Výběr solárního tepelného sběratele: kompromis mezi výkonem a scénářem
Výkon a ohřívač vody slunečního vzduchu (SAW) Systém do značné míry závisí na typu a účinnosti její základní složky: solární tepelný kolektor. V profesionální inženýrské praxi jsou zvažovány dvě hlavní technologie: sběratelé plochého desek a evakuované sběrače trubek.
1. Evakuovaný kolektor trubic (atd.)
Technologie evakuované trubice hraje klíčovou roli v systémech SAW kvůli jeho vynikajícímu izolačnímu výkonu.
Zásadní výhoda: Evakuované zkumavky využívají vysokou vakuovou vrstvu mezi zkumavkami, aby se výrazně snížily konvekční a vodivé tepelné ztráty. To znamená, že i při nízkých okolních teplotách nebo nízkém slunečním ozáření (například v zakalených dnech nebo v zimě) atd. Může udržovat vysokou účinnost sběru a zahřívat vodu na vyšší úroveň.
Použitelné scénáře: Vzhledem k vynikajícímu výkonu sběru tepla s nízkou teplotou je evakuovaný typ trubice zvláště vhodný pro severní Čínu, chladné podnebí a komerční aplikace vyžadující vyšší teplotu vody. Efektivněji poskytuje předehřívání vysokoteplotních tepelných čerpadel, což výrazně snižuje pracovní zatížení tepelného čerpadla, čímž se v zimě zlepšuje sezónní faktor systému (SPF).
Technické úvahy: Moderní evakuované sběrače trubek často využívají technologii tepelných trubek, umožňují bez voda a nepřímou výměnu tepla. To zjednodušuje ochranu zmrazení a zvyšuje spolehlivost systému.
2. sběratel plochých desek (FPC)
Sběratelé plochých desek jsou v některých projektech upřednostňováni pro jejich robustní strukturu a tepelnou stabilitu.
Strukturální rysy: FPC sestává z destičky absorbující teplu, průhledného krytu a izolační vrstvy. Jeho kompaktní struktura usnadňuje integraci s budovami (BIPV, budování integrované fotovoltaiky/tepelné).
Úvahy o výkonu: Sběratelé plochých desek nabízejí vynikající okamžitou účinnost při vysokém ozáření a okolních teplotách. Ve srovnání s vakuovými zkumavkami však zažívají větší ztrátu tepla při velkých teplotních kolísách.
Scénáře aplikací: Sběratelé plochých desek jsou vhodnější pro jižní Čínu, oblasti s hojným celoročním sluncem nebo jako nízkonákladové řešení rozsáhlé integrace systému.
Profesionální integrace: V ohřívačích vody zdroje slunečního vzduchu slouží sběratelé plochých desek často jako předehřátí zdroje pro odparce tepelného čerpadla. Střední a nízkoteplotní horká voda, kterou generují, zvyšuje teplotu odpařování a optimalizuje COP tepelného čerpadla (koeficient výkonu).
Návrh výparníku tepelného čerpadla: odpovídající a efektivní výměna tepla
V systému ohřívače vody slunečního vzduchu je jádrem tepelného čerpadla výparník, který absorbuje tepelnou energii nízkého stupně z životního prostředí. Pro splnění požadavků komplexního systému musí výparník splňovat vysokou účinnost výměny tepla a přizpůsobitelnost více režimu.
1. Trubka-in-trubka / skořápková a trubice
Tento typ výparníku se obvykle používá v aplikacích zahrnujících přímou nebo nepřímou výměnu tepla mezi vodou a chladivem.
Funkční polohování: Ve standardním režimu tepelného čerpadla (ASHP) vzduchového zdroje (ASHP) absorbuje výparník ze vzduchu teplo. V režimu slunečního hybridního režimu však může být výparník navržen jako multifunkční výměník tepla.
Specializovaná aplikace: Některé špičkové systémy slunečního zdroje vzduchu používají přechodné médium (jako je nemrznoucí nebo cirkulující voda), které je nejprve zahříváno solárními sběrateli a poté přeneseno do výparníku, aby doplnilo chladivo. Tento design vyžaduje, aby výparník měl vynikající odolnost proti průtoku a koeficient přenosu tepla.
2. výparník trubice s ploutve
Tento výparník se používá ve standardních venkovních jednotkách tepelného čerpadla vzduchového zdroje a absorbuje teplo přímo z okolního vzduchu.
Core Function: Během období mimo sezónu nebo pomocnému vytápění se systém primárně spoléhá na odpar Fin-Tube, aby absorboval vzduchové teplo.
Odmrazovací úvahy: V prostředí s nízkou teplotou, vysokou humiditní prostředí, čelí výparníkům fin-trubky problému polevy. Profesionální systémy zdroje slunečního vzduchu využívají nadbytečné teplo od solárních sběratelů, a to i jako odmrazovací zdroj tepla, zlepšují účinnost odmrazování a snižují spotřebu energie a prostoje tepelného čerpadla.
Kombinovaná integrace a optimalizace systému
Odbornost ohřívače vody slunečního vzduchu spočívá v optimalizované kontrolní logice a termodynamickém cyklu mezi sběratelem a výparníkem.
Energetická synergie: Systém používá inteligentní algoritmus pro kontrolu teploty k přesnému určení, kdy použít solární předehřívání (ke zvýšení teploty vodní nádrže nebo teplotu odpařování tepelného čerpadla) a kdy přepnout do režimu čistého tepelného čerpadla. Toto dynamické přepínání zajišťuje solární prioritu a maximalizuje využití obnovitelné energie.
Zlepšení výkonu: Předem zahřívací energie poskytovaná kolektorem významně zvyšuje sací tlak kompresoru tepelného čerpadla a snižuje kompresní poměr, čímž se systém systému v kombinovaném režimu mnohem vyšší než čistý tepelný čerpadlo zdroje vzduchu, což maximalizuje mezní přínos energie. .
