Sa prinsipyo, ang solar heating mao ang hingpit nga solusyon sa renewable energy para sa mga bilding. Kini limpyo, daghan, ug libre nga magamit. Apan sulod sa mga dekada, usa ka sukaranan nga depekto ang nakapugong sa solar thermal nga makaabot sa hingpit nga potensyal niini:ang adlaw dili mosidlak kon gikinahanglanAng enerhiya sa adlaw moabot nga daghan sa mga oras sa adlaw, dayon mawala sa tukma nga panahon sa pag-abot sa kinapungkayan sa panginahanglan alang sa pagpainit — sa gabii ug sa tibuok gabii. Ang mga adlaw nga madag-umon ug mga bulan sa tingtugnaw nagpalala sa problema, nga nagbilin sa mga nagpuyo sa bilding nga anaa sa kaluoy sa mga backup nga sistema sa fossil fuel.

Ang tradisyonal nga mga pamaagi sa pagtipig og kainit — labi na ang mga tangke sa init nga tubig — misulay sa pagsulbad niini nga kal-ang, apan kini adunay dakong mga limitasyon. Ang tubig makatipig og kainit sa hustong paagi, nga nagpasabot nga ang temperatura niini kinahanglan nga motaas pag-ayo aron makatipig og daghang enerhiya. Kini nagpasabot nga ang dagko ug dagkong mga tangke mokonsumo og bililhong espasyo sa bilding, mag-antos sa dakong pagkawala sa kainit, ug maghatud og hinay-hinay nga ubos nga klase sa kainit samtang kini mogawas. Alang sa mga multi-storey nga bilding ug mga urban residential complex diin limitado ang espasyo, kini nga mga sistema dili praktikal.

Karon, usa ka makapausab nga solusyon ang mitumaw gikan sa mga laboratoryo sa Glacier Coolant:mga heat exchanger nga nagtipig og init nga nagbag-o og hugna nga may palikpik nga tubonga naggamit sa talagsaong kapasidad sa tinago nga kainit sa mga abante nga materyales sa pagbag-o sa hugna. Kini nga teknolohiya sa sukaranan nagbag-o sa kahulugan kung unsa ang mahimo sa mga sistema sa pagpainit sa solar.

Ang Siyensiya sa Pagtipig sa Tinago nga Kainit

Sa kinauyokan niining inobasyon anaa ang Glacier CoolantLM-XR-53, usa ka proprietary phase change medium nga gidesinyo aron tipigan ug buhian ang daghang gidaghanon sa thermal energy sa tukmang kontrolado nga temperatura nga53°CDili sama sa naandan nga mga materyales nga hinayhinay nga moinit, ang mga materyales nga nag-usab sa hugna mosuhop og enerhiya pinaagi sa pag-usab sa ilang pisikal nga kahimtang — pagbalhin gikan sa solid ngadto sa likido — ug sa pagbuhat niini, mas daghang enerhiya ang ilang makuha kada yunit sa masa kaysa sa bisan unsang makatarunganon nga medium sa pagtipig.

Ang mga numero nagsaysay ug usa ka makapadani nga istorya. Ang Glacier Coolant LM-XR-53 naghatag ug latent heat capacity nga268.9 J/gAron masabtan kini, ang enerhiya nga gikinahanglan aron matunaw ang usa ka kilo niini nga materyal katumbas sa pagpainit sa parehas nga masa sa tubig og sobra sa 64 degrees Celsius. Kini nga talagsaon nga densidad sa enerhiya mao ang naghimo sa compact, high-performance thermal storage nga posible.

268.9 J/g
Kapasidad sa Tinago nga Init
53°C
Temperatura sa Pagbag-o sa Hugna
+30%
Pagpaayo sa Solar Fraction

Pag-engineer sa Finned-Tube Advantage

Ang kaanyag sa sistema sa Glacier Coolant milapas pa sa materyal sa pagbag-o sa hugna mismo — kini ang paghiusa saLM-XR-53ngadto sa usa kaarkitektura sa heat exchanger nga may palikpiknga nagbukas sa bug-os nga potensyal sa performance. Ang disenyo nag-embed sa PCM sulod sa usa ka compact heat exchanger nga adunay gipalapdan nga mga nawong sa fin nga nagdugang pag-ayo sa heat transfer area tali sa nag-circulate nga heat transfer fluid ug sa storage medium.

