Რომელი სითბოგადაცემის სითხეები გამოიყენება Demax-ის სოლარულ თერმულ სისტემებში?

Demax-ის სოლარული თერმული სისტემების სითბოგადაცემის სითხეების ძირეული ვარიანტები

Წყალი: საუკეთესო არჩევანი დაბალტემპერატურიანი, წნევით შევსებული Demax მონტაჟებისთვის

Მზის თერმული აპლიკაციებისთვის, რომლებიც მუშაობენ 100 გრადუს ცელსიუსზე დაბალ ტემპერატურაზე, წყალი ჯერ კიდევ ერთ-ერთი ყველაზე ეკონომიური და ეფექტური ვარიანტია სითბოს გადაცემის სითხის როგორც. წყლის უპირატესობები მიიღება მისი შედარებით მაღალი კერძობრივი სითბოტევადან (დაახლოებით 4,18 კჯ/კგ·კ), ხოლო საჭიროებს მცირე სიმძლავრეს წყლის გადატანის პუმპებისთვის. წყალი იდეალურია დამახსოვრებული დემაქს სისტემის გამოყენების შემთხვევაში გაგრილების მიზნით, რადგან ის არ არის შესაძლებელი დაიბოილოს და უსაფრთხო და გარემოსთვის მეგობრულია. თუმცა, წყალი იყინება 0 გრადუს ცელსიუსზე და შედეგად, ეს სისტემები მხოლოდ ყინვის გარეშე რეგიონებში მუშაობენ. როდესაც სისტემები ზამთრის პირობების გამო ყინვის რისკს წარმოადგენენ, ტექნიკოსებმა სისტემის დაზიანების თავიდან ასაცილებლად სრულიად უნდა გადაასხან წყალი. კონტინენტური მედიტერანული სახლების შედეგები აჩვენებს, რომ 2023 წელს ESTIF-მა (ევროპული მზის თერმული სამრეწველო ფედერაცია) დაამტკიცა, რომ წყლის საფუძველზე დამზადებული სისტემები სეზონურად მიაღწიეს დაახლოებით 60%-იან ეფექტურობას.

Ამონახსნები, რომლებიც მიმართულია უსაფრთხოებასა და ყინვის დაცვას

Როდესაც საქმე ხელოვნური გაყინვის პრევენციას შეეხება, პროპილენგლიკოლისა და წყლის ნარევები მრავალი პრომისებით გამოირჩევიან. ისინი მუშაობენ მინუს 30 გრადუს ცელსიუსამდე და ნაკლებად საშიშია ვიდრე ეთილენგლიკოლის გამოყენებას მოითხოვდა სხვა ვარიანტები, რომლებიც გაჟონვის შემთხვევაში საშიში შეიძლება აღმოჩნდეს. ამ ნარევები ასევე თავისდათავის კოროზიას არ უშვებენ, როდესაც სისტემები აგებულია სწორი მითითების მიხედვით — მაგალითად, ნერგის ფოლადისა და ზოგიერთი სხვა პლასტმასის გამოყენებით. უარყოფითი მხარე ისაა, რომ 20 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურაზე პროპილენგლიკოლის/წყლის ნარევები შეიძლება იყოს წყლის მიმართ 30–50 პროცენტით უფრო სიბლანტე. ამიტომ სასურველია სასუნთქი მექანიზმების მუშაობის გაძლიერება. თუმცა, რადგან ისინი ძალიან კარგად მუშაობენ დაბალ ტემპერატურებზე, ისინი არიან საშუალება სითბოს გადაცემის საშუალებად არჩევის პირველი რიგში ჩრდილოეთ ამერიკისა და ჩრდილოეთ ევროპის უმრავლესობაში მდებარე ადგილებში. ახლახანს წარმოებლებმა სითბოს გადამცემი სითხეებში კონკრეტული პატენტებით დაცული ქიმიკატების დამატებით მიიღეს გაუმჯობესება, რაც სითხის დაშლის სიჩქარის შემცირებას უზრუნველყოფს. როდესაც სითხეები ტესტირდება დახურული ციკლის Demax სისტემებში დამტკიცებული საინდუსტრიო სტანდარტების მიხედვით, მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობა შეფასებულია 5–7 წლით.

