No campo da engenharia de bombas de calor de fonte de ar e unidades de água quente, a Hien, a "irmã mais velha", consolidou-se no setor com sua própria força, realizando um bom trabalho com a prática e impulsionando ainda mais o desenvolvimento de bombas de calor de fonte de ar e aquecedores de água. A prova mais contundente é que os projetos de engenharia de fonte de ar da Hien ganharam o "Prêmio de Melhor Aplicação em Bomba de Calor e Complementação Multienergética" por três anos consecutivos nos encontros anuais da Indústria Chinesa de Bombas de Calor.
Em 2020, o projeto BOT de serviço de economia de energia para água quente doméstica da Hien do dormitório Fase II da Universidade Jiangsu Taizhou ganhou o "Prêmio de Melhor Aplicação de Bomba de Calor de Fonte de Ar e Complementação Multienergética".
Em 2021, o projeto da Hien de sistema de água quente complementar multienergia com fonte de ar, energia solar e recuperação de calor residual no banheiro Runjiangyuan da Universidade de Jiangsu ganhou o "Prêmio de Melhor Aplicação de Bomba de Calor e Complementação Multienergia".
Em 27 de julho de 2022, o projeto de sistema de água quente residencial da Hien "Geração de energia solar + armazenamento de energia + bomba de calor" da Micro Energy Network no campus oeste da Universidade de Liaocheng, na província de Shandong, ganhou o "Prêmio de Melhor Aplicação de Bomba de Calor e Complementação de Multienergia" na sétima competição de design de aplicação de sistema de bomba de calor da "Energy Saving Cup" de 2022.
Estamos aqui para analisar de perto o mais recente projeto premiado, o sistema de água quente doméstica "Geração de Energia Solar + Armazenamento de Energia + Bomba de Calor" da Universidade de Liaocheng, de uma perspectiva profissional.
1. Ideias de Design Técnico
O projeto introduz o conceito de serviço energético abrangente, partindo do estabelecimento de um sistema de fornecimento múltiplo de energia e da operação de microrrede de energia, conectando o fornecimento de energia (rede elétrica), a produção de energia (energia solar), o armazenamento de energia (redução de picos de consumo), a distribuição de energia e o consumo de energia (aquecimento por bomba de calor, bombas de água, etc.) em uma microrrede de energia. O sistema de água quente foi projetado com o objetivo principal de melhorar o conforto do uso do calor pelos alunos. Ele combina design de economia de energia, design de estabilidade e design de conforto, de modo a atingir o menor consumo de energia, o melhor desempenho estável e o melhor conforto no uso da água pelos alunos. O projeto deste projeto destaca principalmente as seguintes características:
Projeto de sistema exclusivo. O projeto introduz o conceito de serviço de energia abrangente e constrói um sistema de água quente de micro-rede de energia, com fornecimento de energia externo + saída de energia (energia solar) + armazenamento de energia (armazenamento de energia por bateria) + aquecimento por bomba de calor. Ele implementa fornecimento múltiplo de energia, fornecimento de energia para redução de picos de demanda e geração de calor com a melhor eficiência energética.
Foram projetados e instalados 120 módulos de células solares. A capacidade instalada é de 51,6 kW, e a energia elétrica gerada é transmitida ao sistema de distribuição de energia no telhado do banheiro para geração de energia conectada à rede.
Um sistema de armazenamento de energia de 200 kW foi projetado e instalado. O modo de operação é o fornecimento de energia de pico, e a energia do vale é utilizada no período de pico. As unidades de bomba de calor devem ser operadas durante períodos de alta temperatura climática, de modo a melhorar a eficiência energética das unidades de bomba de calor e reduzir o consumo de energia. O sistema de armazenamento de energia é conectado ao sistema de distribuição de energia para operação conectada à rede e corte automático de pico.
Design modular. O uso de construção expansível aumenta a flexibilidade da expansibilidade. No layout do aquecedor de água a ar, é adotado o design de interface reservada. Quando o equipamento de aquecimento for insuficiente, este pode ser expandido de forma modular.
A ideia de design do sistema de separar o aquecimento e o fornecimento de água quente pode tornar o fornecimento de água quente mais estável e resolver o problema de às vezes quente e às vezes frio. O sistema é projetado e instalado com três tanques de água de aquecimento e um tanque de água para fornecimento de água quente. O tanque de água de aquecimento deve ser iniciado e operado de acordo com o tempo definido. Após atingir a temperatura de aquecimento, a água deve ser colocada no tanque de fornecimento de água quente por gravidade. O tanque de fornecimento de água quente fornece água quente para o banheiro. O tanque de fornecimento de água quente fornece apenas água quente sem aquecimento, garantindo o equilíbrio da temperatura da água quente. Quando a temperatura da água quente no tanque de fornecimento de água quente for inferior à temperatura de aquecimento, a unidade termostática começa a operar, garantindo a temperatura da água quente.
