseado em três fenômenos físicos elementares:
Em um ciclo de refrigeração convencional com compressor mecânico, o fluido refrigerante em estado líquido flui pelo evaporador, o meio a ser resfriado emite calor, diminuindo sua temperatura, enquanto o refrigerante evapora. O vapor de baixa pressão passa para o compressor, aumentando sua pressão e temperatura até o ponto em que o vapor se liquefaz, cedendo calor ao meio a ser aquecido utilizado no condensador. The refrigerant liquid goes from the condenser to an expansion element in which its pressure and temperature are reduced to those of the evaporator, completing the cycle.
Se substituirmos o compressor mecânico do ciclo de refrigeração anterior por um compressor térmico composto por um absorvedor e um gerador, também denominado concentrador, obtemos um ciclo de refrigeração por absorção.
No ciclo com água e brometo de lítio como refrigerante e absorvente respectivamente, o vapor refrigerante liberado no evaporador é absorvido pela solução absorvente e esta é diluída. Para recuperar o refrigerante e reconcentrar a solução, esta é bombeada para o gerador (concentrador) onde, através da adição de calor (por exemplo energia solar), o refrigerante é libertado por destilação. A solução concentrada é enviada ao absorvedor para reabsorver o refrigerante.
O vapor refrigerante liberado no gerador em maior pressão e temperatura passa para o condensador.
Em alguns processos industriais, trabalha-se para aumentar a condução de calor, seja utilizando materiais de alta condutividade ou configurações com alta área de contato. Em outros, o efeito desejado é exatamente o oposto, e deseja-se minimizar o efeito de condução, para o qual são utilizados materiais com baixa condutividade térmica, vazios intermediários (ver garrafa térmica), e dispostos em configurações com pequena área de contato.