Სითბურად სტაბილური სილიკონის სითხეები და ჰაერი: სპეციალიზებული გამოყენება სამზარეულო სითბურ აპლიკაციებში წნევის გარეშე და გამაღდებულ ტემპერატურაზე

Სითბოს გადაცემის სილიკონის სითხეები ერთადერთი სითხეებია, რომლებიც გრძელი ხანის განმავლობაში მუშაობენ არ დაჭერილ ღერძზე მოქმედების სამზარეულო სითბურ სისტემებში, რომლებიც მუშაობენ 200–400 °C ტემპერატურის დიაპაზონში. სილიკონის სითხეებს ასევე აქვთ სითბოს გადაცემის შესაძლებლობა, რომელიც საჭიროებულია სამზარეულო სითბურ სისტემებში მაღალი ტემპერატურის დიაპაზონში გამოყენებისთვის. თუმცა, სითბოს გადაცემის სითხეები არ გამოიყენება სისტემებში, სადაც მუშაობის საშუალებად ჰაერი გამოიყენება. ჰაერი ღერძზე მოქმედების სისტემებთან ერთად უზრუნველყოფს სამზარეულო სითბური სისტემების მუშაობის სიმდგრადობას და მოვლის მარტივობას არ დაჭერილ სისტემებში. ამ სპეციალიზებული სითხეების კომბინაცია, თუნდაც ოპტიმიზებული იყოს, მთელი სამზარეულო სითბური ინსტალაციების გლობალური ჯამის 15 პროცენტზე ნაკლებია.

Ეს რიცხვი მოდის საერთაშორისო ენერგეტიკული სააგენტოს 2024 წლის SolarPACES ინიციატივის უახლესი ბაზრის ანალიზიდან.

Სოლარული თერმული სითბოს გადაცემის სითხეების ძირეული შერჩევის კრიტერიუმები

Თერმული სტაბილურობა და დეგრადაციის წინააღმდეგობა

Სითბოს გადაცემის სითხეების (HTF-ების) შემთხვევაში მზის სითბური აპლიკაციებში მათ გრძელვადი ქიმიური სტაბილობა ელოდება, რაც ზოგჯერ გრძელდება წლების მანძილზე (მაგალითად, 200 გრადუს ცელსიუსის მიდამოებში). როდესაც სითხეები ქიმიურად არ არის სტაბილური, ეს სისტემის მთლიან მუშაობაზე უარყოფითად აისახება, მათ შორის — სითბური ეფექტურობის შემცირება. ზოგიერთ დოკუმენტირებულ შემთხვევაში სითხეების სითბური ეფექტურობა ხუთწლიან პერიოდში 22%-ით შემცირდა. ეს ხშირად გამოწვეულია სითხის ოქსიდაციით გამოწვეული სიბლანტის გაზრდით და შემდგომი ნარჩენების წარმოქმნით. ამ პირობების შედეგად ასევე მატულობს მომსახურების საჭიროება და შემცირდება სითბოს გაცვლელის ეფექტურობა. მიუხედავად იმისა, რომ ოქსიდაციის ინჰიბიტორები შეიძლება გარკვეულწილად შეამსუბუქონ ზემოხსენებული პრობლემები, უფრო მეტი ყურადღება უნდა მიექცეს სითხის თავსებადობას სისტემის მასალებთან დროთა განმავლობაში. სისტემის მასალები, როგორიცაა სპილენძი და ალუმინი, ასევე ზოგიერთ ვალვის სილიკონის სილინდრებში არსებული რეზინი, დროთა განმავლობაში შეიძლება სითხესთან სხვადასხვა ქიმიური რეაქციის განხორციელებას განიცადონ. განსაკუთრებით დაჭერილი Demax სისტემების შემთხვევაში შეფასებულია, რომ სტაბილური სითხეების გამოყენების შემთხვევაში კოროზიის სიჩქარე სტაბილური სითხეების გამოყენების შემთხვევაში დაახლოებით 30%-ით მეტია.

Ამ ტიპის გამოყენების შედეგად წარმოქმნილი ცხელება არ აკლებს მხოლოდ აღჭურვილობის სიცოცხლის ხანგრძლივობას. ის ასევე გრძელვადი პერიოდის განმავლობაში საკმაოდ მნიშვნელოვნად ამატებს მომსახურების ბიუჯეტს.

