利用太阳能确保零售咖啡馆的可持续性

发布时间:2019-11-06 11:01:27 【来源:

罗宾·惠特洛克(Robin Whitlock)探索了一些潜在的解决方案,以通过使用预热的太阳能热水等技术来确保咖啡零售世界的可持续性。

咖啡于17世纪首次引入不列颠群岛。这种饮料变得如此受欢迎,以至于1650年在牛津开设了第一家“咖啡馆”,咖啡馆迅速在全国各地开业。在这些地方,各行各业的人们,尤其是知识分子和专家,讨论了各种各样有趣的话题来自知识界的工程师,建筑师和其他专家。

今天,英国人每年喝掉超过7000万杯咖啡。在全球范围内,每年喝咖啡的数量增加到超过4000亿杯。根据英国咖啡协会(BCA)2018年的一项研究,英国喝醉的咖啡中有65%在家中消费,另外25%是在工作或学习时消费,其余则在零售咖啡店消费,特别是大型星巴克和Costa Coffee等品牌

考虑到气候的增加,开始问咖啡师使用的咖啡机是否有其他方法可以使水不断煮沸,这是完全合理的。对于该国的一些管道和供热工程师而言,一种解决方案是可再生能源-以太阳热能的形式。

水暖工程师Nathan James Van Gambling说:“水加热非常耗能。”“我不确定有多少人真正意识到这一点。它是最耗能的普通物质,只有很少的其他物质或元素具有较高的热容量。”

多年来,Van Gambling和他的同事Eric Hawkins以及供热工程师Rob Berridge和许多其他人一直在倡导将太阳能作为常规化石燃料发电的急需替代品。范·甘布林(Van Gambling)定期就此主题进行讲座,并制作自己的播客,而霍金斯(Hawkins)设计了自己的热能储存器和太阳能集热器,在过去的19年中,该热能储存器和太阳能集热器已经在他的房子中成功运行。

主要问题之一是感知性-人们想到太阳能时,通常会想到太阳能光伏(PV)面板。但是,尽管PV使用电磁频谱上的可见光来发电,但是太阳能热利用不可见的红外光来实现可再生加​​热和热水。Van Gambling和他的同事们认为,如果咖啡馆要通过蓄热器将预热的太阳能热水替换为咖啡机,则可以在市电压力下保持恒定的预热水流量,从而减少电力,二氧化碳排放量和金钱。

Van Gambling解释说:“太阳能集热器收集的热量通过热交换器转换为热水。”“这些可以放置在屋顶,墙壁上,也可以地面安装;面向SSE与SSW之间的方向,角度为25-40度。”

然后将热水直接转移到开放式储热器中,然后在较低温度下返回太阳能集热器,以使太阳能热水继续流动。蓄热器的工作方式类似于Combi锅炉,但是蓄热器通过单个设备既提供热水又提供热量。它利用由铜管或不锈钢管制成的内部热水螺旋式热交换器。这些线圈悬挂在商店的非饮用水中,由屋顶上的太阳能集热器加热,并以电浸入式加热器或燃气/燃油锅炉作为后备。

只要热量储存器中的二次(脏)热水可以保持在65-70ºC,您就可以随时抽取任意数量的热水。当商店温度降至40ºC以下时,商店中不再有可用的热水值,因此需要将其重新加热到60-70ºC。

霍金斯解释说:“咖啡屋或任何需要在沸腾温度下成千上万的热水的企业都需要投资开放式储热库,该储库将允许尽可能多的太阳能热水加热储库,而无需任何其他备用” 。“通常将由E锅炉加热到80-100ºC的冷干线水现在连接到位于蓄热器中的热交换器盘管的出口。冷的主水通过储热器间接加热,储热器本身由屋顶或其他位置的太阳能集热器加热。

“在英国的大多数日子里,太阳能热/热存储硬件系统在冬季可以提供最低10-15ºC的温度,而在晴朗的蓝天下,可以加热到50ºC。”

在诺丁汉的纽瓦克(Newark)在霍金斯自己的蓄热器设计中,由流量计将10米和15米的不锈钢卷从外面连接在一起。线圈的内径为28mm,可为储水提供良好的外部表面积,以加热通过底部线圈的主冷水,作为对15米长的第二线圈的预热。这种两线圈设计的概念是使蓄热器的底部从太阳能收集器获得最大的热量输入

Van Gambling表示:“如果您想象欧洲各地成千上万的咖啡店,如果他们用太阳能将水预热,那将节省大量的能源,显然还可以节省大量的碳排放量。从2月底开始,随着日照时间的增加,使用最高80ºC的预热水,太阳能可以持续工作的时间越长。”

目前,没有人正在与大型零售咖啡连锁店讨论这一问题。但是,这个想法似乎已经过时了,所以也许有人应该开始提到这个话题。好处很多–减少能源消耗,减少碳排放和降低电费。任何规模的企业都不想这样做?

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