Op het gebied van lucht-warmtepompen en warmwaterinstallaties heeft Hien, de "grote broer", zich met eigen kracht in de branche gevestigd en op een praktische manier goed werk geleverd, waarmee het de ontwikkeling van lucht-warmtepompen en warmwaterinstallaties verder heeft bevorderd. Het meest overtuigende bewijs hiervan is dat de lucht-warmtepompprojecten van Hien drie jaar op rij de "Best Application Award for Heat Pump and Multi-Energy Complementation" hebben gewonnen tijdens de jaarlijkse bijeenkomsten van de Chinese warmtepompindustrie.
In 2020 won Hien's BOT-project voor energiebesparende warmwatervoorziening in de tweede fase van de studentenflat van de Jiangsu Taizhou Universiteit de "Prijs voor beste toepassing van lucht-warmtepompen en multi-energiecomplementatie".
In 2021 won Hiens project voor een multi-energie complementair warmwatersysteem met lucht, zonne-energie en restwarmteterugwinning in de Runjiangyuan-badkamer van de Universiteit van Jiangsu de "Prijs voor beste toepassing van warmtepompen en multi-energie complementaire systemen".
Op 27 juli 2022 won Hiens project voor een huishoudelijk warmwatersysteem, "Zonne-energieopwekking + Energieopslag + Warmtepomp", van het Micro Energy Network op de westelijke campus van de Liaocheng Universiteit in de provincie Shandong, de "Prijs voor Beste Toepassing van Warmtepomp en Multi-energiecomplementatie" tijdens de zevende ontwerpwedstrijd voor warmtepompsystemen van de "Energy Saving Cup" 2022.
We zijn hier om het meest recente bekroonde project van de Liaocheng Universiteit, "Zonne-energieopwekking + Energieopslag + Warmtepomp" voor een warmwatersysteem voor huishoudelijk gebruik, vanuit een professioneel perspectief te bekijken.
1. Technische ontwerpideeën
Het project introduceert het concept van een integrale energievoorziening, beginnend met de opzet van een multi-energievoorziening en de werking van een micro-energienetwerk. Het verbindt energievoorziening (netstroom), energieproductie (zonne-energie), energieopslag (piekvermindering), energiedistributie en energieverbruik (warmtepompen, waterpompen, enz.) tot een micro-energienetwerk. Het warmwatersysteem is ontworpen met als hoofddoel het comfort van studenten bij het gebruik van warmte te verbeteren. Het combineert energiebesparend, stabiel en comfortabel ontwerp om zo het laagste energieverbruik, de beste stabiele prestaties en het beste comfort voor studenten te bereiken. Het ontwerp van dit systeem kenmerkt zich met name door de volgende eigenschappen:
Uniek systeemontwerp. Het project introduceert het concept van een integrale energievoorziening en bouwt een micro-energienetwerk voor warm water, met externe stroomvoorziening + energieopwekking (zonne-energie) + energieopslag (batterij-energieopslag) + warmtepompverwarming. Het realiseert meerdere energiebronnen, piekbelastingvermindering en warmteopwekking met de hoogst mogelijke energie-efficiëntie.
Er zijn 120 zonnepanelen ontworpen en geïnstalleerd. Het geïnstalleerde vermogen bedraagt 51,6 kW en de opgewekte elektriciteit wordt naar het stroomdistributiesysteem op het dak van de badkamer geleid voor aansluiting op het elektriciteitsnet.
Er is een energieopslagsysteem van 200 kW ontworpen en geïnstalleerd. Het systeem werkt met piekbelastingvermindering, waarbij de energie die tijdens de piekuren wordt opgewekt, wordt gebruikt. Hierdoor kunnen de warmtepompen ook tijdens de warmste perioden draaien, wat de energie-efficiëntie verbetert en het energieverbruik verlaagt. Het energieopslagsysteem is aangesloten op het elektriciteitsnet voor automatische piekbelastingvermindering.
Modulair ontwerp. Het gebruik van een uitbreidbare constructie vergroot de flexibiliteit en de mogelijkheid tot uitbreiding. Bij de lay-out van de lucht-waterwarmtewisselaar is gebruikgemaakt van een gereserveerde interface. Wanneer de verwarmingsinstallatie ontoereikend is, kan deze modulair worden uitgebreid.
Het systeemontwerp, waarbij verwarming en warmwatervoorziening gescheiden zijn, zorgt voor een stabielere warmwatervoorziening en lost het probleem van wisselend warm en koud water op. Het systeem is ontworpen en geïnstalleerd met drie boilers voor warm water en één boiler voor warm water. De boilers voor warm water worden op een vast tijdstip gestart en in bedrijf gesteld. Nadat de gewenste temperatuur is bereikt, stroomt het water door zwaartekracht naar de warmwaterboiler. Deze boiler levert warm water aan de badkamers. De warmwaterboiler levert alleen warm water zonder verwarming, waardoor een constante watertemperatuur wordt gegarandeerd. Wanneer de temperatuur van het water in de warmwaterboiler lager is dan de gewenste temperatuur, treedt de thermostaat in werking om de warmwatertemperatuur te waarborgen.
