A mund të kombinohen sistemet termosolare Demax me pompë nxehtësie?

Kolektorët Demax me Pompë Nxehtësie: Aspektet Hidraulike dhe Ngrohja

Kuptimi i mënyrës së integrimi të sistemeve të mësipërme kërkon një kuptim të mirë të hidraulikës që lidhet me kolektorët termikë diellorë dhe qarqet e pompave të nxehtësisë. Idealisht, në një kusht operimi të caktuar, shpejtësitë e rrjedhës së kolektorëve dhe të pompës së nxehtësisë duhet të mbahen brenda 10% të njëra-tjetrës, për të shmangur humbjet parazitare të padëshiruara që rrjedhin nga pompimi i tepërt. Po ashtu, për të siguruar që transferohet nxehtësia e mjaftueshme, duam të synojmë ruajtjen e kushteve të rrjedhës turbulente. Një pohim shumë i zakonshëm që bëjnë shumë praktikantë lidhet me gradientët termikë, ose ndryshimet e temperaturës, që ofrojnë kolektorët. Kolektorët Demax mund të kenë temperatura dalëse në intervalin 50–80°C, ndërsa shumica e pompave të nxehtësisë nuk funksionojnë mirë, ose fare, në intervalin 25–35°C. Për të zvogëluar ose minimizuar këto gradientë termikë duke përmirësuar edhe ndërrimin termik, mund të jetë e nevojshme të përdoren rezervuarë bufer me stratifikim ose ndërrues të nxehtësisë me pllaka kompakte me një afërsi temperaturash prej maksimum 2°C. Studimet e hulumtimit industriale kanë raportuar se, në mungesë të dizajneve të mira të ndërfaqes në sistemet hibride, efikasiteti i tyre projektuar mund të zvogëlohet me 15 deri në 22 përqind. Kjo është gjithashtu një nga arsyet kryesore pse përdorimi i valveve termostatike për përzierje është i thelbësishëm për ruajtjen e temperaturave stabile të hyrjes kur fitimi diellor është variabil.

Marketing i Përshtatshmërisë: Logjika e Prioriteteve, Fazat e Temperaturës dhe Rregullat kundër Ciklave të Shkurtëra

Performanca parashikuese kërkon një kontroll të drejtuar nga mendja që ndryshon shpenzimet e energjisë bazuar në rrethana aktive/në kohë reale. Protokollet e prioritizimit me tre faza kontrollojnë veprimtarinë e sistemit:

Mënyma kryesore e energjisë diellore aktivizohet kur temperatura e kolektorit është të paktën 8 °C më e lartë se temperatura e kërkuar e burimit të pompës së nxehtësisë.

Mënyma e asistencës hibride aktivizohet gjatë rrezatimit diellor të pjesshëm dhe kontrollon temperaturën e qarkut të kolektorit në mënyrë që qarku i burimit të ngrohet paraprakisht pa ngrohje të tepërt.

Mënyma e prioritizimit të pompës së nxehtësisë aktivizohet kur energjia diellore është e mjaftueshme dhe shpejtësitë e rrjedhës së sistemit kontrollohen, ndërsa dëmtimet e kompresorit parandalohen duke mbanur/kontrolluar kohët e punës.

Testet fushë në Europë kanë treguar se kontrolli i temperaturës në etapa zvogëloi ciklimin e kompresorit me 40% dhe rriti jetëgjatësinë e pajisjeve për atë kohë. Kontrollet kundër ciklimeve të shkurtra përfshijnë kontrolla parashikuese të ngarkesës dhe anticipative, si dhe parashikime të kërkesës termike, duke zvogëluar kështu fillimet e panevojshme që rrisin kostot e mirëmbajtjes me 740 dollarë në vit për njësi (Instituti Ponemon, 2023).

Benefitet e Performancës së Pompave të Nxehtësisë me Ndihmë Diellore (SAHPs)

Kombinimi i kolektorëve termikë diellorë dhe pompave të nxehtësisë ofron një performancë sinergjike, për shkak të forcave të ndryshme të secilës përbërëse, të cilat secila përbërëse vetëm nuk do të arrinte. Konsiderojeni si një lloj punë e përbashkët me shumë burime energjie. Kolektorët diellorë sigurojnë nxehtësi që pompa e nxehtësisë mund të përdorë më pas për të arrijur një transferim më efikas nxehtësie. Për shembull, ndërtesat kërkojnë më pak energji për të vrapuar pompën e nxehtësisë, sepse kërkohet më pak energji për të vrapuar pompën e nxehtësisë, pasi një pjesë e energjisë që duhet të zhvendoset është tashmë e siguruar nga energia diellorë. Më tej, ky konfigurim përmirëson performancën energjetike të ndërtesës dhe zhvendos modele të konsumit energjetik duke zvogëluar konsumin energjetik, duke rritur në këtë mënyrë performancën energjetike të ndërtesës dhe duke përmirësuar profilin e ngarkesës së ndërtesës. Në këtë mënyrë, pompët e nxehtësisë me asistencë diellorë ndihmojnë ndërtesat të komunikojnë më mirë me rrjetin, veçanërisht gjatë periudhave të kulmit të konsumit energjetik.

Përmirësimi i COP: Provime fushë të SAHP-të me integrim Demax në BE

Testimet europiane të sistemeve SAHP të bashkuara me teknologjinë Demax tregojnë një përmirësim të koeficientit të performancës (COP) prej 20 deri në 30 për qind në krahasim me pompat e nxehtësisë që përdoren në mënyrë të pavarur. Kur evaporatori furnizohet me energji termike solare, konsumi i përgjithshëm i energjisë elektrike zvogëlohet, ndërsa temperatura e evaporatorit të kompresorit lehtëson punën e pompave të nxehtësisë me 10 deri në 15°C. Potenciali më i madh i kursimit të energjisë me këtë teknologji është kur ka mbivendosje midis diellit dhe kërkesës për ngrohje. Përveç kursimit të energjisë elektrike, sistemet e përmirësuara SAHP janë më efikase energjetikisht edhe gjatë dimrit, pasi kërkojnë më pak cikle shkrijeje dhe, prandaj, më pak energji.

Zhvendosja e Ngarkesës dhe Rezilienca e Rrjetit: Nxehtësimi paraprak i ujit burimor për të zvogëluar kërkesën maksimale elektrike

Pompat e nxehtësisë me ndihmë diellore (SAHP) përdorin dritën e diellit për të ngrohur ujin që do të përdoret në mbrëmje, kur tarifat e energjisë janë më të larta, dhe për të ngarkuar baterinë e SAHP (nxehtësia) gjatë ditës, kur tarifat e energjisë janë më të ulëta. Kemi vëzhguar se sistemet komerciale me bateri (nxehtësie) lejojnë një zvogëlim 30–40 për qind në kërkesën kulmore të energjisë. Përveç zvogëlimit të shpenzimeve për energji, SAHP-të rrisin fleksibilitetin e rrjetit energjetik, ndërsa pjesëmarrja në përgjigjen e kërkesës krijon rrjete të reja të të ardhurave për pronarët e ndërtesave. Me pompat e nxehtësisë, pajisjet e ngrohjes që më parë ishin injoruar bëhen të rëndësishme për menaxhimin e ngarkesës së energjisë së klientit dhe për përmirësimin e përgjithshëm të rrjetit.

