Дулааны насосны үр ашгийг бууруулахад ямар хүчин зүйл нөлөөлдөг вэ?
Чулуужсан түлшний халаалтыг орлох гол шийдэл хэмээн өргөмжлөгдсөн дулааны насосны технологи дэлхий даяар хурдацтай хэрэгжиж байна. Гэсэн хэдий ч олон суурилуулалт нь бодит амьдрал дээр онолын үр ашгийн түвшинд хүрч чадахгүй байгаа тул үндсэн шалтгааныг судалж байна.
Их Британийн Эрчим хүчний хэмнэлтийн итгэлцлийн (EST) судалгаагаар нэгэн гайхалтай баримтыг илрүүлсэн байна. Их Британид суурилуулсан дулааны насосуудын 83% нь хангалтгүй ажиллаж байна, 87% нь 3 одтой зэрэглэлийн эрчим хүчний үр ашгийн хамгийн бага шалгуурыг хангаж чадаагүй байна.
ETH Zurich-ийн хэд хэдэн их дээд сургуулиудтай хамтран хийсэн судалгаагаар Төв Европын 10 орны 1023 дулааны насосны үйл ажиллагааны бодит мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийсэн. Тэд ижил температурын нөхцөлд нэгжүүдийн хооронд гүйцэтгэлийн мэдэгдэхүйц өөрчлөлтийг олж мэдсэн. Зарим төхөөрөмжүүдийн хоорондох гүйцэтгэлийн коэффициент (COP) зөрүү 2-3 дахин их байна. Энэхүү дүгнэлт нь тус үйлдвэрийг дулааны насосны үр ашигт нөлөөлөх чухал хүчин зүйлсийг дахин судлахад түлхэц болсон.
01 Тоног төхөөрөмж & Суурилуулалтын асуудал
Дулааны насосны үр ашиг багатай гол буруутан нь тоног төхөөрөмж өөрөө болон угсралтын чанарт оршдог. EST судалгаагаар тогтоогдсон суурилуулалтын салбарын зохион байгуулалтгүй үйлдвэрлэлийн менежмент гол асуудал болж байна.
EST-ийн Бизнесийн хөгжлийн хэлтсийн дарга Саймон Грин илэн далангүй хэлэв: ddhhh Зөв суурилуулж, ашигласан тохиолдолд дулааны насосны технологи нь Их Британийн CO₂ ялгаруулалтыг мэдэгдэхүйц бууруулж чадна. Гэсэн хэдий ч одоогийн нөхцөл байдал бидний тооцооллоос эрс ялгаатай байна."
Их Британид орон сууцны дулааны насос суурилуулах ажлыг хариуцдаг Халаалт ба халуун усны аж үйлдвэрийн зөвлөл (HHIC) олон нийтэд хүлээн зөвшөөрөгдсөн. хэрэглэгчдэд тохиромжтой бүтээгдэхүүнийг сонгоход туслах хангалттай боловсон хүчний дутагдал. Мэргэжилтнүүдийн зааварчилгаа байхгүйгээс хэрэглэгчид ихэвчлэн өөрсдийн барилгын шинж чанарт тохирохгүй тоног төхөөрөмжийг худалдан авдаг тул сонголтын алдаа байнга гардаг.
Тоног төхөөрөмжийн хөгшрөлт нь үр ашгийн өөр нэг алуурчин юм. Орчин үеийн агаарын эх үүсвэртэй дулааны насос үйлдвэрлэгчид засвар үйлчилгээний гарын авлагадаа тэмдэглэсэн байдаг компрессор, дулаан эксчер зэрэг гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь цаг хугацааны явцад элэгддэг. Битүүмжлэл муу байгаа нь хөргөлтийн шингэн алдагдаж, халаалт/хөргөлтийн үр ашгийг бууруулж, харин цахилгааны хөгшрөлтийн систем нь үйл ажиллагааны тогтвортой байдалд шууд нөлөөлдөг.
02 Байгаль орчин ба дизайны хүчин зүйлүүд
Хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдал нь үр ашигт нөлөөлдөг хоёр дахь гол хүчин зүйл юм. Орчны температур нь агаарын эх үүсвэрийн дулааны насосны халаалтын үр ашигт ихээхэн нөлөөлдөг - бага температур нь үр ашгийг мэдэгдэхүйц бууруулахад хүргэдэг.
Суурилуулалтын байршил нь адилхан чухал юм. Дулааны эх үүсвэр эсвэл радиаторын ойролцоо байрлуулах нь агаарын урсгалыг хязгаарлаж, дулаан солилцооны үр ашгийг шууд бууруулдаг. Өрөөн доторх чийгшил, агаарын чанар нь халаалтын гүйцэтгэлд шаталсан нөлөөг бий болгодог.
