Կարո՞ղ են Demax-ի արևային ջերմային համակարգերը միավորվել ջերմային պոմպերի հետ

Demax-ի կոլեկտորներ ջերմային պոմպերի հետ. Հիդրավլիկա և ջեռուցում

Վերը նշված համակարգերի ինտեգրման սկզբունքները հասկանալու համար անհրաժեշտ է լավ իմանալ արեւային ջերմային կոլեկտորների և ջերմային պոմպերի շրջանառությունների հետ կապված հիդրավլիկան: Իդեալական դեպքում, տվյալ շահագործման պայմաններում կոլեկտորների և ջերմային պոմպի հոսքի ծավալները պետք է պահպանվեն միմյանցից ոչ ավելի քան 10 % շեղման սահմաններում՝ խուսափելու համար ավելցուկային պոմպավորման պատճառով առաջացող անհաճելի պարազիտային կորուստներից: Բացի այդ, բավարար ջերմության փոխանցման համար անհրաժեշտ է ձգտել մնալ տարբերակված հոսքի պայմաններում: Շատ մասնագետներ հաճախ ասում են մի շարք ստանդարտ պնդումներ կոլեկտորների կողմից ապահովվող ջերմային գրադիենտների (կամ ջերմաստիճանային տարբերությունների) վերաբերյալ: Demax կոլեկտորների ելքային ջերմաստիճանները կարող են տատանվել 50–80 °C միջակայքում, մինչդեռ մեծամասնության ջերմային պոմպերը վատ են աշխատում կամ ընդհանրապես չեն աշխատում 25–35 °C միջակայքում: Այս ջերմային գրադիենտները փակելու կամ նվազեցնելու և ջերմափոխանակությունը բարելավելու համար կարող է անհրաժեշտ լինել օգտագործել շերտավորված պահեստավորման տանկեր կամ կոմպակտ սալիկավոր ջերմափոխանակիչներ՝ ոչ ավելի քան 2 °C ջերմաստիճանային մոտեցմամբ: Արդյունաբերության հետազոտական ուսումնասիրությունները հաղորդել են, որ հիbrid համակարգերում լավ ինտերֆեյսների բացակայության դեպքում համակարգերի նախագծային էֆեկտիվությունը կարող է նվազել 15–22 տոկոսով: Սա նաև մեկը հիմնական պատճառներից, որով ջերմաստիճանային կարգավորվող խառնարանային կափարիչների օգտագործումը կարևոր է արեւային ճառագայթման փոփոխականության դեպքում մուտքային ջերմաստիճանների կայունությունը պահպանելու համար:

Համապատասխանության մարքեթինգ. Առաջնահերթության տրամաբանություն, ջերմաստիճանի փուլային կարգավորում և կարճ ցիկլավորման դեմ կանոնակարգեր

Նախատեսված արդյունավետությունը պահանջում է ինտելեկտուալ վերահսկման համակարգ, որը փոխում է էներգիայի օգտագործման ռեժիմը՝ հիմնված ակտիվ/իրական ժամանակի պայմանների վրա: Երեք փուլային առաջնահերթության սահմանադրություններ են կառավարում համակարգի աշխատանքը.

Գլխավոր արեւային ռեժիմը միանում է, երբ կոլեկտորի ջերմաստիճանը առնվազն 8 °C-ով բարձր է ջերմաշաղախի անհրաժեշտ աղբյուրի ջերմաստիճանից:

Հիբրիդային օգնող ռեժիմը միանում է մասնակի արեւային ճառագայթման դեպքում և կառավարում է կոլեկտորի շրջանակի ջերմաստիճանը՝ ապահովելով աղբյուրի շրջանակի նախնական տաքացումը՝ չթույլատրելով չափից շատ տաքացում:

Ջերմաշաղախի առաջնահերթության ռեժիմը միանում է, երբ արեւային էներգիան անբավարար է, իսկ համակարգի հոսքի արագությունները կառավարվում են՝ ապահովելով սեղմիչի վնասվածքների կանխարգելումը շահագործման ժամանակահատվածների պահպանմամբ/կառավարմամբ:

Եվրոպական դաշտային փորձարկումները ցույց են տվել, որ փուլային ջերմաստիճանի կարգավորումը նվազեցրել է սեղմարակի ցիկլավորումը 40%-ով և այդ չափով մեծացրել սարքավորման աշխատանքային ժամկետը: Կարճ ցիկլավորման դեմ կառավարման համակարգերը ներառում են բեռնվածության կանխատեսման և կանխատեսվող կառավարման, ինչպես նաև ջերմային պահանջարկի կանխատեսման մեխանիզմներ, ինչը նվազեցնում է այն անհրաժեշտ չլինող մեկնարկները, որոնք տարեկան յուրաքանչյուր սարքի համար մեծացնում են սպասարկման ծախսերը 740 ԱՄՆ դոլարով (Պոնեմոնի ինստիտուտ, 2023 թ.)

