Demax күн энергиясын пайдалануучу системаларында кандай жылуулуктук тасмалдоо суюктуктары колдонулат?

Demax күн энергиясын пайдалануучу системалары үчүн жылуулуктук тасмалдоо суюктуктарынын негизги варианттары

Суу: Төмөн температурадагы, басымдын астындагы Demax орнотулуштары үчүн эң жакшы

100 градус Цельсийден төмөн иштеген күн энергиясынын жылуулук колдонулуштары үчүн суу жылуулуктун өткөрүлүшү үчүн эң арзан жана тириштүү варианттардын бири болуп калат. Суунун артыкчылыктары анын салыштырмалуу жогорку менчик жылуулук сыйымдуулугунан (жакында 4,18 кДж/кг·К) жана азыраак насос токтунун талабынан пайда болот. Басымды көтөрүлгөн Demax системасында суу менен оорутуу үчүн суу идеалдуу болуп саналат, анткени ал кайнабайт, коопсуздукка жоош жана чөйрөгө дуушалуу. Бирок суу 0 градус Цельсийде тоңот, ошондуктан бул системалар жалбырактуу аймактарда гана иштейт. Системалар кышкы шарттардан улам тоңуу коркунучуна учуранганда, техниктер зыян көрбөө үчүн сууну толугу менен түшүрүшү керек. Континенттик Жакынкы Чыгыштын үйлөрүндөгү натыйжалар 2023-жылы ESTIF (Европалык күн энергиясынын жылуулук өнөрөсүнүн федерациясы) тарабынан көрсөтүлгөн, бул суу негиздүү системалардын мезгилдик эффективдүүлүгү жакында 60% болгонун далилдеген.

Коопсуздук жана тоңууга каршы чараларга багытталган чечимдер

Термоизоляция үчүн токтотуу көрсөткүчүнө келгенде, пропилен гликоль жана суу аралашмасы көп умтулуу натыйжаларга жетирет. Алар минус 30 градус Цельсийге чейин иштейт жана этилен гликольдүү башка варианттарга караганда аз коркунучтуу, анткени алардын сачылып кетиши зыяндуу болушу мүмкүн. Бул аралашмалар коррозияны да токтотот, эгерде системаларды түзүлүшүндө коррозияга төзүмдүү челик жана башка пластик материалдар колдонулса. Терс жагында, пропилен гликоль/суу аралашмасы 20 градус Цельсийде сууга караганда 30–50 процентке калыңыраак болот, ошондуктан насосторго көбүрөөк иштөөгө туура келет. Бирок алар төмөн температураны жакшы туюнтуп, Север Америка жана Түндүк Европадагы көпчүлүк аймактарда жылуулуктун өтүшү үчүн негизги суюктук катары колдонулат. Жакынкы заманда өндүрүүчүлөр суюктуктун бузулушунун тездигин төмөндөтүү үчүн ага белгилүү өзгөчө химиялык заттарды кошуу аркылуу жакшыртуу жетишкендиктерин иштеп чыгышты. Суюктуктар Демакс түйүлгөн циклдүү системаларында өнөрөлкө стандарттарына ылайык сыноо өткөрүлгөндө, алардын иштөө мөөртү 5–7 жыл дейли.

Жылуулукка турмуштук төзүмдүү силикондук суюктуктар жана аба: Басымсыз жана жогорку температурада иштеген күн энергиясын термикалык өңдөө системаларында атайын колдонулуштар

Жылуулуктун өтүшүн камсыз кылган силикондук суюктуктар — 200–400 °C диапазонундагы жогорку температурада иштеген, басымсыз ачык циклдүү концентрацияланган күн термикалык системаларында узак мөөнөткө иштеп турган жалгыз суюктуктар. Силикондук суюктуктар ошондой эле концентрацияланган күн термикалык системаларында жогорку температура диапазонунда колдонууга ылайыктуу жылуулуктун өтүшүн камсыз кылуу мүмкүнчүлүгүнө ээ. Бирок жылуулуктун өтүшүн камсыз кылган суюктуктар абаны иштеген агент катары колдонгон системаларда колдонулбайт. Аба ачык циклдүү системалар менен бирге басымсыз күн термикалык системаларында иштешүү надёждуулугун жана техникалык кызмат көрсөтүүнү жеңилдетет. Бул атайын суюктуктардын (оптималдуу тандап алынган да болсун) биригүүсү глобалдык күн термикалык орнотмаларынын жалпы санынын 15 пайызынан аз.

Бул сан Эл аралык энергетика агенттигинин 2024-жылдагы SolarPACES инициативасынын эң жакынкы рыноктук талдоосунан келген.

