PV-bantuan Prototaip Pam Haba Dengan Dwi Pemeluwap Mencapai 7.59 Pekali Prestasi

Penyelidik di Universiti Elche Miguel Hernández di Sepanyol telah mereka bentuk sistem pam haba udara-ke-air yang boleh mengalihkan pengeluaran air panas domestik (DHW) kepada waktu siang tengah, sekali gus memaksimumkan penggunaan penjanaan kuasa PV.

Kebaharuan sistem terletak pada penggunaan dua kondenser dan bukannya satu unit.

Para penyelidik menjelaskan bahawa pam haba air panas domestik (DHW) padat konvensional termasuk pemampat, penyejat, injap pengembangan, dan pemeluwap yang dibalut di bahagian bawah tangki simpanan, memanaskan isipadu air penuh melalui perolakan semula jadi. Konfigurasi dwi-kondenser yang dicadangkan menambah pemeluwap kedua di bahagian atas tangki, digabungkan dengan sistem kawalan yang dioptimumkan untuk memilih mod pengendalian, sambil mengekalkan komponen standard.

Kedua-dua pemeluwap bawah dan atas terdiri daripada tiub lingkaran yang dipasang di antara dinding tangki dan lapisan penebat. Apabila pemeluwap bawah beroperasi, haba dihantar ke bahagian bawah tangki 215 liter, menggalakkan stratifikasi dan memanaskan keseluruhan isipadu. Apabila pemeluwap atas diaktifkan, hanya bahagian atas tangki dipanaskan, membolehkan operasi yang lebih disasarkan dan storan tenaga yang lebih rendah.

Prototaip telah dibangunkan daripada pemisahan komersial-udara jenis-ke-pam haba air yang dilengkapi dengan pemampat skrol 600 W dan penyejuk R134a. Pemanas rintangan elektrik 2,400 W asal telah diputuskan sambungan untuk memastikan operasi secara eksklusif dalam mod pam haba. Sistem ini mempunyai pekali prestasi -pengilang sebanyak 3.17 pada 14 C. Pengubahsuaian termasuk menyepadukan pemeluwap kedua, mereka bentuk semula litar penyejukan dan menaik taraf sistem kawalan untuk ujian di bawah keadaan pengendalian DHW dan PV yang realistik.

Persediaan percubaan direka bentuk untuk meniru permintaan DHW isi rumah sebenar menggunakan sistem-gelung tertutup untuk mengelakkan pembaziran air. Ia terdiri daripada dua ruang iklim, pam haba pemeluwap dwi-, pemasangan PV 600 W dan litar hidraulik terkawal. Pam haba disambungkan kepada kedua-dua grid dan sistem PV, tanpa pampasan kewangan dipertimbangkan untuk lebihan elektrik yang disalurkan ke grid.

Tangki tambahan, pam edaran dan penyejuk air mengekalkan suhu air masuk pada 10 C untuk mensimulasikan keadaan bekalan sesalur. Pengawal Arduino Mega menguruskan pam, injap, penyejuk dan pam haba untuk membolehkan ujian automatik. Sistem ini juga dilengkapi dengan 30 penderia suhu, meter aliran dan peranti pemantauan elektrik, dengan data yang direkodkan pada selang satu-minit.

Penyelidik menilai tiga konfigurasi pada suhu ambien 18 C: pam haba pemeluwap tunggal-konvensional, sistem yang sama digabungkan dengan PV dan pam haba pemeluwap dwi-dengan PV. Ujian mengikuti profil penggunaan DHW berasaskan EN 16147, memastikan suhu bekalan melebihi 45 C.

Keputusan menunjukkan bahawa konfigurasi dwi-kondenser meningkatkan kawalan stratifikasi, mengurangkan penggunaan tenaga keseluruhan dan mengekalkan kualiti perkhidmatan DHW sambil meningkatkan penggunaan sendiri-PV dengan ketara.

Analisis mendapati bahawa purata COP bermusim pam haba mencapai 3.55 dalam konfigurasi-kondenser tunggal dan 3.65 apabila digabungkan dengan PV.

"Seperti yang dijangkakan, kedua-dua nilai adalah serupa, kerana tiada perbezaan dalam mod operasi di antara mereka," pasukan penyelidik menekankan. "Dalam ujian ketiga, dengan dua pemeluwap dan strategi kawalan yang dipertingkatkan yang membolehkan operasi dengan suhu air yang lebih rendah, kecekapan ini meningkat kepada 3.71. Trend ini lebih ketara apabila menganalisis kecekapan perkhidmatan DHW, di mana keputusannya ialah 3.08 dan 3.12 untuk dua mod operasi pertama dan 3.37 untuk konfigurasi dengan dua kondensor penyejuk dan konfigurasi tangki PV. pemeluwap, terdapat kehilangan haba yang lebih sedikit."

Penggunaan sendiri tenaga suria-dengan sistem dwi-kondenser pula, meningkat daripada 9.9% kepada 55.5%.

"Hasilnya juga menyerlahkan keperluan untuk mempertimbangkan penggunaan-sendiri serta-merta, menggunakan asas pengiraan paling banyak minit-demi-minit berbanding setiap jam atau harian, kerana yang terakhir menghasilkan sumbangan solar yang tinggi secara tidak realistik," ahli akademik membuat kesimpulan. "Memandangkan tenaga yang dibekalkan oleh panel PV, prestasi HP boleh dinilai semula, membawa kepada COP 3.46 apabila bekerja dengan satu pemeluwap dan 7.59 apabila bekerja dengan konfigurasi dwi pemeluwap."

Sistem ini diterangkan dalam "Penilaian eksperimen reka bentuk pam haba fotovoltaik novel dengan pemeluwap dwi," yang diterbitkan dalam Tenaga Suria.