Durchbruch im solaren Kühlen Endlich erschwingliche Anlagen, die mit Hilfe der Sonne bis zu 60% Strom sparen Mit der Sonne kühlen und 60% Strom sparen

Durchbruch im solaren Kühlen

Endlich erschwingliche Anlagen, die mit Hilfe der Sonne bis zu 60% Strom sparen

Mit der Sonne kühlen und 60% Strom sparen

2All rights reserved

Sedna Aire ist der Patentinhaber der SolarCoolTM Technologie und alleiniger Vertreiber dieser Klimageräte

• Technolgie entwickelt von James P. Hammond

• Gegründet 2009 unter dem Namen Sedna Aire

• Junges, stark wachsendes Unternehmen

• Heimatsitz in Florida, USA

• Vertriebsorte in USA, Asien, Afrika und jetzt auch in Europa

• Vertreiben solare Klimaanlagen, dezentrale Stromerzeuger und Solarthermie

• Über 5000 Installationen weltweit binnen 3 Jahre

• US Patent US 2012/0117986 bewilligt 2012, derzeit internationaler Roll-out


SolarCool - KlimaanlagenKompressions - Klimaanlagen

Der große Stromhunger der bekannten Kompressionskältemaschinen kann durch das Prinzip von Solarcool um die Hälfte reduziert werden

• Komprimieren, Verdampfen des Kältemittels (klassicher „Kühlschrankprozess“)

• Wirkungsgrad Kälteleistung zu Antriebsleistung:EER = 3 - 4

• Anlagen 2 kW – 5.000 kW

• Die Standard Technologie für Kühlung

• Bindet ein Solarpanel in den Kältekreislauf ein. Solarpanel übernimmt die Arbeit des Kompressors

• Weitere Effekte verantwortlich für bis zu 60% geringeren Stromverbrauch

• Wirkungsgrad Kälteleistung zu Antriebsleistung:EER = 8 - 10

• Anlagen derzeit 2 kW – 13 kW, weiterer Ausbau vorgesehen

VerdampferVerflüssiger

Expansions-ventil

Kompressor

SolarpanelVerdampferVerflüssiger

Expansions-ventil

Kompressor

Eine 5,3 kW SolarCoolTM Single Split Anlage (aufgestellt in Costa Rica) sparte 2011 gegenüber einer konventionellen Klimaanlage 70% Strom ein

Nicht solare Split Anlage

All rights reserved 4

SolarCool Split Anlage SWM 18 – 5,3kW

Stromaufnahme: 1,3 kW Stromaufnahme: 0,32 kW

- 70%

Eine 14 kW SolarCoolTM Anlage (aufgestellt in Florida) spart gegenüber einer konventionellen Klimaanlage 60% Strom ein

Vergleich Stromaufnahme für 14 kW Klimaanlage (US Typ)

Stromaufnahme

5,2 kW

Vergleichsgeräte Daikin, Mitsubishi, Sanyo, Hitachi, Toshib, Samsung, Sharp, Gujitsu, Panasonic


60% Stromeinsparunggegenüber Standard Anlage

Stromaufnahme

1,7 kW

Unterschied: - 3,5 kW

Ø I = 7,1 A

Ø U = 240 V

cos phi = 0,85

Herz der Anlage ist das Solarthermie Panel: 1 Panel für bis zu 35 kW - in Vakuumröhren-technologie ausgeführt und damit besonders effektiv auch bei weniger Sonnenstrahlung


• Dimensionen: 1,6 x 1,6 x 0,13 m• 20 Borsilikat-Glass Röhren• Beschichtung: AI/N/AI• Vakuumröhren• Max. Temperatur: 150°C• Max. Druck: 70bar• Max. Windlast: 110 km/h• Gewicht: 61 kg• Zusätzliche Menge Kühlmittel : 2,3 kg• Alle Montagemöglichkeiten: Dach, Wand,

Boden


Mehrere stationäre und dynamische Effekte sind verantwortlich für die Einsparungen bei SolarCoolTM Geräten

Dynamisch – verschiedene Arbeitszustände

Stationär – kontinuierlicher Kreislauf

• Beschrieben im Mollier Diagramm• Unterschiedliche Zustände der Komponenten in der

Anlage zur gleichen Zeit


Zweistufiger Verdichtungprozess mit „solarer“ Antriebsenergie im Panel – für umsonst

Effekt und VergleichsmodellStationär – kontinuierlicher Kreislauf

(1) 2 stufiger Verdichtungsprozess mit 1 elektrisch angetriebenem Kompressor und 1 nachfolgenden “Solar-Kompressor”, der das Kältemittel über das ideale Gasgesetz verdichtet

Elektrisch angetriebener Kompressor

„Solar Kompressor“ – Verdichtung über ideales Gasgesetz p* V = RS * T


Effizientere Verdichtung im Solarpanel


(2) Verlustärmere Kompression im Solarpanel, die den isentropen Wirkungsgrad von 75% auf 95% verschiebt

Diese Verluste im Kompressor gibt es nicht im Solarpanel:

• Wärmedehnung des Saugdampfes beim Einströmen in den Verdichter infolge der Aufheizung an wärmeren Flächen

• Undichtheiten im Kompressor • "nicht nutzbarer Raum" im Zylinder, der

mit Restgas gefüllt bleibt und dadurch Füllung mit neu angesaugtem Kältemittel vermindert

• Mechanische Verluste durch Reibung zwischen den beweglichen Teilen, zusätzliche Arbeitsleistung (z.B. der Ölpumpe)


Höhere Verdichtung durch das Solarpanel


(3) Höhere Verdichtung im Solarpanel aufgrund der aufgenommenen Solarstrahlung und Umsetzung in Druck

45 bar

55 bar


Höhere Unterkühlung des Kältemittels beim Verlassen des Verflüssigers


(4) Höhere Unterkühlung des Kältemittels nach Verlassen des Verflüssigers

Höherer Druck => höhere Kondesationstemperatur (Clausius Clapeyron Gleichung), Wärmeübertragung Q= m *cp* (T2-T1),Bei gleichbleibender Wärmeleistung des Verflüssigers

Temp bei Eintritt in Verflüssiger 72°C 86°C

Kondensationstemperatur 46°C 56°CUmgebungstemperatur (Beispielswert) 28°C 28°C

Temperaturunterschied Kondensation – Umgebung 18 K 28 K

Unterkühlung 5 K 10K

. .


Höhere Unterkühlung des Kältemittels bei niedrigerem Massenstrom infolge niedrigerer Drehzahl des Kompressors – solange Kälteleistung aufrecht erhalten wird

Effekt und HerleitungStationär – kontinuierlicher Kreislauf

(5) Niedrigerer Massenstrom infolge niedrigerer Drehzahl des Kompressors unterkühlt weiter – Verdichtung durch Solarpanel

Begrenzt durch vorliegende Umgebungstemperatur und Bedarf an Kälteleistung

Nicht-solarer Betrieb Solarer Betrieb

Gesucht: ,Gegeben: Massenstrom: 1, Enthalpien : hB, hA

Gesucht: Temp. Kältemittel bei Austritt Verflüssiger, via Mollier Diagramm = hA‘Gegeben: Massenstrom: 2, hB,

= 326 – 283 = 55 kJ/kg

Verschieben der Temperatur im Diagramm nach links

AB


Höhere Unterkühlung führt zu niedrigerem Flash-Gas Gehalt im Verdampfer

(6) Flash gas ist der Gasanteil im Gas-Flüssigkeitsgemisch. Es steht zur Kälteerzeugung im Verdampfer nicht zur Verfügung, da es “ja schon verdampft ist”. Je kälter das Kältemittel vor dem Verdampfer, desto niedriger der Flash-Gas Anteil

Non-solar Solar

10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

0%

AnteilFlash gas

28 % 18 %

Effekt und HerleitungStationär – kontinuierlicher Kreislauf


Der Kompressor kann länger ausgeschaltet bleiben, Menge an verdichtetem Kältemittel im Solarpanel ist Reservoir für Betrieb des Verdampfers

Instationärer Betrieb der einzelnen Komponenten

p

p

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Betrieb – Magnetventil vor Verdampfer

Elektrisch angetriebener Kompressor

Nach Solarpanel

Verdampfer - Kälteleistung

Prinzip

Zusätzliche Menge an Kältemittel im Solarpanel: 2,3 kg1 Betriebsstart – Magnetventil vor Verdampfer öffnet sich,

Kältemittel wird eingespritzt und Verdampfer beginnt zu arbeiten

2 Vorhandener Druck im Verflüssiger und davor im Solarpanel reicht aus, um Verdampfer zu versorgen

3 Kompressor springt an, da Versorgung aus Solarpanel alleine nicht mehr ausreicht

4 Kompressor schaltet ab, Versorgung des Verdampfers mit Kältemittel aus Solarpanel heraus

5 Abschaltung: Magnetventil schliesst, Kompressor saugt Verdampfer leer, um beim Wiederanfahren Flüssigkeitsschläge zu vermeiden

1

2

34

5

15

Nacht

SolarCool Limaanlagen sind auch bei Nacht effizienter, da das Panel als zusätzlicher Verflüssiger arbeitet und eine höhere Unterkühlung bewirkt

All rights reserved

Tag

Solarpanel arbeitet während der Nacht als zusätzlicher Verflüssiger, der eine höhere Unterkühlung bewirktBedingung: Umgebungstemperatur am Panel ist niedriger als die Auslaßtemperatur des Kältemittels am Kompressor

VerdampferVerfüssiger

Expansions-ventil

ElektrischerKompressor

Solarpanel

SolarerKompressor

Solarpanel arbeitet am Tag als 2. “Solarkompressor”, der Druck und Hitze produziert


Expansions-ventil


Solarpanel

Verflüssiger


Nacht

Ein Blick auf die Messdaten beweist die höhere Effizienz der SolarCool Klimaanlage bei Tag UND Nacht

Tag

Stromverbrauch einer 3,5 kW SolarCool Klimaanlage im direkten Vergleich zu einer smart Samsung Anlage gleicher Größe, die zeitgleich laufenSamsung: 600 WattsSolarCool: 270 Watts = -55%

Stromverbrauch einer 3,5 kW SolarCool Klimaanlage bei Nacht (Spanien) und einem Stromverbrauch von 270 WattAlle Temperatures linke Achse, Stromverbrauch rechte Achse

°C Watts

Non-solar DC Inverter unit (3,5 kW)

SolarCool unit (3,5 kW)

kW


SolarCool Klimaanlagen sind exzellente Heizungen (Wärmepumpen), die die freie Energie der Sonne nutzen und damit die Stromrechnung senken

Heizen mit der Sonne

Ein 4-Wege Umschaltventil in dem Kreislauf wechselt im Heizbetrieb die Flußrichtung des KältemittelsDas Kältemittel fliesst vom Solarpanel zum Verdampfer, wo es die Wärme an den Raum abgibt. Dann fliesst es zurück druch den Verflüssiger zum KompressorDie Sonne heizt im Solarpanel das Kältemittel auf. Diese Wärme wird im Verdampfer 1:1 an den zu heizenden Raum weitergegeben und reduziert so die nötige Arbeit und Stromaufnahme des KompressorsDas Vakuumpanel ermöglicht auch eine ausreichende Erwärmung bei niedirigen Umgebungstemperaturen


Expansions-ventil


Solar panel

Solare Heizung

4-Wege ventil

Warme Luftin Raum


Ein optional erhältlicher Bypass schliesst den Kreislauf zum Panel, wenn die Wärmeverluste im Panel bei kalten Nächten ohne Sonnenschein zu hoch wären

Heizen ohne Sonne bei kalten Nächten

Sehr kalte Umgebungstempera-turen in der Nacht können das Kältemittel zu stark abkühlenEine optional erhältliche Bypass-Gruppe schliesst den Weg zum SolarpanelDie Bypass-Gruppe arbeitet selbständig auf Basis gemesse-ner Temperaturen und schliesst den Weg nur im Heizbetrieb abSobald die Sonne wieder genug Energie liefert, öffnet das Bypass Ventil automatisch den Weg zum Panel, um die Effekte des Panels ausnützen zu können

Solar panel

Bypass

Controller


Expansions-ventil


4-Wege ventil

Solare Heizung


Große Marken und 5 000 Neu-Installationen binnen 3 Jahre bestätigen das Funktionieren unserer Technik

Kooperation in USA

Weitere zufriedene Kunden innerhalb von 3 Jahren

Singapore Base

5 000

Klimaanlagen für Fußball WM Brazil 2014

Aufträge für viele Filialen



Aufträge für alle Filialen in MIttelamerika


Über 5000 Installationen weltweit – Gewerbe z.B. in Costa Rica, Fiji, Singapore, USA


Über 5000 Installationen weltweit - Wohnungshäuser


Die SolarCoolTM Anlagen in Europa gibt es als Split Geräte. Zentrale Geräte für Anschluss an Luftkanäle sind geplant

Split - Geräte Zentrale Geräte für Anschluss an Luftkanal

Single Split : 2,6 – 7 kW - (Wärmepumpen)

Multi Split (2, 3, 4): 5,3 – 12 kW - (Wärmepumpen)

Zentrale Geräte mit separatem Air Handler

Zentrale Geräte mit intergiertem Air Handler (Packaged units, rooftops)

VerfügbarGeplant

Documents

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