Күн энергиясын жылуулук менен өткөрүүчү суюктуктарды тандоо боюнча негизги критерийлер

Жылуулук турмуштуктугу жана деградацияга каршылыгы

Күн энергиясын термалдык тармакта колдонууда жылуулуктук тасымалдоо суюктуктары (ЖТС) узак мөөнөткө химиялык тургуундугуна ээ болушу керек, анткени алардын температурасы бир нече жылга созулган учурларда 200 градус Цельсийге жакын болушу мүмкүн. Эгерде суюктуктар химиялык тургуунду эмес, анда бүтүн системага терс таасир тийгизет, анын ичинде термалдык эффективдүүлүк төмөндөйт. Белгилүү учурларда суюктуктардын термалдык эффективдүүлүгү беш жыл ичинде 22% төмөндөгөн. Бул көбүнчө суюктуктун оксидденүүсүнүн натыйжасында вязкостун көтөрүлүшү жана андан кийинки шамалдын пайда болушу менен байланыштуу. Ошондой шарттар системанын тазалоосун көбөйтөт жана жылуулук алмаштыргычтын эффективдүүлүгүн төмөндөтүшүнө алып келет. Оксидденүүнүн ингибиторлору жогоруда айтылган кээ бир проблемаларды жоготууга мүмкүнчүлүк берсе да, суюктуктардын узак мөөнөткө системанын материалдары менен совместимдүүлүгүнө көбүрөөк көңүл буруу керек. Системанын материалдары — мис, алюминий жана кээ бир клапандардын резинадан жасалган тыгыздаштыргычтары узак мөөнөткө суюктук менен химиялык реакцияларга дуушар болушу мүмкүн. Айрыкча, басымды Демакс системаларында оксидденген суюктуктардын коррозия тездиги оксидденбеген суюктуктарга салыштырғанда жакында 30% жогору болот деп бааланат.

Бул түрдөгү изилөө жана тозуу гана жабдуулардын иштөө мөөнөтүн кыскартпайт. Ал эми узак мөөнөттө каршылыктын башка бөлүгүнүн бюджетин да көп түрдө көтөрөт.

Солар термалдык рынокто Север Америка жана Европада климаттык зоналар боюнча суюктуктарды тандау

Суюктуктарды тандау кургакчылык жана жылуулуктун чегинде орнотулган аймакта катуу тутумдуу болушу керек.

1. Скандинавия жана Борбордук Европа: –30°C температурага каршы коргоо камсыз кылынышы керек. Бул максатта пропилен гликоль жана суу 50:50 катышында аралашмасы — суунун жылуулук өткөрүүсүнүн эффективдүүлүгүнүн 85%дан ашыгын сактаган, кургакчылык шарттарында Demax орнотулуштары үчүн де-факто стандарт.

2. Жерорто деңизи жана Түштүк-Батыш АКШ: Токтоп калуу температурасы дайым 300°C дан жогору болот. Ошондуктан токтоп калуу температурасы жогорку температурада туруктуулукту жана төмөн буу басымын талап кылат. Бул жагынан карама-каршылыкта, силикондор гликолдорго караганда иштеп турган температуранын чоңдугунда буу басымы 40% төмөн болгондуктан, алар гликолдордон жакшыраак иштейт; бул басымды түшүрүүчү клапандын иштөө жыштыгын азайтат жана, натыйжада, суюктуктун жоготулушун кемитет.

3. Гибриддик климаттын мисалы катары Түштүк-Чыгыш АКШ: Эки тараптуу коргоо дизайны керек. Эң жаңы муундагы углеводороддуу көпүрөлөр –25°C ден төмөн температурада чыбыртма менен ташылууга жарамдуу жана 290°C га чейинки температурада термиялык деградацияга чыдамдуу. Бул жыл бою иштөөнүн коопсуздугун камсыз кылат жана эффективдүүлүктү төмөндөтпөйт.

Алардын колдонулушу вязкостуну 12–15% га чейин көтөрөт, бул насос менен жумуш иштөөсүн күчөтөт жана насостун диаметрин чоңойтот; бирок алардын кошумча коопсуздук талаптарын туудурганына карабастан, термалдык тургундугу жогору суюктуктарды колдонуу тенденциясы байкалат.