ETH Zurich-ийн томоохон хэмжээний өгөгдлийн шинжилгээ үүнийг олж мэдсэн Газрын дулааны насосууд дунджаар 4.90-д хүрсэн нь агаарын эх үүсвэрийн 4.03-аас хол давсан.. Хамгийн чухал нь газрын эх үүсвэрийн үр ашиг нь гаднах температурын хэлбэлзэлд бага өртдөг бөгөөд энэ нь илүү тогтвортой гүйцэтгэлийг харуулж байна.
Судалгаа нь мөн дизайны гол алдааг илрүүлсэн: ойролцоогоор Дулааны насосны системийн 7-11% нь том хэмжээтэй, 1% орчим нь дутуу хэмжээтэй байдаг. Хэмжээний энэ тохиромжгүй байдал нь оновчтой нөхцөлд ажиллахаас сэргийлж, эрчим хүчний алдагдалд хүргэдэг.
03 Буруу ажиллагаа, засвар үйлчилгээ
Дулааны насосны системийн засвар үйлчилгээний байдал нь түүний урт хугацааны үр ашигт шууд нөлөөлдөг. Тогтмол засвар үйлчилгээ нь хэвийн ажиллагааг хангах түлхүүр юм, гэхдээ энэ үндсэн шаардлагыг практикт ихэвчлэн үл тоомсорлодог.
Буруу арчилгаа нь эд ангиудын бөглөрөл, эвдрэлд хүргэдэг бол стандарт бус засвар үйлчилгээний аргууд нь шинэ асуудлуудыг үүсгэдэг. Хөргөлтийн цэнэгийн буруу түвшин - хэт цэнэглэгдсэн эсвэл бага цэнэглэгдсэн эсэхээс үл хамааран халаалтын үр ашгийг эрс бууруулдаг. Дулаан солилцуур дээр зохисгүй цэвэрлэгээний бодис хэрэглэх нь гүйцэтгэлийг мөн адил бууруулдаг.
Үүнийг Европын судалгаа харуулж байна халаалтын муруйн тохиргоог 1°С-аар бууруулах нь дулааны насосны дундаж үр ашгийг 0.11 COP-ээр нэмэгдүүлж, өрхийн эрчим хүчний хэрэглээг 2.61%-иар бууруулах боломжтой.. Олон хэрэглэгчид ийм оновчлолын аргуудыг мэддэггүй бөгөөд энэ нь удаан үргэлжилсэн дутуу үйл ажиллагаанд хүргэдэг.
Хөргөлтийн асуудал нь үр ашгийг алдах бас нэг нийтлэг шалтгаан болдог. Хөргөлтийн дулаан дамжуулах чадвар хангалтгүй байгаа нь нэг мөчлөгт үр дүнтэй дулаан солилцоог бууруулдаг. Зарим үйлдвэрлэгчид зардлаа бууруулахын тулд стандартын шаардлага хангаагүй хөргөгч ашигладаг, эсвэл тээвэрлэх явцад гоожиж, усны тооцооны температурт хүрч чаддаггүй.
04 Системийн тохиргоо ба хэмжээсийн асуудал
Системийн зохисгүй тохиргоо нь үр ашиггүй байдлын гүн гүнзгий шалтгаан юм. Дотоодын халуун ус (DHW) үйлдвэрлэхэд зориулагдсан дулааны насосууд нь орон зайг халаахад ашигладагтай харьцуулахад COP-ийн утгыг мэдэгдэхүйц бага харуулж байна. DHW нь илүү өндөр урсгалын температур шаарддаг. Эрчим хүчний эрэлтийн шинж чанаруудын энэ ялгааг дизайны явцад ихэвчлэн анзаардаггүй.
Хэмжээ тогтоох асуудал ялангуяа орон сууцны хэрэглээнд хурцаар тавигддаг. ETH Zurich-ийн баг хэмжээсийн зохистой байдлыг үнэлэхийн тулд ашиглалтын хэмжүүрийг боловсруулж, үүнийг олж мэдэв том хэмжээтэй эсвэл бага хэмжээтэй системүүд нь гайхалтай түгээмэл байдаг.