Kini nga pagpili sa arkitektura dili basta-basta. Ang panukiduki nga gihimo sa Glacier Coolant engineering team hugot nga nagkwenta sa relasyon tali sa mga parameter sa operasyon ug sa performance sa sistema. Ang mga nahibal-an parehong makatudlo ug magamit sa mga tigdesinyo sa sistema:

“Sa 70°C nga temperatura sa pagsulod, ang kinatibuk-ang kapasidad sa pagbayloay og kainit motaas og 55.59% kon itandi sa 60°C nga operasyon. Ang pagdoble sa gikusgon sa pag-agos gikan sa 0.5 m/s ngadto sa 1.5 m/s halos makadoble sa gikusgon sa pagbalhin sa kainit — nga maghatag sa mga operator sa sistema og tukmang kontrol sa thermal output.”
Parametro sa Pag-operate Basehan Gipauswag Pag-uswag sa Pagganap
Temperatura sa Tubig nga Sulod 60°C 70°C +55.59%pagbayloay sa kainit
Katulin sa Pag-agos 0.5 m/s 1.5 m/s Hangtod sa 100%pagtaas sa pagbalhin sa kainit
Solar Fraction (vs. usa ka tangke) Basehan Uban sa PCM storage +30%pag-uswag
Tunob sa Sistema Kombensyonal nga tangke PCM nga tigbaylo sa kainit -74%pagkunhod sa espasyo

Isothermal Discharge: Ang Natago nga Kaayohan

Usa sa mga wala kaayo gihatagan og bili nga bentaha sa phase change thermal storage mao angpagpagawas sa isothermal nga kainit. Sa Dihang ang Glacier CoolantLM-XR-53mopagawas sa natipigan niining enerhiya, kini buhaton sa halos kanunay nga temperatura nga 53°C. Kini lahi kaayo sa pagtipig nga nakabase sa tubig, diin ang temperatura sa output padayon nga moubos samtang mobugnaw ang tangke.

Para sa mga aplikasyon sa pagpainit sa bilding, kini nga isothermal nga kinaiya gihubad ngadto sa labaw nga kahupayan ug kahusayan sa sistema. Ang mga radiator ug mga sistema sa pagpainit sa ilawom sa salog makadawat og makanunayon nga temperatura sa suplay sa tibuok discharge cycle, nga nagwagtang sa panginahanglan alang sa komplikado nga mga balbula sa pagsagol ug mga kontrol sa kompensasyon sa temperatura. Ang mga sistema sa heat pump, kung ipares sa PCM storage, mahimong moandar sa ilang labing maayo nga punto sa kahusayan imbes nga motaas ug mopaubos aron mohaum sa nagbag-o nga panginahanglan.

Gikan sa Sukod sa Panimalay ngadto sa Distrito

Ang Glacier Coolant finned-tube PCM heat exchanger kay scalable. Para sa indibidwal nga mga balay, ang usa ka compact unit nga gi-integrate sa rooftop solar thermal collectors makahatag sa kadaghanan sa panginahanglan sa pagpainit sa espasyo ug init nga tubig sa balay sa tibuok tuig. Ang 74% nga pagkunhod sa footprint kon itandi sa katumbas nga pagtipig sa tubig nagpasabot nga kini nga mga sistema mahimong ma-install sa mga utility room, basement, o bisan sa pag-integrate sa mga facade sa bilding.

Sa sukdanan sa district heating, ang mga array sa PCM heat exchanger maka-buffer sa intermittency sa dagkong solar thermal fields, nga maka-decoupling sa heat generation gikan sa heat demand sa tibuok kasilinganan. Kini nga decoupling importante para sa economic viability sa solar district heating, kay kini nagtugot sa mga operator sa pag-size sa collector fields para sa total annual energy delivery imbes nga instantaneous peak demand.

