Nel campo dell'ingegneria delle pompe di calore ad aria e delle unità per la produzione di acqua calda sanitaria, Hien, il "fratello maggiore", si è affermata nel settore con la propria forza e ha svolto un ottimo lavoro con concretezza, portando avanti ulteriormente il settore delle pompe di calore ad aria e degli scaldacqua. La prova più evidente è che i progetti di ingegneria ad aria di Hien hanno vinto per tre anni consecutivi il "Premio per la Migliore Applicazione di Pompe di Calore e Integrazione Multi-Energia" in occasione dei convegni annuali dell'industria cinese delle pompe di calore.
Nel 2020, il progetto BOT del servizio di risparmio energetico per l'acqua calda sanitaria di Hien presso il dormitorio di fase II dell'Università di Jiangsu Taizhou ha vinto il premio "Best Application Award of Air Source Heat Pump and Multi-energy Complementation".
Nel 2021, il progetto di Hien per un sistema di acqua calda sanitaria complementare multi-energia basato su fonti d'aria, energia solare e recupero del calore di scarto nel bagno Runjiangyuan dell'Università di Jiangsu ha vinto il premio "Best Application Award of Heat Pump and Multi-energy Complementation".
Il 27 luglio 2022, il progetto del sistema di acqua calda sanitaria di Hien "Generazione di energia solare + accumulo di energia + pompa di calore" della Micro Energy Network nel campus occidentale dell'Università di Liaocheng nella provincia di Shandong ha vinto il premio "Migliore applicazione di pompa di calore e integrazione multi-energia" nel settimo concorso di progettazione di applicazioni di sistemi di pompe di calore della "Energy Saving Cup" 2022.
Siamo qui per analizzare da vicino l'ultimo progetto pluripremiato, il sistema di acqua calda sanitaria "Solar Power Generation+Energy Storage+Heat Pump" dell'Università di Liaocheng, da una prospettiva professionale.
1. Idee di progettazione tecnica
Il progetto introduce il concetto di servizio energetico completo, partendo dalla creazione di una rete di fornitura energetica multipla e dalla gestione di una microrete energetica, e collega l'approvvigionamento energetico (rete elettrica), la produzione di energia (energia solare), l'accumulo di energia (riduzione dei picchi di consumo), la distribuzione e il consumo energetico (riscaldamento con pompa di calore, pompe idrauliche, ecc.) in una microrete energetica. Il sistema di acqua calda è progettato con l'obiettivo principale di migliorare il comfort degli studenti nell'uso del riscaldamento. Combina design a risparmio energetico, design stabile e design confortevole, al fine di ottenere il minimo consumo energetico, le migliori prestazioni stabili e il massimo comfort nell'uso dell'acqua da parte degli studenti. La progettazione di questo schema evidenzia principalmente le seguenti caratteristiche:
Progettazione di sistema unica. Il progetto introduce il concetto di servizio energetico completo e realizza un sistema di acqua calda sanitaria a microrete energetica, con alimentazione esterna + produzione di energia (energia solare) + accumulo di energia (batteria) + riscaldamento a pompa di calore. Implementa la fornitura di energia multipla, la riduzione dei picchi di potenza e la generazione di calore con la massima efficienza energetica.
Sono stati progettati e installati 120 moduli solari. La potenza installata è di 51,6 kW e l'energia elettrica generata viene trasmessa alla rete di distribuzione elettrica sul tetto del bagno per la generazione di energia elettrica connessa alla rete.
È stato progettato e installato un sistema di accumulo di energia da 200 kW. La modalità di funzionamento prevede l'alimentazione con riduzione dei picchi di potenza, utilizzando l'energia di valle nei periodi di picco. Le pompe di calore vengono attivate durante i periodi di alta temperatura, in modo da migliorarne l'efficienza energetica e ridurre il consumo energetico. Il sistema di accumulo è collegato alla rete di distribuzione elettrica per il funzionamento in rete e la riduzione automatica dei picchi di potenza.
Design modulare. L'utilizzo di una struttura espandibile aumenta la flessibilità di espansione. Nella configurazione dello scaldacqua ad aria, viene adottato il design dell'interfaccia riservata. Quando l'impianto di riscaldamento non è sufficiente, è possibile espanderlo in modo modulare.
L'idea progettuale di separare il riscaldamento e l'acqua calda sanitaria può rendere l'erogazione di acqua calda più stabile e risolvere il problema dell'acqua a volte calda e a volte fredda. Il sistema è progettato e installato con tre serbatoi per l'acqua di riscaldamento e un serbatoio per l'acqua calda sanitaria. Il serbatoio per l'acqua di riscaldamento deve essere avviato e azionato secondo l'orario impostato. Una volta raggiunta la temperatura di riscaldamento, l'acqua viene immessa nel serbatoio per l'acqua calda sanitaria per gravità. Il serbatoio per l'acqua calda sanitaria fornisce acqua calda al bagno. Il serbatoio per l'acqua calda sanitaria fornisce solo acqua calda sanitaria senza riscaldamento, garantendo l'equilibrio della temperatura dell'acqua calda. Quando la temperatura dell'acqua calda nel serbatoio per l'acqua calda sanitaria è inferiore alla temperatura di riscaldamento, l'unità termostatica inizia a funzionare, garantendo la temperatura dell'acqua calda sanitaria.
