Pagpili ng isang solar thermal collector: isang trade-off sa pagitan ng pagganap at senaryo
Ang pagganap ng a Solar Air Source Water Heater (SAW) Ang sistema ay nakasalalay sa uri at kahusayan ng sangkap na pangunahing: ang solar thermal collector. Sa propesyonal na kasanayan sa engineering, ang dalawang pangunahing teknolohiya ay isinasaalang -alang: mga flat plate collectors at evacuated tube collectors.
1. Evacuated Tube Collector (ETC)
Ang teknolohiya ng evacuated tube ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa mga sistema ng SAW dahil sa mahusay na pagganap ng pagkakabukod.
Prinsipyo ng bentahe: Ang mga evacuated tubes ay gumagamit ng isang mataas na layer ng vacuum sa pagitan ng mga tubo upang makabuluhang bawasan ang convective at conductive heat loss. Nangangahulugan ito na kahit na sa mababang mga nakapaligid na temperatura o mababang solar irradiance (tulad ng sa maulap na araw o sa taglamig), ang mga ETC ay maaaring mapanatili ang mataas na kahusayan ng koleksyon at painitin ang tubig sa isang mas mataas na antas.
Naaangkop na mga senaryo: Dahil sa mahusay na pagganap ng koleksyon ng init ng mababang temperatura, ang uri ng evacuated tube ay partikular na angkop para sa hilagang China, malamig na klima, at mga komersyal na aplikasyon na nangangailangan ng mas mataas na temperatura ng tubig. Ito ay mas mahusay na nagbibigay ng mataas na temperatura na preheating para sa mga air-source heat pump, na makabuluhang binabawasan ang pag-load ng trabaho ng heat pump, sa gayon pinapabuti ang pana-panahong pagganap ng kadahilanan ng system (SPF) sa taglamig.
Mga Pagsasaalang -alang sa Teknikal: Ang mga modernong evacuated tube collectors ay madalas na gumagamit ng teknolohiya ng heat pipe, pagpapagana ng walang tubig na operasyon at hindi direktang pagpapalitan ng init. Pinapadali nito ang pag -freeze ng proteksyon at nagpapabuti sa pagiging maaasahan ng system.
2. Flat Plate Collector (FPC)
Ang mga kolektor ng Flat plate ay pinapaboran sa ilang mga proyekto para sa kanilang matatag na istraktura at katatagan ng thermal.
Mga tampok na istruktura: Ang FPC ay binubuo ng isang plate na sumisipsip ng init, isang transparent na takip, at isang layer ng pagkakabukod. Ang compact na istraktura nito ay ginagawang madali upang pagsamahin sa mga gusali (BIPV, pagbuo ng integrated photovoltaics/thermal).
Mga Pagsasaalang-alang sa Pagganap: Ang mga kolektor ng Flat-plate ay nag-aalok ng mahusay na agarang kahusayan sa ilalim ng mataas na iradiance at ambient na temperatura. Gayunpaman, nakakaranas sila ng higit na pagkawala ng init kumpara sa mga vacuum tubes sa ilalim ng malaking pagbabago ng temperatura.
Mga Eksena sa Application: Ang mga kolektor ng Flat-plate ay mas angkop para sa timog China, mga lugar na may masaganang taon-ikot na sikat ng araw, o bilang isang mababang gastos, malaking sukat na solusyon sa pagsasama ng system.
Propesyonal na Pagsasama: Sa solar air source heaters ng tubig, ang mga flat-plate na kolektor ay madalas na nagsisilbing isang preheat na mapagkukunan para sa heat pump evaporator. Ang daluyan at mababang temperatura na mainit na tubig na bumubuo ng mga ito ay nagdaragdag ng temperatura ng pagsingaw at na-optimize ang cop ng heat pump (koepisyent ng pagganap).
Disenyo ng Heat Pump Evaporator: pagtutugma at mahusay na palitan ng init
Sa isang solar air source water heater system, ang core ng heat pump ay ang evaporator, na sumisipsip ng mababang-grade na enerhiya ng init mula sa kapaligiran. Upang matugunan ang mga kinakailangan ng isang kumplikadong sistema, ang evaporator ay dapat matugunan ang mataas na kahusayan ng palitan ng init at kakayahang umangkop sa multi-mode.
1. Tube-in-Tube / Shell at Tube Evaporator
Ang ganitong uri ng evaporator ay karaniwang ginagamit sa mga aplikasyon na kinasasangkutan ng direkta o hindi direktang pagpapalitan ng init sa pagitan ng tubig at nagpapalamig.
Functional Positioning: Sa karaniwang air-source heat pump (ASHP) mode, ang evaporator ay sumisipsip ng init mula sa hangin. Gayunpaman, sa solar hybrid mode, ang evaporator ay maaaring idinisenyo bilang isang multifunctional heat exchanger.
Dalubhasang Application: Ang ilang mga high-end solar air source system ay gumagamit ng isang intermediate medium (tulad ng antifreeze o nagpapalipat-lipat na tubig) na unang pinainit ng mga solar collectors at pagkatapos ay inilipat sa evaporator upang madagdagan ang nagpapalamig. Ang disenyo na ito ay nangangailangan ng evaporator na magkaroon ng mahusay na paglaban ng daloy at koepisyent ng paglipat ng init.
2. Finned Tube Evaporator
Ang evaporator na ito ay ginagamit sa karaniwang air-source heat pump na panlabas na yunit at sumisipsip ng init nang direkta mula sa nakapaligid na hangin.
Core function: Sa panahon ng off-season na panahon o pag-init ng pandiwang pantulong, ang sistema ay pangunahing umaasa sa fin-tube evaporator upang sumipsip ng init ng hangin.
Mga pagsasaalang-alang sa pag-defrosting: Sa mababang temperatura, mga kapaligiran na may mataas na-humid, ang mga evaporator ng fin-tube ay nahaharap sa problema ng pagyelo. Ang mga propesyonal na sistema ng mapagkukunan ng solar air ay gumagamit ng labis na init mula sa mga solar collectors, kahit na bilang isang defrost heat source, pagpapabuti ng kahusayan ng defrost at pagbabawas ng pagkonsumo ng enerhiya ng defrost at downtime ng heat pump.
Pinagsamang pagsasama ng system at pag -optimize
Ang kadalubhasaan ng solar air source water heater ay namamalagi sa na -optimize na control logic at thermodynamic cycle sa pagitan ng kolektor at evaporator.
Energy Synergy: Gumagamit ang system ng isang intelihenteng algorithm ng control ng temperatura upang tumpak na matukoy kung kailan gagamitin ang pag -init ng solar (upang madagdagan ang temperatura ng tangke ng tubig o ang temperatura ng pagsingaw ng pump ng init) at kung kailan lumipat sa purong mode ng pump ng init. Tinitiyak ng dinamikong paglipat na ito ang priority ng solar at pinalaki ang paggamit ng nababagong enerhiya.
Pagpapabuti ng Pagganap: Ang preheating energy na ibinigay ng kolektor ay makabuluhang pinatataas ang presyon ng pagsipsip ng heat pump compressor at binabawasan ang ratio ng compression, sa gayon ginagawa ang cop ng system sa pinagsamang mode na mas mataas kaysa sa isang purong air source heat pump, na -maximize ang marginal na benepisyo ng enerhiya.