Күн энергиясын термалдык максадда колдонууда эффективдүүлүк, коопсуздук жана системанын үйлэшүүсү боюнча салыштырма анализ

Күн энергиясынын термалдык чыгымына карата агымдын ылдамдыгы, вязкосту жана насос менен жумуш иштөөсүнө байланыштуу термофизикалык компромисстер

Акыркы жалпы жылуулук сапаты агымдын үч физико-химиялык өзгөчөлүктөрүнө байланыштуу талдоого алынган: агымдын жылуулук энергиясын сактоо капаситети (мензилдүү жылуулук), агымдын калыңдыгы (туюктугунун деңгээли) жана агымдын жылуулук талкалануусу (жылуулук туруктуулугу). Суу – жакшы жылуулук энергиясын сиңирүүчү (мензилдүү жылуулугу – 1 кг суу үчүн 1 градус Келвинге 4,18 кДж чамасында). Бирок, бул системаларда сууну колдонууда көйгөйлөр пайда болот, анткени температура тузуу чекитинен төмөн түшүшү мүмкүн. Ошол учурда этиленгликоль же пропиленгликоль кошулмаларын колдонуу зарыл болот, бирок бул агымдар сууга караганда 30–50% ичке туюктугунун деңгээлинде. Бул кошумча ичке туюктугунун каршылыгы насосторго көбүрөөк иш кылдырууну талап кылат, натыйжада чоң өнөрөсөлүк системаларда энергиянын чыгымы 15–30% га көбөйөт, бул жалпы жиналган күн энергиясынын көлөмүн азайтат. Силикондук агымдар жылытканда ичке туюктугунун деңгээли төмөн болгондой, алардын мензилдүү жылуулугу 1,5–1,8 кДж диапазонунда чектелген. Демек, силикондук агымдарды колдонуучу оператор суу менен салыштырганда агымдын көлөмүн эки эсе көбөйтүүгө тийиш. Бул агымды башкаруу чоң насосторду колдонууну талап кылат, электр энергиясына байланыштуу чыгымдарды жана техникалык кызмат көрсөтүүнүн жүктөмүн көбөйтөт.

Параболалык трапециялык күн энергиясынын электр станцияларында жасалган чындыкташтыруу сыноолорунун натыйжасында, өз ара үйлэшпеген суюктуктар жана насостордун жылуулук чыгышын узак мөөнөттө 12–18 процентке төмөндөтө алары тастыкталган. Маанилүүсү, төмөн сапаттуу суюктуктар тезирээк бузулуп, бардыгы 5 жылдан кийин 50–80 процентке токойлошуп, агымга таасир этет. Ошондуктан инженерлер жаңы суюктукту системанын аны менен түйүшө турган бардык компоненттери менен — кеңейтүүчү резервуарлар, клапандар жана айрыкча пайдаланылган пластинкалык жылуулук алмаштыргычтар менен — баалоого тийиш.

Жи frequently берилген суроолор

Demax системаларында жылуулуктун ташыгыч суюктугу катары сууну колдонуунун негизги артыгы эмне?

Суу башка суюктуктарга караганда удельдүү жылуулук сыйымдуулугу жогору болгондуктан, жылуулукту ташып жүрүүдө эффективдүүрөк. Ал караңгы аймактарда төмөн температурада иштейт жана насосторго тийген энергиянын жоготулушу аз болгондуктан, ал жогору деңгээлдүү суюктук катары тандалат.

Салкын климатта пропилен гликоль/суу аралашмасын колдонуунун артыгы эмнелер?

Бул карышмалар сууго караганда калыңыраак жана этилен гликольдүн варианттарына караганда коопсуздугу жогору. Алар төмөн температурада туруктуулугу жана көбүрөөк вязкосту (желептүүлүгү) үчүн, айрыкча Солтустук Америка жана Солтустук Европада, бузулуу температурасы төмөн болгон аймактарда колдонууга ыңгайлуу.

Жогорку температурада колдонууга мүмкүндүк берген силикондун суюктуктарынын касиеттери кандай?

Силикондун суюктуктары төмөн буу басымы менен белгилүү жана жогорку термо-туруктуулугу бар, ошондуктан алар концентрацияланган күн энергиясынын термалдык системаларында саяси жогорку температурада колдонулат. Ошондой эле, силикондун суюктуктарынын буу басымы төмөн болгондуктан, чоку температурада басымды түшүрүүчү клапандын ишке ашуу шансдары минималдуу болот.

Жылуулуктун өтүшү үчүн суюктук тандаанын критерийлери аймактын климатына кандай таасир этет?

Системанын надеждүүлүгүн жана эффективдүүлүгүн максималдуу деңгээлде камсыз кылуу үчүн, бузулуу температурасы төмөн аймактарда жылуулуктун өтүшү үчүн суюктуктардын бузулуу каршылыгын, ал эми жылуу аймактарда жогорку термо-туруктуулугу бар суюктуктарды колдонуу керек.