Подземный теплообменник для зданий с питанием от фотоэлектрических модулей
Исследователи в Индии объединили фотоэлектрическую генерацию с теплом, производимым теплообменником «земля-воздух», чтобы обеспечить здания отоплением и охлаждением. Они говорят, что предлагаемая система может привести к годовому приросту энергии в размере 8116,7 кВтч. Исследователи из Центрального университета Джаркханда в Индии разработали систему тепловой энергии для зданий, в которой используется система теплообменника «земля-воздух» (EAHE), питаемая от автономной фотоэлектрической системы.
EAHE представляет собой пассивное геотермическое решение, состоящее из системы подземных труб, по которым циркулирует свежий воздух. Эти системы обычно используются для подогрева свежего воздуха в зданиях зимой и его охлаждения летом. «Проще говоря, EAHE основан на концепции использования температуры ниже 2-3 м от поверхности земли, которая остается неизменной в течение всего года, независимо от колебаний температуры окружающего воздуха», — сказал исследователь Басудев Прадхан журналу pv. «Температура под поверхностью земли прохладнее летом и теплее зимой, чем воздух над ней. Так, проектируемая система будет пропускать окружающий воздух через трубу, установленную на определенной глубине от поверхности, и зимой воздух будет нагреваться или охлаждаться летом за счет теплообмена с окружающим грунтом». Ученые разработали предлагаемый EAHE с фотоэлектрическим питанием с подходом поверхности отклика статистического инструмента, используя программное обеспечение для расчета и моделирования. EAHE спроектирован так, чтобы трубы из ПВХ были наклонены под небольшим углом, чтобы предотвратить накопление конденсата внутри и их горизонтальное заглубление. Солнечная батарея состоит из фотоэлектрических панелей, контроллеров заряда, инвертора и аккумулятора.
Исследователи предполагали, что EAHE должен работать 24 часа во все месяцы, кроме июля и августа. Они сказали, что сезонный коэффициент энергоэффективности (SEER) оценивается в 7,34 для охлаждения и 8,99 для отопления. Они также подсчитали, что годовой потенциал системы отопления и охлаждения составляет 4158 кВтч/год и 3958,7 кВтч/год соответственно. «Таким образом, из выявленной информации можно сделать вывод, что в зимнее время спроектированная система ЭАГЭ работает эффективнее, чем в летний сезон», — пояснили они. По их словам, спроектированная установка с оптимизированными параметрами обеспечивает годовой прирост энергии в размере 8116,7 кВтч. «Если доступно круглосуточное электроснабжение, солнечная система имеет прямой срок окупаемости от четырех до пяти лет», — говорят исследователи. «Более того, эта гибридная система может обеспечить углеродный кредит в размере 336,86 долл. США кВтч в год. Таким образом, эта система представляет собой энергосберегающий и экологически безопасный подход как для городских районов с круглосуточной доступностью сети, так и для сельских районов, где расширение сети невозможно или невыполнимо из-за некоторых технических барьеров». Они представили систему в статье «Численное моделирование автономной фотоэлектрической системы, интегрированной с теплообменником земля-воздух, для обогрева/охлаждения помещений жилого дома», которая была недавно опубликована в журнале Renewable Energy. «Такие эффективные, автономные, нулевые системы могут быть дополнительно оптимизированы для различных местоположений и климатических условий в зависимости от изменений параметров атмосферы и земли», — сказал Прадхан.