Արեւային էներգիայով օգնական ջերմային պոմպերի (SAHP) արդյունավետության առավելություններ

Արեւային ջերմային կոլեկտորների և ջերմային պոմպերի համադրությունը ապահովում է սիներգետիկ արդյունք, քանի որ դրանք ունեն տարբեր առավելություններ, որոնք առանձին յուրաքանչյուր բաղադրիչը ինքնուրույն չի կարողանա ձեռք բերել: Դա կարելի է դիտարկել որպես մի տեսակ թիմային աշխատանք՝ մի քանի էներգիայի աղբյուրներով: Արեւային կոլեկտորները տրամադրում են ջերմություն, որը ջերմային պոմպը կարող է օգտագործել ավելի արդյունավետ ջերմափոխանակություն իրականացնելու համար: Օրինակ՝ շենքերի կողմից ջերմային պոմպերի շահագործման համար անհրաժեշտ է ավելի քիչ էներգիա, քանի որ ջերմային պոմպի շահագործման համար անհրաժեշտ է ավելի քիչ էներգիա, քանի որ տեղափոխվելիք էներգիայի մի մասը արդեն ապահովվում է արեւային էներգիայի կողմից: Այլ կերպ ասած՝ այս կոնֆիգուրացիան բարելավում է շենքի էներգատեխնիկական ցուցանիշները և փոխում է էներգիայի սպառման օրինակները՝ նվազեցնելով էներգիայի սպառումը, ինչը բարելավում է շենքի էներգատեխնիկական ցուցանիշները և բարելավում է շենքի բեռնվածության պրոֆիլը: Այս կերպ՝ արեւային աջակցությամբ ջերմային պոմպերը օգնում է շենքերին ավելի լավ հաղորդակցվել ցանցի հետ, հատկապես էներգիայի սպառման գագաթնակետային ժամանակահատվածների ընթացքում:

COP-ի բարելավում. Demax-ի ինտեգրված SAHP-ների դաշտային փորձարկումները ԵՄ-ում

Եվրոպական փորձարկումները SAHP համակարգերի վրա՝ զուգակցված Demax տեխնոլոգիայի հետ, ցույց են տալիս ԿՈՊ-ի 20–30 %-ով բարելավում առանձին օգտագործվող ջերմային պոմպերի համեմատությամբ: Երբ շոգեցնող սարքին մատակարարվում է արևային ջերմային էներգիա, ընդհանուր էլեկտրաէներգիայի սպառումը նվազում է, իսկ սեղմիչի շոգեցնող սարքի ջերմաստիճանը 10–15 °C-ով թեթևացնում է ջերմային պոմպերի աշխատանքը: Այս տեխնոլոգիայի ամենամեծ էներգախնայողական ներուժը կայանում է արևի և ջերմության պահանջի համընկնման մեջ: Էլեկտրաէներգիայի խնայողությունից բացի՝ բարելավված SAHP համակարգերը ձմեռային պայմաններում ավելի էներգաարդյունավետ են, քանի որ դրանք պահանջում են ավելի քիչ սառույցի հալման ցիկլեր և, հետևաբար, ավելի քիչ էներգիա:

Բեռնաթափման տեղափոխում և ցանցի կայունություն. Աղբյուրի ջրի նախնական տաքացումը՝ գագաթնային էլեկտրական պահանջը նվազեցնելու նպատակով

Արեւային օգնությամբ ջերմային պոմպերը (SAHP) օգտագործում են արեւի լույսը ջուրը տաքացնելու համար՝ այն օգտագործելու երեկոյան, երբ էներգիայի վճարները բարձր են, իսկ SAPH (ջերմային) մարտկոցը լիցքավորելու օրվա ընթացքում, երբ էներգիայի վճարները ցածր են: Մենք դիտել ենք, որ առևտրային համակարգերում (ջերմային) մարտկոցները կարող են նվազեցնել շինության գագաթնային էներգիայի պահանջը 30–40 տոկոսով: Էներգիայի ծախսերի նվազեցման բացի՝ SAHP-ները բարելավում են էներգիայի ցանցի ճկունությունը, իսկ պահանջի արձագանքի մեջ մասնակցելը շինության սեփականատերերի համար ստեղծում է լրացուցիչ եկամտի աղբյուրներ: Ջերմային պոմպերի շնորհիվ նախկինում անտեսված ջերմային սարքավորումները դառնում են կարևոր հաճախորդների էներգիայի ծախսերը կառավարելու և ընդհանուր առմամբ ցանցի բարելավման համար:

Ինչու՞ միայն արեւային ջերմային համակարգերը բավարար չեն՝ և ինչպես են ջերմային պոմպերը լրացնում դեկարբոնիզացման ռազմավարությունը։ Արեւային ջերմային համակարգերը կարող են վերցնել վերականգնվող ջերմություն արեւից, սակայն դրանք ունեն իրենց սահմանափակումները։ Ջերմությունը վերցնելու նրանց կարողությունը տարբեր աստիճաններով ազդվում է ամպամածությունից, ձմեռից և գիշերվա ընթացքում։ Եթե ջերմային համակարգերին հիմնվել են ջերմություն վերցնելու համար՝ էներգիա արտադրելու նպատակով, ապա համակարգերը ստիպված կլինեն օգտագործել վառելիքային նյութեր, ինչը կհակասի ածխածնի արտանետումների նվազեցման նպատակին։ Ջերմային համակարգերի հետ միասին ջերմային պոմպերը դառնում են այնքան օգտակար։ Դրանք կարող են վերցնել ջերմային էներգիա շրջապատող միջավայրից և ապահովել ջերմություն, մինչդեռ արեւային էներգիան արտադրվում է։ Ջերմային պոմպերը բարձր էֆեկտիվությամբ են և ունեն կատարողականության գործակից (COP), որը կարող է հասնել 3,5-ի։ Սա շատ ավելի էֆեկտիվ է, քան սովորական համակարգերը։ Նրանք նաև ավելի էֆեկտիվ են արեւային ջերմային համակարգերի հետ միասին օգտագործելիս։ Արեւային ջերմային սարքը ջուրը տաքացնում է մինչև այն մտնելը ջերմային պոմպ, հետևաբար սեղմարարը ավելի էֆեկտիվ է աշխատում։

Համաձայն ուսումնասիրությունների՝ այս կոնֆիգուրացիան կարող է նվազեցնել էլեկտրական հզորության պիկային պահանջը 18–34 %-ով էլեկտրական ցանցի ճգնաժամային պահերին (2023, Ֆրաունհոֆեր ISE): Ըստ ՄԱԷ-ի 2024 թվականի տվյալների՝ այս պահին ջերմափոխանակիչները բաժին են ընկնում աշխարհում շենքերի ջեռուցման ընդհանուր ծավալի 10 %-ին, ինչը չի համապատասխանում մեր կլիմայական նպատակներին: Սակայն ջերմափոխանակիչների ինտեգրումը արևային ջերմային տեխնոլոգիայի հետ մեզ հնարավորություն է տալիս ավելի լավ վերահսկել էներգային բեռնվածությունը, ավելացնել համակարգի հավաստիությունը և ապահովել շենքերի ամբողջ տարվա ընթացքում ածխածնի չեզոք ջեռուցումը: Այս երկու տեխնոլոգիաները հատկապես լավ են լ допլեմենտացվում մեկը մյուսի հետ. արևային էներգիան բարձրացնում է ջերմափոխանակիչների արդյունավետությունը, իսկ ջերմափոխանակիչները ապահովում են համակարգի անխափան աշխատանքը այն ժամանակ, երբ արևային էներգիան անբավարար է: Այս նորարարական համադրությունը իրոք վերափոխիչ է նավթամթերքի վրա հիմնված վստահության նվազեցման համար՝ ինչպես տեխնիկական, այնպես էլ տնտեսական տեսանկյունից, ի տարբերություն այլ տեխնոլոգիաների, որոնք պարզապես «մեկ գումարած մեկ» են տալիս՝ ստանալով «երկու»:

FAQ բաժին

Հարց 1. Ի՞նչն է հիմնական մարտահրավերը Demax կոլեկտորների և ջերմափոխանակիչների շղթաների ինտեգրման ժամանակ:

A1. Հիմնական մարտահրավերը արեւային ջերմային կոլեկտորների և ջերմային պոմպերի շղթաների հիդրավլիկայի հավասարակշռումն է՝ պարազիտային կորուստներից խուսափելու և արդյունավետ ջերմափոխանակման հնարավորություն ստեղծելու նպատակով:

Ինչպե՞ս են ջերմաստիճանի տարբերությունները ազդում համակարգերի միմյանց հետ ինտեգրվելու վրա:

Demax կոլեկտորները կարող են հասնել 80°C-ի, սակայն ջերմային պոմպերը ամենաարդյունավետ են աշխատում 25–35°C ջերմաստիճանային միջակայքում: Սա նշանակում է, որ համակարգի ընդհանուր արդյունավետությունը պահպանելու համար անհրաժեշտ են հատուկ միջոցներ՝ այդ ջերմաստիճանային տարբերությունը հաղթահարելու համար:

Ինչպե՞ս են արեւային աջակցությամբ ջերմային պոմպերը (SAHP) մեծացնում արդյունավետությունը:

SAHP-ները օգտագործում են արեւային էներգիան որպես «նոր» (6 տարից պակաս) էներգիայի մակարդակ: Այս տեսակի էներգիան ավելի էժան է և միաժամանակ թույլ է տալիս ջերմության հեշտ տեղափոխում սարքի ներսում:

Ինչու՞ է միայն արեւային ջերմային էներգիան բավարար չհամարվում:

Արեւային ջերմային համակարգերը նույնպես կորցնում են իրենց արդյունավետությունը ամպամած եղանակին և գիշերը, այնպես որ նրանք նույնպես կարիք ունեն վառելիքի օգնության։ Ջերմային պոմպերը կարող են նաև աջակցել արեւային ջերմային համակարգերին՝ տալով ջերմություն, երբ արեւը չի առկա, որպեսզի ամբողջովին իրականացվի դեկարբոնիզացիայի նպատակը։