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太陽光利用ヒートポンプ——パート2

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比較

一般に、この統合システムの使用は、冬季にサーマルパネルによって生成される熱を利用する効率的な方法ですが、通常は温度が低すぎるため利用されません。

分離された生産システム

ヒートポンプのみを使用する場合と比較して、冬季から春にかけての天候の変化中に機械が消費する電気エネルギーの量を削減することができ、最終的には必要なすべての熱需要を生成するためにサーマルソーラーパネルのみを使用することができます。間接膨張機の場合)、変動費を節約します。

サーマルパネルのみを備えたシステムと比較して、冬に必要な暖房の大部分を非化石エネルギー源を使用して提供することが可能です。

従来のヒートポンプ

地中熱ヒートポンプと比較して、土壌への配管工事が不要なため、投資コストが安く済む(掘削費用が地中熱ヒートポンプシステムのコストの約50%を占める)ことが大きな利点です。利用可能なスペースが限られている場所でも、機械をより柔軟に設置できます。 さらに、熱土壌の劣化の可能性に関するリスクはありません。

空気熱源ヒートポンプと同様に、太陽光利用ヒートポンプの性能は大気条件の影響を受けますが、この影響はそれほど大きくありません。 太陽光利用ヒートポンプの性能は、一般に気温の振動ではなく、日射強度の変化によって影響を受けます。 これにより、より大きな SCOP (季節 COP) が得られます。 さらに、作動流体の蒸発温度が空気熱源ヒートポンプよりも高いため、一般に成績係数が大幅に高くなります。

低温条件

一般に、ヒートポンプは周囲温度よりも低い温度で蒸発する可能性があります。 太陽光利用ヒートポンプでは、これによりサーマルパネルの温度分布がその温度よりも低くなります。 この状態では、パネルから環境への熱損失がヒートポンプに利用可能な追加エネルギーとなります。この場合、ソーラーパネルの熱効率は 100% を超える可能性があります。

このような低温条件下でのもう 1 つの自由寄与は、パネルの表面で水蒸気が凝縮する可能性に関連しており、これにより熱伝達流体に追加の熱が供給されます (通常、それは太陽熱によって収集される総熱量のごく一部です)パネル)、これは凝縮の潜熱に等しい。

ダブル冷源を備えたヒートポンプ

蒸発器の熱源は太陽光パネルだけというシンプルな構成の太陽光発電アシストヒートポンプです。 追加の熱源を備えた構成も存在します。 目標は、省エネにおいてさらなる利点をもたらすことですが、その一方で、システムの管理と最適化はより複雑になります。

地熱と太陽光の構成により、配管分野のサイズを縮小し(投資を削減)、夏の間はサーマルパネルから集めた熱によって地盤を再生することができます。

エアソーラー構造により、曇りの日でも許容可能な熱入力が可能になり、システムのコンパクトさと設置の容易さが維持されます。

課題

通常のエアコンと同様、問題の 1 つは、特に太陽光の出力が低く、周囲の空気の流れが少ない場合に、蒸発温度を高く保つことです。

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投稿日時: 2022 年 9 月 28 日