Nel campo delle pompe di calore aria-acqua e degli impianti di riscaldamento dell'acqua, Hien, il "fratello maggiore", si è affermato nel settore con la propria forza, operando con efficacia e concretezza e contribuendo all'innovazione delle pompe di calore aria-acqua e degli scaldabagni. La prova più evidente di questo successo è rappresentata dal premio "Miglior applicazione di pompe di calore e sistemi multi-energia" vinto per tre anni consecutivi dai progetti di Hien in occasione degli incontri annuali dell'industria cinese delle pompe di calore.
Nel 2020, il progetto BOT (Build-Operate-Transfer) di Hien per il servizio di risparmio energetico nella produzione di acqua calda sanitaria presso il dormitorio della seconda fase dell'Università di Jiangsu Taizhou ha vinto il premio "Miglior applicazione di pompa di calore aria-aria e integrazione multi-energetica".
Nel 2021, il progetto di Hien per un sistema di produzione di acqua calda sanitaria integrato con fonti di calore aria-aria, energia solare e recupero del calore di scarto, installato nel bagno Runjiangyuan dell'Università di Jiangsu, ha vinto il premio "Miglior applicazione di pompa di calore e integrazione multi-energetica".
Il 27 luglio 2022, il progetto di Hien per un sistema di produzione di acqua calda sanitaria "Generazione di energia solare + Accumulo di energia + Pompa di calore", parte della Micro Rete Energetica del campus ovest dell'Università di Liaocheng nella provincia di Shandong, ha vinto il premio "Miglior applicazione di pompa di calore e integrazione multi-energia" alla settima edizione del concorso di progettazione di sistemi a pompa di calore "Energy Saving Cup 2022".
Siamo qui per esaminare da vicino, da una prospettiva professionale, l'ultimo progetto premiato dell'Università di Liaocheng: il sistema di produzione di acqua calda sanitaria "Generazione di energia solare + accumulo di energia + pompa di calore".
1. Idee di progettazione tecnica
Il progetto introduce il concetto di servizio energetico integrato, partendo dalla creazione di una fornitura multi-energetica e dalla gestione di una micro-rete energetica, e collega la fornitura di energia (alimentazione dalla rete elettrica), la produzione di energia (energia solare), l'accumulo di energia (riduzione dei picchi di consumo), la distribuzione e il consumo di energia (riscaldamento con pompa di calore, pompe dell'acqua, ecc.) in un'unica micro-rete energetica. Il sistema di acqua calda è progettato con l'obiettivo principale di migliorare il comfort degli studenti nell'utilizzo del calore. Combina progettazione a risparmio energetico, progettazione per la stabilità e progettazione per il comfort, al fine di ottenere il minor consumo energetico, le migliori prestazioni stabili e il massimo comfort per gli studenti nell'utilizzo dell'acqua. La progettazione di questo sistema evidenzia principalmente le seguenti caratteristiche:
Progettazione di sistema unica. Il progetto introduce il concetto di servizio energetico integrato e realizza un sistema di acqua calda sanitaria a microrete, con alimentazione esterna, produzione di energia (energia solare), accumulo di energia (batteria) e riscaldamento a pompa di calore. Implementa un'alimentazione multi-energetica, una riduzione dei picchi di consumo energetico e una produzione di calore con la massima efficienza energetica.
Sono stati progettati e installati 120 moduli di celle solari. La potenza installata è di 51,6 kW e l'energia elettrica generata viene trasmessa al sistema di distribuzione elettrica sul tetto del bagno per la produzione di energia connessa alla rete.
È stato progettato e installato un sistema di accumulo di energia da 200 kW. La modalità operativa prevede la fornitura di energia elettrica in base ai picchi di consumo, sfruttando l'energia disponibile nei periodi di maggiore richiesta. In questo modo, le pompe di calore funzionano anche durante i periodi di temperature elevate, migliorando l'efficienza energetica e riducendo il consumo di energia. Il sistema di accumulo è collegato alla rete di distribuzione elettrica per il funzionamento in rete e la gestione automatica dei picchi di consumo.
Progettazione modulare. L'utilizzo di una struttura espandibile aumenta la flessibilità di espansione. Nella configurazione dello scaldabagno ad aria, è stato adottato un design con interfacce predisposte. In caso di insufficiente capacità di riscaldamento, è possibile ampliare l'impianto in modo modulare.
L'idea progettuale del sistema, che prevede la separazione tra riscaldamento e fornitura di acqua calda sanitaria, consente di rendere più stabile l'erogazione di acqua calda e di risolvere il problema dell'erogazione intermittente di acqua calda e fredda. Il sistema è dotato di tre serbatoi per l'acqua calda sanitaria e un serbatoio per l'acqua calda sanitaria. Il serbatoio per l'acqua calda sanitaria si avvia e funziona secondo un tempo prestabilito. Una volta raggiunta la temperatura di riscaldamento, l'acqua viene convogliata per gravità nel serbatoio di erogazione. Da quest'ultimo, l'acqua calda viene distribuita ai bagni. Il serbatoio di erogazione fornisce solo acqua calda sanitaria, senza riscaldamento, garantendo così una temperatura costante. Quando la temperatura dell'acqua calda nel serbatoio di erogazione scende al di sotto della temperatura di riscaldamento, il termostato si attiva per mantenere la temperatura desiderata.