O controle de tensão constante do conversor de frequência é combinado com o controle temporizado da circulação de água quente. Quando a temperatura da tubulação de água quente for inferior a 46 °C, a temperatura da água quente na tubulação será automaticamente elevada pela circulação. Quando a temperatura for superior a 50 °C, a circulação será interrompida para entrar no módulo de fornecimento de água com pressão constante, garantindo o consumo mínimo de energia da bomba de água de aquecimento. As principais especificações técnicas são as seguintes:
Temperatura de saída da água do sistema de aquecimento: 55℃
Temperatura do tanque de água isolado: 52℃
Temperatura de abastecimento de água do terminal: ≥45℃
Tempo de abastecimento de água: 12 horas
Capacidade de aquecimento projetada: 12.000 pessoas/dia, capacidade de fornecimento de água de 40 L por pessoa, capacidade total de aquecimento de 300 toneladas/dia.
Capacidade de energia solar instalada: mais de 50 kW
Capacidade instalada de armazenamento de energia: 200KW
2.Composição do Projeto
O sistema de água quente de micro rede de energia é composto por sistema de fornecimento de energia externo, sistema de armazenamento de energia, sistema de energia solar, sistema de água quente de fonte de ar, sistema de aquecimento de temperatura e pressão constantes, sistema de controle automático, etc.
Sistema externo de fornecimento de energia. A subestação no campus oeste está conectada à rede elétrica estadual como energia de reserva.
Sistema de energia solar. É composto por módulos solares, sistema de coleta de energia CC, inversor, sistema de controle CA e assim por diante. Implemente a geração de energia conectada à rede e regule o consumo de energia.
Sistema de armazenamento de energia. Sua principal função é armazenar energia nos períodos de pico e fornecer energia nos períodos de pico.
Principais funções do sistema de água quente com fonte de ar. O aquecedor de água com fonte de ar é usado para aquecimento e elevação de temperatura, fornecendo água quente para uso doméstico aos alunos.
Principais funções do sistema de abastecimento de água com temperatura e pressão constantes. Fornece água quente de 45 a 50 ℃ para o banheiro e ajusta automaticamente o fluxo de água de acordo com o número de banhistas e o consumo de água para obter um fluxo de controle uniforme.
Principais funções do sistema de controle automático. O sistema de controle de alimentação externa, o sistema de água quente de fonte de ar, o sistema de controle de geração de energia solar, o sistema de controle de armazenamento de energia, o sistema de temperatura e água constantes, etc., são utilizados para o controle automático da operação e o controle de picos de energia da micro rede, garantindo a operação coordenada do sistema, o controle de interligação e o monitoramento remoto.
3. Efeito de Implementação
Economize energia e dinheiro. Após a implementação deste projeto, o sistema de água quente de microrrede de energia apresentou um notável efeito de economia de energia. A geração anual de energia solar é de 79.100 kWh, o armazenamento anual de energia é de 109.500 kWh, a bomba de calor de fonte de ar economiza 405.000 kWh, a economia anual de eletricidade é de 593.600 kWh, a economia padrão de carvão é de 196 tce e a taxa de economia de energia atinge 34,5%. A economia anual de custos é de 355.900 yuans.
Proteção ambiental e redução de emissões. Benefícios ambientais: a redução das emissões de CO2 é de 523,2 toneladas/ano, a redução das emissões de SO2 é de 4,8 toneladas/ano e a redução das emissões de fumaça é de 3 toneladas/ano, os benefícios ambientais são significativos.
Avaliações de usuários. O sistema tem funcionado de forma estável desde o início da operação. Os sistemas de geração e armazenamento de energia solar apresentam boa eficiência operacional, e o índice de eficiência energética do aquecedor de água a ar é alto. Em especial, a economia de energia foi significativamente melhorada após a operação combinada e complementar de múltiplas energias. Primeiramente, o armazenamento de energia é usado para fornecimento de energia e aquecimento, e então a geração de energia solar é usada para fornecimento de energia e aquecimento. Todas as unidades de bomba de calor operam no período de alta temperatura, das 8h às 17h, o que melhora significativamente o índice de eficiência energética das unidades de bomba de calor, maximiza a eficiência do aquecimento e minimiza o consumo de energia. Vale a pena popularizar e aplicar este método de aquecimento eficiente e complementar de múltiplas energias.
Horário da publicação: 03/01/2023