page_banner

پمپ حرارتی کمکی خورشیدی ترمودینامیکی

ترمودینامیک

به طور معمول، وقتی به پنل های خورشیدی فکر می کنید، فتوولتائیک خورشیدی (PV) را تصور می کنید: پانل هایی که در بالای سقف شما یا در یک فضای باز نصب می شوند و نور خورشید را به برق تبدیل می کنند. با این حال، پنل‌های خورشیدی می‌توانند حرارتی نیز باشند، به این معنی که نور خورشید را بر خلاف الکتریسیته به گرما تبدیل می‌کنند. پنل های خورشیدی ترمودینامیکی یکی از انواع پنل های خورشیدی حرارتی هستند که به آنها کلکتور نیز می گویند که به طور چشمگیری با پانل های حرارتی سنتی متفاوت است. به جای نیاز به نور مستقیم خورشید، پنل های خورشیدی ترمودینامیکی می توانند از گرمای هوا نیز نیرو تولید کنند.

 

خوراکی های کلیدی

پنل های خورشیدی ترمودینامیکی می توانند به عنوان جمع کننده و اواپراتور در پمپ های حرارتی با کمک خورشیدی انبساط مستقیم (SAHPs) عمل کنند.

آنها گرما را از نور خورشید و هوای محیط جذب می کنند و معمولاً به نور مستقیم خورشید نیاز ندارند، اگرچه ممکن است در آب و هوای سردتر به خوبی عمل نکنند.

برای ارزیابی عملکرد پنل های خورشیدی ترمودینامیکی در آب و هوای سردتر، آزمایش های بیشتری مورد نیاز است

در حالی که پانل های خورشیدی ترمودینامیکی در اروپا محبوب ترین هستند، برخی از آنها شروع به ورود به بازار در ایالات متحده کرده اند

 

پمپ حرارتی با کمک خورشیدی چگونه کار می کند؟

SAHP ها از انرژی حرارتی خورشید و پمپ های حرارتی برای تولید گرما استفاده می کنند. در حالی که می توانید این سیستم ها را به روش های مختلف پیکربندی کنید، آنها همیشه شامل پنج جزء اصلی هستند: کلکتورها، اواپراتور، کمپرسور، شیر انبساط حرارتی و مخزن تبادل حرارت ذخیره سازی.

 

پنل های خورشیدی ترمودینامیکی چیست؟ چطورکار می کنند؟

پنل های خورشیدی ترمودینامیکی اجزای برخی از پمپ های حرارتی با کمک خورشیدی انبساط مستقیم (SAHPs) هستند، جایی که آنها به عنوان کلکتور عمل می کنند و مبرد سرد را گرم می کنند. در SAHP های انبساط مستقیم، آنها همچنین به عنوان تبخیر کننده عمل می کنند: همانطور که مبرد مستقیماً از طریق یک صفحه خورشیدی ترمودینامیکی گردش می کند و گرما را جذب می کند، تبخیر می شود و از مایع به گاز تبدیل می شود. سپس گاز از طریق یک کمپرسور در جایی که تحت فشار است حرکت می کند و در نهایت به مخزن تبادل حرارت ذخیره می شود، جایی که آب شما را گرم می کند.

 

برخلاف فتوولتائیک ها یا پنل های خورشیدی حرارتی سنتی، پنل های خورشیدی ترمودینامیکی نیازی به قرار دادن در زیر نور کامل خورشید ندارند. آنها گرما را از نور مستقیم خورشید جذب می کنند، اما می توانند گرما را از هوای محیط نیز جذب کنند. بنابراین، در حالی که پانل های خورشیدی ترمودینامیکی از نظر فنی پنل های خورشیدی در نظر گرفته می شوند، از جهاتی بیشتر شبیه پمپ های حرارتی منبع هوا هستند. پنل‌های خورشیدی ترمودینامیکی را می‌توان روی سقف‌ها یا دیوارها، در آفتاب کامل یا در سایه کامل نصب کرد – نکته اینجاست که اگر در آب و هوای سرد زندگی می‌کنید، احتمالاً در زیر نور کامل خورشید به بهترین شکل کار می‌کنند زیرا دمای هوای محیط ممکن است گرم نباشد. به اندازه کافی برای رفع نیازهای گرمایشی شما

 

آب گرم خورشیدی چطور؟

سیستم‌های آب گرم خورشیدی از کلکتورهای سنتی استفاده می‌کنند که می‌توانند مبرد را مانند پنل‌های خورشیدی ترمودینامیکی گرم کنند یا مستقیماً آب را گرم کنند. این کلکتورها به نور کامل خورشید نیاز دارند و مبرد یا آب می توانند به صورت غیرفعال از طریق گرانش یا به طور فعال از طریق یک پمپ کنترل کننده در سیستم حرکت کنند. SAHP ها کارآمدتر هستند زیرا شامل یک کمپرسور هستند که گرما را در مبرد گازی تحت فشار قرار می دهد و متمرکز می کند، و به دلیل اینکه شامل یک دریچه تبادل حرارتی است که سرعت جریان مبرد را در اواپراتور تنظیم می کند - که می تواند یک پنل خورشیدی ترمودینامیکی باشد. - برای به حداکثر رساندن بازده انرژی

 

پنل های خورشیدی ترمودینامیکی چقدر خوب کار می کنند؟

برخلاف سیستم های آب گرم خورشیدی، پنل های خورشیدی ترمودینامیکی هنوز یک فناوری در حال توسعه هستند و به خوبی آزمایش نشده اند. در سال 2014، یک آزمایشگاه مستقل به نام Narec Distributed Energy، آزمایشاتی را در Blyth، انگلستان برای تعیین کارایی صفحات خورشیدی ترمودینامیکی انجام داد. بلیت دارای آب و هوای نسبتاً معتدل با بارندگی شدید است و آزمایشات از ژانویه تا جولای انجام شد.

 

نتایج نشان داد که ضریب عملکرد یا COP سیستم ترمودینامیکی SAHP 2.2 بود (زمانی که گرمای از دست رفته از مخزن مبادله حرارت را محاسبه کنید). پمپ های حرارتی معمولاً زمانی که به COPهای بالاتر از 3.0 می رسند بسیار کارآمد در نظر گرفته می شوند. با این حال، در حالی که این مطالعه نشان داد که در سال 2014، پانل های خورشیدی ترمودینامیکی در آب و هوای معتدل کارایی بالایی نداشتند، اما می توانند در آب و هوای گرم تر کارایی بیشتری داشته باشند. علاوه بر این، با ادامه پیشرفت فناوری، پنل های خورشیدی ترمودینامیکی احتمالاً به یک مطالعه آزمایشی مستقل جدید نیاز دارند.

 

نحوه ارزیابی کارایی پمپ های حرارتی با کمک خورشیدی

قبل از انتخاب SAHP، باید ضریب عملکرد (COP) سیستم های مختلف را مقایسه کنید. COP اندازه گیری بازده پمپ حرارتی بر اساس نسبت گرمای مفید تولید شده در مقایسه با انرژی ورودی آن است. COP های بالاتر معادل SAHP های کارآمدتر و هزینه های عملیاتی کمتر است. در حالی که بالاترین COPی که هر پمپ حرارتی می تواند به دست آورد 4.5 است، پمپ های حرارتی با COP های بالاتر از 3.0 بسیار کارآمد در نظر گرفته می شوند.


زمان ارسال: ژوئیه-19-2022