Il controllo a tensione costante del convertitore di frequenza è combinato con il controllo temporizzato della circolazione dell'acqua calda. Quando la temperatura del tubo dell'acqua calda è inferiore a 46 °C, la temperatura dell'acqua calda nel tubo viene automaticamente aumentata tramite circolazione. Quando la temperatura è superiore a 50 °C, la circolazione viene interrotta per immettere acqua nel modulo di alimentazione a pressione costante, garantendo così il minimo consumo energetico della pompa dell'acqua calda. Le principali specifiche tecniche sono le seguenti:
Temperatura dell'acqua in uscita dall'impianto di riscaldamento: 55℃
Temperatura del serbatoio dell'acqua isolato: 52℃
Temperatura di alimentazione dell'acqua del terminale: ≥45℃
Tempo di erogazione dell'acqua: 12 ore
Capacità di riscaldamento prevista: 12.000 persone/giorno, capacità di approvvigionamento idrico di 40 litri per persona, capacità di riscaldamento totale di 300 tonnellate/giorno.
Potenza solare installata: oltre 50 kW
Capacità di accumulo energetico installata: 200 kW
2. Composizione del progetto
Il sistema di microrete energetica per la produzione di acqua calda sanitaria è composto da un sistema di alimentazione energetica esterna, un sistema di accumulo di energia, un sistema di energia solare, un sistema di riscaldamento ad aria, un sistema di riscaldamento a temperatura e pressione costanti, un sistema di controllo automatico, ecc.
Sistema di alimentazione energetica esterno. La sottostazione nel campus ovest è collegata alla rete elettrica statale come sistema di alimentazione di riserva.
Sistema di energia solare. È composto da moduli solari, sistema di raccolta in corrente continua, inverter, sistema di controllo in corrente alternata e così via. Consente la generazione di energia connessa alla rete e la regolazione del consumo energetico.
Sistema di accumulo di energia. La funzione principale è quella di immagazzinare energia nei momenti di minimo consumo e fornirla nei momenti di picco.
Funzioni principali del sistema di riscaldamento dell'acqua a pompa di calore aria-aria. Il sistema di riscaldamento dell'acqua a pompa di calore aria-acqua viene utilizzato per riscaldare e aumentare la temperatura al fine di fornire acqua calda sanitaria agli studenti.
Funzioni principali del sistema di fornitura di acqua a temperatura e pressione costanti. Fornisce acqua calda a 45-50 °C per il bagno e regola automaticamente il flusso d'acqua in base al numero di persone che utilizzano il bagno e al consumo idrico, per garantire un flusso uniforme e controllato.
Funzioni principali del sistema di controllo automatico. Il sistema di controllo dell'alimentazione esterna, il sistema di acqua calda sanitaria a pompa di calore, il sistema di controllo della generazione di energia solare, il sistema di controllo dell'accumulo di energia, il sistema di temperatura costante e di fornitura costante di acqua, ecc. vengono utilizzati per il controllo automatico del funzionamento e il controllo di riduzione dei picchi della microrete energetica al fine di garantire il funzionamento coordinato del sistema, il controllo interconnesso e il monitoraggio remoto.
3. Effetto dell'implementazione
Risparmio di energia e denaro. Dopo l'implementazione di questo progetto, il sistema di acqua calda sanitaria a microrete ha un notevole effetto di risparmio energetico. La produzione annua di energia solare è di 79.100 kWh, l'accumulo annuo di energia è di 109.500 kWh, la pompa di calore aria-acqua consente un risparmio di 405.000 kWh, il risparmio annuo di elettricità è di 593.600 kWh, il risparmio di carbone standard è di 196 tce e il tasso di risparmio energetico raggiunge il 34,5%. Risparmio annuo sui costi di 355.900 yuan.
Protezione ambientale e riduzione delle emissioni. Benefici ambientali: riduzione delle emissioni di CO2 pari a 523,2 tonnellate/anno, riduzione delle emissioni di SO2 pari a 4,8 tonnellate/anno e riduzione delle emissioni di fumo pari a 3 tonnellate/anno; i benefici ambientali sono significativi.
Recensioni degli utenti. Il sistema funziona stabilmente sin dalla sua messa in funzione. I sistemi di generazione di energia solare e di accumulo energetico presentano una buona efficienza operativa e il rapporto di efficienza energetica dello scaldabagno ad aria è elevato. In particolare, il risparmio energetico è stato notevolmente migliorato grazie al funzionamento combinato e complementare multi-energia. Inizialmente, l'energia accumulata viene utilizzata per l'alimentazione elettrica e il riscaldamento, e successivamente viene utilizzata l'energia solare per entrambi gli scopi. Tutte le unità a pompa di calore funzionano durante il periodo di alta temperatura, dalle 8:00 alle 17:00, il che migliora notevolmente il rapporto di efficienza energetica delle unità a pompa di calore, massimizzando l'efficienza del riscaldamento e minimizzando il consumo di energia per il riscaldamento. Questo metodo di riscaldamento multi-energia complementare ed efficiente merita di essere diffuso e applicato.
Data di pubblicazione: 3 gennaio 2023