Аж үйлдвэрт системийн интеграцийн аргууд нь нийт үр ашигт чухал нөлөө үзүүлдэг. Цементийн үйлдвэрийн CO₂-г барих төслийн судалгаанууд үүнийг харуулж байна Өндөр температурт дулааны насосыг нэгтгэх нь клинкерийн зардлыг 32% бууруулах боломжтой.. Гэсэн хэдий ч ийм оновчлолд хүрэхийн тулд системийн нарийн дизайн, интеграцийн чадавхийг шаарддаг бөгөөд олон суулгагчдад бэрхшээл учруулдаг.
Хятадын алдартай "dual-supply" системүүд (нэгдсэн хөргөлт ба халаалт) нь шинэлэг дизайнаар дамжуулан нийт эрчим хүчний хэмнэлтийг сайжруулдаг. Зуны улиралд хөргөлтийн бодисыг хананд суурилуулсан доторх төхөөрөмжөөр дамжуулдаг; Өвлийн улиралд халуун ус нь шалны халаалтын системээр дамжин эргэлддэг бөгөөд энэ нь Хятадын уламжлалт эрүүл мэндийн зарчимд нийцсэн хөл, сэрүүн толгой.
05 Шийдэл ба ирээдүйн төлөв
Дулааны насосны үр ашгийн сорилтуудыг шийдвэрлэхийн тулд технологийн шинэчлэл, бодлогын зохицуулалтыг хоёуланг нь шаарддаг. Хонг Конгийн Шинжлэх Ухаан Технологийн Их Сургуулийн (HKUST) судлаачдын гаргасан нээлт нь Ti₇₈Nb₂₂ уян хайлштай холбоотой., ердийн металлаас 20 дахин их температурын өөрчлөлтийн үр ашигт хүрч, Карногийн үр ашгийн хязгаарын 90% -д хүрдэг.
Энэ материал нь уян хатан хэв гажилтаар халааж, хөргөж, хатуу төлөвт дулааны насосны технологийн шинэ замыг нээж өгдөг. Тус баг одоогоор энэ хайлш дээр суурилсан үйлдвэрийн дулааны насосны загварыг боловсруулж байна.
Үйл ажиллагааны хяналт, ухаалаг тохируулга нь үр ашгийн бодит өсөлтийг санал болгодог. Европын судлаачид байгуулахыг зөвлөж байна суурилуулалтын дараах гүйцэтгэлийн үнэлгээний стандартчилсан журам хэрэглэгчдэд тохиргоог оновчтой болгоход туслах дижитал хэрэгслийг хөгжүүлэх. Халаалтын муруйг багасгах гэх мэт энгийн тохируулга нь эрчим хүчний ихээхэн хэмнэлтийг бий болгодог.
Бодлогын дизайныг боловсронгуй болгох шаардлагатай. Германы туршлага үүнийг харуулж байна цахилгаан эрчим хүчний өндөр үнэ нь дулааны насосыг нэвтрүүлэхэд саад учруулж болзошгүй. Эрчим хүчний татварын бүтцэд оновчтой зохицуулалт хийж, цахилгаан эрчим хүчийг байгалийн хийтэй өрсөлдөх чадвартай болгох нь чулуужсан түлшээр ажилладаг халаагуурыг солих ажлыг хурдасгах болно.
Аж үйлдвэрийн хэрэглээний програмууд асар их боломжийг агуулдаг. Цементийн үйлдвэрийн CO₂-ийн өндөр температурт дулааны насосыг нэгтгэсэн төслүүд нь клинкерийн нэмэгдэл зардлыг 32%-иар бууруулахын зэрэгцээ ялгаруулалтыг бууруулах технологийн чадварыг харуулж байна. Сэргээгдэх цахилгаан эрчим хүч өргөжиж, өндөр температурт дулааны насосны технологи хөгжихийн хэрээр ийм шийдлүүд нь эрчим хүч их шаарддаг үйлдвэрүүдэд нүүрстөрөгчгүйжүүлэх үндсэн технологи болж чадна.
Дулааны насосны технологийн ирээдүйн хөгжлийн зам улам тодорхой болж байна. HKUST-ийн материаллаг эрдэмтдийн бүтээсэн Ti₇₈Nb₂₂ уян харимхай хайлш нь лабораторид маш сайн ажилладаг. Аж үйлдвэрийн салбарууд шинэ хил хязгаарыг хайж байна. Өндөр температурын дулааны насосыг Механик уурын шахалт (MVR)-тай хослуулсан цементийн үйлдвэрийн нүүрстөрөгчийг барих төслүүд багассан. CO₂-г авах зардал тонн тутамд 125.9 евро болно. Эдгээр инноваци лабораториос зах зээлд шилжих тусам дулааны насос нь дэлхийн эрчим хүчний шилжилтийн гол хүч болох болно.