انتخاب یک جمع کننده حرارتی خورشیدی: تجارت بین عملکرد و سناریو
عملکرد یک بخاری منبع هوای خورشیدی (SAW) سیستم تا حد زیادی به نوع و کارآیی مؤلفه اصلی آن بستگی دارد: جمع کننده حرارتی خورشیدی. در تمرین مهندسی حرفه ای ، دو فناوری اصلی در نظر گرفته شده است: جمع کننده های صفحه مسطح و جمع کننده های لوله تخلیه شده.
1. جمع کننده لوله تخلیه شده (و غیره)
فناوری لوله تخلیه شده به دلیل عملکرد عالی عایق ، نقش مهمی در سیستم های اره ایفا می کند.
مزیت اصلی: لوله های تخلیه شده از یک لایه خلاء بالا بین لوله ها استفاده می کنند تا به طور قابل توجهی از دست دادن گرمای همرفتی و رسانا کاهش یابد. این بدان معناست که حتی در دمای کم محیط یا تابش خورشیدی کم (مانند روزهای ابری یا زمستان) ، و غیره می توانند راندمان جمع آوری بالا را حفظ کرده و آب را تا حد بالاتری گرم کنند.
سناریوهای قابل اجرا: به دلیل عملکرد عالی جمع آوری گرمای درجه حرارت پایین ، نوع لوله تخلیه شده مخصوصاً برای چین شمالی ، آب و هوای سرد و کاربردهای تجاری که نیاز به دمای آب خروجی بالاتری دارند ، مناسب است. این کارآیی بیشتر باعث گرمای درجه حرارت بالا برای پمپ های حرارتی منبع هوا می شود و بار کار پمپ حرارتی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و از این طریق ضریب عملکرد فصلی سیستم (SPF) را در زمستان بهبود می بخشد.
ملاحظات فنی: کلکسیونرهای لوله تخلیه مدرن اغلب از فناوری لوله گرما استفاده می کنند و عملکرد بی آب و تبادل حرارت غیرمستقیم را امکان پذیر می کنند. این امر حفاظت از انجماد را ساده می کند و قابلیت اطمینان سیستم را بهبود می بخشد.
2. جمع کننده صفحه مسطح (FPC)
جمع کننده های صفحه مسطح در برخی از پروژه ها به دلیل ساختار قوی و ثبات حرارتی مورد علاقه خود هستند.
ویژگی های ساختاری: FPC از یک صفحه جذب گرما ، یک پوشش شفاف و یک لایه عایق تشکیل شده است. ساختار جمع و جور آن ، ادغام با ساختمانها را آسان می کند (BIPV ، ساختمان یکپارچه فتوولتائیک/حرارتی).
ملاحظات عملکرد: کلکسیونرهای صفحه مسطح با تابش بالا و دمای محیط ، راندمان فوری عالی را ارائه می دهند. با این حال ، آنها در مقایسه با لوله های خلاء تحت نوسانات درجه حرارت زیاد ، از دست دادن گرما بیشتری را تجربه می کنند.
سناریوهای کاربردی: جمع کننده های صفحه مسطح برای جنوب چین ، مناطقی با آفتاب فراوان در طول سال یا به عنوان یک راه حل ادغام سیستم در مقیاس بزرگ ، مناسب تر هستند.
ادغام حرفه ای: در بخاری های منبع هوای خورشیدی ، جمع کننده های صفحه تخت اغلب به عنوان یک منبع پیش گرم برای تبخیر کننده پمپ حرارتی عمل می کنند. آب گرم درجه متوسط و کم دمای آنها باعث افزایش دمای تبخیر و بهینه سازی COP پمپ حرارتی (ضریب عملکرد) می شود.
طراحی تبخیر پمپ حرارتی: تطبیق و تبادل حرارتی کارآمد
در یک سیستم بخاری منبع هوای خورشیدی ، هسته پمپ حرارتی تبخیر کننده است که انرژی گرمای درجه پایین را از محیط جذب می کند. برای برآورده کردن الزامات یک سیستم پیچیده ، تبخیر کننده باید راندمان تبادل گرما بالا و سازگاری چند حالته را برآورده کند.
1. لوله در لوله / پوسته و لوله تبخیر کننده لوله
این نوع تبخیر کننده به طور معمول در برنامه های کاربردی شامل تبادل حرارتی مستقیم یا غیرمستقیم بین آب و مبرد استفاده می شود.
موقعیت یابی عملکردی: در حالت استاندارد پمپ حرارتی منبع هوا (ASHP) ، تبخیر کننده گرما را از هوا جذب می کند. با این حال ، در حالت ترکیبی خورشیدی ، تبخیر کننده ممکن است به عنوان یک مبدل حرارتی چند منظوره طراحی شود.
کاربرد تخصصی: برخی از سیستم های منبع هوای خورشیدی با سطح بالا از یک محیط متوسط (مانند آب ضد یخ یا در گردش) استفاده می کنند که ابتدا توسط جمع کننده های خورشیدی گرم می شود و سپس برای تکمیل مبرد به اواپراتور منتقل می شود. این طرح به اواپراتور نیاز دارد تا از مقاومت جریان عالی و ضریب انتقال حرارت برخوردار باشد.
2. تبخیر کننده لوله فنلاندی
این اواپراتور در واحدهای در فضای باز پمپ حرارتی منبع هوا استفاده می شود و گرما را مستقیماً از هوای محیط جذب می کند.
عملکرد اصلی: در دوره های خارج از فصل یا گرمایش کمکی ، سیستم در درجه اول برای جذب گرمای هوا به تبخیر کننده لوله باله متکی است.
ملاحظات یخ زدایی: در محیط های کم درجه حرارت و با درجه حرارت بالا ، تبخیر کننده های لوله باله با مشکل سرمازدگی روبرو هستند. سیستم های منبع هوای خورشیدی حرفه ای از گرمای اضافی از کلکسیونرهای خورشیدی استفاده می کنند ، حتی به عنوان یک منبع گرمای یخ زدگی ، بهبود راندمان یخ زدگی و کاهش مصرف انرژی یخ زدگی و خرابی پمپ حرارتی.
ادغام و بهینه سازی سیستم ترکیبی
تخصص آبگرمای منبع هوا خورشیدی در منطق کنترل بهینه شده و چرخه ترمودینامیکی بین جمع کننده و اواپراتور نهفته است.
هم افزایی انرژی: این سیستم از یک الگوریتم کنترل دما هوشمند استفاده می کند تا به طور دقیق تعیین کند که چه موقع از پیش گرم شدن خورشیدی (برای افزایش دمای مخزن آب یا دمای تبخیر پمپ حرارتی) استفاده می کند و چه زمانی به حالت پمپ حرارتی خالص تغییر می کند. این تعویض پویا اولویت خورشیدی را تضمین می کند و استفاده از انرژی تجدید پذیر را به حداکثر می رساند.
بهبود عملکرد: انرژی پیش گرم کننده ارائه شده توسط جمع کننده ، فشار مکش کمپرسور پمپ حرارتی را به طور قابل توجهی افزایش می دهد و نسبت فشرده سازی را کاهش می دهد ، و از این طریق پلیس سیستم را در حالت ترکیبی بسیار بالاتر از پمپ حرارتی منبع هوای خالص قرار می دهد و حداکثر سود حاشیه ای انرژی را به حداکثر می رساند. $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $
