Какой тип солнечных коллекторов и испарителей с тепловым насосом обычно используются в солнечных водонагревателях с источником воздуха?

Выбор солнечного теплового коллектора: компромисс между производительностью и сценарием

Производительность солнечный водонагреватель с воздушным источником (ПАВ) система во многом зависит от типа и эффективности ее основного компонента: солнечного теплового коллектора. В профессиональной инженерной практике рассматриваются две основные технологии: плоские пластинчатые коллекторы и вакуумные трубчатые коллекторы.

1. Вакуумный трубчатый коллектор (ETC)

Технология вакуумных трубок играет ключевую роль в системах SAW благодаря своим превосходным изоляционным характеристикам.

Принципиальное преимущество: в вакуумных трубках используется слой высокого вакуума между трубками, что значительно снижает конвективные и кондуктивные потери тепла. Это означает, что даже при низких температурах окружающей среды или низкой солнечной радиации (например, в пасмурные дни или зимой) ETC могут поддерживать высокую эффективность сбора и нагревать воду до более высокого уровня.

Применимые сценарии: Благодаря отличным характеристикам сбора тепла при низких температурах, вакуумные трубки особенно подходят для северного Китая, холодного климата и коммерческого применения, требующего более высоких температур воды на выходе. Он более эффективно обеспечивает высокотемпературный предварительный нагрев воздушных тепловых насосов, значительно снижая рабочую нагрузку теплового насоса и тем самым улучшая сезонный коэффициент полезного действия системы (SPF) зимой.

Технические соображения: В современных вакуумных трубчатых коллекторах часто используется технология тепловых трубок, обеспечивающая безводную работу и непрямой теплообмен. Это упрощает защиту от замерзания и повышает надежность системы.

2. Плоский пластинчатый коллектор (ППК).

В некоторых проектах предпочтение отдается плоским коллекторам из-за их прочной конструкции и термической стабильности.

Конструктивные особенности: ФПК состоит из теплопоглощающей пластины, прозрачной крышки и изоляционного слоя. Его компактная конструкция позволяет легко интегрировать его в здания (BIPV, интегрированная фотоэлектрическая/тепловая система здания).

Факторы производительности: Плоские коллекторы обеспечивают превосходную мгновенную эффективность при высокой освещенности и температурах окружающей среды. Однако они испытывают большие потери тепла по сравнению с электронными лампами при больших колебаниях температуры.

Сценарии применения: Плоские коллекторы больше подходят для южного Китая, районов с обильным солнцем круглый год или в качестве недорогого крупномасштабного решения для системной интеграции.

Профессиональная интеграция: В водонагревателях с солнечным воздухом плоские коллекторы часто служат источником предварительного нагрева для испарителя теплового насоса. Горячая вода средней и низкой температуры, которую они производят, повышает температуру испарения и оптимизирует COP (коэффициент производительности) теплового насоса.

Конструкция испарителя с тепловым насосом: подходящий и эффективный теплообмен

В системе водонагревателя с солнечным источником воздуха ядром теплового насоса является испаритель, который поглощает низкопотенциальную тепловую энергию из окружающей среды. Чтобы соответствовать требованиям сложной системы, испаритель должен обладать высокой эффективностью теплообмена и многорежимной адаптируемостью.

1. Трубчатый/кожухотрубный испаритель.

Этот тип испарителя обычно используется в приложениях, связанных с прямым или косвенным теплообменом между водой и хладагентом.

Функциональное расположение: В стандартном режиме воздушного теплового насоса (ASHP) испаритель поглощает тепло из воздуха. Однако в солнечном гибридном режиме испаритель может быть выполнен в виде многофункционального теплообменника.

Специализированное применение: в некоторых высококлассных системах солнечного источника воздуха используется промежуточная среда (например, антифриз или циркулирующая вода), которая сначала нагревается солнечными коллекторами, а затем передается в испаритель для добавления хладагента. Эта конструкция требует, чтобы испаритель имел превосходное сопротивление потоку и коэффициент теплопередачи.

2. Испаритель с ребристой трубкой.

Этот испаритель используется в стандартных наружных блоках с воздушным тепловым насосом и поглощает тепло непосредственно из окружающего воздуха.

Основная функция: В межсезонье или при дополнительном обогреве система в первую очередь полагается на оребренный испаритель для поглощения тепла воздуха.

Рекомендации по размораживанию: В условиях низкой температуры и высокой влажности испарители с оребренными трубками сталкиваются с проблемой обледенения. Профессиональные системы Solar Air Source используют избыточное тепло от солнечных коллекторов даже в качестве источника тепла для размораживания, повышая эффективность размораживания и сокращая потребление энергии для размораживания и время простоя теплового насоса.

Комбинированная системная интеграция и оптимизация

Опыт компании Solar Air Source Water Heater заключается в оптимизированной логике управления и термодинамическом цикле между коллектором и испарителем.

Энергетическая синергия: система использует интеллектуальный алгоритм контроля температуры, чтобы точно определить, когда использовать солнечный предварительный нагрев (для повышения температуры водяного бака или температуры испарения теплового насоса), а когда переключиться в режим чистого теплового насоса. Такое динамическое переключение обеспечивает приоритет солнечной энергии и максимизирует использование возобновляемых источников энергии.

Улучшение производительности: энергия предварительного нагрева, обеспечиваемая коллектором, значительно увеличивает давление всасывания компрессора теплового насоса и снижает степень сжатия, в результате чего КПД системы в комбинированном режиме намного выше, чем у теплового насоса с источником чистого воздуха, максимизируя предельную выгоду от энергии.