Სითხის არჩევა კლიმატური ზონების მიხედვით ჩრდილოეთ ამერიკასა და ევროპაში მზის სითბური ბაზრის მიმართულებით

Სითხის არჩევა უნდა მკაცრად შეესაბამებოდეს დამყარების რეგიონის კლიმატური პირობების ექსტრემალურ მაჩვენებლებს.

1. სკანდინავია და ცენტრალური ევროპა: დაცვა უნდა განხორციელდეს –30°C-მდე. ამ მიზნით, 50:50 შეფარდებით მომზადებული პროპილენ გლიკოლისა და წყლის ნარევი არის დე ფაქტო სტანდარტი ცივ კლიმატში Demax-ის გამოყენების შემთხვევაში, რადგან ის შენარჩუნებს წყლის სითბოგადაცემის ეფექტურობის 85%-ზე მეტს.

2. მედიტერანეული რეგიონი და აშშ-ის სამხრეთ-დასავლეთი: სტაგნაციის ტემპერატურები ჩვეულებრივ აღემატება 300°C-ს. ამიტომ სტაგნაციის ტემპერატურები მოითხოვენ მაღალტემპერატურულ სტაბილურობას დაბალი წნევის კომბინაციას. ამ მიმართულებით, სილიკონები უკეთ ასრულებენ ამ ფუნქციას, ვიდრე გლიკოლები, რადგან მათი წნევა მაქსიმალური ექსპლუატაციური ტემპერატურების დროს 40%-ით დაბალია, ვიდრე გლიკოლების, რაც ამცირებს წნევის გამოტაცების სიხშირეს და, შესაბამად, სითხის დაკარგვას.

3. აშშ-ის ჩრდილო-აღმოსავლეთი ჰიბრიდული კლიმატის მაგალითად: სჭირდება ორმაგი დაცვის დიზაინი. უახლესი თაობის ჰიდროკარბონული სასქელები შეძლებს სითხის გადატანას –25°C-ზე დაბალ ტემპერატურებზე და თერმული დეგრადაციის წინააღმდეგ მედეგობას 290°C-მდე ტემპერატურებზე. ეს საშუალებას აძლევს წლიურად უსაფრთხო ექსპლუატაციას ეფექტურობის შემცირების გარეშე.

Მიუხედავად იმისა, რომ მათი გამოყენება სიბლანტეს 12–15%-ით ამატებს, რაც სასუნთქი ძალის გაზრდასა და პომპის ცილინდრის დიამეტრის გაზრდას იწვევს, შეიძლება დავაკვირდეთ უფრო მაღალი სითბოსტაბილობის მქონე სითხეების გამოყენების ტენდენციას, მიუხედავად იმ დამატებითი უსაფრთხოების შეზღუდვების, რომლებსაც ისინი იწვევენ.

Ეფექტურობის, უსაფრთხოების და სისტემის თავსებადობის შედარება მზის სითბური გამოყენებებში

Სითბურ-ფიზიკური კომპრომისები კონკრეტული სითბოს, სიბლანტეს და სითხის გადატანის ენერგიის გათვალისწინებით მზის სითბური მოგების მიხედვით

Თითოეული სითხის საერთო თბომდგრადობა ანალიზირებული იყო სამი ფიზიკო-ქიმიური მახასიათებლის მიხედვით: სითხის თბოენერგიის შენახვის შესაძლებლობით (კერძოსაკუთარი თბოტევადობა), სითხის სისქით (ბლანტობა) და სითხის თბოდაშლით (თბომდგრადობა). წყალი არის განსაკუთარებით კარგი თბოენერგიის შთანთქამელი (კერძოსაკუთარი თბოტევადობა დაახლოებით 4,18 კჯ/კგ·K). თუმცა, ამ სისტემებში წყლის გამოყენების დროს წარმოიშობა პრობლემები, რადგან ტემპერატურები შეიძლება დაეცეს შეყინების წერტილზე დაბალ მნიშვნელობებამდე. ამ შემთხვევებში აუცილებელია გლიკოლის ნარევების გამოყენება, თუმცა ამ სითხეები 30–50 % უფრო ბლანტია წყალზე. ეს დამატებითი ბლანტობის წინააღმდეგობა მოითხოვს პუმპების მიერ დამატებითი სამუშაოს შესრულებას, რაც ჩვეულებრივ იწვევს ენერგიის მოხმარების 15–30 %-იან გაზრდას დიდი სამრეწველო სისტემებში და ამცირებს მიღებულ ნეტო მზის ენერგიას. თუმცა სილიკონის სითხეები გახურების დროს არ ხდებიან ისე ბლანტი, მათი კერძოსაკუთარი თბოტევადობა შეზღუდულია 1,5–1,8 კჯ დიაპაზონში. ამიტომ სილიკონის სითხეების გამოყენების შემთხვევაში ოპერატორს სჭირდება წყალზე ორჯერ მეტი სითხის გატარება. ეს სითხის მართვა მოითხოვს უფრო დიდი ზომის პუმპების გამოყენებას, ელექტროენერგიის დაკავშირებული ხარჯების გაზრდას და მომსახურების ტვირთის გაზრდას.

