У галузі проектування повітряних теплових насосів та водонагрівачів компанія Hien, її «старший брат», зарекомендувала себе в галузі завдяки власним силам, виконала гарну роботу практичним способом та продовжила розвивати повітряні теплові насоси та водонагрівачі. Найпереконливішим доказом цього є те, що проекти повітряних теплових насосів Hien три роки поспіль отримували нагороду «За найкраще застосування теплових насосів та мультиенергетичного доповнення» на щорічних зустрічах Китайської промисловості теплових насосів.
У 2020 році проект Hien з енергозбереження побутової гарячої води BOT для гуртожитку Університету Цзянсу Тайчжоу Фази II отримав нагороду «Найкраще застосування повітряного теплового насоса та мультиенергетичного доповнення».
У 2021 році проєкт Хієна щодо багатоенергетичної системи гарячого водопостачання, що використовує джерело повітря, сонячну енергію та рекуперацію відпрацьованого тепла, у ванній кімнаті Руньцзян'юань Університету Цзянсу отримав нагороду «Найкраще застосування теплового насоса та багатоенергетичної доповнення».
27 липня 2022 року проект системи гарячого водопостачання для побутових потреб компанії Hien «Генерація сонячної енергії + накопичення енергії + тепловий насос» мікроенергетичної мережі в західному кампусі університету Ляочен провінції Шаньдун отримав нагороду «Найкраще застосування теплового насоса та мультиенергетичного доповнення» на сьомому конкурсі дизайну застосувань систем теплових насосів «Кубок енергозбереження» 2022 року.
Ми тут, щоб уважно розглянути з професійної точки зору цей останній нагороджений проєкт – проєкт системи гарячого водопостачання Університету Ляочен «Генерація сонячної енергії + Акумулювання енергії + Тепловий насос».
1. Ідеї технічного дизайну
Проєкт впроваджує концепцію комплексного енергетичного обслуговування, починаючи зі створення багатомережевої мережі енергопостачання та роботи мікроенергетичної мережі, та об'єднує енергопостачання (електропостачання з мережі), виробництво енергії (сонячна енергія), накопичення енергії (зменшення пікових навантажень), розподіл енергії та споживання енергії (опалення тепловим насосом, водяні насоси тощо) в мікроенергетичну мережу. Система гарячого водопостачання розроблена з головною метою підвищення комфорту використання тепла студентами. Вона поєднує енергозберігаючу конструкцію, конструкцію стабільності та комфортну конструкцію, щоб досягти найнижчого споживання енергії, найкращої стабільної роботи та найкращого комфорту використання води студентами. Конструкція цієї схеми в основному підкреслює такі особливості:
Унікальний дизайн системи. Проєкт впроваджує концепцію комплексного енергетичного обслуговування та будує мікросистему гарячого водопостачання з зовнішнім джерелом живлення + виходом енергії (сонячна енергія) + накопиченням енергії (акумуляторне накопичення енергії) + опаленням тепловим насосом. Він реалізує багатоканальний енергопостачання, живлення з урахуванням пікових значень потужності та виробництво тепла з найкращою енергоефективністю.
Було спроектовано та встановлено 120 модулів сонячних елементів. Встановлена потужність становить 51,6 кВт, а вироблена електроенергія передається до системи розподілу електроенергії на даху ванної кімнати для виробництва електроенергії, підключеної до мережі.
Було спроектовано та встановлено систему накопичення енергії потужністю 200 кВт. Режим роботи – живлення з пом'якшенням пікових навантажень, а в пікові періоди використовується енергія низинного потоку. Забезпечити роботу теплонасосних агрегатів у періоди високих кліматичних температур, щоб покращити коефіцієнт енергоефективності теплових насосів та зменшити споживання енергії. Система накопичення енергії підключена до системи розподілу електроенергії для роботи від мережі та автоматичного пом'якшення пікових навантажень.
Модульна конструкція. Використання розширюваної конструкції підвищує гнучкість розширення. У конструкції водонагрівача повітряного типу використовується конструкція резервного інтерфейсу. Коли опалювального обладнання недостатньо, його можна розширити модульним способом.
Ідея системного проектування з розділенням опалення та гарячого водопостачання може зробити постачання гарячої води стабільнішим та вирішити проблему іноді гарячого, а іноді холодного. Система спроектована та встановлена з трьома баками для опалення та одним баком для гарячого водопостачання. Бак для опалення запускається та працює відповідно до встановленого часу. Після досягнення температури нагрівання вода подається в бак для гарячої води самопливом. Бак для гарячої води подає гарячу воду у ванну кімнату. Бак для гарячої води подає лише гарячу воду без нагрівання, забезпечуючи баланс температури гарячої води. Коли температура гарячої води в баку для гарячої води нижча за температуру нагрівання, починає працювати термостатичний блок, забезпечуючи температуру гарячої води.
Регулювання постійної напруги за допомогою частотного перетворювача поєднується з керуванням циркуляцією гарячої води за часом. Коли температура труби гарячої води падає нижче 46 ℃, температура гарячої води в трубі автоматично підвищується за рахунок циркуляції. Коли температура перевищує 50 ℃, циркуляція зупиняється, щоб вода потрапляла в модуль водопостачання постійного тиску, щоб забезпечити мінімальне споживання енергії насосом системи опалення. Основні технічні характеристики такі:
Температура води на виході з системи опалення: 55℃
Температура ізольованого резервуара для води: 52℃
Температура подачі води на термінал: ≥45℃
Час подачі води: 12 годин
Проектна теплопродуктивність: 12 000 осіб/день, водопостачання 40 л на особу, загальна теплопродуктивність 300 тонн/день.
Встановлена потужність сонячної енергії: понад 50 кВт
Встановлена потужність накопичення енергії: 200 кВт
2. Склад проекту
Система гарячого водопостачання мікроенергетичної мережі складається із зовнішньої системи енергопостачання, системи накопичення енергії, системи сонячної енергії, системи гарячого водопостачання з використанням повітря, системи нагрівання з постійною температурою та тиском, системи автоматичного керування тощо.
Зовнішня система енергопостачання. Підстанція у західному кампусі підключена до електромережі державного рівня як резервне джерело енергії.
Сонячна енергетична система. Вона складається з сонячних модулів, системи збору постійного струму, інвертора, системи керування змінним струмом тощо. Впроваджує підключене до мережі виробництво електроенергії та регулює споживання енергії.
Система накопичення енергії. Основна функція полягає в накопиченні енергії в години низького навантаження та постачанні електроенергії в години пік.
Основні функції системи гарячого водопостачання повітря. Водонагрівач повітря використовується для нагрівання та підвищення температури, щоб забезпечити студентів гарячою водою.
Основні функції системи водопостачання з постійною температурою та тиском. Забезпечує гарячу воду 45~50 ℃ для ванної кімнати та автоматично регулює потік води відповідно до кількості людей, що купаються, та обсягу споживання води для досягнення рівномірного контролю потоку.
Основні функції системи автоматичного керування. Для автоматичного керування роботою та контролю пікових навантажень мікроенергетичної мережі використовуються система керування зовнішнім живленням, система гарячого водопостачання з використанням повітря, система керування генерацією сонячної енергії, система керування накопиченням енергії, система постійної температури та водопостачання тощо, що забезпечує скоординовану роботу системи, керування зв'язком та дистанційний моніторинг.
3. Ефект впровадження
Економія енергії та коштів. Після реалізації цього проекту система гарячого водопостачання мікроенергетичної мережі матиме вражаючий енергозберігаючий ефект. Річне виробництво сонячної енергії становить 79 100 кВт·год, річний обсяг накопичення енергії – 109 500 кВт·год, повітряний тепловий насос економить 405 000 кВт·год, річна економія електроенергії – 593 600 кВт·год, економія стандартного вугілля – 196 тонн у.е., а рівень енергозбереження сягає 34,5%. Річна економія коштів становить 355 900 юанів.
Захист навколишнього середовища та скорочення викидів. Екологічні переваги: скорочення викидів CO2 становить 523,2 тонни/рік, скорочення викидів SO2 – 4,8 тонни/рік, а скорочення викидів диму – 3 тонни/рік, екологічні переваги є значними.
Відгуки користувачів. Система працює стабільно з моменту запуску. Системи генерації та накопичення сонячної енергії мають хорошу ефективність роботи, а коефіцієнт енергоефективності водонагрівача повітря-вода є високим. Особливо значно покращилася економія енергії після багатоенергетичної взаємодоповнюючої та комбінованої роботи. Спочатку для живлення та опалення використовується джерело живлення від накопичувача енергії, а потім для живлення та опалення використовується генерація сонячної енергії. Усі теплові насоси працюють у період високих температур з 8:00 до 17:00, що значно покращує коефіцієнт енергоефективності теплонасосів, максимізує ефективність опалення та мінімізує споживання енергії на опалення. Цей багатоенергетичний взаємодоповнюючий та ефективний метод опалення заслуговує на популяризацію та застосування.
Час публікації: 03 січня 2023 р.