De constante spanningsregeling van de frequentieomvormer is gecombineerd met een getimede regeling van de warmwatercirculatie. Wanneer de temperatuur van de warmwaterleiding lager is dan 46 ℃, wordt de temperatuur van het water in de leiding automatisch verhoogd door circulatie. Wanneer de temperatuur hoger is dan 50 ℃, wordt de circulatie gestopt en stroomt het water terug naar de module voor constante druktoevoer. Dit zorgt voor een minimaal energieverbruik van de verwarmingspomp. De belangrijkste technische specificaties zijn als volgt:
Watertemperatuur aan de uitlaat van het verwarmingssysteem: 55℃
Temperatuur van de geïsoleerde watertank: 52℃
Temperatuur van het aangevoerde water: ≥45℃
Waterleveringstijd: 12 uur
Ontwerpverwarmingscapaciteit: 12.000 personen/dag, 40 liter watertoevoer per persoon, totale verwarmingscapaciteit van 300 ton/dag.
Geïnstalleerd zonne-energievermogen: meer dan 50 kW
Geïnstalleerde energieopslagcapaciteit: 200 kW
2. Projectsamenstelling
Het micro-energienetwerk voor warm water bestaat uit een extern energievoorzieningssysteem, een energieopslagsysteem, een zonne-energiesysteem, een lucht-waterwarmtepomp, een verwarmingssysteem met constante temperatuur en druk, een automatisch regelsysteem, enzovoort.
Extern energievoorzieningssysteem. Het onderstation op de westelijke campus is aangesloten op het staatsnet als back-upenergiebron.
Een zonne-energiesysteem bestaat uit zonnepanelen, een gelijkstroomopvangsysteem, een omvormer, een wisselstroomregelsysteem, enzovoort. Het systeem maakt netgekoppelde stroomopwekking mogelijk en reguleert het energieverbruik.
Energieopslagsysteem. De belangrijkste functie is het opslaan van energie in daluren en het leveren van stroom tijdens piekuren.
Belangrijkste functies van een lucht-waterwarmtewisselaar. De lucht-waterwarmtewisselaar wordt gebruikt om water te verwarmen en de temperatuur te verhogen, zodat studenten over warm drinkwater beschikken.
Belangrijkste functies van het wateraanvoersysteem met constante temperatuur en druk: Het systeem levert warm water van 45-50 ℃ voor de badkamer en past de watertoevoer automatisch aan op basis van het aantal gebruikers en het waterverbruik, voor een gelijkmatige waterstroom.
Belangrijkste functies van het automatische besturingssysteem. Het besturingssysteem voor de externe stroomvoorziening, het lucht-water-warmwatersysteem, de zonne-energieopwekking, de energieopslag en het systeem voor constante temperatuur- en watertoevoer worden gebruikt voor automatische aansturing en piekbelastingbeheersing van het micro-energienetwerk. Dit zorgt voor een gecoördineerde werking van het systeem, gekoppelde aansturing en bewaking op afstand.
3. Implementatie-effect
Bespaar energie en geld. Na de implementatie van dit project heeft het micro-energienetwerk voor warm water een opmerkelijk energiebesparend effect. De jaarlijkse zonne-energieopwekking bedraagt 79.100 kWh, de jaarlijkse energieopslag is 109.500 kWh, de lucht-warmtepomp bespaart 405.000 kWh, de jaarlijkse elektriciteitsbesparing is 593.600 kWh, de besparing op standaardkolen is 196 ton steenkool en het energiebesparingspercentage bereikt 34,5%. De jaarlijkse kostenbesparing bedraagt 355.900 yuan.
Milieubescherming en emissiereductie. Milieuvoordelen: CO2-uitstootreductie van 523,2 ton/jaar, SO2-uitstootreductie van 4,8 ton/jaar en rookuitstootreductie van 3 ton/jaar. De milieuvoordelen zijn aanzienlijk.
Gebruikersrecensies. Het systeem werkt stabiel sinds de ingebruikname. De systemen voor zonne-energieopwekking en energieopslag hebben een goede operationele efficiëntie en de energie-efficiëntieverhouding van de lucht-waterwarmtewisselaar is hoog. Vooral de energiebesparing is aanzienlijk verbeterd na de gecombineerde werking van meerdere energiebronnen. Ten eerste wordt de energieopslag gebruikt voor stroomvoorziening en verwarming, en vervolgens wordt de zonne-energieopwekking gebruikt voor stroomvoorziening en verwarming. Alle warmtepompen werken tijdens de warmste periode van 8.00 tot 17.00 uur, wat de energie-efficiëntieverhouding van de warmtepompen aanzienlijk verbetert, de verwarmingsefficiëntie maximaliseert en het energieverbruik minimaliseert. Deze gecombineerde en efficiënte verwarmingsmethode met meerdere energiebronnen is het waard om te worden toegepast en verder te worden ontwikkeld.
Geplaatst op: 3 januari 2023