Կարո՞ղ են Demax-ի հարթ սալիկավոր արևային կոլեկտորները օգտագործվել արդյունաբերական գործընթացների տաքացման համար

Հարթ սալիկավոր արևային կոլեկտորների ելքի ճշգրտումը՝ համապատասխանեցնելով արդյունաբերության տաքացման պահանջներին

Ցածր և միջին ջերմաստիճանի արդյունաբերական գործընթացներ, որոնք օգտագործում են հարթ սալիկավոր արևային կոլեկտորներ

Հարթ սալիկավոր արեւային կոլեկտորները լավ են համապատասխանում արդյունաբերական գործընթացների ջերմության պահանջներին, որոնք անհրաժեշտ են 60–90 °C ջերմաստիճանային միջակայքում: Սննդի և ըմպելիքների նախնական տաքացումը (60–80 °C), տեքստիլի ներկումը (70–90 °C) և սարքավորումների ու նյութերի ստերիլացումը (70–85 °C) այն գործընթացներից են, որոնք այդ ջերմաստիճանային միջակայքում ջերմություն են պահանջում: Այս բոլոր կիրառումները լավ համապատասխանում են ստանդարտ հարթ սալիկավոր համակարգերի ջերմային ելքի սահմաններին, քանի որ ջերմաստիճանի 85 °C-ից բարձրացման դեպքում արդյունավետությունը արագ ու կարեւոր չափով նվազում է: Օրինակ՝ կաթնամթերքի պաստերիզացիան վերահսկվող ջերմային գործընթաց է, որը պահանջում է 72–75 °C ջերմաստիճան, ինչը լավ ընկած է գոյություն ունեցող հարթ սալիկավոր կոլեկտորների շահագործման շրջանակներում: IEA SHC Task 49-ի զեկույցում նշվում է, որ գործընթացային ջերմության օգտագործմամբ աշխատող արդյունաբերական ձեռնարկությունները, որոնց ջերմաստիճանը < 90 °C է, կազմում են աշխարհում սպառվող արդյունաբերական էներգիայի 65 %-ը: Դա ընդգծում է, որ արևային ջերմային էներգիայի թիրախավորված ինտեգրման միջոցով հնարավոր է աշխարհում սպառվող էներգիայի դեկարբոնիզացիայի կարևոր հնարավորություն:

Վերջերս իրականացված նախագծերի դեպքի ուսումնասիրություն՝ համարվող համակարգերի նախատաքացման համար գարեջրատներում և գունավորման համար մետաքսագործական ձեռնարկություններում:

Իրական աշխարհի տեղադրումները հաստատում են այս համակարգերի տեխնիկական և տնտեսական իրականացվելիությունը, ինչպես ցույց է տրված հետևյալ դեպքերում:

Գերմանիայում գտնվող մի գարեջրատուն, որն օգտագործում է հարթ սալիկավոր կոլեկտորներ, հասել է բնական գազի 40 %-ով նվազեցման՝ լվացման ջրերը նախատաքացնելով մի do 75°C:

Այնպես էլ մետաքսագործական ձեռնարկություն մեկ այլ դեպքում ստացել է 68 %-ի արժեք արեւային մասնաբաժին գունավորման տակառների համար (85°C), օգտագործելով փուլային կոլեկտորների զանգված և շերտավորված ջերմային պահեստավորում:

Մասնակի ամպամած պայմաններում, երբ դիտվում էր ժամանակային ճառագայթային հզորություն, երկու համակարգերն էլ ցուցադրեցին հաստատուն ելքի տրամադրման կարողություն՝ շնորհիվ բարելավված ընտրողական կլանող ծածկույթների, որոնք զգալիորեն նվազեցրել էին ճառագայթային կորուստները, և համակարգերի ջերմային արդյունավետությունը դաշտային փորձարկումներում ցույց տվեց 12–18 %-ով բարձր արդյունք՝ համեմատած նախորդ սերնդի համակարգերի հետ: Սա ցույց է տալիս, որ հարթ սալիկավոր տեխնոլոգիան կարող է հավաստիացված օգտագործվել արդյունաբերական ջերմային բեռնվածությունների հաստատուն մատակարարման համար, երբ ջերմային պահանջները մոտ են արեւային ջերմային մատակարարմանը:

Հարթ սալիկավոր արեւային կոլեկտորների շահագործման ջերմաստիճանային սահմանները արդյունաբերական կիրառումներում:

Ինչու՞ է արդյունավետությունը սկսում նվազել 85 °C-ից բարձր ջերմաստիճաններում. Ջերմային կորուստների դինամիկան և IEA SHC Task 69-ի փորձարարական տվյալները

