Fra fysiktimen til avanceret udnyttelse af (sol)varme

05.12.2010
Søren Minds fortalte om teknikken, udviklingshistorien og udfordringerne med at finansiere udviklingen og gå til markedet på lokalmødet i Midtjylland 30.11.2009.

Fra fysiktimen til avanceret udnyttelse af (sol)varme

Vi lærte alle i skolen at vand fryser ved 0° og koger ved 100°, og at der skal temmelig meget varme til at gå fra væske til damp. Nogen af os bemærkede at det kun gælder ved havets overflade og at vand koger ved lavere temperatur oppe i bjergene. Eneste praktiske eksempel på konsekvensen var, at det tager længere tid at koge et æg højt oppe i bjergene. Uden at tænke nærmere over det, ved vi jo også godt, at samme principper gælder for alle væsker blot ved forskellige temperaturer. Og vi ved, at man i køleskabe og varmepumper generelt udnytter princippet – i gamle dage typisk med freon – nu med nogen andre og forhåbentlig knap så skadelige kølemidler. Det var så det for de fleste af os.

Søren Minds og folkene i AC-Sun har udnyttet den viden til noget særdeles brugbart. Vand har nemlig de særlige egenskaber, at der skal meget mere energi til at gå fra væske til luftform end andre væsker, at det forekommer naturligt de fleste steder i verden og at det er ganske uskadeligt for miljø og mennesker. Derfor er det i teorien særdeles velegnet som kølemiddel i varmepumper.
I praksis er det ikke helt så ligetil. En varmepumpe kræver jo at man mestrer både fordampning og fortætning. Det er nemt nok at få vand til at fordampe ved forskellige temperaturer – man kan jo bare regulere trykket. Hvis man vil have fordampning ved lave temperaturer, skal det foregå under vakuum svarende til æggekogeren oppe i bjergene. Hvis man vil have fordampning ved høje temperaturer, skal det foregå under tryk som i en dampkeddel. Derimod kræver det en voldsom komprimering af dampen, når den skal fortættes igen. En traditionel stempelpumpe, som de bruges i køleskabene, kan ikke klare opgaven. AC-Sun har brugt en formue på at udvikle en turbine, som kan klare opgaven. Turbinen kører med meget høje omdrejninger (op til 140.000 RPM), og kombinationen af vanddamp og olie som smøremidler i lejerne er ikke ideel! Derfor har man udviklet specielle lejer. Ved de høje omdrejninger kan en lille dråbe vand også slå som en forhammer og ødelægge turbinen. Derfor må fortætning ikke ske i selve turbinen. Det kan kun undgås når dampen er ”overophedet” - altså at dampen er noget varmere end kogepunktet ved det aktuelle tryk. AC-Sun udnytter turbinens spildvarme til at opnå denne overophedning.

Nu har vi så komponenterne til en miljøvenlig og varmepumpe, men hvorfor standse der? AC-Sun er gået skridtet videre. Hvor der er brug for air-condition anlæg, er der også typisk masser af solskin. En simpel solfanger kan levere en masse energi i form af 75-95° varmt vand. Med en smule vakuum er det rigeligt til at få masser af vanddamp, der kan drive en turbine. Solfangeren trækker altså et varmt kredsløb, hvor energien afsættes i en turbine. På turbinens aksel sidder i den anden ende endnu en turbine, der driver et koldt kredsløb ved lavt tryk. Det eneste, vi nu mangler, er et par blæsere til AC-anlæggets inde- og udedele, og en lille cirkulationspumpe til vand. Tilsammen bruger de mindre end 10% af den strøm, som et normalt air-condition anlæg med samme kapacitet bruger. Der kan ikke være mange tekniske udfordringer i også at lade solfangeren drive en lille generator, så anlægget bliver selvforsynende med strøm, så det er vel kun et spørgsmål om pris.

AC-Suns første produkt er et 10 kW air-conditionanlæg beregnet til brug i Sydeuropa og andre markeder med tilsvarende klimaforhold. Men teknologien kan udnyttes med en hvilken som helst varmekilde som drivkraft. Det kunne f.eks. være udstødningsvarmen fra bilmotorer. Kun fantasien sætter grænserne, så de får sikkert rigeligt at tage fat på i AC-Sun! Læs mere på www.ac-sun.com