استخدم العلماء مروحتين منفاختين مع لوحتين عاريتين ملتفتين لإنشاء مضخة حرارية يمكنها العمل في مجموعة متنوعة من درجات الحرارة المحيطة وظروف الإشعاع الشمسي. يتمتع النظام بمتوسط معامل أداء يومي يبلغ 3.24.
قام فريق بحث دولي بتطوير مضخة حرارية جديدة ثنائية المصدر تعمل بالطاقة الشمسية والهواء (SAHP) لتطبيقات تسخين المياه.
يكمن ابتكار النظام في استخدام مروحة منفاخ تتيح الحمل الحراري القسري أثناء أشعة الشمس الجزئية وظروف الإضاءة المنتشرة. الحمل الحراري القسري، مثل الحمل الحراري الطبيعي في المضخات الحرارية العادية ثنائية المصدر التي تعمل بالطاقة الشمسية والهواء، يستخرج المصدر الحراري المحيط إلى تدفق مادة التبريد.
وأضاف: "تساهم هذه الدراسة بشكل كبير في تطوير تقنية SAHP، مما يمهد الطريق لحلول أكثر كفاءة واستدامة لتسخين المياه في المناطق ذات الظروف المحيطة المتنوعة".
تشتمل المضخة الحرارية ثنائية المصدر التي تعمل بالطاقة الشمسية والهواء المعدلة بالتمدد المباشر (SAHP-MDX) على ضاغط محكم دوار، وصمام تمدد، وملفات مكثف مغمورة مبردة بالماء. تم تصميم المبخر الجديد للنظام، المصمم للتغلب على قيود الحمل الحراري الطبيعي، من خلال تكديس لوحين مكشوفين ملفوفين مع مروحة منفاخ بينهما.
وقال العلماء: "يتم دفع الهواء المحيط من خلال المبخر ذو اللوحة العارية ثنائي المصدر في SAHP-MDX بواسطة مروحتين منفاخ بقدرات محرك فردية تبلغ 35 واط"، مشيرين إلى أن النظام يحتوي على مساحة مجمعة للطاقة الشمسية تبلغ 1.6 متر مربع ومبخر إجمالي. مساحة 2 م3.2. "الضاغط المحكم الدوار، بقدرة إدخال مقدرة تبلغ 2 واط وقدرة تسخين تبلغ 910 واط، يضغط مبرد البخار (R3,500A)."
تحتوي المضخة الحرارية الجديدة على ثلاثة أوضاع تشغيل. أحدهما هو الوضع الطبيعي لمصدر الهواء الشمسي (SANM) الذي يمكن للنظام من خلاله العمل طوال اليوم عندما يكون الإشعاع الشمسي أعلى، مما يمكّن المبخر من جمع الطاقة الشمسية والحرارة من الهواء المحيط من خلال الحمل الحراري الطبيعي.
يعمل الوضع القسري لمصدر الهواء الشمسي (SAFM) أيضًا على مدار اليوم، ولكن عندما لا يكون ضوء الشمس متاحًا بالكامل، يستخدم المبخر الحمل الحراري القسري لامتصاص الحرارة من الهواء المحيط، بالإضافة إلى الطاقة الشمسية. عند غياب التشمس أثناء الغسق أو ساعات الليل، يستخدم النظام الوضع القسري لمصدر الهواء (AFM)، حيث يمتص المبخر الطاقة الحرارية المحيطة فقط من الهواء عبر الحمل الحراري القسري.
تم اختبار النظام الجديد في جنوب الهند، خلال خمسة أيام من شتاء 2021 وخلال خمسة أيام أخرى من صيف 2022. وكان يحتوي على خمس دورات لتسخين المياه يوميًا لتجربة المجموعة الكاملة من أوضاع التشغيل. وفي كل دورة، كان عليه تسخين 300 لتر من الماء من درجة حرارة أولية تبلغ 31 درجة مئوية إلى درجة حرارة نهائية تبلغ 50 درجة مئوية.
وفقا للنتائج، في وضع SANM كان للنظام معامل أداء (COP) قدره 3.62، في حين حقق SAFM و AFM 3.37 و 3.05 على التوالي. تم العثور على متوسط COP اليومي للمضخة الحرارية الجديدة، طوال دورات التسخين الخمس يوميًا، وهو 3.24. كان متوسط وقت التسخين لـ SANM هو 163 دقيقة، و 177 دقيقة لـ SAFM، و 187 دقيقة لـ AFM.
وخلصت مجموعة البحث إلى أنه "بشكل عام، يتفوق أداء SAHP-MDX المقترح على المضخات الحرارية التقليدية ثنائية المصدر الموجودة في الممارسة العملية". "يمكن استخدامه كبديل عملي لتطبيقات تسخين المياه في بيئات العالم الحقيقي مع الطقس غير المتوقع ودرجة حرارة الهواء المحيط والإشعاع الشمسي."
وصف العلماء النظام في ورقة بحثية بعنوان "الاستخدام الأمثل لمصدر الهواء الشمسي منخفض الجودة لتسخين المياه بمضخة حرارية باستخدام مبخر مزدوج المصدر مع الحمل الحراري القسري"، والتي نُشرت مؤخرًا في الاتصالات الدولية في الحرارة والنقل الجماعي. ويأتي الباحثون من معهد باناري عمان للتكنولوجيا في الهند، وكلية سري كريشنا للتكنولوجيا، وجامعة صنواي في ماليزيا.
هذا المحتوى محمي بموجب حقوق الطبع والنشر ولا يجوز إعادة استخدامه. إذا كنت ترغب في التعاون معنا وترغب في إعادة استخدام بعض المحتوى الخاص بنا، فيرجى الاتصال بـ: Editors@pv-magazine.com.
مصدر من مجلة الكهروضوئية
إخلاء المسؤولية: يتم توفير المعلومات المذكورة أعلاه بواسطة pv-magazine.com بشكل مستقل عن Alibaba.com. لا تقدم Alibaba.com أي تعهدات أو ضمانات فيما يتعلق بجودة وموثوقية البائع والمنتجات.
