दोहरी कंडेनसर के साथ पीवी - सहायता प्राप्त हीट पंप प्रोटोटाइप प्रदर्शन के 7.59 गुणांक तक पहुंचता है
Mar 03, 2026
स्पेन में एल्चे के मिगुएल हर्नांडेज़ विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक हवा से {{1} पानी ताप पंप प्रणाली डिजाइन की है जो घरेलू गर्म पानी (डीएचडब्ल्यू) उत्पादन को केंद्रीय दिन के उजाले घंटों में स्थानांतरित कर सकती है, इस प्रकार पीवी बिजली उत्पादन के उपयोग को अधिकतम कर सकती है।
प्रणाली की नवीनता एक इकाई के बजाय दो कंडेनसर के उपयोग में निहित है।
शोधकर्ताओं ने बताया कि एक पारंपरिक कॉम्पैक्ट घरेलू गर्म पानी (डीएचडब्ल्यू) ताप पंप में एक कंप्रेसर, बाष्पीकरणकर्ता, विस्तार वाल्व और भंडारण टैंक के नीचे लपेटा हुआ एक कंडेनसर शामिल होता है, जो प्राकृतिक संवहन के माध्यम से पानी की पूरी मात्रा को गर्म करता है। प्रस्तावित दोहरे कंडेनसर कॉन्फ़िगरेशन में टैंक के शीर्ष पर एक दूसरा कंडेनसर जोड़ा गया है, जो मानक घटकों को बनाए रखते हुए ऑपरेटिंग मोड का चयन करने के लिए एक अनुकूलित नियंत्रण प्रणाली के साथ संयुक्त है।
निचले और ऊपरी दोनों कंडेनसर में टैंक की दीवार और इन्सुलेशन परत के बीच स्थापित सर्पिल ट्यूब होते हैं। जब निचला कंडेनसर संचालित होता है, तो 215-लीटर टैंक के निचले हिस्से में गर्मी पहुंचाई जाती है, जिससे स्तरीकरण को बढ़ावा मिलता है और पूरी मात्रा गर्म हो जाती है। जब ऊपरी कंडेनसर सक्रिय होता है, तो टैंक का केवल शीर्ष भाग गर्म होता है, जिससे अधिक लक्षित संचालन और कम ऊर्जा भंडारण सक्षम होता है।
प्रोटोटाइप को 600 W स्क्रॉल कंप्रेसर और R134a रेफ्रिजरेंट से सुसज्जित एक वाणिज्यिक स्प्लिट {{0}टाइप एयर - से {{2}वाटर हीट पंप से विकसित किया गया था। मूल 2,400 W विद्युत प्रतिरोध हीटर को विशेष रूप से हीट पंप मोड में संचालन सुनिश्चित करने के लिए डिस्कनेक्ट किया गया था। सिस्टम में निर्माता द्वारा 14 सी पर 3.17 का प्रदर्शन गुणांक (सीओपी) निर्धारित किया गया था। संशोधनों में दूसरे कंडेनसर को एकीकृत करना, प्रशीतन सर्किट को फिर से डिज़ाइन करना और यथार्थवादी डीएचडब्ल्यू और पीवी ऑपरेटिंग स्थितियों के तहत परीक्षण के लिए नियंत्रण प्रणाली को अपग्रेड करना शामिल था।
प्रायोगिक सेटअप को पानी की बर्बादी से बचने के लिए एक बंद लूप सिस्टम का उपयोग करके वास्तविक घरेलू डीएचडब्ल्यू मांग को दोहराने के लिए डिज़ाइन किया गया था। इसमें दो जलवायु कक्ष, दोहरी कंडेनसर ताप पंप, 600 डब्ल्यू पीवी स्थापना और एक नियंत्रित हाइड्रोलिक सर्किट शामिल थे। हीट पंप ग्रिड और पीवी सिस्टम दोनों से जुड़ा था, ग्रिड में आपूर्ति की गई अधिशेष बिजली के लिए किसी वित्तीय मुआवजे पर विचार नहीं किया गया था।
