Odabir solarnog toplinskog sakupljača: kompromis između performansi i scenarija
Izvedba a Solarni izvor zraka grijač vode (SAW) Sustav uvelike ovisi o vrsti i učinkovitosti njegove jezgrene komponente: solarnom toplinskom sakupljaču. U profesionalnoj inženjerskoj praksi razmatraju se dvije glavne tehnologije: kolekcionari ravnih ploča i evakuirani kolekcionari cijevi.
1. evakuirani kolektor cijevi (itd.)
Evakuirana tehnologija cijevi igra ključnu ulogu u SAW sustavima zbog izvrsnih izolacijskih performansi.
Princip prednost: evakuirane cijevi koriste visoki sloj vakuuma između cijevi kako bi se značajno smanjile konvektivni i vodljivi gubitak topline. To znači da čak i pri niskim temperaturama okoline ili niskom solarnom zračenju (poput oblačnih dana ili zime), itd. Mogu održavati visoku učinkovitost sakupljanja i zagrijati vodu na višu razinu.
Primjenjivi scenariji: Zbog izvrsnih performansi prikupljanja topline niske temperature, evakuirana vrsta cijevi posebno je prikladna za sjevernu Kinu, hladnu klimu i komercijalne primjene koje zahtijevaju veće temperature izlazne vode. Učinkovitije osigurava visoke temperature za zagrijavanje toplinskih pumpi iz zraka, značajno smanjujući radno opterećenje toplinske pumpe, poboljšavajući na taj način sezonski faktor performansi sustava (SPF) zimi.
Tehnička razmatranja: Moderni evakuirani kolekcionari cijevi često koriste tehnologiju toplinske cijevi, omogućujući rad bez vode i neizravnu izmjenu topline. To pojednostavljuje zaštitu zamrzavanja i poboljšava pouzdanost sustava.
2. Ravna ploča sakupljač (FPC)
Kolekcionari ravnih ploča favoriziraju se u nekim projektima za svoju robusnu strukturu i toplinsku stabilnost.
Strukturne značajke: FPC se sastoji od ploče koji apsorbira toplinu, prozirnog poklopca i izolacijskog sloja. Njegova kompaktna struktura olakšava integriranje sa zgradama (BIPV, zgrada integrirana fotonaponska/toplinska).
Razmatranja performansi: Sakupljači ravnih ploča nude izvrsnu trenutnu učinkovitost pod velikim zračenjem i temperaturama okoline. Međutim, oni imaju veći gubitak topline u usporedbi s vakuumskim cijevima pod velikim temperaturnim fluktuacijama.
Scenariji primjene: Kolekcionari ravnih ploča prikladniji su za južnu Kinu, područja s obilnim tijekom cijele godine sunca ili kao jeftino rješenje za integraciju sustava velikih razmjera.
Profesionalna integracija: U solarnom izvoru zraka grijači vode, kolekcionari ravnih ploča često služe kao izvor predgrijavanja za isparivač toplinske pumpe. Vruća voda srednje i niske temperature koju generiraju povećava temperaturu isparavanja i optimizira COP-a toplinske pumpe (koeficijent performansi).
Dizajn isparivača toplinske pumpe: podudaranje i učinkovita izmjena topline
U sustavu solarnog izvora zraka grijač vode, jezgra toplinske pumpe je isparivač koji apsorbira toplinsku energiju niskog stupnja iz okoliša. Da bi se ispunili zahtjevi složenog sustava, isparivač mora udovoljiti visokoj učinkovitosti razmjene topline i prilagodljivosti više načina.
1. Propadanje cijevi i cijevi i cijevi isparivač
Ova vrsta isparivača obično se koristi u aplikacijama koje uključuju izravnu ili neizravnu izmjenu topline između vode i rashladnog sredstva.
Funkcionalno pozicioniranje: U standardnom načinu toplinske pumpe (ASHP) zraka (ASHP), isparivač apsorbira toplinu iz zraka. Međutim, u solarnom hibridnom načinu, isparivač može biti dizajniran kao višenamjenski izmjenjivač topline.
Specijalizirana primjena: Neki sustavi vrhunskog solarnog zraka koriste intermedijarni medij (kao što je antifriz ili cirkulirajuća voda) koji se prvo zagrijava solarnim kolektorima, a zatim prebacuje u isparivač kako bi nadopunio rashladno sredstvo. Ovaj dizajn zahtijeva da isparivač ima izvrsnu otpornost na protok i koeficijent prijenosa topline.
2. Isparivač cijevi
Ovaj isparivač koristi se u standardnim vanjskim jedinicama toplinske pumpe i apsorbira toplinu izravno iz ambijentalnog zraka.
Funkcija jezgre: Tijekom razdoblja izvan sezone ili pomoćnog grijanja, sustav se prvenstveno oslanja na isparivač peraje cijene kako bi apsorbirao toplinu zraka.
Razmatranja odmrzavanja: U niskoj temperaturi, okruženja visoke humidnosti, isparivači peraja suočavaju se s problemom smrzavanja. Profesionalni solarni izvori zraka koriste višak topline od solarnih kolektora, čak i kao izvor topline odmrzavanja, poboljšavajući učinkovitost odmrzavanja i smanjujući potrošnju energije odmrzavanja i zastojanje toplinske pumpe.
Kombinirana integracija i optimizacija sustava
Stručnjak za vodu solarnog zraka leži u optimiziranoj kontrolnoj logici i termodinamičkom ciklusu između kolektora i isparivača.
Energetska sinergija: Sustav koristi algoritam inteligentne kontrole temperature kako bi točno odredio kada treba koristiti solarno predodređenje (za povećanje temperature spremnika vode ili temperaturu isparavanja toplinske pumpe) i kada se prebaciti na način čiste toplinske pumpe. Ovo dinamično prebacivanje osigurava solarni prioritet i maksimizira upotrebu obnovljivih izvora energije.
Poboljšanje performansi: Energija predgrijavanja koju je dao kolektor značajno povećava usisni tlak kompresora toplinske pumpe i smanjuje omjer kompresije, čime je COP sustav u kombiniranom načinu postao mnogo veći nego što je toplinska pumpa čistog izvora zraka, maksimizirajući marginalnu korist od energije.
