குளிர் காலநிலைகளில் ரேடியன்ட் ஃப்ளோர் ஹீட்டிங்கிற்கான சூரிய உதவியுடன் கூடிய ஹீட் பம்ப் வடிவமைப்பு குறைந்த ஆற்றல் பயன்பாட்டை சுட்டிக்காட்டுகிறது

குளிர் காலநிலைகளின் வெப்பமூட்டல் சிக்கலுக்கு இப்போது மேலும் ஒருங்கிணைந்த பதில் கிடைக்கிறது

University of Calgary-யின் ஆராய்ச்சியாளர்கள், குளிர்கால நிலைமைகள் திறமையான இட வெப்பமூட்டலை குறிப்பாக கடினமாக்கும் பகுதிகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு வெப்பமூட்டும் அமைப்பை ஆய்வு செய்துள்ளனர். அவர்களின் முன்மொழியப்பட்ட அமைப்பு ஒரு air-source heat pump-ஐ air-based solar collector மற்றும் radiant floor heating-உடன் இணைக்கிறது; சிமுலேஷன்கள் இந்த ஏற்பாடு செயல்திறனை மேம்படுத்துவதோடு ஆண்டு ஆற்றல் நுகர்வையும் குறைக்க முடியும் என்று சுட்டிக்காட்டுகின்றன.

pv magazine வெளியிட்ட இந்த ஆய்வு, கட்டிடங்களை கார்பன்-அற்றதாக்கும் முயற்சியின் மையத்தில் உள்ள ஒரு சிக்கலை கவனிக்கிறது. நேரடி fossil fuel heating-இலிருந்து விலகுவதற்கான முக்கிய வழிகளில் heat pump-கள் ஒன்றாகக் கருதப்படுகின்றன; ஆனால் குளிர் வானிலை அவற்றின் செயல்திறனை குறைக்கலாம். கனடியக் குழு, solar-assisted air preheating மற்றும் radiant floor delivery system-உடன் heat pump-ஐ இணைப்பது அந்த இடைவெளியை நிரப்புமா என்று சோதித்தது.

இந்த சேர்க்கை ஏன் முக்கியம்

அமைப்பின் ஒவ்வொரு பகுதியும் வேறு ஒரு கட்டுப்பாட்டைச் சமாளிக்கிறது. air-source heat pump முதன்மை வெப்பமூட்டும் பணியை அளிக்கிறது, ஆனால் வெளிப்புற வெப்பநிலை குறையும்போது அதன் செயல்திறன் இறங்கலாம். air-based solar collector, heat pump-க்கு வரும் intake air-இன் வெப்பநிலையை உயர்த்த முடியும். இதே நேரத்தில் radiant floor heating, சில வழக்கமான அமைப்புகளை விட குறைந்த operating temperature-களில் வெப்பத்தை வழங்க முடியும்; இதனால் மொத்த அமைப்பு செயல்திறன் மேம்படலாம்.

இதன் விளைவு வெறும் கூறுகளின் அடுக்கல்ல; அது ஒருங்கிணைந்த thermodynamic strategy. ஆராய்ச்சியாளர்கள் TRNSYS-இல் Calgary சுற்றுச்சூழல் நிலைகளின் கீழ் அமைப்பை சிமுலேட் செய்தனர்; கடும் குளிர்காலங்களுக்குப் பெயர் பெற்ற நகரத்தை சோதனை உதாரணமாக பயன்படுத்தினர். இதனால் heat pump செயல்திறன் குறித்த சந்தேகம் அதிகமாக இருக்கும் பகுதிகளுக்கு இந்த ஆய்வு பொருத்தமானதாகிறது.

சிமுலேஷன்களில் என்ன கண்டுபிடிக்கப்பட்டது

pv magazine-இன் சுருக்கத்தின்படி, முன்மொழியப்பட்ட அமைப்பு coefficient of performance-ஐ 2 முதல் 4 என்ற வரம்பிலிருந்து 2 முதல் 6 வரை உயர்த்த முடியும். இது ஆண்டு ஆற்றல் நுகர்வையும் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறைக்கலாம். அந்த முடிவுகள் solar assistance வெறும் சிறு திருத்தங்களோடு நின்றுவிடாது என்பதை காட்டுகின்றன. சரியான control logic மற்றும் operating conditions இருந்தால், அது குளிர்காலத்தில் air-source heat pump எப்படி செயல்படுகிறது என்பதை கணிசமாக மேம்படுத்த முடியும்.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் குறிப்பாக air recirculation மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய control logic-இன் பங்கை ஆய்வு செய்தனர்; solar collectors-உடன் இணைந்த air-source heat pump-களில் இது பரவலாக ஆராயப்படாத பகுதி என அவர்கள் கூறுகின்றனர். இது முக்கியமான விவரம், ஏனெனில் hybrid systems hardware-மட்டுமே போதாது. காற்று எவ்வாறு வழிமாற்றப்படுகிறது, மறுபயன்படுத்தப்படுகிறது அல்லது bypass செய்யப்படுகிறது என்பதே solar contribution அர்த்தமுள்ளதா அல்லது குறைவானதா என்பதை நிர்ணயிக்கிறது.

