Ikkita kondensatorli PV-yordamli issiqlik nasosi prototipi unumdorlik koeffitsienti 7,59 ga etadi

Ispaniyaning Migel Ernandes nomidagi Elche universiteti tadqiqotchilari maishiy issiq suv (IsS) ishlab chiqarishni markaziy kunduzgi soatga o‘tkazish va shu tariqa PV quvvat ishlab chiqarishdan maksimal darajada foydalanish imkonini beruvchi havo{0}}suvga{1}}issiqlik nasosi tizimini loyihalashtirdilar.

Tizimning yangiligi bitta birlik o'rniga ikkita kondensatordan foydalanishdadir.

Tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, an'anaviy ixcham maishiy issiq suv (DHW) issiqlik nasosi kompressor, evaporatator, kengaytirish klapan va saqlash idishining pastki qismiga o'ralgan kondensatorni o'z ichiga oladi va tabiiy konveksiya orqali suvning to'liq hajmini isitadi. Taklif etilayotgan ikki{1}}kondenser konfiguratsiyasi standart komponentlarni saqlab qolgan holda, ish rejimini tanlash uchun optimallashtirilgan boshqaruv tizimi bilan birlashtirilgan idishning yuqori qismiga ikkinchi kondensatorni qo‘shadi.

Pastki va yuqori kondensatorlar tank devori va izolyatsiya qatlami orasiga o'rnatilgan spiral quvurlardan iborat. Pastki kondensator ishlaganda, issiqlik 215 litrli tankning pastki qismiga etkaziladi, bu qatlamlanishni va butun hajmni isitishni ta'minlaydi. Yuqori kondensator yoqilganda, tankning faqat yuqori qismi isitiladi, bu esa ko'proq maqsadli ishlash va kamroq energiya tejash imkonini beradi.

Prototip 600 Vt quvvatga ega aylanma kompressor va R134a sovutgichi bilan jihozlangan tijorat havo{1}}issiqlik nasosidan-suvga ajratilgan issiqlik nasosidan ishlab chiqilgan. Faqat issiqlik nasosi rejimida ishlashini ta'minlash uchun original 2400 Vt quvvatli elektr qarshilik isitgichi uzildi. Tizim 14 C da 3,17 ishlab chiqaruvchi nominal unumdorlik koeffitsienti (COP)ga{9}} ega edi. O'zgartirishlar orasida ikkinchi kondensatorni integratsiyalash, sovutish sxemasini qayta loyihalash va DHW va PV ish sharoitlarida sinovdan o'tkazish uchun boshqaruv tizimini yangilash kiradi.

Tajriba qurilmasi suvni isrof qilmaslik uchun yopiq{0}}sistema yordamida uy xo‘jaliklarining issiq suvga bo‘lgan haqiqiy talabini takrorlash uchun ishlab chiqilgan. U ikkita iqlim kamerasidan, ikki-kondensatorli issiqlik nasosidan, 600 Vt quvvatga ega PV qurilmasidan va boshqariladigan gidravlik sxemadan iborat edi. Issiqlik nasosi tarmoqqa ham, PV tizimiga ham ulangan, tarmoqqa yuborilgan ortiqcha elektr energiyasi uchun moliyaviy kompensatsiya hisobga olinmagan.

Yordamchi tank, sirkulyatsiya pompasi va suv sovutgichi tarmoq ta'minoti sharoitlarini taqlid qilish uchun kirish suvining haroratini 10 C da ushlab turdi. Arduino Mega tekshirgichi avtomatlashtirilgan sinovni yoqish uchun nasoslar, klapanlar, sovutgich va issiqlik nasoslarini boshqargan. Tizim, shuningdek, 30 ta harorat sensori, oqim o'lchagich va elektr monitoring qurilmalari bilan jihozlangan bo'lib, ma'lumotlar bir{4}}daqiqali oraliqda qayd etilgan.

Tadqiqotchilar 18 C atrof-muhit haroratida uchta konfiguratsiyani baholadilar: an'anaviy bitta{1}}kondensatorli issiqlik nasosi, PV bilan birlashtirilgan bir xil tizim va PV bilan ikki-kondenserli issiqlik nasosi. Sinovlar EN 16147 ga asoslangan DHW iste'mol profiliga rioya qilib, ta'minot harorati 45 C dan yuqori bo'lishini ta'minladi.

Natijalar shuni ko'rsatdiki, ikki{0}}kondensator konfiguratsiyasi qatlamlanish nazoratini yaxshilagan, umumiy energiya sarfini kamaytirgan va issiq suv xizmati sifatini saqlab qolgan, shu bilan birga PV o'z{1}}iste'molini sezilarli darajada oshirgan.

Tahlil shuni ko'rsatdiki, issiqlik nasosining o'rtacha mavsumiy COP kondensator konfiguratsiyasida bitta-3,55 ga, PV bilan birlashganda esa 3,65 ga yetdi.

"Kutilganidek, ikkala qiymat ham o'xshash, chunki ular o'rtasida ish rejimida farq yo'q", deb ta'kidladi tadqiqot guruhi. "Uchinchi sinovda ikkita kondensator va pastroq suv harorati bilan ishlashga imkon beruvchi takomillashtirilgan boshqaruv strategiyasi bilan bu samaradorlik 3,71 ga ko'tariladi. Bu tendentsiya DHW xizmatining samaradorligini tahlil qilishda aniqroq bo'ladi, bunda natijalar dastlabki ikkita ish rejimi uchun 3,08 va 3,12, konfiguratsiya uchun esa 3,37 ni tashkil etadi. ikkita kondensator, issiqlik yo'qotishlari kamroq."

Ikkita kondensatorli{0}}quyosh energiyasini oʻz-isteʼmol qilish esa 9,9% dan 55,5% gacha koʻtarildi.

“Natijalar, shuningdek, bir lahzada oʻz-oʻzini isteʼmol qilishni koʻrib chiqish zarurligini taʼkidlaydi, bunda soatlik yoki kunlik emas, balki koʻpi bilan daqiqaga-minut- hisob-kitob bazasidan foydalanish kerak, chunki buning natijasida quyosh energiyasi real boʻlmagan darajada yuqori hissa qoʻshadi”, — xulosa qildi akademiklar. "PV panellari tomonidan ta'minlangan energiyani hisobga olgan holda, HP ning ishlashini qayta baholash mumkin, bu bitta kondanser bilan ishlaganda COP 3,46 ga va ikkita kondensator konfiguratsiyasi bilan ishlaganda 7,59 ga olib keladi."

Tizim Quyosh energiyasida chop etilgan "Ikki kondanserli yangi fotovoltaik issiqlik nasosi dizaynini eksperimental baholash" da tasvirlangan.