Արեւային կոլեկտորների էֆեկտիվությունը զգալիորեն նվազում է 85°C-ից բարձր ջերմաստիճաններում՝ ճառագայթման և կոնվեկցիայի պատճառով կորուստների աճի հետևանքով: Ինչքան բարձր է կլանողի ջերմաստիճանը, այնքան բարձր է ճառագայթման արագությունը (Ստեֆան–Բոլցմանի օրենքի համաձայն) և կլանողի ու ապակու միջև կոնվեկցիայի արագությունը: IEA SHC Task 69 (2023) չափումները ցույց տվեցին 22%-անոց էֆեկտիվության նվազում 95°C-ում՝ համեմատած 75°C-ի դեպքում նույն արեւային ճառագայթման պայմաններում, հետևաբար հաստատելով 85°C-ը որպես սովորական հրթիռային տիպի կոլեկտորների գործնական սահման՝ առանց բարձրակարգ մեկուսացման: Այսպիսով, այս ջերմաստիճանից բարձր ջերմաստիճաններում ջերմային կորուստները գերազանցում են արեւային ջերմային շահույթը, և 100°C-ից բարձր ջերմաստիճաններում գոլորշիացման գործընթացները անհնար են առանց այլ տեխնոլոգիաների:

Օգտագործման համար հնարավոր տիրույթի ընդլայնման նորարարություններ՝ ընտրողական կլանողներ և հիբրիդային վակուումային մեկուսացման դիզայններ

Ընտրովի կլանիչների ծածկույթները գործառնական շրջանակը զգալիորեն մեծացնում են՝ մաքսիմալացնելով ծածկույթի արևային ճառագայթների կլանումը (մինչև 95 %) և միաժամանակ նվազեցնելով ինֆրակարմիր ճառագայթահարումը (5–10 %): Ընտրովի կլանիչների հիբրիդային վակուումային մեկուսացված պանելների հետ միացումը, որոնք վերացնում են կոնվեկցիոն կորուստների ճանապարհները կլանիչի տակ, թույլ է տալիս ժամանակակից հարթ սարքավորումների օգտակար հզորության գործառնական արդյունավետությունը պահպանել մինչև 110 °C: Սա հնարավորություն կտա սարքավորումներին օգտագործվել այլ կիրառումներում, օրինակ՝ բարձր աստիճանի ստերիլիզացիայում և միջին ճնշման գոլորշու արտադրության մեջ: Սկզբնական դաշտային փորձարկումները և փորձարկումները հաստատել են, որ այս համակարգերը 90 °C-ից բարձր ջերմաստիճաններում արտադրում են մոտավորապես 18 %-ով ավելի, քան ստանդարտ հարթ սարքավորումները:

Շարունակական արդյունաբերական օգտագործման համար համակարգի ինտեգրման հաշվառման հարցեր

Ջերմափոխանակիչ հեղուկների ընտրություն. ճնշման տակ գտնվող ջուր ընդդեմ գլիկոլային խառնուրդի՝ կոռոզիայի, սառչելու պաշտպանության և սպասարկման հարցերի համար

Ջերմափոխանակման հեղուկների ընտրությունը կարևոր ազդեցություն ունի համակարգի երկարատևության, անվտանգության և արդյունավետության վրա: Ճնշումով լցված ջուրը ունի 15%-ով բարձր ջերմահաղորդականություն, քան գլիկոլի լուծույթները (Միջազգային էներգետիկ գործակալություն, 2023), ինչը հանգեցնում է մեծ հավաքիչի ելքի և պոմպավորման էներգիայի նվազման: Սակայն սառցակալման ենթակա միջավայրերում գլիկոլի հիմքի վրա հիմնված հեղուկները (սովորաբար պրոպիլեն գլիկոլ՝ սննդային համապատասխանության համար) ունեն կարևոր թերություններ.

- 120°C-ից բարձր ջերմաստիճանների պատճառով ջերմային քայքայումը առաջացնում է թթվային լրատեսակներ, որոնք մեծացնում են կոռոզիայի արագությունը

- Հեղուկների տարեկան ստուգումն ու փոխարինումը ավելացնում է մոտավորապես 18 հազար դոլար/ՄՎտթ պահպանման ծախսեր

- Դինամիկ ծակումը 35%-ով աճելու պատճառով պոմպի արդյունավետությունը նվազում է, իսկ պարազիտային բեռը մեծանում է

Համակարգերում, որտեղ օգտագործվում են ջրի վրա հիմնված հեղուկներ, կարելի է կիրառել հզոր սառեցման կանխարգելման միջոցներ, ինչպես օրինակ՝ հետադարձ դատարկումը կամ սառեցման նկատմամբ դիմացկուն խողովակաշարերը: Հեղուկի երկարաժամկետ վատացումը խնդիր չէ: Պրոպիլեն գլիկոլի հիման վրա ստացված հեղուկները պարտադիր են կարգավորվող միջավայրերում, օրինակ՝ սննդի մշակման ոլորտում, նույնիսկ դրանց թերությունների դեպքում:

Ստադիային հարթ սարքավորումների կիրառում տարբեր գործընթացների համար (օրինակ՝ պաստերիզացիա և լվացում)՝ ջերմաստիճանային գոտիների ստեղծման ռազմավարությամբ

Ջերմային շղթաների բաժանումը ըստ գործընթացների ջերմաստիճանային գոտիների թույլ է տալիս ավելի արդյունավետ օգտագործել արեւային էներգիան մեծ տատանվող պահանջարկի դեպքում: Լվացման շղթաների տարածական առանձնացումը՝ ցածր ջերմաստիճաններում (40–65°C), և պաստերիզացիայի շղթաների առանձնացումը՝ բարձր ջերմաստիճաններում (70–85°C), հնարավորություն է տալիս օպտիմալ չափսերով ընտրել արեւային կոլեկտորները և առաջնային կարգով ուղղել ջերմությունը: Այս մոտեցումը ներառում է.

- Մասնագիտացված զուգահեռ կոլեկտորների զանգվածներ, որոնք հարմարեցված են կոնկրետ բեռնվածության ջերմաստիճաններին

- Առաջնային կարգի կափակներ, որոնք ուղղում են արեւային ջերմությունը ավելի արժեքավոր և ժամանակակից գործընթացների դեպքում

՝ Ջերմաստիճանը վերահսկող բաժանիչներ, որոնք պաշտպանում են ցածր աստիճանի գործընթացները վերատաքացումից

Այս մեթոդն օգտագործող գարեջրի գործարանները զեկուցել են արևային ժամերի գագաթնակետում boilерի բեռնվածության 60 %-անոց փոխարինում և վերադարձի ժամանակահատվածի 22 %-անոց կրճատում։ Սա ցույց է տալիս, որ գործընթացների ջերմային ստադիային կազմակերպումը կարող է օպտիմալացնել արժեքի վերահավաքումը համակարգի վերադիզայնից դուրս՝ հարթ սալիկավոր արևային համակարգերի դեպքում

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ի՞նչ են արևային սալիկավոր կոլեկտորների ջերմաստիճանային սահմանափակումները արդյունաբերական պայմաններում

Շատ սննդի և ըմպելիքների արդյունաբերություններ, մարդակերպային ներկման և գոլորշու ստերիլիզացման սարքավորումների գործընթացները օգտագործում են 60-90°C ջերմաստիճանային միջակայքում ջերմություն, և հարթ սալիկավոր արևային կոլեկտորները լավ են հարմարվում դրան

Ի՞նչն է պատճառում հարթ սալիկավոր կոլեկտորների արդյունավետության կտրուկ անկումը 85°C-ից բարձր ջերմաստիճաններում

Երբ կլանիչի ջերմաստիճանը բարձրանում է, ճառագայթային և կոնվեկտիվ կորուստները աճում են, ինչը նվազեցնում է արդյունավետությունը

Ի՞նչ եղանակներով են հարթ սալիկավոր կոլեկտորները մշակվել բարձր ջերմաստիճանի կիրառումների համար

Ժամանակակից կիրառումներում ընտրողական կլանման ծածկույթները և հիբրիդային վակուումային մեկուսացման սալիկները թույլ են տալիս հարթ սալիկավոր կոլեկտորներին աշխատել մինչև 110°C, ինչը նպաստում է դրանց ավելի լայն կիրառումը:

Ի՞նչ մայրուկային խնդիրներ են կապված ջերմության փոխանցման համար գլիկոլի օգտագործման հետ:

Ջերմության փոխանցման հեղուկները ավելի շատ են ծակող և ավելի քիչ են արդյունավետ աշխատում, մեծ ջերմաստիճաններում մետաղների կոռոզիայի հակվածություն ունեն (վնասվում են 120°C-ից բարձր ջերմաստիճաններում) և պահանջում են ավելի հաճախակի փորձարկում, փոխարինում և կապված ծախսեր:

Ի՞նչ առավելություններ ունի ջերմաստիճանային գոտիավորումը արդյունաբերական արեւային համակարգում:

Ջերմաստիճանային գոտիավորման կամ ջերմային շղթաների գործընթացի համապատասխան մասնատման օգտագործումը թույլ է տալիս առավել արդյունավետ օգտագործել արեւային էներգիան տարբեր ջերմաստիճաններում, ինչը բարելավում է համակարգի ընդհանուր արդյունավետությունն ու արժեքը: