استراتيجيات التحكم في أنظمة تسخين المياه الهجينة التقليدية-الشمسية - دليل فني

حتى أكثر أنظمة تسخين المياه الهجينة تطورًا قد تُهدر الطاقة إذا كانت استراتيجية التحكم خاطئة. تعرّف على الطرق المُجرّبة لموازنة الطاقة الشمسية والنظام الاحتياطي التقليدي لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة.

تعمل أنظمة الماء الساخن الهجينة على توفير الطاقة، ولكن بدون استراتيجيات التحكم المناسبة، تنخفض الكفاءة. يشرح هذا الدليل بالتفصيل طرق التحكم الرئيسية لدمج أنظمة الطاقة الشمسية والتقليدية في المشاريع التجارية، مما يضمن أداءً ثابتًا وتكاليف تشغيل أقل.

تتضمن استراتيجيات التحكم الفعّالة في أنظمة تسخين المياه الهجينة الشمسية التقليدية تسخينًا شمسيًا ذا أولوية، وتفعيلًا احتياطيًا تلقائيًا، وتعديلات موسمية للمعايير، ومراقبة آنية. تُحسّن هذه الضوابط استخدام الطاقة، وتُخفّض تكاليف التشغيل، وتُحافظ على إمداد ثابت بالمياه الساخنة. يعتمد اختيار طريقة التحكم على تصميم النظام، والمناخ، وأنماط الأحمال.

سنستكشف الآن استراتيجيات التحكم الرئيسية، من إعدادات الترموستات الأساسية إلى وحدات التحكم الذكية المتقدمة للأنظمة واسعة النطاق.

1. ما هي استراتيجية التحكم في نظام الماء الساخن الهجين؟

في أتحديث سخانات المياه بالطاقة الشمسية الهجينةتحدد استراتيجية التحكم كيفية اختيار النظام بين استخدام المياه المُسخّنة بالطاقة الشمسية وتفعيل مصدر الطاقة الاحتياطي. تُقلّل الاستراتيجية المُصمّمة جيدًا من استهلاك الوقود، وتمنع ارتفاع درجة الحرارة، وتضمن توافر الماء الساخن في جميع الأوقات.

2. وضع الطاقة الشمسية ذو الأولوية للاستخدام الأقصى للطاقة المتجددة

في هذا الوضع، يستخدم النظام الماء المُسخّن بالطاقة الشمسية حتى تنخفض درجة حرارة التخزين إلى ما دون حدّ مُحدّد. عندها فقط، يتم تشغيل السخان الاحتياطي (غاز، كهرباء، أو غلاية). يُحسّن هذا النهج استخدام الطاقة المتجددة إلى أقصى حدّ ويُخفّض تكاليف التشغيل. مثالي للمناطق ذات التوافر العالي للطاقة الشمسية.

3. التشغيل المتوازي لتغطية الطلب في أوقات الذروة

في التطبيقات التجارية الكبيرة، كالفنادق والمستشفيات، قد يتجاوز الطلب قدرة الطاقة الشمسية خلال ساعات الذروة. يسمح التشغيل المتوازي لكلٍّ من الأنظمة الشمسية والتقليدية بتسخين المياه في آنٍ واحد، مما يضمن إمدادًا كافيًا. ومع ذلك، يلزم وجود منطق تحكم دقيق لتجنب أي تشغيل احتياطي غير ضروري.

4. تعديلات التحكم الموسمية لتتناسب مع التغيرات المناخية

تتضمن التعديلات الموسمية تغيير نقاط الضبط ومعايير التحكم في المضخة بناءً على الإشعاع الشمسي الموسمي. على سبيل المثال، يمكن استخدام نقاط ضبط أعلى في الشتاء لزيادة سعة التخزين، بينما تمنع إعدادات الصيف ارتفاع درجة الحرارة وركود الماء. يمكن لأنظمة التحكم الحديثة أتمتة هذه التغييرات.

5. المراقبة في الوقت الحقيقي وتكامل التحكم الذكي

تتيح وحدات التحكم الذكية المزودة بإمكانية الاتصال السحابي للمشغلين مراقبة أداء النظام آنيًا، وضبط الإعدادات عن بُعد، وتلقي تنبيهات بالأعطال. كما يُمكّن التكامل مع أنظمة إدارة المباني (BMS) من تحسين الأداء استنادًا إلى البيانات، مما يُحسّن من توفير الطاقة وتخطيط الصيانة.

6. مكونات نظام التحكم وأساسيات الأسلاك

• أجهزة استشعار درجة الحرارة:قم بقياس درجات حرارة مخرج المجمع والخزان وخط العودة.

• وحدات تحكم المضخة:قم بتنشيط الدورة عندما تتجاوز درجة حرارة المجمع درجة حرارة الخزان عن طريق فرق محدد مسبقًا.

• الصمامات الآلية:تحويل التدفق بين حلقة الطاقة الشمسية والسخان الاحتياطي.

• وحدات الاتصالات:تمكين الوصول إلى البيانات والتشخيصات عن بعد.

يضمن التوصيل السليم نقل إشارة موثوقًا. يُعد اتباع مخططات الشركة المصنعة أمرًا بالغ الأهمية لتجنب أخطاء منطق التحكم.

7. مشاكل التحكم الشائعة ونصائح استكشاف الأخطاء وإصلاحها

• ركوب الدراجات القصيرة: يحدث بسبب ضبط فروق درجات الحرارة بشكل سيئ؛ اضبط المعلمات لتقليل التآكل.

• ارتفاع درجة الحرارة:يحدث عندما يكون الحمل الصيفي منخفضًا للغاية؛ قم بتمكين وضع التفريغ الحراري أو التجاوز الموسمي.

• أخطاء الاستشعار:قم بمعايرة أسلاك المستشعر والتحقق منها بشكل منتظم بحثًا عن أي تلف.

• الإفراط في استخدام سخان النسخ الاحتياطي:راجع منطق التحكم للتأكد من إعطاء الأولوية للطاقة الشمسية قبل تنشيط النسخ الاحتياطي.

8. دراسة حالة: ترقية التحكم في نظام الماء الساخن الهجين في الفندق

في عام ٢٠٢٣، قام فندقٌ يضم ٢٥٠ غرفةً في سنغافورة بتحديث نظام التحكم الهجين في سخانات المياه. استبدل المشروع منظمات الحرارة القديمة بوحدة تحكم تفاضلية ذكية، ونظام مراقبة عن بُعد متكامل، وإعدادات موسمية مُحسّنة. وكانت النتيجة...انخفاض استهلاك الغاز بنسبة 38%وفترة استرداد أقل من أربع سنوات.

ملخص

تضمن استراتيجية التحكم الصحيحة أن تحقق أنظمة تسخين الماء الهجينة أقصى قدر من الكفاءة والموثوقية. ينبغي على المقاولين الهندسيين اختيار عناصر التحكم وضبطها بدقة بناءً على الحمل والمناخ واحتياجات العميل. ويضمن الجمع بين المراقبة الذكية والتعديلات الموسمية أفضل توازن بين الأداء وتوفير التكاليف.

هل أنت مستعد لتحسين نظام التحكم في الماء الساخن الخاص بك؟

نحن متخصصون في التصميم والتركيبحلول التحكم لأنظمة الطاقة الشمسية الهجينة وأنظمة المياه الساخنة التقليديةفي المشاريع التجارية والصناعية. تشمل خدماتنا تقييم النظام، وتحديث لوحة التحكم، والتكامل الكامل مع أنظمة إدارة المباني.

اتصل بنا للحصول على استشارة مجانية