Demax күн энергиясымен жұмыс істейтін жылу жүйелерін жылу насосымен біріктіруге бола ма?

Demax коллекциялары мен жылулық насос: гидравлика және жылу беру

Жоғарыда аталған жүйелерді біріктірудің қалай орындалатынын түсіну үшін күн энергиясын пайдаланатын жылу жинағыштар мен жылу насосы контурларындағы гидравликалық процестерді жақсы түсіну қажет. Идеалды жағдайда белгілі бір жұмыс режимінде жинағыштар мен жылу насосының ағыс жылдамдықтарын өзара 10 пайыздан аспайтындай етіп ұстау керек, өйткені артық сорғылау нәтижесінде қажетсіз қуат шығыны пайда болады. Сонымен қатар, жеткілікті жылу алмасуын қамтамасыз ету үшін турбулентті ағыс режимін сақтауға тырысу керек. Көптеген мамандардың жиі қолданатын тұжырымы — бұл жинағыштардың беретін жылулық градиенттері немесе температура айырымы туралы. Demax жинағыштарының шығыс температурасы 50–80 °C аралығында болуы мүмкін, ал көптеген жылу насостары 25–35 °C аралығында жақсы жұмыс істемейді немесе мүлдем жұмыс істемейді. Жылулық градиенттерді жабық немесе минималды деңгейге дейін азайту және жылу алмасуын жақсарту үшін қабаттасқан буферлық сыйымдылықтар немесе температураның жақындауы 2 °C-тан аспайтын компактты пластинкалық жылу алмастырғыштарды қолдануға тура келуі мүмкін. Салалық зерттеулер гибридті жүйелерде сапалы интерфейс дизайндарының болмауы жағдайында жүйелердің жобаланған пайдалы әсер коэффициенті 15–22 пайызға төмендейтінін көрсеткен. Бұл сонымен қатар солардың салыстырмалы тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін термостаттық араластыру клапандарын қолданудың маңыздылығының бірінші себептерінің бірі болып табылады, әсіресе күн сәулесінің жылуы айнымалы болған кезде.

Сәйкестік маркетингі: Басымдық логикасы, температураны кезеңдеп реттеу және қысқа циклдардан қорғау ережелері

Болжамдық өнімділік үшін энергия шығынын белсенді/нақты уақыттағы жағдайларға сәйкес өзгертуге мүмкіндік беретін ақыл-оймен басқарылатын басқару қажет. Жүйенің әрекетін үш фазалы басымдық беру протоколдары бақылайды:

Негізгі күн энергиясы режимі коллектор температурасы жылу насосының қажетті көз температурасынан кемінде 8 °C жоғары болған кезде іске қосылады.

Гибридті көмек режимі бөлшекті күн сәулесінің әсерінде іске қосылады және коллекторлық контурдың температурасын бақылайды, осылайша көз контуры артық қыздырусыз алдын ала қыздырылады.

Күн энергиясы жеткіліксіз болған кезде жылу насосы басымдығы режимі іске қосылады, сонымен қатар жүйенің ағыс жылдамдықтарын бақылау арқылы компрессорға зиян келтірілмеуі үшін жұмыс істеу уақыты ұстап тұрылады/бақыланады.

Еуропалық алаңдық сынақтары кезеңді температураны реттеудің компрессордың циклдануын 40%–ға азайтқанын және жабдықтың қызмет ету мерзімін сонша уақытқа ұзартқанын көрсетті. Қысқа циклдануды болдырмау үшін қолданылатын басқару жүйелері жүктемені алдын ала болжау мен күтіп тұру принциптерін, сонымен қатар жылулық сұранысты болжауды қамтиды, ол арқылы қосымша қызмет көрсету шығындарын жылына әрбір бірлік үшін 740 АҚШ долларына дейін азайтатын керек емес іске қосулар саны азаяды (Понемон институты, 2023 ж.).

