เครื่องทำน้ำอุ่นปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์: มันทำงานอย่างไรและคุ้มค่าหรือไม่

เครื่องทำน้ำอุ่นจากปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ทำอะไรได้บ้าง

เครื่องทำน้ำอุ่นปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์คือระบบน้ำร้อนที่ถ่ายเทความร้อนจากอากาศภายนอกไปยังถังเก็บน้ำที่เก็บไว้ แทนที่จะใช้องค์ประกอบต้านทานเป็นแหล่งความร้อนหลัก คอมเพรสเซอร์และพัดลมใช้ไฟฟ้าแต่ไม่ได้สร้างความร้อนทุกกิโลวัตต์โดยตรง หน่วยที่เข้ากันดีสามารถส่งความร้อนได้สองถึงสี่หน่วยสำหรับแต่ละหน่วยไฟฟ้าที่ใช้ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิโดยรอบ อุณหภูมิของน้ำ และกลยุทธ์ในการควบคุม

ส่วน "พลังงานแสงอาทิตย์" มักจะหมายถึงแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่จ่ายไฟ DC ไปยังปั๊มความร้อน หรือตัวควบคุม AC/DC แบบไฮบริดจะผสมผสานอินพุต DC จากแสงอาทิตย์กับอินพุต AC แบบกริด ความแตกต่างนั้นสำคัญ ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ความร้อนใช้แสงแดดเพื่อทำให้น้ำร้อนโดยตรง ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ใช้แสงแดดเพื่อลดไฟฟ้าที่ปั๊มความร้อนต้องใช้ ทั้งสองแนวทางแก้ไขปัญหาที่แตกต่างกัน และมีข้อกำหนดในการติดตั้ง ความต้องการในการบำรุงรักษา และกราฟประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน

เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ AC/DC แบบไฮบริด ปั๊มความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบแยกส่วนโดยใช้กริด AC และแผง DC สำหรับน้ำร้อนในครัวเรือน พร้อมอินเวอร์เตอร์ DC การควบคุม WiFi และการทำงานที่อุณหภูมิกว้าง ดูผลิตภัณฑ์ →

สำหรับครัวเรือน โรงแรม คลินิก หรืออาคารพาณิชย์ขนาดเล็ก คำถามเชิงปฏิบัติไม่ใช่แค่ “ประหยัดพลังงานหรือไม่” คำถามที่ดีกว่าคือ: ภายใต้สภาพอากาศเช่นนี้ รูปแบบการดึงน้ำร้อน พื้นที่หลังคานี้ และอัตราค่าไฟฟ้านี้ ระบบจะกู้คืนต้นทุนเพิ่มเติมโดยไม่สร้างปัญหาความน่าเชื่อถือหรือไม่ ส่วนด้านล่างนี้ใช้สภาพการทำงานที่เป็นรูปธรรมและการตรวจสอบการคัดเลือกเพื่อตอบคำถามนั้น

ปั๊มความร้อน ไม่ใช่ความร้อนจากแสงอาทิตย์

เครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ต้องการแสงแดดส่องถึงตัวสะสมโดยตรง และมักจะต้องมีถังเก็บ สถานีสูบน้ำ และระบบป้องกันการแช่แข็งที่มีฉนวนอย่างดี ในวันที่มีเมฆมาก ผลผลิตจะลดลงอย่างรวดเร็ว ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศสามารถทำงานได้ทั้งกลางวันและกลางคืนเนื่องจากใช้อุณหภูมิอากาศ ไม่ใช่การแผ่รังสีจากแสงอาทิตย์โดยตรง เป็นแหล่งความร้อน พลังงานแสงอาทิตย์ PV ยังคงสามารถชาร์จระบบในระหว่างวันได้ แต่ตัวปั๊มความร้อนไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแสงแดดโดยตรง นี่คือเหตุผลว่าทำไมจึงมักเลือกเครื่องทำน้ำอุ่นจากปั๊มความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดในบริเวณที่มีความต้องการน้ำร้อนอย่างต่อเนื่องหลังจากพระอาทิตย์ตกดิน

นอกจากนี้ยังมีข้อโต้แย้งเรื่องพื้นที่ แผงเซลล์แสงอาทิตย์สามารถวางบนหลังคา ที่จอดรถ หรือการติดตั้งภาคพื้นดิน และปั๊มความร้อนสามารถวางไว้ใกล้ถังน้ำหรือบนระเบียงบริการได้ ตัวเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์มีขนาดใหญ่กว่าต่อหน่วยของน้ำร้อนที่ปล่อยออกมา และมักต้องการพื้นที่หลังคาเฉพาะที่มีการวางแนวที่ดี สำหรับโครงการที่มีพื้นที่หลังคาจำกัดหรือมีแรเงาแบบผสม โดยทั่วไป PV บวกปั๊มความร้อนจะง่ายต่อการจัดวาง

ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ไปที่ไหน

ในการออกแบบ DC-ควบคู่ พลังงาน PV สามารถป้อนคอมเพรสเซอร์ปั๊มความร้อนผ่านตัวควบคุมหรือระดับอินเวอร์เตอร์ ในการออกแบบ AC/DC แบบไฮบริด ระบบสามารถรับ AC จากกริดและ DC จาก PV ตัวควบคุมจะตัดสินใจว่าเมื่อใดที่อินพุตพลังงานแสงอาทิตย์แรงพอที่จะใช้งานคอมเพรสเซอร์ เมื่อใดที่จะผสม AC และ DC และเมื่อใดที่จะถอยกลับเป็น AC เท่านั้น ตรรกะนี้มีความสำคัญเนื่องจากความต้องการน้ำร้อนไม่ค่อยตรงกับการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เลย ตัวควบคุมที่ดีจะจัดลำดับความสำคัญของพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่ ปกป้องคอมเพรสเซอร์จากอินพุตที่ไม่เสถียร และรักษาถังให้อยู่ในช่วงอุณหภูมิที่ใช้งานได้

รถถังไม่ใช่อุปกรณ์เสริมแบบพาสซีฟ มันเป็นแบตเตอรี่ความร้อน ถังขนาดใหญ่สามารถเก็บน้ำร้อนได้มากขึ้น และปล่อยให้ปั๊มความร้อนทำงานเมื่อมีพลังงานแสงอาทิตย์ ถังที่มีขนาดเล็กเกินไปทำให้เกิดการหมุนเวียนบ่อยครั้งและอาจทำให้เงินออมลดลงได้ รถถังที่มีขนาดใหญ่เกินไปจะทำให้สูญเสียการยืนและกินพื้นที่มากขึ้น ความสมดุลที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับการดึงรายวัน เวลาพักฟื้น และอาคารต้องการน้ำร้อนตามเวลาที่กำหนดในแต่ละวันหรือไม่

วงจรการทำความร้อนทำงานอย่างไรทีละขั้นตอน

ปั๊มความร้อนไม่เผาไหม้ก๊าซและไม่ต้องอาศัยองค์ประกอบความร้อนเป็นแหล่งความร้อนปกติ มันถ่ายเทความร้อนผ่านวงจรสารทำความเย็นที่ปิดสนิท ขั้นตอนต่างๆ ตรงไปตรงมาเมื่อคุณแยกวงจรสารทำความเย็นออกจากวงจรน้ำ

1. พัดลมจะดึงอากาศภายนอกผ่านคอยล์เย็น สารทำความเย็นภายในคอยล์เย็นกว่าอากาศ ความร้อนจึงเคลื่อนจากอากาศเข้าสู่สารทำความเย็น
2. สารทำความเย็นจะระเหยและกลายเป็นก๊าซความดันต่ำ มันนำความร้อนที่ถูกดูดซับไปยังคอมเพรสเซอร์
3. คอมเพรสเซอร์จะเพิ่มแรงดันและอุณหภูมิของแก๊ส นี่คือโหลดไฟฟ้าหลักในการทำงานปกติ
4. ก๊าซร้อนจะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ซึ่งพันอยู่รอบๆ หรือจุ่มอยู่ในถังเก็บน้ำ หรือเชื่อมต่อกับแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนในระบบแยก
5. ความร้อนเคลื่อนตัวจากสารทำความเย็นร้อนลงสู่น้ำ สารทำความเย็นจะควบแน่นและปล่อยความร้อนออกไป
6. วาล์วขยายตัวจะลดความดันและอุณหภูมิของสารทำความเย็น และวงจรจะเกิดซ้ำ
7. ตัวควบคุมจะตรวจสอบอุณหภูมิของถัง อุณหภูมิโดยรอบ สภาวะการละลายน้ำแข็ง และอินพุตทางไฟฟ้า โดยจะหยุดคอมเพรสเซอร์เมื่อถังถึงจุดที่กำหนด และรีสตาร์ทอีกครั้งเมื่อมีการดึงน้ำร้อน

COP หมายถึงอะไรในน้ำร้อน

COP หรือค่าสัมประสิทธิ์สมรรถนะ คืออัตราส่วนของความร้อนที่ส่งไปยังไฟฟ้าที่ใช้ ณ ขณะหนึ่ง COP 3.0 หมายความว่าหน่วยส่งความร้อนประมาณ 3 kWh ต่อไฟฟ้า 1 kWh หมายเลขนั้นไม่คงที่ มันจะลดลงเมื่ออากาศเย็นลงและเมื่อน้ำในถังร้อนขึ้น หน่วยที่มีค่า COP 3.5 ที่อุณหภูมิแวดล้อม 20°ซ และน้ำอุณหภูมิ 45°C อาจลดลงเหลือ COP 2.0 ที่อุณหภูมิแวดล้อม -5°ซ และน้ำอุณหภูมิ 55°C ด้วยเหตุนี้จึงไม่ควรใช้ตัวเลข COP เพียงตัวเดียวในโบรชัวร์เป็นเกณฑ์การคัดเลือกเพียงอย่างเดียว

สำหรับน้ำร้อน การวัดที่มีประโยชน์คือประสิทธิภาพตามฤดูกาลภายใต้สภาพอากาศในท้องถิ่นและโปรไฟล์การวาด สภาพอากาศชายฝั่งทะเลที่ไม่รุนแรงซึ่งมีอุณหภูมิอบอุ่นในเวลากลางวันและถังขนาดใหญ่สามารถดำเนินการแตกต่างอย่างมากจากสภาพอากาศภายในบกที่หนาวเย็นโดยการจับในตอนเช้าและถังขนาดเล็ก กลยุทธ์การควบคุมก็มีความสำคัญเช่นกัน วงจร Legionella ที่รุนแรง การอุ่นถังบ่อยครั้ง และค่าที่ตั้งไว้สูงโดยไม่จำเป็น ล้วนแต่ลดประสิทธิภาพตามฤดูกาล

ลอจิกการสลับ AC/DC แบบไฮบริด

เครื่องทำน้ำร้อนจากปั๊มความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด AC/DC ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้พลังงาน DC จากแสงอาทิตย์เมื่อมีพร้อมใช้ และใช้ไฟ AC แบบกริดเมื่อไม่มี ตัวควบคุมอาจทำตามลำดับลำดับความสำคัญ: แสงอาทิตย์ DC ก่อน จากนั้นจึงช่วย AC จากนั้นจึงใช้ AC เท่านั้น ตัวควบคุมบางตัวยังจำกัดความเร็วของคอมเพรสเซอร์เมื่ออินพุตพลังงานแสงอาทิตย์ผันผวน ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงการหยุดและสตาร์ทอย่างรุนแรงซึ่งจะลดอายุการใช้งานของคอมเพรสเซอร์

ประโยชน์เชิงปฏิบัติคือความต่อเนื่อง เช้าที่มีเมฆมากไม่ได้หมายความว่าไม่มีน้ำร้อน ระบบสามารถใช้ไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อรักษาถังในขณะที่รอสภาพแสงอาทิตย์ที่ดีขึ้น ความเสี่ยงในทางปฏิบัติคือการทดสอบการใช้งานที่ไม่ดี หากตั้งค่าขีดจำกัดของตัวควบคุมโดยไม่ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของอาร์เรย์ PV ความยาวสายเคเบิล และความเสถียรของโครงข่ายในพื้นที่ เครื่องอาจสลับบ่อยเกินไปหรือไม่สามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่ได้ รายการตรวจสอบการทดสอบเดินเครื่องควรประกอบด้วยแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด PV แรงดันไฟฟ้าขณะใช้งานภายใต้โหลด ช่วงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ และรอบการทำความร้อนเต็มรูปแบบตั้งแต่ถังเย็นจนถึงค่าที่ตั้งไว้

ประสิทธิภาพและประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริง

ประสิทธิภาพเป็นที่เข้าใจได้ดีที่สุดว่าเป็นช่วง ไม่ใช่ตัวเลขตัวเดียว แผนภูมิด้านล่างแสดงช่วง COP ที่บ่งชี้สำหรับเครื่องทำน้ำอุ่นจากปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศที่อุณหภูมิแวดล้อมที่แตกต่างกัน ในขณะที่ทำความร้อนน้ำให้ถึงค่าที่ตั้งไว้ปานกลาง ค่าจริงจะแตกต่างกันไปตามรุ่น สารทำความเย็น การปรับคอมเพรสเซอร์ ฉนวนถัง และการควบคุมการละลายน้ำแข็ง

ค่าเหล่านี้ไม่ใช่การรับประกัน พวกเขาแสดงให้เห็นว่าเหตุใดสภาพอากาศจึงมีความสำคัญ ระบบที่ติดตั้งในภูมิภาคอบอุ่นอาจใช้เวลาเกือบทั้งปีสูงกว่า COP 3.0 ในขณะที่การติดตั้งในสภาพอากาศหนาวเย็นอาจต้องใช้แพ็คเกจที่มีอุณหภูมิต่ำ เครื่องระเหยที่ใหญ่กว่า และค่าเซ็ตพอยต์ของถังอนุรักษ์นิยมมากกว่า ช่องว่างระหว่างประสิทธิภาพของห้องปฏิบัติการและไซต์งานมักมาจากปัจจัยสี่ประการ: รอบการละลายน้ำแข็ง การสูญเสียการยืนถัง รูปแบบการใช้น้ำร้อน และประจุหรือการไหลของอากาศที่ไม่ถูกต้อง

สิ่งที่เปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพที่แท้จริง

• อุณหภูมิแวดล้อม: อากาศที่เย็นกว่าจะมีความร้อนที่ใช้ได้น้อยกว่า และอาจจำเป็นต้องละลายน้ำแข็ง
• ค่าที่ตั้งไว้ของน้ำ: อุณหภูมิถังที่เพิ่มขึ้นทุกระดับจะทำให้การยกของคอมเพรสเซอร์เพิ่มขึ้นและลด COP
• รูปแบบการวาด: การดึงเล็กๆ หลายๆ ครั้งอาจทำให้เกิดรอบการอุ่นมากกว่าการดึงขนาดใหญ่เพียงครั้งเดียว
• ฉนวนถัง: ฉนวนที่ไม่ดีทำให้เกิดการสูญเสียสแตนด์บายซึ่งต้องเปลี่ยนปั๊มความร้อน
• การไหลเวียนของอากาศ: เครื่องระเหยหรือคอยล์สกปรกที่ถูกจำกัดจะลดการดูดซับความร้อนและอาจทำให้เกิดแรงดันคายประจุสูงได้
• ฉนวนท่อ: ท่อน้ำร้อนที่ไม่มีฉนวนหุ้มจะสิ้นเปลืองพลังงานระหว่างถังและจุดใช้งาน
• การควบคุมการละลายน้ำแข็ง: วงจรการละลายน้ำแข็งที่ปรับไม่ดีอาจทำงานบ่อยเกินไปในสภาพอากาศหนาวเย็นและชื้น

เป้าหมายการทดลองใช้งานที่เป็นประโยชน์คือการบันทึกเวลาทำความร้อนจริงตั้งแต่อุณหภูมิถังที่ทราบจนถึงค่าที่ตั้งไว้ อุณหภูมิโดยรอบ และไฟฟ้าที่ใช้ ข้อมูลพื้นฐานนั้นช่วยให้ช่างเทคนิคตรวจพบการเบี่ยงเบนของประสิทธิภาพในภายหลัง หากไม่มีพื้นฐาน การกู้คืนน้ำร้อนที่ลดลงอย่างช้าๆ อาจถูกตำหนิในปั๊มความร้อน เมื่อปัญหาที่แท้จริงคือตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีขนาด ชิ้นส่วนที่ล้มเหลวในโหมดสำรอง หรือปั๊มหมุนเวียนที่ตั้งไว้ต่ำเกินไป

แหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์เทียบกับไฟฟ้า แก๊ส และความร้อนจากแสงอาทิตย์

การเปรียบเทียบด้านล่างนี้เขียนขึ้นสำหรับบริการน้ำร้อน ไม่ใช่การทำความร้อนในพื้นที่ โดยมุ่งเน้นไปที่การกู้คืน ข้อจำกัดในการติดตั้ง และลักษณะการทำงานที่ส่งผลต่อการตัดสินใจ

ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ไม่ได้ดีไปกว่าความร้อนจากแสงอาทิตย์โดยอัตโนมัติ ความร้อนจากแสงอาทิตย์จะมีประสิทธิภาพมากเมื่อมีแสงแดดจ้าโดยตรงและใช้น้ำร้อนในระหว่างวัน จุดอ่อนของมันคือความไม่ตรงกันระหว่างความต้องการแสงแดดและตอนเย็น บวกกับความต้องการการบำรุงรักษาของปั๊ม ไกลคอล และผู้สะสม จุดอ่อนของปั๊มความร้อนคือความซับซ้อนของคอมเพรสเซอร์และประสิทธิภาพของสภาพอากาศที่เย็นกว่า ปั๊มความร้อนช่วยด้วย PV แบบไฮบริดอยู่ระหว่างทั้งสอง: ใช้วงจรปั๊มความร้อนที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว และลดไฟฟ้ากริดผ่านอินพุต DC จากแสงอาทิตย์

สำหรับอาคารที่มีปริมาณน้ำร้อนสม่ำเสมอในแต่ละวัน เช่น โรงแรมขนาดเล็ก ห้องครัวของพนักงาน คลินิก หรือศูนย์กีฬา การตัดสินใจมักจะขึ้นอยู่กับโปรไฟล์โหลดและการเข้าถึงบริการ หากห้องโรงงานมีการไหลเวียนของอากาศที่ดีและหลังคามีพื้นที่สำหรับ PV เครื่องทำน้ำร้อนจากปั๊มความร้อนจากแสงอาทิตย์ก็สามารถใช้งานได้พอดี หากไซต์งานไม่มีระยะห่างจากอากาศหรือถังอยู่ไกลจากจุดใช้งาน การกำหนดค่าอื่นอาจดีกว่า

การออกแบบ AC/DC แบบไฮบริดและขนาดพลังงานแสงอาทิตย์

AC/DC แบบไฮบริดไม่ได้หมายความว่าเครื่องสามารถทำงานได้โดยไม่มีกริดหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในทุกกรณี หมายความว่ายูนิตสามารถรับทั้งอินพุต AC และ DC ตามการออกแบบการควบคุม บางระบบได้รับการออกแบบสำหรับการทำงานแบบใช้กริดช่วย ส่วนอื่นๆ รองรับการดำเนินการแบบนอกกริดหรือแบบอ่อนแอด้วยการตั้งค่าคอนโทรลเลอร์เฉพาะ ต้องอ่านเอกสารข้อมูลอย่างละเอียด ข้อผิดพลาดทั่วไปคือการสันนิษฐานว่าปั๊มความร้อน "พลังงานแสงอาทิตย์" ใดๆ สามารถทำงานโดยตรงจากอาร์เรย์ PV โดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์ หรือการอ้างอิงกริด ขึ้นอยู่กับโทโพโลยีของคอนโทรลเลอร์

การกำหนดขนาด PV ควรเริ่มต้นด้วยความต้องการพลังงานน้ำร้อนรายวัน ไม่ใช่ป้ายชื่อคอมเพรสเซอร์ การใช้พลังงานความร้อน 200 ลิตรต่อวันโดยมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 40 เคลวิน ต้องใช้พลังงานความร้อนประมาณ 9.3 กิโลวัตต์ชั่วโมงก่อนที่จะสูญเสีย ที่ COP ตามฤดูกาลที่ 2.8 นั่นคือประมาณ 3.3 kWh ของไฟฟ้าต่อวัน หากเป้าหมายเศษส่วนพลังงานแสงอาทิตย์คือ 60% อาร์เรย์ PV และตัวควบคุมจะต้องส่งพลังงานประมาณ 2 kWh ต่อวันภายใต้สภาพของไซต์งาน โดยคำนึงถึงการสูญเสียการแปลง นี่เป็นตัวอย่างที่เรียบง่าย แต่แสดงให้เห็นว่าเหตุใดการปรับขนาดอาเรย์จึงควรเป็นไปตามการคำนวณโหลดมากกว่าที่จะเป็นไปตามหลักทั่วไป

สิ่งที่ต้องตรวจสอบในวงจรพลังงานแสงอาทิตย์

• แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของอาร์เรย์ PV ที่อุณหภูมิต่ำสุดที่คาดไว้จะต้องอยู่ภายในขีดจำกัดของตัวควบคุม
• แรงดันไฟฟ้าขณะโหลดจะต้องอยู่เหนือแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นขั้นต่ำของคอนโทรลเลอร์
• ควรคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกของสายเคเบิลสำหรับกระแส DC จริงและความยาวสายเคเบิล
• ตัวแยกกระแสไฟตรง ฟิวส์ และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากต้องตรงกับอาร์เรย์ PV และรหัสท้องถิ่น
• ตัวควบคุมควรมีกลยุทธ์การจัดลำดับความสำคัญที่ชัดเจนสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ ระบบช่วยไฟ AC และการทำงานเฉพาะไฟ AC เท่านั้น
• ระบบควรบันทึกหรือแสดงอินพุตพลังงานแสงอาทิตย์ กำลังของคอมเพรสเซอร์ และอุณหภูมิของถังสำหรับการทดสอบเดินเครื่อง

อย่าปรับขนาดอาร์เรย์ PV เฉพาะช่วงเที่ยงฤดูร้อนที่มีอากาศแจ่มใสเท่านั้น ถังน้ำร้อนก็ต้องการพลังงานทั้งเช้าและเย็นเช่นกัน หากถังมีขนาดใหญ่พอ ปั๊มความร้อนสามารถกักเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์ในระหว่างวันและนำไปใช้ในภายหลังได้ หากถังมีขนาดเล็ก ระบบอาจส่งออกหรือเปลืองศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ในขณะที่ยังซื้อไฟ AC ในเวลากลางคืน ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างถังกับอาเรย์จึงเป็นการตัดสินใจในการออกแบบ ไม่ใช่ตัวเลือกอุปกรณ์เสริมของผลิตภัณฑ์

กริด ตัวสร้าง และลอจิกการสำรองข้อมูล

หลายโครงการใช้การเชื่อมต่อ AC เพื่อความน่าเชื่อถือ ตัวควบคุมอาจใช้ไฟ AC เมื่อพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอหรือเมื่อถังต้องการการฟื้นฟูอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้มีประโยชน์ในคลินิก เกสท์เฮาส์ และบริการอาหารที่ไม่อาจรบกวนน้ำร้อนได้ ข้อเสียคือการตั้งค่าลำดับความสำคัญที่ไม่ดีสามารถลบการประหยัดพลังงานแสงอาทิตย์ได้ ระบบที่เปลี่ยนเป็นไฟฟ้ากระแสสลับทันทีที่ถังลดลงสององศาจะใช้พลังงานกริดมากกว่าระบบที่รอช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้นและหน้าต่างแสงอาทิตย์ที่ยาวขึ้น

องค์ประกอบสำรองยังต้องได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียด การสำรองข้อมูลแบบต้านทานอาจมีประโยชน์สำหรับรอบ Legionella หรือการกู้คืนฉุกเฉิน แต่หากทำงานทุกวัน ข้อดีของปั๊มความร้อนจะลดลง ควรกำหนดค่าเซ็ตพอยต์การควบคุม แถบสัญญาณที่ไม่ทำงาน และการล็อกการสำรองข้อมูลระหว่างการทดสอบการใช้งาน บันทึกการส่งมอบที่ชัดเจนควรอธิบายสิ่งที่เจ้าของสามารถปรับได้ และสิ่งใดที่ควรล็อคไว้

ขนาดและการเลือกปริมาณน้ำร้อนจริง

การกำหนดขนาดเป็นจุดที่หลายโครงการสูญเสียเงินออมที่คาดหวังไว้ หน่วยที่มีขนาดเล็กเกินไปจะทำงานอย่างต่อเนื่องและอาจต้องใช้องค์ประกอบสำรอง หน่วยที่เปิดและปิดวงจรขนาดใหญ่เกินไป มีค่าใช้จ่ายล่วงหน้ามากกว่า และอาจไม่ลดความชื้นหรือควบคุมตามที่ตั้งใจไว้ ขนาดที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับปริมาณรายวัน ความต้องการในชั่วโมงเร่งด่วน อุณหภูมิของน้ำทางเข้า อุณหภูมิการจัดเก็บเป้าหมาย และระยะเวลาในการฟื้นตัว

ลำดับขนาดที่ใช้งานได้จริง

1. คำนวณพลังงานความร้อนรายวัน: ลิตรต่อวัน × 4.186 × อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ÷ 3600
2. ประมาณการการมีส่วนร่วมของปั๊มความร้อนโดยใช้ COP ตามฤดูกาลแบบอนุรักษ์นิยม ไม่ใช่ COP ในห้องปฏิบัติการที่ดีที่สุด
3. เพิ่มการสูญเสียขณะยืนและการสูญเสียท่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากถังอยู่กลางแจ้งหรือเดินท่อเป็นเวลานาน
4. ตรวจสอบเวลาฟื้นตัวเทียบกับจุดสูงสุดในตอนเช้า หากการฟื้นตัวช้าเกินไป ให้เพิ่มปริมาตรหรือความจุของถัง
5. ปรับขนาดอาร์เรย์ PV และตัวควบคุมสำหรับสัดส่วนพลังงานแสงอาทิตย์เป้าหมายหลังการแปลงและการสูญเสียสายเคเบิล
6. ยืนยันการจ่ายไฟ ขนาดเบรกเกอร์ เกจสายไฟ และการป้องกันไฟกระชากกับช่างไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติ
7. กำหนดกลยุทธ์การควบคุมสำหรับการทำงานปกติ วงจรลีเจียนเนลลา การล็อกองค์ประกอบสำรอง และโหมดวันหยุด

ถังขนาด 300 ลิตรที่มีคอมเพรสเซอร์ขนาดเล็กอาจกักเก็บน้ำได้เพียงพอสำหรับครอบครัว แต่คืนน้ำได้ช้าเกินไปสำหรับเกสท์เฮาส์ ถังขนาด 500 ลิตรที่มีคอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่อาจฟื้นตัวได้เร็ว แต่จะสูญเสียความร้อนมากขึ้นหากฉนวนไม่ดี ต้องอ่านตัวเลขด้วยกัน ตารางประสิทธิภาพของผู้ผลิตควรระบุเงื่อนไขการทดสอบ และข้อเสนอควรแสดงอุณหภูมิแวดล้อมที่สมมติ ค่าเซ็ตพอยต์ของน้ำ และการดึงรายวัน

รายละเอียดการติดตั้งและการว่าจ้างที่ส่งผลต่อการคืนทุน

ปัญหาเครื่องทำน้ำอุ่นปั๊มความร้อนส่วนใหญ่เป็นปัญหาในการติดตั้ง ไม่ใช่ความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์ การไหลของอากาศ คอนเดนเสท คุณภาพน้ำ การป้องกันไฟฟ้า และการตั้งค่าการควบคุม ล้วนส่งผลต่อความน่าเชื่อถือ การติดตั้งใหม่ทั้งหมดยังช่วยปกป้องการประหยัดของเจ้าของอีกด้วย เนื่องจากเครื่องระเหยที่มีข้อจำกัดหรือคอมเพรสเซอร์แบบรอบสั้นๆ สามารถเปลี่ยนเครื่องที่ดีให้กลายเป็นเครื่องที่มีราคาแพงได้

การตรวจสอบไซต์ก่อนการติดตั้ง

• ยืนยันการรองรับโครงสร้างของถังและปั๊มความร้อน รวมถึงอุปกรณ์กันแผ่นดินไหวหรือแรงลม หากจำเป็น
• เก็บเครื่องระเหยให้ห่างจากพื้นที่ปิดซึ่งหมุนเวียนอากาศเสียเย็น
• จัดให้มีเส้นทางระบายน้ำสำหรับคอนเดนเสทพร้อมระบบป้องกันการแข็งตัวในสภาพอากาศหนาวเย็น
• วางถังไว้ใกล้จุดใช้งานเพื่อลดการสูญเสียท่อน้ำร้อน
• ตรวจสอบว่าแหล่งจ่ายไฟตรงกับแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และเฟสที่กำหนดของหน่วย
• เดินสายเคเบิล PV DC ให้ห่างจากขอบแหลมคมและทางเดินน้ำ โดยมีการแยกและการติดฉลากที่ถูกต้อง
• เว้นพื้นที่ให้บริการเพื่อทำความสะอาดคอยล์ การเข้าถึงตัวควบคุม และการเปลี่ยนเซ็นเซอร์อุณหภูมิ

รายการตรวจสอบการว่าจ้าง

1. บันทึกอุณหภูมิโดยรอบ อุณหภูมิน้ำเข้า และอุณหภูมิถังสตาร์ท
2. ดำเนินการรอบการทำความร้อนเต็มรูปแบบและบันทึกเวลาในการตั้งค่าและไฟฟ้าที่ใช้
3. ตรวจสอบกระแสคอมเพรสเซอร์เทียบกับป้ายชื่อ และยืนยันว่าไม่มีเฟสไม่สมดุลในยูนิตสามเฟส
4. ตรวจสอบการดำเนินการละลายน้ำแข็งหากจำเป็นต่อสภาวะแวดล้อม
5. ยืนยันว่าตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์เริ่ม ผสม และหยุดตามลำดับการออกแบบ
6. ตั้งค่าการปิดระบบเดดแบนด์และองค์ประกอบสำรองเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้ไฟ AC โดยไม่จำเป็น
7. อธิบายรหัสที่แสดงและการตรวจสอบการบำรุงรักษาของเจ้าของเป็นภาษาธรรมดา

บันทึกการว่าจ้างจะมีคุณค่าในภายหลัง หากเจ้าของรายงานว่า "น้ำร้อนน้อยกว่าเมื่อก่อน" ช่างเทคนิคสามารถเปรียบเทียบเวลาทำความร้อนและการใช้พลังงานเดิมกับค่าปัจจุบันได้ เวลาทำความร้อนที่เพิ่มขึ้น 15% อาจบ่งบอกถึงตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีขนาด เครื่องระเหยสกปรก เซ็นเซอร์ทำงานล้มเหลว หรือรูปแบบการวาดที่เปลี่ยนแปลง หากไม่มีข้อมูลพื้นฐาน การวินิจฉัยจะกลายเป็นการคาดเดา

ตัวอย่างต้นทุนการดำเนินงานและการคืนทุน

การคืนทุนขึ้นอยู่กับภาษีท้องถิ่น ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ ต้นทุนอุปกรณ์ และวิธีการควบคุมระบบ ตัวอย่างด้านล่างใช้ปริมาณน้ำ 200 ลิตรต่อวัน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 40 เคลวิน และสภาพอากาศปานกลาง มันไม่ใช่ใบเสนอราคา โดยจะแสดงวิธีจัดโครงสร้างการคำนวณเพื่อให้ผู้ซื้อสามารถแทนที่สมมติฐานด้วยตัวเลขท้องถิ่นได้

ในตัวอย่างนี้ ปั๊มความร้อนเพียงอย่างเดียวสามารถลดการใช้ไฟฟ้าต่อปีได้ประมาณ 2,190 kWh อินพุทพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดจะลดกำลังลงอีก แต่สัดส่วนพลังงานแสงอาทิตย์ที่แน่นอนนั้นขึ้นอยู่กับขนาดอาเรย์ ตำแหน่ง และลำดับความสำคัญของตัวควบคุม เจ้าของควรเปรียบเทียบต้นทุนส่วนเพิ่มของปั๊มความร้อนและ PV กับการประหยัดรายปี ไม่ใช่กับค่าพลังงานทั้งหมด ระบบที่ประหยัดเงินได้ 500 ต่อปีด้วยค่าเบี้ยประกัน 2,000 บาท โดยมีระยะเวลาคืนทุนง่ายๆ ประมาณสี่ปีก่อนค่าบำรุงรักษาและการเงิน ระบบที่ประหยัดเงินได้ 200 ต่อปีด้วยเบี้ยประกันภัยเท่าเดิมใช้เวลาสิบปี

ใช้ตำรวจอนุรักษ์นิยมเพื่อคืนทุน หากข้อเสนอการขายใช้ COP 3.8 และไซต์ดำเนินการที่ COP 2.4 เป็นเวลาส่วนใหญ่ของปี กรณีทางการเงินจะอ่อนลง ยังรวมถึงการสูญเสียที่เกิดขึ้น การใช้องค์ประกอบสำรอง และการบำรุงรักษา การคำนวณตามความเป็นจริงดีกว่าการคำนวณในแง่ดี เนื่องจากจะช่วยปกป้องเจ้าของจากความผิดหวัง และปกป้องผู้ติดตั้งจากข้อพิพาทด้านบริการ

อะไรที่ทำให้คืนทุนได้มากที่สุด

การบำรุงรักษาและการแก้ไขปัญหา

เครื่องทำน้ำอุ่นจากปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศต้องการงานประจำน้อยกว่าหม้อต้มแบบเผาไหม้ แต่ก็ไม่ได้ไม่ต้องบำรุงรักษา ควรตรวจสอบคอยล์เย็น ท่อระบายคอนเดนเสท ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนริมน้ำ แท่งแอโนดหากติดตั้ง และการตั้งค่าตัวควบคุมควรได้รับการตรวจสอบตามกำหนดเวลา ในพื้นที่ชายฝั่งทะเลหรือบริเวณที่มีฝุ่นมาก อาจจำเป็นต้องทำความสะอาดคอยล์บ่อยขึ้น

กำหนดการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน

• รายเดือน: ตรวจสอบสัญญาณเตือน เสียงผิดปกติ และการระบายน้ำที่ควบแน่น
• รายไตรมาส: ทำความสะอาดหรือตรวจสอบคอยล์เย็น และยืนยันระยะห่างของอากาศ
• ทุกหกถึงสิบสองเดือน: ตรวจสอบการเชื่อมต่อไฟฟ้า การตั้งค่าตัวควบคุม และฉนวนท่อน้ำร้อน
• เป็นประจำทุกปี: ตรวจสอบตัวแลกเปลี่ยนความร้อนริมน้ำ วาล์วนิรภัย และแท่งแอโนด หากมี
• ก่อนฤดูร้อนแต่ละฤดู: ตรวจสอบการทำงานละลายน้ำแข็งและการตั้งค่าอุณหภูมิต่ำ

อย่าละเลยการรั่วไหลเล็กน้อย การควบแน่นช้าๆ หรือน้ำรั่วสามารถสร้างความเสียหายให้กับฉนวน กัดกร่อนชิ้นส่วนไฟฟ้า หรือสร้างอันตรายจากการลื่นได้ ในสภาพอากาศหนาวเย็น ท่อระบายคอนเดนเสทที่อุดตันสามารถแข็งตัวและกลับเข้าไปในตัวเครื่องได้ แผนบริการควรมีการตรวจสอบป้องกันการแช่แข็งก่อนฤดูหนาว

เครื่องทำน้ำอุ่นปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์คุ้มค่าหรือไม่?

คุ้มค่าเมื่อมีเงื่อนไขสามประการ: ไซต์งานมีความต้องการน้ำร้อนสม่ำเสมอ สภาพอากาศอยู่ภายในช่วงการทำงานที่มีประสิทธิภาพของเครื่อง และการติดตั้งช่วยให้อากาศไหลเวียนได้ดีและสามารถเข้าถึงแสงอาทิตย์ได้ จะน่าดึงดูดน้อยลงเมื่อความต้องการน้ำร้อนต่ำมาก ถังอาจอยู่ห่างจากจุดใช้งาน หรือโครงการไม่สามารถรองรับการทดสอบการใช้งานและการบริการที่เหมาะสมได้

กฎการตัดสินใจง่ายๆ คือการเปรียบเทียบไฟฟ้ากริดรายปีที่ประหยัดได้กับค่าพรีเมียมที่ติดตั้ง จากนั้นจึงใช้ส่วนต่างด้านความปลอดภัย หากการคืนทุนนานกว่าระยะเวลาการถือครองที่คาดหวังของเจ้าของ ระบบอาจยังคงได้รับความสมเหตุสมผลจากความสะดวกสบาย ความจุ หรือเป้าหมายด้านสิ่งแวดล้อม แต่ไม่ควรขายด้วยการประหยัดเพียงอย่างเดียว หากการคืนทุนสั้นและสภาพไซต์งานดี เทคโนโลยีนี้ก็เป็นวิธีที่ใช้งานได้จริงในการลดการใช้พลังงานน้ำร้อนโดยไม่ต้องละทิ้งความพร้อมในเวลากลางคืน

สำหรับโครงการที่ต้องการแพ็คเกจ HVAC พลังงานแสงอาทิตย์ที่สมบูรณ์ ควรเลือกหน่วยน้ำร้อนควบคู่ไปกับการทำความเย็น การทำความร้อน และการสูบน้ำของอาคาร โดยไม่แยกออกจากกัน กลยุทธ์พลังงานแสงอาทิตย์ที่ออกแบบมาอย่างดีเพียงหนึ่งเดียวมักจะทำงานได้ดีกว่าผลิตภัณฑ์ที่ไม่เกี่ยวข้องหลายตัวที่เพิ่มเข้ามาในตอนท้ายของโครงการ แบ่งปันการวาดรายวัน ข้อมูลสภาพอากาศ แผนผังหลังคา และไฟฟ้าผ่านทาง หน้าการติดต่อ เพื่อให้สามารถตรวจสอบการเลือกกับสภาพการทำงานจริงได้

คำถามที่พบบ่อย

เครื่องทำน้ำอุ่นปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานในเวลากลางคืนหรือไม่?

ใช่ ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศสามารถทำให้น้ำร้อนในเวลากลางคืนได้เนื่องจากใช้อุณหภูมิอากาศแทนที่จะใช้แสงแดดโดยตรง ส่วนพลังงานแสงอาทิตย์ PV จะไม่ผลิตไฟฟ้าในเวลากลางคืน ดังนั้นหน่วยจึงใช้กริด AC หรือพลังงานความร้อนที่เก็บไว้ในถัง ถังที่มีฉนวนอย่างดีและค่ากำหนดที่เหมาะสมจะกำหนดปริมาณน้ำร้อนที่จะสามารถใช้ได้ในตอนเย็น

แผงโซลาร์เซลล์ต้องใช้พื้นที่หลังคาเท่าไร?

พื้นที่หลังคาขึ้นอยู่กับสัดส่วนพลังงานแสงอาทิตย์เป้าหมาย กำลังไฟฟ้าแผง และผลผลิตในท้องถิ่น ระบบขนาดเล็กอาจใช้แผงสองถึงสี่แผงในการช่วยพลังงานแสงอาทิตย์บางส่วน ในขณะที่ส่วนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่กว่านั้นต้องการมากกว่านั้น แผงเซลล์แสงอาทิตย์ควรมีขนาดหลังจากที่ทราบความต้องการพลังงานน้ำร้อนในแต่ละวัน การแรเงา การเอียง และความยาวของสายเคเบิลก็ส่งผลต่อผลลัพธ์ในทางปฏิบัติเช่นกัน

สามารถเปลี่ยนเครื่องทำน้ำอุ่นไฟฟ้าที่มีอยู่ได้หรือไม่?

บ่อยครั้งสามารถทำได้ แต่ต้องตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟ ตำแหน่งถัง เส้นทางท่อ และส่วนรองรับโครงสร้าง เครื่องทำน้ำอุ่นแบบปั๊มความร้อนอาจต้องมีการระบายอากาศมากกว่าถังไฟฟ้าธรรมดา เบรกเกอร์และสายเคเบิลที่มีอยู่อาจไม่ตรงกับยูนิตใหม่ การสำรวจสถานที่ควรยืนยันพื้นที่ว่างและความจุไฟฟ้าก่อนที่จะรื้อถอน

ถังต้องการการบำรุงรักษาอะไรบ้าง?

ควรตรวจสอบถังเพื่อหารอยรั่ว ความเสียหายของฉนวน และการทำงานของวาล์วนิรภัย หากติดตั้งแท่งแอโนดไว้ ควรตรวจสอบเป็นระยะและเปลี่ยนใหม่เมื่อใช้หมด คุณภาพน้ำส่งผลต่อตะกรันและการกัดกร่อน ดังนั้นพื้นที่น้ำกระด้างจึงอาจต้องมีการตรวจสอบตัวแลกเปลี่ยนความร้อนและส่วนประกอบทำความร้อนบ่อยขึ้น

ฉันจะรู้ได้อย่างไรว่าอินพุตพลังงานแสงอาทิตย์ใช้งานได้จริงหรือไม่

ตรวจสอบจอแสดงผลคอนโทรลเลอร์หรือข้อมูลการตรวจสอบในเวลาเที่ยงวัน แรงดันไฟฟ้าของ PV ควรอยู่ในช่วงการทำงาน และกำลังของคอมเพรสเซอร์ควรสะท้อนถึงการสนับสนุนแสงอาทิตย์เมื่อมีสภาวะเอื้ออำนวย แคลมป์มิเตอร์สามารถยืนยันกระแส DC บนวงจร PV ได้ หากเครื่องทำงานโดยใช้ไฟ AC ตลอดทั้งวันแม้จะมีแสงแดดดี เกณฑ์ของตัวควบคุม การสูญเสียสายเคเบิล หรือแรงดันไฟฟ้าของอาเรย์อาจผิดพลาด

หน่วยไฮบริดมีประโยชน์ในกรณีที่กริดไม่เสถียรหรือไม่?

เป็นไปได้ แต่ผลิตภัณฑ์ต้องได้รับการออกแบบสำหรับโหมดการทำงานนั้น ตัวควบคุมไฮบริดบางตัวทนต่อกริดที่อ่อนแอหรืออินพุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อื่นๆ ต้องการการอ้างอิง AC ที่เสถียร โครงการควรยืนยันช่วงแรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่ยอมรับได้ การป้องกันไฟกระชาก และกลยุทธ์การสำรองข้อมูล อย่าสันนิษฐานว่าหน่วยไฮบริดที่ผูกกับกริดจะทำงานโดยไม่มีกริด เว้นแต่แผ่นข้อมูลจะระบุไว้อย่างชัดเจน

อุณหภูมิน้ำที่ตั้งไว้ที่เหมาะสมคือเท่าใด?

เครื่องชั่งทั่วไปอยู่ที่ 55°C ถึง 60°C สำหรับการจัดเก็บ โดยมีวาล์วผสมเพื่อลดความเสี่ยงจากน้ำร้อนลวกที่ทางออก ค่าที่ตั้งไว้ที่สูงขึ้นจะเพิ่มการสูญเสียความร้อนและลด COP การตั้งค่าที่ต่ำกว่าจะช่วยประหยัดพลังงาน แต่ต้องมีการจัดการ Legionella อย่างระมัดระวัง การตั้งค่าที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับข้อบังคับท้องถิ่น ปริมาตรถัง และรูปแบบการวาด

ระบบควรมีอายุการใช้งานนานแค่ไหน?

วงจรคอมเพรสเซอร์และสารทำความเย็นสามารถมีอายุการใช้งานหลายปีหากติดตั้งและบำรุงรักษาเครื่องอย่างถูกต้อง อายุการใช้งานของถังขึ้นอยู่กับคุณภาพน้ำ การป้องกันขั้วบวก และสภาวะแรงดัน อากาศเกลือชายฝั่ง ฝุ่น และการระบายน้ำที่ไม่ดีอาจทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์สั้นลง ตารางการเข้ารับบริการและการสนับสนุนอะไหล่แท้มีประโยชน์มากกว่าตัวเลขอายุการใช้งานที่คาดหวังเพียงรายการเดียว