เครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์และเครื่องระเหยปั๊มความร้อนประเภทใดที่มักใช้ในเครื่องทำน้ำอุ่นจากแหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์

การเลือกตัวเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์: การแลกเปลี่ยนระหว่างประสิทธิภาพและสถานการณ์

ประสิทธิภาพของก เครื่องทำน้ำอุ่นจากแหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ ระบบ (SAW) ขึ้นอยู่กับประเภทและประสิทธิภาพของส่วนประกอบหลักเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งก็คือ ตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์ ในการปฏิบัติงานด้านวิศวกรรมมืออาชีพ มีการพิจารณาเทคโนโลยีกระแสหลักสองเทคโนโลยี: ตัวรวบรวมแผ่นเรียบและตัวสะสมท่ออพยพ

1. เครื่องเก็บท่ออพยพ (ETC)

เทคโนโลยีท่ออพยพมีบทบาทสำคัญในระบบ SAW เนื่องจากประสิทธิภาพของฉนวนที่ดีเยี่ยม

ข้อได้เปรียบตามหลักการ: ท่ออพยพใช้ชั้นสุญญากาศสูงระหว่างท่อเพื่อลดการสูญเสียความร้อนจากการพาความร้อนและการนำไฟฟ้าได้อย่างมาก ซึ่งหมายความว่าแม้ในอุณหภูมิแวดล้อมต่ำหรือรังสีดวงอาทิตย์ต่ำ (เช่น ในวันที่มีเมฆมากหรือในฤดูหนาว) ETC ก็สามารถรักษาประสิทธิภาพในการกักเก็บในระดับสูงและให้ความร้อนแก่น้ำในระดับที่สูงขึ้น

สถานการณ์ที่ใช้งานได้: เนื่องจากประสิทธิภาพในการกักเก็บความร้อนที่อุณหภูมิต่ำที่ยอดเยี่ยม ประเภทท่อระบายจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับประเทศจีนตอนเหนือ สภาพอากาศหนาวเย็น และการใช้งานเชิงพาณิชย์ที่ต้องการอุณหภูมิของน้ำทางออกที่สูงขึ้น ช่วยให้ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศอุ่นล่วงหน้าที่อุณหภูมิสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ช่วยลดภาระงานของปั๊มความร้อนได้อย่างมาก ดังนั้นจึงปรับปรุงปัจจัยด้านประสิทธิภาพตามฤดูกาล (SPF) ของระบบในฤดูหนาว

ข้อควรพิจารณาทางเทคนิค: ตัวสะสมท่ออพยพสมัยใหม่มักจะใช้เทคโนโลยีท่อความร้อน ทำให้สามารถทำงานโดยไม่ต้องใช้น้ำและการแลกเปลี่ยนความร้อนทางอ้อม สิ่งนี้ช่วยลดความยุ่งยากในการป้องกันการแช่แข็งและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบ

2. เครื่องสะสมแผ่นเรียบ (FPC)

เครื่องสะสมแผ่นเรียบได้รับความนิยมในบางโครงการเนื่องจากมีโครงสร้างที่แข็งแกร่งและเสถียรภาพทางความร้อน

คุณสมบัติโครงสร้าง: FPC ประกอบด้วยแผ่นดูดซับความร้อน ฝาครอบโปร่งใส และชั้นฉนวน โครงสร้างที่กะทัดรัดทำให้ง่ายต่อการรวมเข้ากับอาคาร (BIPV, Building Integrated Photovoltaics/Thermal)

ข้อควรพิจารณาด้านประสิทธิภาพ: ตัวสะสมแบบแผ่นเรียบให้ประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมในทันทีภายใต้การฉายรังสีสูงและอุณหภูมิแวดล้อม อย่างไรก็ตาม มีการสูญเสียความร้อนมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับหลอดสุญญากาศภายใต้ความผันผวนของอุณหภูมิอย่างมาก

สถานการณ์การใช้งาน: เครื่องสะสมแผ่นเรียบเหมาะสำหรับจีนตอนใต้ พื้นที่ที่มีแสงแดดส่องถึงตลอดทั้งปี หรือเป็นโซลูชันบูรณาการระบบขนาดใหญ่ที่มีต้นทุนต่ำ

การบูรณาการอย่างมืออาชีพ: ในเครื่องทำน้ำอุ่นจากแหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ เครื่องสะสมแบบแผ่นเรียบมักจะทำหน้าที่เป็นแหล่งอุ่นเครื่องระเหยของปั๊มความร้อน น้ำร้อนอุณหภูมิปานกลางและต่ำที่สร้างขึ้นจะเพิ่มอุณหภูมิการระเหยและปรับ COP (สัมประสิทธิ์สมรรถนะ) ของปั๊มความร้อนให้เหมาะสม