Күн энергиясымен қозғалысқа келтірілетін жылу насостарының (КЭЖН) өнімділік артықшылықтары

Күн энергиясын жинағыштары мен жылулық насосының біріктірілуі олардың әртүрлі күшті жақтарына байланысты синергетикалық әсер береді, яғни әрбір компонент өзіндік тұрғыдан орындай алмайтын нәтиже береді. Бұл — бірнеше энергия көздерімен жұмыс істеу тәрізді ынтымақтастық деп қарауға болады. Күн энергиясын жинағыштары жылулық насосқа әрі қарай тиімдірек жылу алмасуын қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін жылу өндіреді. Мысалы, ғимараттарда жылулық насосты іске қосу үшін аз энергия қажет болады, себебі жылулық насосты іске қосу үшін кететін энергия көлемі азаяды, өйткені жылудың белгілі бір бөлігін күн энергиясы қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, бұл конфигурация ғимараттың энергетикалық тиімділігін жақсартады және энергопотреблениены азайту арқылы энергопотребление үлгілерін өзгертеді, нәтижесінде ғимараттың энергетикалық тиімділігі артады және ғимараттың жүктеме профилі жақсарылады. Осылайша, күн энергиясымен көмектесетін жылулық насостар ғимараттардың тораппен, әсіресе пиктік энергопотребление кезеңдерінде, тиімдірек ынтымақтастығын қамтамасыз етеді.

COP-ның жақсартылуы: ЕУ-де Demax-интеграцияланған КЭЖН-ның бақылау сынақтары

SAHP жүйелерінің Демакс технологиясымен біріктірілген Еуропалық сынақтары тәуелсіз пайдаланылатын жылулық насосқа қарағанда 20-30 пайызға жоғары COP көрсеткішін көрсетеді. Булактырғышқа күн энергиясымен жылу берілген кезде, жалпы электр энергиясының тұтынуы азаяды, ал компрессордың булактырғышының температурасы жылулық насостардың жұмысын 10-15°C-қа жеңілдетеді. Бұл технологияның ең үлкен энергия үнемдеу потенциалы күн сәулесі мен жылу қажеттілігінің қабаттасуында орналасқан. Электр энергиясын үнемдеудің қосымша артықшылығы ретінде, жақсартылған SAHP жүйелері қыста энергия тиімділігі жоғары болады, себебі оларға шаңғы тазалау циклдары сирек қажет болады және сондықтан энергия да аз қажет болады.

Жүктеменің ығысуы және желінің тұрақтылығы: Пиктік электрлік сұранысты азайту үшін көздеу суын алдын ала қыздыру

Күн сәулесімен көмекшілік етілетін жылу насостары (SAHP) суға күн сәулесін пайдаланады, ол кешке, яғни энергия тарифтері жоғары болғанда қолданылады; ал SAHP (жылу) аккумуляторы күндіз, яғни энергия тарифтері төмен болғанда зарядталады. Біз коммерциялық жүйелерде (жылу) аккумулятордың шыңдықтағы энергия сұранысын 30–40 пайызға азайтатынын бақыладық. Энергия шығындарын төмендетумен қатар, SAHP-тар энергия торабының икемділігін арттырады, ал сұранысқа жауап беру бағдарламасына қатысу ғимарат иелері үшін қосымша табыс көздерін құрады. Жылу насостары арқылы бұрын назар аударылмаған жылу жабдықтары клиенттердің энергия жүктемесін басқару мен жалпы тораптың сапасын жақсарту үшін маңызды рөл атқара бастайды.

