Kimsingi, kupasha joto kwa nishati ya jua ni suluhisho bora la nishati mbadala kwa majengo. Ni safi, nyingi, na inapatikana kwa uhuru. Lakini kwa miongo kadhaa, dosari ya msingi imezuia joto la nishati ya jua kufikia uwezo wake kamili:jua halianguki kwa mahitajiNishati ya jua hufika kwa wingi wakati wa mchana, kisha hutoweka haswa wakati mahitaji ya joto yanapofikia kilele — jioni na usiku kucha. Siku zenye mawingu na miezi ya baridi kali huzidisha tatizo, na kuwaacha wakazi wa jengo hilo chini ya usimamizi wa mifumo ya ziada ya mafuta ya visukuku.

Mbinu za jadi za kuhifadhi joto — hasa matangi ya maji ya moto — zimejaribu kuziba pengo hili, lakini huja na mapungufu makubwa. Maji huhifadhi joto kwa busara, ikimaanisha kuwa halijoto yake lazima ipande sana ili kuhifadhi kiasi kikubwa cha nishati. Hii ina maana ya matangi makubwa, makubwa ambayo hutumia nafasi muhimu ya ujenzi, yanakabiliwa na hasara kubwa ya joto inayosubiri, na kutoa joto la kiwango cha chini polepole yanapotoka. Kwa majengo ya ghorofa nyingi na majengo ya makazi ya mijini ambapo nafasi ni ya juu, mifumo hii haifai kabisa.

Sasa, suluhisho la mabadiliko limeibuka kutoka kwa maabara ya Glacier Coolant:vibadilishaji joto vya kuhifadhi joto vya awamu ya mabadiliko ya mirija ya finnedambazo hutumia uwezo wa ajabu wa joto fiche wa vifaa vya hali ya juu vya mabadiliko ya awamu. Teknolojia hii kimsingi inafafanua upya kile ambacho mifumo ya joto ya jua inaweza kufikia.

Sayansi ya Hifadhi ya Joto Fiche

Katikati ya uvumbuzi huu kuna Glacier CoolantLM-XR-53, chombo cha kubadilisha awamu kilichoundwa kuhifadhi na kutoa kiasi kikubwa cha nishati ya joto katika halijoto iliyodhibitiwa kwa usahihi ya53°CTofauti na vifaa vya kawaida vinavyopata joto polepole, vifaa vya mabadiliko ya awamu hunyonya nishati kwa kubadilisha hali yao ya kimwili — kubadilika kutoka kigumu hadi kimiminika — na kwa kufanya hivyo, hunasa nishati zaidi kwa kila uzito wa kitengo kuliko njia yoyote ya kuhifadhi inayofaa.

Nambari hizo zinasimulia hadithi ya kuvutia. Kipozezi cha Glacier LM-XR-53 hutoa uwezo wa joto fiche wa268.9 J/gIli kuweka hili katika mtazamo, nishati inayohitajika kuyeyusha kilo moja ya nyenzo hii ni sawa na kupasha joto uzito sawa wa maji kwa zaidi ya nyuzi joto 64 Selsiasi. Msongamano huu wa ajabu wa nishati ndio unaowezesha uhifadhi mdogo na wa hali ya juu wa joto.

Uhandisi wa Faida ya Finned-Tube

Ubora wa mfumo wa Glacier Coolant unaenea zaidi ya nyenzo ya mabadiliko ya awamu yenyewe — ni ujumuishaji waLM-XR-53katikausanifu wa kibadilishaji joto cha bomba la finnedambayo hufungua uwezo kamili wa utendaji. Muundo huu huingiza PCM ndani ya kibadilishaji joto kidogo chenye nyuso zilizopanuliwa za mapezi ambazo huongeza sana eneo la uhamishaji joto kati ya umajimaji wa uhamishaji joto unaozunguka na njia ya kuhifadhi.

Chaguo hili la usanifu si la kiholela. Utafiti uliofanywa na timu ya uhandisi ya Glacier Coolant umepima kwa ukamilifu uhusiano kati ya vigezo vya uendeshaji na utendaji wa mfumo. Matokeo haya yanafundisha na yanaweza kutekelezwa kwa wabunifu wa mfumo:

Utoaji wa Isothermal: Faida Iliyofichwa

Mojawapo ya faida zisizothaminiwa sana za uhifadhi wa joto la mabadiliko ya awamu nikutolewa kwa joto la isothermalWakati Kipoezaji cha GlacierLM-XR-53hutoa nishati yake iliyohifadhiwa, hufanya hivyo kwa halijoto isiyobadilika ya 53°C. Hii kimsingi ni tofauti na hifadhi inayotegemea maji, ambapo halijoto ya kutoa hupungua polepole kadri tanki linavyopoa.

