المضخة الحرارية المدعومة بالطاقة الشمسية —— الجزء الأول

\المضخة الحرارية المدعومة بالطاقة الشمسية (SAHP) هي آلة تمثل دمج المضخة الحرارية والألواح الشمسية الحرارية في نظام واحد متكامل. عادةً ما يتم استخدام هاتين التقنيتين بشكل منفصل (أو يتم وضعهما بالتوازي فقط) لإنتاج الماء الساخن. في هذا النظام تقوم اللوحة الحرارية الشمسية بوظيفة مصدر الحرارة ذو درجة الحرارة المنخفضة ويتم استخدام الحرارة المنتجة لتغذية مبخر المضخة الحرارية. الهدف من هذا النظام هو الحصول على نسبة عالية من COP ومن ثم إنتاج الطاقة بطريقة أكثر كفاءة وأقل تكلفة.

من الممكن استخدام أي نوع من الألواح الحرارية الشمسية (الصفائح والأنابيب، والأنابيب الحرارية، والألواح الحرارية) أو الهجين (أحادية/متعددة البلورات، والأغشية الرقيقة) مع المضخة الحرارية. يفضل استخدام لوحة هجينة لأنها تسمح بتغطية جزء من الطلب الكهربائي للمضخة الحرارية وتقليل استهلاك الطاقة وبالتالي التكاليف المتغيرة للنظام.

تحسين

إن تحسين ظروف التشغيل لهذا النظام هو المشكلة الرئيسية، لأن هناك اتجاهين متعارضين لأداء النظامين الفرعيين: على سبيل المثال، يؤدي انخفاض درجة حرارة تبخر مائع العمل إلى زيادة الحرارة كفاءة الألواح الشمسية ولكن انخفاض في أداء المضخة الحرارية، مع انخفاض في COP. عادة ما يكون الهدف من التحسين هو تقليل الاستهلاك الكهربائي للمضخة الحرارية، أو الطاقة الأولية التي تتطلبها الغلاية المساعدة التي توفر الحمولة التي لا يغطيها مصدر متجدد.

التكوينات

هناك نوعان من التكوينات المحتملة لهذا النظام، والتي تتميز بوجود أو عدم وجود سائل وسيط ينقل الحرارة من اللوحة إلى المضخة الحرارية. تستخدم الآلات التي تسمى التمدد غير المباشر الماء بشكل أساسي كسائل نقل الحرارة، ممزوجًا بسائل مضاد للتجمد (عادة جليكول) لتجنب ظاهرة تكوين الجليد خلال فترة الشتاء. تقوم الآلات التي تسمى التمدد المباشر بوضع سائل التبريد مباشرة داخل الدائرة الهيدروليكية للوحة الحرارية، حيث يحدث انتقال الطور. هذا التكوين الثاني، على الرغم من أنه أكثر تعقيدًا من الناحية الفنية، إلا أنه يتمتع بالعديد من المزايا:

(1) نقل أفضل للحرارة الناتجة عن اللوحة الحرارية إلى سائل العمل الذي يتضمن كفاءة حرارية أكبر للمبخر، مرتبطة بعدم وجود سائل وسيط؛

(2) يسمح وجود سائل التبخر بتوزيع درجة الحرارة بشكل موحد في اللوحة الحرارية مع ما يترتب على ذلك من زيادة في الكفاءة الحرارية (في ظروف التشغيل العادية للوحة الشمسية، تنخفض الكفاءة الحرارية المحلية من مدخل إلى مخرج السائل لأن السائل ارتفاع درجة الحرارة)؛

(3) باستخدام الألواح الشمسية الهجينة، بالإضافة إلى الميزة الموضحة في النقطة السابقة، تزداد الكفاءة الكهربائية للوح (لاعتبارات مماثلة).

ملاحظة:

بعض المقالات مأخوذة من الإنترنت. وفي حالة وجود أي مخالفة يرجى التواصل معنا لحذفها. إذا كنت مهتمًا بمنتجات المضخات الحرارية، فلا تتردد في الاتصال بشركة المضخات الحرارية OSB، فنحن خيارك الأفضل.