Epekto sa Pagkunhod sa Karbon

Ang mga bilding nagkantidad og gibana-bana nga40% sa mga emisyon sa CO2 nga may kalabutan sa enerhiya sa tibuok kalibutan, diin ang pagpainit sa espasyo ang nagrepresentar sa pinakadako nga gamit sa katapusan. Sa China lamang, ang pagpainit sa bilding mokonsumo og kapin sa 200 milyon ka tonelada nga katumbas sa karbon kada tuig. Pinaagi sa pagpahimo sa mga solar thermal system nga masaligan nga makatubag sa mas taas nga bahin sa panginahanglan sa pagpainit, ang teknolohiya sa pagtipig sa Glacier Coolant PCM direktang nagpuli sa konsumo sa fossil fuel sa sukod.

Hunahunaa ang usa ka tipikal nga mid-rise residential building nga adunay 50 ka apartment units. Ang solar thermal system nga gipares sa Glacier Coolant PCM storage makapakunhod sa konsumo sa natural gas para sa pagpainit og 60-70% kon itandi sa conventional boiler-only system. Sulod sa 20 ka tuig nga lifetime sa sistema, kini moresulta sa gatusan ka tonelada nga malikayan nga emisyon sa CO2 kada building.

Mga Pangunang Punto

  • Glacier CoolantLM-XR-53mohatag og 268.9 J/g tinago nga kainit sa usa ka lig-on nga 53°C nga temperatura sa pagbag-o sa hugna
  • Ang arkitektura sa finned-tube heat exchanger nag-maximize sa heat transfer surface area para sa paspas nga pag-charge ug pagdiskarga
  • Ang solar fraction miuswag og gibana-bana nga 30% kon itandi sa naandan nga single-tank water storage systems
  • Ang paggamit sa sistema mikunhod og 74%, nga nagtugot sa pag-instalar sa mga bilding sa siyudad nga limitado ang espasyo
  • Ang isothermal discharge sa 53°C nagsiguro sa makanunayon nga kahupayan sa pagpainit nga walay pag-ubos sa temperatura
  • Ang katulin sa pag-agos ug temperatura sa pagsulod naghatag ug tukma nga mga kontrol sa lever alang sa pag-optimize sa output sa sistema
  • Mapalapdan gikan sa mga single-family homes ngadto sa mga district heating networks, nga nagsuporta sa mga tumong sa sertipikasyon sa green building

Ang Dalan sa Unahan

Samtang gihigpitan sa mga gobyerno sa tibuok kalibutan ang mga kodigo sa enerhiya sa bilding ug gipalapdan ang mga mandato sa renewable heating, ang panginahanglan alang sa compact ug episyente nga thermal storage mokusog pa. Ang gibag-o nga Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) sa European Union ug ang padayon nga pagduso sa China ngadto sa hapit zero nga enerhiya nga mga bilding parehong nagmugna og kusog nga regulatory tailwinds alang sa mga teknolohiya sama sa Glacier Coolant PCM heat exchanger.

Andam na ang teknolohiya. Makadani ang ekonomiya. Ang kinahanglanon sa kalikopan dinalian. Para sa mga arkitekto, mga developer sa bilding, ug mga inhenyero sa HVAC nga nagtinguha nga makahatag og tinuod nga malungtarong mga solusyon sa pagpainit, ang finned-tube phase change thermal storage dili lang nagrepresentar sa usa ka hinay-hinay nga pag-uswag, apan usa ka hinay-hinay nga pagbag-o sa kung unsa ang posible. Ang solar heating dili na kinahanglan nga mahimong higala sa maayo nga panahon — uban sa Glacier Coolant cold media, kini usa ka kasaligan, tibuok tuig nga kauban sa transisyon ngadto sa usa ka low-carbon nga gitukod nga palibot.