Prilagodljivost termoelementov nizko{0}}temperaturnemu okolju pri zimskem solarnem ogrevanju
Nizko{0}}temperaturna zimska okolja vedno prinašajo številne operativne izzive za solarne sisteme za ogrevanje vode. Učinkovitost sončnega kolektorja močno upade pri nizki temperaturi okolja in šibki sončni svetlobi, pomožne grelne cevi pa potrebujejo pogost zagon, da ohranijo oskrbo s toplo vodo. Številni sistemi se soočajo z motnjo temperature vode in povečano porabo energije pozimi, kar je tesno povezano s slabo prilagodljivostjo podpornih termočlenov nizkim{3}}temperaturam. Običajni termoelementi imajo očitno zmanjšanje učinkovitosti v okoljih z nizko-temperaturo in ne podpirajo stabilnega delovanja solarnih pomožnih ogrevalnih sistemov.
V zimskih nizko{0}}temperaturnih okoljih pod 10 stopinj se učinkovitost termoelektrične pretvorbe običajnih termočlenov znatno zmanjša, občutljivost zaznavanja pa hitro pade. Temperaturna razlika med vodo v rezervoarju in zunanjim okoljem se poveča, kar vodi do pospešenega odvajanja toplote vode in zapletene porazdelitve temperaturnega polja v rezervoarju za vodo. Generični senzorji ne morejo natančno zajeti podatkov o povprečni temperaturi vode, kar ima za posledico neurejeno logiko delovanja grelne cevi.
Po statističnih podatkih o sezonskem delovanju imajo solarni sistemi, opremljeni z običajnimi termočleni, pozimi 35-odstotno povečanje porabe energije za pomožno ogrevanje, območje nihanja temperature vode pa se razširi na ±4 stopinje. Nasprotno pa sončni-termočleni, odporni na nizke-temperature, ohranjajo visoko-natančnost zaznavanja v okoljih z ultra-nizkimi temperaturami, kar zagotavlja stabilno in učinkovito delovanje grelnih cevi.
Profesionalni termočleni, prilagojeni nizkim-temperaturam, uporabljajo posebno formulo zlitine za nizke-temperature, ki preprečuje togost delovanja in oslabitev občutljivosti pri nizkih-temperaturnih pogojih. Popolnoma zatesnjena vodotesna struktura preprečuje, da bi zmrzal kondenzirane vode motil zaznavanje sonde, s čimer ohranja stabilen izhod termoelektričnega signala v okoljih 0 stopinj in nižje. Usklajene solarne grelne cevi lahko natančno prilagodijo moč ogrevanja glede na dejansko temperaturo vode, s čimer se izognejo neveljavnemu ogrevanju in nezadostnemu ogrevanju pozimi.
Stabilnost zaznavanja-nizke temperature prav tako ščiti strukturno zmogljivost grelne cevi. Pogosto napačno delovanje, ki ga povzročijo napake zaznavanja nizke-temperature, vodi do hitrega dviga in padca temperature plaščev grelnih cevi in jeder iz zlitin, kar zlahka povzroči utrujenost materiala zaradi obremenitve in skrajšanje življenjske dobe opreme. Stabilna zmogljivost termoelementa zagotavlja nežno in stabilno delovanje grelnih cevi v zimskih nizko{4}}temperaturnih okoljih.
Naslednja tabela prikazuje primerjavo učinkovitosti različnih termočlenov pri nizko-temperaturnem delovanju sončnega sistema:
|
Temperatura okolja |
Napaka termoelementa, odpornega na-nizke temperature |
Navadna napaka termoelementa |
Stabilnost delovanja grelne cevi |
Zimska rast porabe pomožne električne energije |
|---|---|---|---|---|
|
10 stopinj (zmerno nizka temperatura) |
±0,5 stopinje |
±1,3 stopinje |
Stabilno/rahlo nihajoče |
8% / 19% |
|
5 stopinj (srednje nizka temperatura) |
±0,6 stopinje |
±2,1 stopinje |
Stabilna/očitna nihanja |
12% / 28% |
|
0 stopinj (ultra nizka temperatura) |
±0,8 stopinje |
±3,5 stopinje |
Rahlo nihanje/nestabilno |
17% / 35% |
|
-5 stopinj (hudo nizke temperature) |
±1,1 stopinje |
±5,2 stopinje |
Osnovno stabilno/kaotično delovanje |
23% / 47% |
Solarni-sistemi za območja z nizkimi temperaturami potrebujejo prednostno konfiguracijo podpornih shem-termočlenov, odpornih na nizke temperature. Običajni senzorji se ne morejo prilagoditi zimskim ekstremnim delovnim razmeram in bodo povzročili zmanjšanje učinkovitosti sistema in izgubo opreme. Profesionalno ujemanje-nizke temperature zagotavlja, da solarni pomožni ogrevalni sistemi ohranjajo stabilno oskrbo s toplo vodo in-učinke varčevanja z energijo pozimi.
Sezonsko prilagodljiva konfiguracija in zimsko usmerjeno vzdrževanje lahko učinkovito izboljšata-delovanje solarnih sistemov pri nizkih temperaturah. Prilagojene -sheme odpornosti proti nizkim temperaturam je mogoče oblikovati v skladu z regionalnimi zimskimi temperaturnimi značilnostmi, da se zagotovi stabilno delovanje sončnih ogrevalnih sistemov-v vseh letnih časih.