மற்றொரு வகையில் சொன்னால், இது hardware study ஆக இருப்பதற்குச் சமமாக control-system study கூட. கட்டிடங்கள் கோட்பாட்டு செயல்திறனை உண்மையான சேமிப்பாக மாற்ற software மற்றும் sensor-driven operation-ஐ அதிகம் சார்ந்திருக்கின்றன. Calgary ஆய்வு, hybrid low-carbon heating systems தங்கள் முழுத் திறனை அடைய வேண்டும் என்றால் கவனமான control design அத்தியாவசியம் என்பதை ஆதரிப்பதாகத் தெரிகிறது.

ரேடியன்ட் ஃப்ளோர்கள் ஏன் உதவுகின்றன

இந்த அமைப்பில் radiant floor heating ஒரு பயனுள்ள கூட்டாளி; ஏனெனில் இது சில வெப்பமான காற்று அல்லது தண்ணீர் விநியோகத்தை சார்ந்த அமைப்புகளை விட குறைந்த supply temperature-களில் இயங்க முடியும். குறைந்த-வெப்பநிலை heat delivery, பொதுவாக heat pump செயல்திறனுடன் நன்றாக பொருந்துகிறது. தரைதான் வெப்பத்தை மெதுவாகவும் சமமாகவும் வெளிப்படுத்தும் உமிழ்பொருளாக மாறுகிறது; இதனால் முதன்மை உபகரணத்தின் மீதான அழுத்தம் குறையலாம்.

கடுமையான குளிர் காலநிலைகளில் இது முக்கியம், ஏனெனில் வெளிப்புற வெப்பநிலையில் திடீர் சரிவுகள் heating systems-ஐ குறைந்த திறன் கொண்ட operating modes-க்கு தள்ளக்கூடும். உள்ளக வசதியை நிலைநிறுத்த அதிக-வெப்பநிலை output தேவைப்படும் அமைப்பை விட, தேவைப்பாட்டை சமப்படுத்தி நடுத்தர வெப்பத்தில் இருந்து திறம்பட பயன்படுத்தும் ஒரு அமைப்பிற்கு கட்டமைப்பு ரீதியான முன்னிலை உண்டு.

சிமுலேஷனிலிருந்து நடைமுறை பயன்பாட்டிற்கு

இந்த ஆய்வு ஒரு simulation; பெரிய commercial rollout அல்ல. ஆகவே, உண்மையான ஒவ்வொரு நிறுவலிலும் வீடுதாரர்கள் அல்லது கட்டுமானர்கள் என்ன அனுபவிப்பார்கள் என்பதை இது தனிப்பட்ட முறையில் நிரூபிப்பதில்லை. ஆனால் கடுமையான காலநிலைகளில் building electrification-ஐ மேம்படுத்துவதற்கான மிக வலுவான பாதைகளில் hybridization ஒன்றாக இருக்கலாம் என்ற ஆதாரத்தை இது சேர்க்கிறது.

அதன் தாக்கம் ஒரு கனடிய நகரத்துடன் மட்டும் முடிந்துவிடவில்லை. solar assistance மற்றும் smart control strategies மூலம் air-source heat pump-களை குளிர் பகுதிகளில் மேலும் பயனுள்ளதாக மாற்ற முடிந்தால், அவற்றின் சந்தை விரிவடையும்; energy transition planning-இல் அவற்றின் பங்களிப்பும் மேலும் நடைமுறைக்கூடியதாகும். இது residential decarbonization, grid planning, மற்றும் பாரம்பரிய heating systems-ஐ மாற்றுவதின் பொருளாதாரம் ஆகியவற்றுக்கு முக்கியமானது.

இந்த ஆய்வின் பரந்த செய்தி ஒன்று தான்: ஒரு தொழில்நுட்பமே முழுப் பாரத்தையும் சுமக்க வேண்டியதில்லை. சிறப்பாக low-carbon heating system ஒன்று நிலைபெற்ற தொழில்நுட்பங்களை மேலும் திட்டமிட்ட முறையில் இணைப்பதன் மூலம் உருவாகலாம். அந்த வகையில், Calgary வடிவமைப்பு எதிர்காலச் சின்னத் தாவலாக இல்லாமல் ஒரு நடைமுறை வரைபடம்: solar energy உதவும் இடத்தில் அதை பயன்படுத்துங்கள், radiant floors-இன் பலத்தைப் பயனாக்குங்கள், மேலும் heat pump செயல்பட வேண்டிய நிலைகளை மேம்படுத்துங்கள்.

குளிர் காலநிலைகளில் electrification-க்கு இது அர்த்தமுள்ள திசை. heat pump-கள் குளிர்காலத்தில் வேலை செய்கின்றனவா என்பதல்ல கேள்வி; அவற்றை ஆதரிக்க சுற்றியுள்ள அமைப்பு எவ்வளவு புத்திசாலித்தனமாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது என்பதே உண்மையான கேள்வி என்பதை இது சுட்டிக்காட்டுகிறது.

இந்தக் கட்டுரை PV Magazine-இன் செய்திப்பதிப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.