Kwa matumizi ya kupasha joto majengo, tabia hii ya isothermal hutafsiriwa kuwa faraja bora na ufanisi wa mfumo. Radiators na mifumo ya kupasha joto chini ya sakafu hupokea halijoto thabiti ya usambazaji katika mzunguko mzima wa kutokwa, na kuondoa hitaji la vali tata za kuchanganya na vidhibiti vya fidia ya halijoto. Mifumo ya pampu ya joto, inapounganishwa na hifadhi ya PCM, inaweza kufanya kazi katika kiwango chao bora cha ufanisi badala ya kupanda juu na chini ili kuendana na mahitaji yanayobadilika.

Kutoka Kiwango cha Kaya hadi Wilaya

Kibadilisha joto cha PCM chenye bomba la Glacier Coolant kinaweza kupanuliwa kiasili. Kwa nyumba za watu binafsi, kitengo kidogo kinachounganishwa na vikusanyaji vya joto vya jua vya paa kinaweza kutoa mahitaji mengi ya kupasha joto na maji ya moto ya nyumbani mwaka mzima. Kupungua kwa 74% kwa alama ikilinganishwa na hifadhi sawa ya maji kunamaanisha kuwa mifumo hii inaweza kusakinishwa katika vyumba vya huduma, vyumba vya chini ya ardhi, au hata kuunganishwa katika sehemu za mbele za jengo.

Katika kipimo cha kupasha joto cha wilaya, safu za vibadilisha joto vya PCM zinaweza kuzuia vipindi vya mashamba makubwa ya joto ya jua, na kupunguza uzalishaji wa joto kutokana na mahitaji ya joto katika vitongoji vyote. Utenganishaji huu ni muhimu kwa uwezekano wa kiuchumi wa kupasha joto kwa wilaya ya jua, kwani unawaruhusu waendeshaji kupanga mashamba ya wakusanyaji kwa ajili ya jumla ya uwasilishaji wa nishati ya kila mwaka badala ya mahitaji ya kilele cha papo hapo.

Athari ya Kupunguza Kaboni

Majengo yanahesabu takriban40% ya uzalishaji wa CO2 unaohusiana na nishati duniani, huku joto la anga likiwakilisha matumizi makubwa zaidi. Nchini China pekee, joto la majengo hutumia zaidi ya tani milioni 200 za makaa ya mawe sawa kila mwaka. Kwa kuwezesha mifumo ya joto ya jua kukidhi kwa uhakika sehemu kubwa zaidi ya mahitaji ya joto, teknolojia ya kuhifadhi Glacier Coolant PCM inabadilisha moja kwa moja matumizi ya mafuta ya visukuku kwa kiwango.

Fikiria jengo la kawaida la makazi lenye ghorofa ya kati lenye vyumba 50 vya ghorofa. Mfumo wa joto wa jua unaounganishwa na hifadhi ya Glacier Coolant PCM unaweza kupunguza matumizi ya gesi asilia kwa ajili ya kupasha joto kwa 60-70% ikilinganishwa na mfumo wa kawaida wa boiler pekee. Kwa kipindi cha miaka 20 ya maisha ya mfumo, hii ina maana ya mamia ya tani za uzalishaji wa CO2 unaoepukwa kwa kila jengo.

Barabara Inayokuja

Kadri serikali duniani kote zinavyoimarisha kanuni za nishati ya ujenzi na kupanua mamlaka ya kupasha joto mbadala, mahitaji ya hifadhi ndogo na yenye ufanisi ya joto yataongezeka tu. Maagizo ya Utendaji wa Nishati wa Majengo yaliyorekebishwa na Umoja wa Ulaya (EPBD) na msukumo unaoendelea wa China kuelekea majengo ya nishati karibu na sifuri vyote huunda vikwazo vikali vya udhibiti kwa teknolojia kama vile kibadilishaji joto cha PCM cha Glacier Coolant.

Teknolojia iko tayari. Uchumi unavutia. Umuhimu wa kimazingira ni wa haraka. Kwa wasanifu majengo, watengenezaji majengo, na wahandisi wa HVAC wanaotafuta kutoa suluhisho endelevu za kupasha joto, hifadhi ya joto ya mabadiliko ya awamu ya finned-awamu haimaanishi tu uboreshaji wa hatua kwa hatua, lakini mabadiliko ya hatua kwa hatua katika kile kinachowezekana. Kupasha joto kwa jua hakuhitaji tena kuwa rafiki wa hali ya hewa ya usawa - pamoja na Glacier Coolant cold media, ni mshirika wa kuaminika, wa mwaka mzima katika mpito hadi mazingira yaliyojengwa kwa kaboni kidogo.