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 verrà automaticamente aumentata dalla circolazione. Quando la temperatura è superiore a 50 °C, la circolazione verrà interrotta per consentire l'ingresso nel modulo di alimentazione idrica a pressione costante, garantendo il minimo consumo energetico della pompa dell'acqua di riscaldamento. Le principali specifiche tecniche sono le seguenti:
Temperatura di uscita dell'acqua del sistema di riscaldamento: 55℃
Temperatura del serbatoio dell'acqua isolato: 52℃
Temperatura di alimentazione dell'acqua terminale: ≥45℃
Tempo di fornitura idrica: 12 ore
Capacità di riscaldamento progettata: 12.000 persone/giorno, capacità di approvvigionamento idrico di 40 litri a persona, capacità di riscaldamento totale di 300 tonnellate/giorno.
Capacità di energia solare installata: oltre 50 kW
Capacità di accumulo di energia installata: 200KW
2. Composizione del progetto
Il sistema di acqua calda sanitaria a microrete energetica è composto da un sistema di fornitura di energia esterna, un sistema di accumulo di energia, un sistema di energia solare, un sistema di acqua calda sanitaria 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 riserva di energia.
Sistema di alimentazione solare. È composto da moduli solari, un sistema di raccolta della corrente continua (CC), un inverter, un sistema di controllo della corrente alternata (CA) e così via. Implementa la generazione di energia connessa alla rete e regola il consumo energetico.
Sistema di accumulo di energia. La funzione principale è quella di immagazzinare energia nelle ore di punta e di fornire energia nelle ore di punta.
Funzioni principali del sistema di acqua calda sanitaria ad aria. Lo scaldacqua ad aria viene utilizzato per il riscaldamento e l'aumento della temperatura per fornire acqua calda sanitaria agli studenti.
Funzioni principali del sistema di erogazione idrica a temperatura e pressione costanti. Fornisce acqua calda a 45~50 °C per il bagno e regola automaticamente il flusso di acqua in base al numero di bagnanti e all'entità del consumo idrico per ottenere un flusso di controllo uniforme.
Funzioni principali del sistema di controllo automatico. Il sistema di controllo dell'alimentazione esterna, il sistema di acqua calda sanitaria ad aria, il sistema di controllo della generazione di energia solare, il sistema di controllo dell'accumulo di energia, il sistema di temperatura e di approvvigionamento idrico costanti, ecc. vengono utilizzati per il controllo automatico del funzionamento e il controllo dei picchi di picco della microrete energetica, al fine di garantire il funzionamento coordinato del sistema, il controllo dei collegamenti e il monitoraggio remoto.
3. Effetto di implementazione
Risparmia energia e denaro. Dopo l'implementazione di questo progetto, il sistema di acqua calda sanitaria a micro-rete energetica ha prodotto un notevole risparmio energetico. La produzione annua di energia solare è di 79.100 kWh, l'accumulo di energia annua è di 109.500 kWh, la pompa di calore ad aria consente un risparmio di 405.000 kWh, il risparmio annuo di elettricità è di 593.600 kWh, il risparmio standard di carbone è di 196 tce e il tasso di risparmio energetico raggiunge il 34,5%. Risparmio annuo sui costi di 355.900 yuan.
Tutela ambientale e riduzione delle emissioni. Benefici ambientali: la riduzione delle emissioni di CO2 è di 523,2 tonnellate/anno, la riduzione delle emissioni di SO2 di 4,8 tonnellate/anno e la riduzione delle emissioni di fumo di 3 tonnellate/anno, con benefici ambientali significativi.
Recensioni degli utenti. Il sistema ha funzionato stabilmente sin dall'inizio. I sistemi di generazione e accumulo di energia solare hanno un'ottima efficienza operativa e l'indice di efficienza energetica dello scaldacqua ad aria è elevato. In particolare, il risparmio energetico è stato notevolmente migliorato grazie al funzionamento combinato e complementare multi-energia. In primo luogo, l'accumulo di energia viene utilizzato per l'alimentazione elettrica e il riscaldamento, mentre l'energia solare viene utilizzata per l'alimentazione elettrica e il riscaldamento. Tutte le unità a pompa di calore funzionano nella fascia oraria ad alta temperatura, dalle 8:00 alle 17:00, il che migliora notevolmente l'indice di efficienza energetica delle unità a pompa di calore, massimizza l'efficienza di riscaldamento e riduce al minimo il consumo di energia per il riscaldamento. Questo metodo di riscaldamento complementare ed efficiente multi-energia merita di essere diffuso e applicato.
Data di pubblicazione: 03-01-2023