کولرگازی خورشیدی یکی از بهترین سیستم های تهویه مطبوع برای استفاده از خورشید و برق به صورت ترکیبی و مکمل یکدیگر می باشند. از آنجا که این سیستم از دو منبع مختلف انرژی مصرف می کند در مقایسه با سیستم هایی که یک منبع استفاده می کنند از قابلیت اطمینان بالاتری برخوردار هستند .

کولرگازی خورشیدی امکان استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی محلی را فراهم می آورد. خورشید و برق انرژی مصرفی در این کولر می باشد. به وسیله این کولر تولید اقتصادی سرما در مناطق گرمسیر با استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر با بالاترین درصد و کمترین هزینه امکان پذیر می شود.

با استفاده از کولرهای گازی خورشیدی استاندارد، بین ۳۰ الی ۵۰ درصد در میزان مصرف برق و هزینه پرداختی می توان صرفه­ جویی کرد. این کولرها از لحاظ کارایی و شکل ظاهر با کولرهای گازی برقی تفاوت زیادی ندارد ولی یک پانل خورشیدی با توان و قدرت بالا و یک مخزن ذخیره انرژی به دستگاه اضافه شده است.

 با بیان اینکه اسپلیت‌ های خورشیدی یا همان کولر گازی خورشیدی در دو نوع ۵۰ و ۱۰۰ درصدی ساخته شده است، گفت: نمونه ۵۰ درصدی بخشی از نیروی موردنیاز خود را از انرژی خورشید می‌گیرد(۵۰ درصد) و مابقی انرژی مصرفی دستگاه نیز از برق شهری تامین می‌شود. نمونه ۱۰۰ درصدی این محصول نیز ۱۰۰ درصد انرژی مورد نیازش را از خورشید و نور مهتاب به دست می‌آورد.

عملکرد کولر گازی خورشیدی

عملکرد سیستم کولرگازی خورشیدی

مبنای عملکرد این کولر، تغییر ترمودینامیکی در سیکل تراکمی است. در بخشی از این سیکل با افزایش مقطعی درجه حرارت و فشار مبرد و نیز استفاده از تجهیزات خاص می توان عملکرد کمپرسور و اواپراتور را بهینه نمود. در این سیستم از اشعه ماورای بنفش (UV) انرژی پاک و رایگان خورشیدی استفاده گردیده است که یکسانی عملکرد در روزهای آفتابی و ابری را به همراه خواهد داشت. کاهش حجم عملکردی کمپرسور باعث کاهش حداقل ۳۰ درصدی مصرف انرژی الکتریکی می گردد.

کولر گازی خورشیدی

مزایای استفاده از کولر گازی خورشیدی

Ø       کاهش حداقلی ۳۰ درصد مصرف انرژی الکتریکی و افزایش نسبت بازدهی انرژی (E.E.R)

Ø       کاهش پیک بار سالیانه در فصول گرم سال و پیک سایی در شبکه سراسری

Ø       آزاد سازی ظرفیت نیروگاهی با هدف کاهش سرمایه گذاری همزمان با افزایش تقاضای مصرف و کاهش هزینه های تولید ، انتقال و توزیع برق

Ø       اصلاح الگوی مصرف و بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی

Ø       کاهش استفاده از انرژی های فسیلی و به تبع آن کاهش آلودگی های زیست محیطی

کولر گازی خورشیدی چگونه کار می کند؟

چرخه تبرید در شکل زیر نشان داده شده است. دما و فشار مبرد (در فاز گاز) در کمپرسور افزایش می یابد سپس وارد پنل خورشیدی شده و در مجاورت با کلکتورها (که انرژی گرمایی را از خورشید و محیط اطراف می گیرند) مجدداً دما و فشارش افزایش یافته سپس وارد کندانسور می شود. در کندانسور فاز مبرد عوض شده و به مایع تبدیل می شود (مایع با فشار بالا) در نهایت مبرد در کپیلاری (موئینگی) و اواپراتور تبخیر شده و فشارش کاهش می یابد. مبرد برای تبخیر نیازمند انرژی گرمایی است بنابراین گرمای مورد نیاز را از محیط اطراف گرفته و سبب خنک شدن هوای فن می شود. وجود کلکتورهای خورشیدی سبب می شود تا بخشی از کار انجام شده توسط کمپرسور به کلکتور واگذار شده و به این نحو به جای مصرف انرژی از برق شهر برای انجام کار، بخشی از آن از انرژی گرمایی خورشید و محیط گرفته شده و توسط کلکتور به مبرد منتقل شده تا در چرخه تبرید بکار گرفته شود.