Неге тек қана күн энергиясын пайдаланатын жылу жүйелері жеткіліксіз—және жылу сорғылары көмегімен декарбонизация стратегиясын қалай толықтыруға болады. Күн энергиясын пайдаланатын жылу жүйелері күннен жаңа қайта өндірілетін жылу энергиясын жинауға қабілетті, бірақ олардың мүмкіндіктері шектеулі. Олардың жылу жинау қабілеті бұлттылық, қыс мезгілі және түнде төмендейді. Егер жылу жинау арқылы энергия өндіруге қажеттілік туындаса және тек қана жылу жүйелеріне сүйенсе, онда жүйелер көміртегі шығарындыларын азайту мақсатына қайшы келетін ископаем отындарды пайдалануға мәжбүр болады. Мұндай жағдайда жылу сорғылары өте пайдалы болып табылады. Олар қоршаған ортаның жылу энергиясын жинай алады және күн энергиясы өндірілген кезде де жылу беруге қабілетті. Жылу сорғылары тиімді және олардың өнімділік коэффициенті (COP) 3,5-ке дейін жетеді. Бұл қалыпты жүйелерге қарағанда әлдеқайда тиімді. Сонымен қатар, олар күн энергиясын пайдаланатын жылу жүйелерімен бірге қолданылғанда тағы да тиімдірек болады. Күн энергиясын пайдаланатын жылу құрылғысы суға алдын ала жылу береді, содан кейін су жылу сорғысына түседі, нәтижесінде компрессор тиімдірек жұмыс істейді.

Зерттеулерге сәйкес, бұл конфигурация электр желісінде кернеу тиісінше жоғары болған кезде пиктік электр энергиясының сұранысын 18%-34% азайтуға мүмкіндік береді (2023 ж., Фраунгофер ISE институты). Қазіргі уақытта Халықаралық Энергетикалық Агенттігінің 2024 жылғы деректері бойынша жылыту үшін жылу насосы тек әлемдегі ғимараттардың жылытуының 10%-ын қамтиды, бұл климаттық мақсаттарымызға сәйкес келмейді. Алайда, жылу насостарын күн энергиясын пайдаланатын жылулық технологиямен біріктіру энергия жүктемелерін бақылауымызды жақсартады, сенімділікті арттырады және ғимараттарды жыл бойы көміртегісіз жылытуды қамтамасыз етеді. Бұл екі технология өте жақсы өзара толықтырылады: күн энергиясы жылу насостарының тиімділігін арттырады, ал жылу насостары күн энергиясы жеткіліксіз болған кезде қалыпты жұмыс істеуді қамтамасыз етеді. Басқа технологиялар тек «бір плюс бір тең екі» деп қосып отырғанда, бұл инновациялық біріктіру техникалық және экономикалық тұрғыдан да ископаем отынға деген тәуелділікті азайтуда шынымен трансформациялық рөл атқарады.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

Сұрақ 1: Demax коллекциялық қондырғыларын жылу насосы контурларымен біріктірген кездегі негізгі қиындық қандай?

A1: Негізгі қиындық — паразиттік шығындарды болдырмау және тиімді жылу алмасуын қамтамасыз ету үшін күн энергиясын пайдаланатын жылу жинағыштары мен жылу сорғыларының гидравликасын тепе-теңдікке келтіру.

Температураның айырмашылықтары жүйелердің бір-бірімен қалай интеграциялануына қалай әсер етеді?

Demax жинағыштары 80°C-қа дейін температураға жетуі мүмкін, ал жылу сорғылары 25–35°C аралығында ең тиімді жұмыс істейді. Бұл олардың жалпы жүйенің тиімділігін сақтай отырып, осы температура айырмашылығын жабу үшін нақты құралдарды қажет ететінін білдіреді.

Күн энергиясымен көмектесетін жылу сорғылары (SAHP) қалай тиімділікті арттырады?

SAHP жылу сорғылары күн энергиясын «жаңа» (6 жылдан кем) энергия деңгейі ретінде пайдаланады. Бұл энергия түрі қымбат емес және сонымен қатар жылу бірлік ішінде оңай «қозғала» алады.

Неге тек күн энергиясын пайдаланатын жылу жинағыштары жеткіліксіз?

Күн энергиясын пайдаланатын жылулық жүйелер де бұлтты күндері және түнде тиімділігін төмендетеді, сондықтан оларға да отын ретінде пайдаланылатын ископаем отындар көмегі қажет. Жылулық насостар да күннің болмаған кезінде жылу беру арқылы күн энергиясын пайдаланатын жылулық жүйелерге көмектесе алады, бұл декарбонизация мақсатын толықтай іске асыруға көмектеседі.