การออกแบบเครื่องระเหยปั๊มความร้อน: การจับคู่และการแลกเปลี่ยนความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ

ในระบบเครื่องทำน้ำอุ่นจากแหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ แกนหลักของปั๊มความร้อนคือเครื่องระเหย ซึ่งดูดซับพลังงานความร้อนเกรดต่ำจากสิ่งแวดล้อม เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของระบบที่ซับซ้อน เครื่องระเหยต้องมีประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนสูงและความสามารถในการปรับเปลี่ยนได้หลายโหมด

1. เครื่องระเหยแบบ Tube-in-Tube / Shell และ Tube

โดยทั่วไปแล้วเครื่องระเหยประเภทนี้จะใช้ในการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนความร้อนโดยตรงหรือโดยอ้อมระหว่างน้ำกับสารทำความเย็น

การวางตำแหน่งการทำงาน: ในโหมดปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศมาตรฐาน (ASHP) เครื่องระเหยจะดูดซับความร้อนจากอากาศ อย่างไรก็ตาม ในโหมดพลังงานแสงอาทิตย์ไฮบริด เครื่องระเหยอาจได้รับการออกแบบให้เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบมัลติฟังก์ชั่น

การใช้งานเฉพาะทาง: ระบบแหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ระดับไฮเอนด์บางระบบใช้ตัวกลาง (เช่น สารป้องกันการแข็งตัวหรือน้ำหมุนเวียน) ที่ถูกให้ความร้อนครั้งแรกโดยตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ จากนั้นจึงถ่ายโอนไปยังเครื่องระเหยเพื่อเสริมสารทำความเย็น การออกแบบนี้ต้องการให้เครื่องระเหยมีความต้านทานการไหลและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่ดีเยี่ยม

2. เครื่องระเหยแบบท่อครีบ

เครื่องระเหยนี้ใช้ในหน่วยภายนอกของปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศมาตรฐานและดูดซับความร้อนโดยตรงจากอากาศโดยรอบ

หน้าที่หลัก: ในช่วงนอกฤดูกาลหรือการทำความร้อนเสริม ระบบจะใช้เครื่องระเหยแบบท่อครีบเป็นหลักเพื่อดูดซับความร้อนในอากาศ

ข้อควรพิจารณาในการละลายน้ำแข็ง: ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำและมีความชื้นสูง เครื่องระเหยแบบท่อครีบต้องเผชิญกับปัญหาการเกิดน้ำค้างแข็ง ระบบแหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ระดับมืออาชีพใช้ความร้อนส่วนเกินจากตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ แม้จะเป็นแหล่งความร้อนในการละลายน้ำแข็ง ปรับปรุงประสิทธิภาพการละลายน้ำแข็ง และลดการใช้พลังงานในการละลายน้ำแข็ง และเวลาหยุดทำงานของปั๊มความร้อน

บูรณาการระบบและการเพิ่มประสิทธิภาพ

ความเชี่ยวชาญของเครื่องทำน้ำอุ่นจากแหล่งอากาศพลังงานแสงอาทิตย์อยู่ที่ตรรกะการควบคุมที่เหมาะสมที่สุดและวงจรทางอุณหพลศาสตร์ระหว่างเครื่องรวบรวมและเครื่องระเหย

การทำงานร่วมกันของพลังงาน: ระบบใช้อัลกอริธึมการควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะเพื่อกำหนดเวลาอย่างแม่นยำว่าเมื่อใดควรใช้การอุ่นด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ (เพื่อเพิ่มอุณหภูมิถังเก็บน้ำหรืออุณหภูมิการระเหยของปั๊มความร้อน) และเมื่อใดที่ควรเปลี่ยนเป็นโหมดปั๊มความร้อนบริสุทธิ์ สวิตช์แบบไดนามิกนี้รับประกันลำดับความสำคัญของพลังงานแสงอาทิตย์และเพิ่มการใช้พลังงานหมุนเวียนให้เกิดประโยชน์สูงสุด

การปรับปรุงประสิทธิภาพ: พลังงานอุ่นอุ่นที่ตัวสะสมได้รับจะเพิ่มแรงดันดูดของคอมเพรสเซอร์ปั๊มความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ และลดอัตราส่วนการบีบอัด ดังนั้นจึงทำให้ COP ของระบบในโหมดรวมสูงกว่าปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศบริสุทธิ์มาก ทำให้ได้รับประโยชน์ส่วนเพิ่มของพลังงานสูงสุด