Პარაბოლური ტროგების მზის ელექტროსადგურებში ჩატარებულმა რეალური სამყაროს ტესტირებამ დაადასტურა, რომ არ შეთავსებული სითხეებისა და პუმპების გამოყენება დროთა განმავლობაში შეიძლება შეამციროს სითბური გამომავალი მოცულობა 12–18 პროცენტით. მნიშვნელოვნად, ქვესტანდარტული სითხეები უფრო სწრაფად დეგრადირდება და მხოლოდ 5 წლის შემდეგ შეიძლება გახდეს 50–80 პროცენტით უფრო ვისკოზური, რაც ახდენს გავლენას სითხის გამავალ სიჩქარეზე. შედეგად, ინჟინრებმა საჭიროებს ნებისმიერი ახალი სითხის შეფასებას სისტემის ყველა კომპონენტთან ერთად, რომელთანაც ის შეხვდება, მათ შორის გაფართოების ტანკები, კლაპანები და განსაკუთრებით ბრაზირებული ფირფიტების სითბოგაცვლებლები.

Ხშირად დასმული კითხვები

Რა არის წყლის გამოყენების ძირეული უპირატესობა Demax სისტემებში სითბოს გადასაცემად?

Წყალი უფრო ეფექტურად გადაადგილებს სითბოს, რადგან მისი კონკრეტული სითბოტევა სხვა სითხეებზე მეტია. მისი დაბალტემპერატურული გამოყენება ყინვის არ არსებულ რეგიონებში და დაბალი სითხის გადასატუმბად სჭირდებარი ენერგიის დანაკარგები ხდის მას საკმაოდ სასურველ სითხედ.

Რა უპირატესობები აქვს პროპილენ გლიკოლის/წყლის ნარევების გამოყენებას ცივ კლიმატში?

Ეს ნარევები წარმოადგენენ წყალზე ხშირ სითხეს და უფრო უსაფრთხოებია ეთილენგლიკოლის არჩევანთან შედარებით. ისინი უპრიორიტეტული არჩევანია ცივ რეგიონებში მათი დაბალტემპერატურული წინააღმდეგობის და გაზრდილი სიბლანტის გამო, განსაკუთრებით ჩრდილოეთ ამერიკასა და ჩრდილოეთ ევროპაში.

Რა არის სილიკონის სითხეების ის მახასიათებლები, რომლებიც საშუალებას აძლევს მათ გამოყენებას მაღალტემპერატურულ აპლიკაციებში?

Სილიკონის სითხეები გამოირჩევიან შესანიშნავი თერმული სტაბილურობით, რაც საშუალებას აძლევს მათ გამოყენებას მაღალტემპერატურულ აპლიკაციებში, მაგალითად, კონცენტრირებულ სოლარულ თერმულ სისტემებში. მეტი და, სილიკონის სითხეები გამოირჩევიან დაბალი წყალბანის წნევით, რაც მინიმიზაციას ახდენს წნევის განთავისუფლების აქტივიზაციის ალბათობას მაქსიმალური ტემპერატურების დროს.

Რა გავლენას ახდენს სითბოს გადაცემის სითხის არჩევის კრიტერიუმები რეგიონის კლიმატზე?

Სისტემის საიმედოობისა და ეფექტურობის მაქსიმიზაციის მიზნით, სითბოს გადაცემის სითხეების გაყინვის პრევენცია უნდა გამოიყენებოდეს ცივ რეგიონებში, ხოლო მაღალი თერმული სტაბილურობის მქონე სითხეები უნდა გამოიყენებოდეს ცხელ რეგიონებში.