मुख्य आपूर्ति स्थितियों का अनुकरण करने के लिए एक सहायक टैंक, परिसंचरण पंप और पानी चिलर ने इनलेट पानी के तापमान को 10 C पर बनाए रखा। एक Arduino मेगा नियंत्रक ने स्वचालित परीक्षण को सक्षम करने के लिए पंप, वाल्व, चिलर और हीट पंप को प्रबंधित किया। सिस्टम 30 तापमान सेंसर, फ्लो मीटर और विद्युत निगरानी उपकरणों से भी सुसज्जित था, जिसमें एक मिनट के अंतराल पर डेटा रिकॉर्ड किया जाता था।
शोधकर्ताओं ने 18 सी के परिवेश तापमान पर तीन विन्यासों का मूल्यांकन किया: एक पारंपरिक एकल कंडेनसर हीट पंप, पीवी के साथ युग्मित समान प्रणाली, और पीवी के साथ दोहरी कंडेनसर हीट पंप। परीक्षणों में EN 16147-आधारित DHW खपत प्रोफ़ाइल का पालन किया गया, जिससे आपूर्ति तापमान 45 C से ऊपर सुनिश्चित किया गया।
परिणामों से पता चला कि दोहरे कंडेनसर कॉन्फ़िगरेशन ने स्तरीकरण नियंत्रण में सुधार किया, समग्र ऊर्जा खपत को कम किया, और पीवी स्वयं खपत में उल्लेखनीय वृद्धि करते हुए डीएचडब्ल्यू सेवा की गुणवत्ता को बनाए रखा।
विश्लेषण में पाया गया कि ताप पंप का औसत मौसमी सीओपी एकल कंडेनसर कॉन्फ़िगरेशन में 3.55 और पीवी के साथ संयुक्त होने पर 3.65 तक पहुंच गया।
"जैसा कि अपेक्षित था, दोनों मूल्य समान हैं, क्योंकि उनके बीच ऑपरेटिंग मोड में कोई अंतर नहीं है," शोध टीम ने जोर दिया। "तीसरे परीक्षण में, दो कंडेनसर और एक बेहतर नियंत्रण रणनीति के साथ जो कम पानी के तापमान के साथ संचालन की अनुमति देता है, यह दक्षता 3.71 तक बढ़ जाती है। डीएचडब्ल्यू सेवा की दक्षता का विश्लेषण करते समय यह प्रवृत्ति अधिक स्पष्ट होती है, जहां पहले दो ऑपरेटिंग मोड के लिए परिणाम 3.08 और 3.12 हैं और दो कंडेनसर और पीवी पैनल के साथ कॉन्फ़िगरेशन के लिए 3.37 हैं। चूंकि टैंक दो कंडेनसर के साथ कॉन्फ़िगरेशन में ठंडा है, इसलिए कम गर्मी का नुकसान होता है।"
इस बीच, दोहरे कंडेनसर सिस्टम के साथ सौर ऊर्जा की स्वयं की खपत 9.9% से बढ़कर 55.5% हो गई।
शिक्षाविदों ने निष्कर्ष निकाला, "परिणाम प्रति घंटे या दैनिक के बजाय अधिक से अधिक मिनट {{1} गुणा {{2} मिनट) की गणना के आधार का उपयोग करके तात्कालिक स्व-खपत पर विचार करने की आवश्यकता पर भी प्रकाश डालते हैं, क्योंकि बाद के परिणामस्वरूप अवास्तविक रूप से उच्च सौर योगदान होता है।" "पीवी पैनलों द्वारा आपूर्ति की गई ऊर्जा को ध्यान में रखते हुए, एचपी के प्रदर्शन का पुनर्मूल्यांकन किया जा सकता है, जिससे एक कंडेनसर के साथ काम करने पर 3.46 का सीओपी और दोहरे कंडेनसर कॉन्फ़िगरेशन के साथ काम करने पर 7.59 का सीओपी हो सकता है।"
सौर ऊर्जा में प्रकाशित "दोहरी कंडेनसर के साथ एक उपन्यास फोटोवोल्टिक ताप पंप डिजाइन का प्रायोगिक मूल्यांकन" में इस प्रणाली का वर्णन किया गया था।