Pse sistemet e ngrohjes me energji diellore nuk janë të mjaftueshme vetëm—dhe si pompat e nxehtësisë plotësojnë strategjinë e dekarbonizimit. Sistemet e ngrohjes me energji diellore kanë aftësinë të kapin nxehtësi të riprodhueshme nga Dielli, por ato kanë edhe kufizime. Aftësia e tyre për të kapur nxehtësinë ndikohet nga mbulimi me re, stinëja e dimrit dhe koha e natës. Nëse mbështetemi vetëm në sistemet termike kur kemi nevojë të kapim nxehtësi për prodhimin e energjisë, këto sisteme do të duhet të përdorin djegës fosile, gjë që anullon qëllimin e reduktimit të emisioneve të karbonit. Kur përdoren sistemet termike, pompat e nxehtësisë bëhen shumë të dobishme. Ato mund të kapin energji termike nga mjedisi rrethues dhe mund të sigurojnë nxehtësi edhe kur po prodhohet energji diellore. Pompat e nxehtësisë janë të efiketa dhe kanë një koeficient performanse (COP) që mund të arrijë deri në 3,5. Kjo është shumë më efikase se sistemet konvencionale. Ata ofrojnë gjithashtu efikasitet më të lartë kur përdoren së bashku me sistemet e ngrohjes me energji diellore. Pajisja e ngrohjes me energji diellore ngrohon ujin para se ky të hyjë në pompën e nxehtësisë, prandaj kompresori punon më efikas.

Sipas studimeve, kjo konfigurim mund të zvogëlojë kërkesën maksimale për energji elektrike me 18%–34% gjatë periudhave të stresit në rrjetin e energjisë elektrike (2023, Fraunhofer ISE). Sipas të dhënave të IEA për vitin 2024, pompat e nxehtësisë përbëjnë vetëm 10% të ngrohjes globale të ndërtesave, gjë që nuk është në përputhje me qëllimet tona klimatike. Megjithatë, integrimi i pompave të nxehtësisë me teknologjinë solare termike rrit kontrollin tonë mbi ngarkesat energjetike, shton besueshmërinë dhe lejon ngrohjen karbon-neutralë të ndërtesave gjatë tërë vitit. Këto dy teknologji plotësojnë veçanërisht njëra-tjetrën: energjia diellore rrit efikasitetin e pompave të nxehtësisë, ndërsa pompat e nxehtësisë sigurojnë funksionimin e qëndrueshëm gjatë periudhave kur energjia diellore është e pamjaftueshme. Kjo kombinim inovativ është me të vërtetë transformues për zvogëlimin e varësisë nga djegësitë fosile, si nga pikëpamja teknike, ashtu edhe ekonomike, ndryshe nga teknologjitë tjera që thjesht shtojnë një plus një për të marrë dy.

Seksioni i FAQ

Pyetja 1: Cili është sfida kryesore kur integrohen kolektorët Demax me unazat e pompave të nxehtësisë?

A1: Sfida kryesore është ekuilibrimi i hidraulikës së kolektorëve termikë diellorë dhe qarqeve të pompave të nxehtësisë për të shmangur humbjet parazitare dhe për të lejuar një transferim efikas të nxehtësisë.

Si ndikojnë ndryshimet në temperaturë në mënyrën se si integrohen sistemet me njëri-tjetrin?

Kolektorët Demax mund të arrijnë temperatura deri në 80°C, por pompat e nxehtësisë punojnë më efikas në intervalin 25–35°C. Kjo do të thotë se ato kanë nevojë për mjete specifike për të bridgjuar këtë boshllëk temperaturor, duke ruajtur në të njëjtën kohë efikasitetin e përgjithshëm të sistemit.

Si rritin efikasitetin pompats e nxehtësisë me asistencë diellorë (SAHP)?

SAHP funksionojnë me energjinë diellorë si një shkallë "e re" (më pak se 6 vjet) energjie. Ky lloj energjie është më i lirë dhe, në të njëjtën kohë, lejon që nxehtësia të lëvizë lehtë brenda një njësie.

Pse energjia termike diellorë vetëm nuk është e mjaftueshme?

Sistemet termosolare humbasin gjithashtu efikasitetin kur është me re dhe natën, kështu që ato kanë nevojë edhe për ndihmën e karburanteve fosile. Pompat e nxehtësisë mund të kontribuojnë edhe në sistemet termosolare duke siguruar nxehtësi kur dielli nuk është i disponueshëm, duke ndihmuar në mënyrë të plotë realizimin e qëllimit të dekarbonizimit.