إلى أي مدى سيتأثر أداء سخان المياه بمصدر الهواء الشمسي (الهجين AC/DC) في البيئات ذات الرطوبة العالية؟

تأثير الرطوبة العالية على كفاءة المضخة الحرارية لمصدر الهواء

تعد المضخة الحرارية لمصدر الهواء مكونًا أساسيًا في سخان المياه بالطاقة الشمسية بمصدر الهواء (Hybrid AC/DC) . في البيئات عالية الرطوبة، تؤدي زيادة الرطوبة في الهواء إلى تغيير طفيف في كثافة الهواء والقدرة الحرارية، مما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة المضخة الحرارية. يتكثف الهواء الرطب على سطح المبخر، مما يخلق مقاومة حرارية إضافية ويقلل من كفاءة نقل الحرارة. خلال فترات الأمطار أو الضبابية الطويلة، قد تؤدي الرطوبة العالية المستمرة إلى خفض معامل الأداء (COP)، مما يؤدي إلى انخفاض إنتاج الماء الساخن مقارنة بالبيئات الجافة.

التكثيف وتشكيل الصقيع

تعمل الرطوبة العالية على تسريع عملية التكثيف في المبادل الحراري للمضخة الحرارية. تتكثف الرطوبة الموجودة في الهواء على شكل قطرات ماء على الأسطح الباردة، مما قد يقلل من كفاءة نقل الحرارة. في الظروف الباردة والرطبة، قد يتجمد التكثيف، مما يشكل طبقات جليدية تزيد من مقاومة تدفق الهواء واستهلاك الطاقة. على الرغم من أن أنظمة التيار المتردد/المستمر الهجين تشتمل عادةً على دورات إزالة الجليد التلقائية، إلا أن إزالة الجليد المتكررة تضع أحمالًا عالية على الضاغط على المدى القصير، مما قد يؤثر على الأداء والعمر على المدى الطويل.

التأثير على مجمعات الطاقة الشمسية

يتأثر أيضًا مكون المجمع الشمسي في النظام بالرطوبة العالية. يمكن أن يؤدي تكوين الرطوبة أو الندى على سطح المجمع إلى تقليل امتصاص الطاقة الشمسية، حيث ينعكس أو ينتشر بعض الإشعاع الشمسي بواسطة طبقة الماء. قد يؤدي التعرض المستمر للرطوبة العالية أيضًا إلى تسريع تآكل إطار المجمع والغلاف. تتميز المجمعات عالية الجودة عمومًا بتصميمات مقاومة للتآكل ومقاومة للماء، لكن الفحص والصيانة الروتينية يظلان ضروريين في البيئات الرطبة باستمرار.

حماية النظام الكهربائي

تعمل أنظمة التيار المتردد/التيار المباشر الهجينة باستخدام طاقة التيار المتردد والتيار المستمر، مما يجعل الحماية الكهربائية أمرًا بالغ الأهمية في ظروف الرطوبة العالية. يمكن أن يؤدي تسرب الرطوبة إلى الصناديق الكهربائية إلى حدوث دوائر قصيرة، أو تدهور العزل، أو شيخوخة المكونات. يجب أن تتوافق العبوات الكهربائية الخارجية مع معايير IP65 أو معايير حماية أعلى، مع توصيلات محكمة الغلق لوحدات التحكم وأجهزة الاستشعار والمحطات الطرفية. لا ينبغي تعريض الصناديق الكهربائية مباشرة للمطر أو الضباب للحفاظ على سلامة النظام وموثوقيته.

تعديلات استراتيجية التحكم

تتطلب ظروف الرطوبة العالية استراتيجيات تحكم محسنة للحفاظ على التشغيل المستقر. قد تؤدي المضخة الحرارية دورات تذويب أكثر تكرارًا، ويجب على وحدة التحكم ضبط أوضاع التسخين بناءً على الرطوبة ودرجة الحرارة والطلب على الماء الساخن. يتيح وضع التشغيل DC للنظام الهجين التشغيل الفعال مع الحمل المنخفض، مما يقلل من هدر الطاقة الناتج عن عمليات التشغيل والتوقف المتكررة في الظروف الرطبة. يجب أيضًا أن تأخذ إدارة درجة حرارة تخزين الماء الساخن في الاعتبار انخفاض كفاءة المضخة الحرارية لضمان إمداد المستخدم المستمر.

مقاومة التآكل والاستقرار على المدى الطويل

تعمل الرطوبة العالية على تسريع تآكل المكونات المعدنية والأنابيب. يجب أن تستخدم صهاريج التخزين والأنابيب والإطارات والمبادلات الحرارية مواد مقاومة للتآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ المجلفن أو سبائك الألومنيوم، مع طلاءات مقاومة للماء عالية الجودة. يجب أن توفر وصلات الأنابيب والصمامات وصلات محكمة الغلق لمنع التسرب ونمو الميكروبات. يعمل الفحص والصيانة المنتظمة على إطالة عمر الخدمة وضمان التشغيل الموثوق به في الظروف الرطبة.

توصيات الصيانة

الصيانة الروتينية أمر بالغ الأهمية في البيئات عالية الرطوبة. قم بتنظيف المبادل الحراري، ومجمع الطاقة الشمسية، ومرشحات الهواء لإزالة تراكم المياه، والحطام، والعفن، مما قد يضعف كفاءة نقل الحرارة. تحقق من وحدات التحكم وأجهزة الاستشعار والصناديق الكهربائية للتأكد من بقائها جافة. يساعد تطبيق الطلاءات الواقية أو قضبان الأنود في صهاريج التخزين على تخفيف تآكل الماء، والحفاظ على أداء النظام وموثوقيته.