کولرهای گازی خورشیدی ترمال نیز همانند کولرهای معمولی به دونوع اینورتری و معمولی تقسیم می شوند. در نوع معمولی کمپرسور عملکرد (روشن/خاموش) on/off دارد اما وجود کلکتور خورشیدی سبب می شود تا زمان خاموش بودن کمپرسور طولانی ترشده چرا که کلکتور سبب می شود تا دما و فشار مبرد دیرتر افت نموده و نیاز به روشن شدن کمپرسور به تاخیر افتد. ضمن آنکه در مدت خاموش بودن کمپرسور سرمای تولید شده توسط مبرد بیش از کولرهای معمولی است چون بهرحال کلکتور خورشیدی بخشی از عملکرد کمپرسور را همچنان به عهده دارد. به این نحو این نوع کولرهای خورشیدی بین 30 تا 50 % (بسته به دمای بیرون و دمای تنظیمی داخل) نسبت به کولرهای معمولی صرفه جویی دارند. در نوع اینورتری دور کمپرسور در چندین پله قابل تنظیم است. بدین نحو نیاز به خاموش و روشن شدن متوالی کمپرسور نبوده بلکه دور آن عوض می شود به این نحو امکان مدیریت مصرف تا 70% فراهم می شود البته این میزان صرفه جویی ایده آل است و به محل قرار گیری پنل، میزان تابش خورشید، دمای تنظیمی محیط داخل بستگی دارد اما بر اساس گزارش مصرف کنندگان صرفه جویی 35 تا 50 درصدی محقق شده است. یکی دیگر از مزایای کلکتور و پنل خورشیدی در این نوع کولرها نسبت به اسپلیت های معمولی اینست که چون بخار پس از عبور از پنل خورشیدی به گاز سوپرهیت (مافوق گرم) با فشار بالا تبدیل شده عملاً دو اتفاق می افتد یکی کار موردنیاز در کمپرسور کاهش یافته و دیگر در کندانسور مبرد راحت تر و بیشتر تغییر فاز داده و از گاز به مایع تبدیل می شود اما در اسپلیت های معمولی چون دما و فشار گاز پائین تر است تغییر فاز به خوبی صورت نگرفته و خروجی کندانسور بخار اشباع شده می باشد بنابراین در اسپیلت خورشیدی مایع پرفشار بیشتری به موئینگی رسیده و سرمایش بیشتری صورت می گیرد یا به ازاء سرمایش یکسان راندمان سیستم خورشیدی بهتر می شود.

کولرهای اسپلیت خورشیدی به دو دسته عمده تقسیم می شوند :

1- گروهی که برق خود را همچون اسپلیت های مرسوم از شبکه برق می گیرند اما در فرایند تبرید بخشی از انرژی خود را از گرمای خورشید و محیط (از جمله خود کندانسور) می گیرند بنابراین انرژی کمتری از شبکه برق دریافت می کنند. این دسته از اسپلیت های خورشیدی در نوع معمول خود به طور متوسط 30 درصد و در نوع اینورتری خود تا 70 درصد نسبت به کولرهای اسپلیت معمولی صرفه جویی دارند. همین جا به این نکته اشاره می شود این کولرها نسبت به کولرهای اسپیلت نوع اینورتری بدون پنل خورشیدی هم انرژی کمتری مصرف می کنند. بر عکس دسته دوم این نوع کولر های اسپلیت در برخی از کشورها چون استرالیا، برخی از ایالت های امریکا و چین در حال فراگیر شدن هستند.

2- گروهی که برق خود را از یک پنل خورشیدی فتوولتائیک می گیرند،عیب این دسته تولید انرژی تنها در صورت تابش مناسب خورشید است و نیازمند منبع ذخیره مثل باتری برای تولید در زمانی که خورشید نیست ، هستند(مثل شب هنگام یا مواقع ابری) . عیب دیگر آنها بزرگ شدن پنل خورشیدی برای تولید توان قابل ملاحظه خواهد بود و سرانجام این امور منجر به افزایش قابل توجه هزینه ساخت و خرید آنها می شود. بنابراین این دسته هنوز به طور فراگیر و تجاری مورد بهره برداری قرار نگرفته اند و کاربرد خاص دارند.

دیاگرام عملکرد اسپلیت خورشیدی