En el campo de la ingeniería de bombas de calor aerotérmicas y unidades de agua caliente, Hien, la empresa líder, se ha consolidado en la industria con fuerza propia, realizando un excelente trabajo con un enfoque práctico, impulsando el desarrollo de las bombas de calor aerotérmicas y los calentadores de agua. La prueba más contundente es que los proyectos de ingeniería aerotérmica de Hien ganaron el "Premio a la Mejor Aplicación de Bombas de Calor y Complementación Multienergética" durante tres años consecutivos en las reuniones anuales de la Industria China de Bombas de Calor.
En 2020, el proyecto BOT de ahorro de energía de agua caliente sanitaria de Hien del dormitorio de la Fase II de la Universidad Jiangsu Taizhou ganó el "Premio a la mejor aplicación de bomba de calor de fuente de aire y complementación multienergética".
En 2021, el proyecto de Hien de sistema de agua caliente complementario multienergético con fuente de aire, energía solar y recuperación de calor residual en el baño Runjiangyuan de la Universidad de Jiangsu ganó el "Premio a la mejor aplicación de bomba de calor y complementación multienergética".
El 27 de julio de 2022, el proyecto de sistema de agua caliente sanitaria de Hien "Generación de energía solar + Almacenamiento de energía + Bomba de calor" de la Red de Micro Energía en el campus oeste de la Universidad de Liaocheng en la provincia de Shandong ganó el "Premio a la mejor aplicación de bomba de calor y complementación de múltiples energías" en el séptimo concurso de diseño de aplicaciones de sistemas de bomba de calor de la "Copa de Ahorro de Energía" 2022.
Estamos aquí para analizar en profundidad este último proyecto galardonado, el proyecto del sistema de agua caliente sanitaria "Generación de energía solar + Almacenamiento de energía + Bomba de calor" de la Universidad de Liaocheng, desde una perspectiva profesional.
1. Ideas de diseño técnico
El proyecto introduce el concepto de servicio energético integral, comenzando con el establecimiento de un sistema de suministro multienergético y la operación de una microred energética. Este sistema conecta el suministro de energía (red eléctrica), la producción de energía (energía solar), el almacenamiento de energía (reducción de picos de demanda), la distribución de energía y el consumo de energía (calefacción con bomba de calor, bombas de agua, etc.) en una microred energética. El sistema de agua caliente está diseñado con el objetivo principal de mejorar la comodidad del alumnado al usar la calefacción. Combina un diseño de ahorro energético, estabilidad y confort para lograr el menor consumo de energía, un rendimiento óptimo y la máxima comodidad en el uso del agua. El diseño de este sistema destaca principalmente las siguientes características:
Diseño de sistema único. El proyecto introduce el concepto de servicio energético integral y construye un sistema de agua caliente con microred energética, con suministro de energía externa, producción de energía (solar), almacenamiento de energía (baterías) y calefacción con bomba de calor. Implementa suministro de energía múltiple, suministro de energía con reducción de picos de demanda y generación de calor con la máxima eficiencia energética.
Se diseñaron e instalaron 120 módulos solares. La capacidad instalada es de 51,6 kW, y la energía eléctrica generada se transmite al sistema de distribución eléctrica en el techo del baño para su conexión a la red eléctrica.
Se diseñó e instaló un sistema de almacenamiento de energía de 200 kW. El modo de funcionamiento es con suministro de energía para la reducción de picos, y la energía del valle se utiliza en el período punta. Las unidades de bomba de calor funcionan durante las épocas de altas temperaturas para mejorar su eficiencia energética y reducir el consumo de energía. El sistema de almacenamiento de energía está conectado a la red eléctrica para su funcionamiento y la reducción automática de picos.
Diseño modular. La construcción expandible aumenta la flexibilidad de expansión. El diseño del calentador de agua de fuente de aire se basa en una interfaz reservada. Cuando el equipo de calefacción es insuficiente, este puede expandirse modularmente.
El diseño del sistema, que separa la calefacción del agua caliente, mejora la estabilidad del suministro y soluciona el problema de que a veces sale caliente y a veces fría. El sistema está diseñado e instalado con tres tanques de agua caliente y un tanque de agua caliente. El tanque de agua caliente se activa y opera según el tiempo establecido. Una vez alcanzada la temperatura de calentamiento, el agua se introduce en el tanque de suministro de agua caliente por gravedad. El tanque de suministro de agua caliente suministra agua caliente al baño. El tanque de suministro de agua caliente solo suministra agua caliente, sin calefacción, lo que garantiza el equilibrio de la temperatura del agua caliente. Cuando la temperatura del agua caliente en el tanque de suministro de agua caliente es inferior a la temperatura de calentamiento, el termostato se activa para garantizar la temperatura del agua caliente.
El control de voltaje constante del convertidor de frecuencia se combina con el control temporizado de la circulación de agua caliente. Cuando la temperatura de la tubería de agua caliente es inferior a 46 °C, la circulación aumenta automáticamente su temperatura. Cuando la temperatura es superior a 50 °C, la circulación se detiene para acceder al módulo de suministro de agua a presión constante y así garantizar el mínimo consumo de energía de la bomba de agua caliente. Las principales especificaciones técnicas son las siguientes:
Temperatura de salida del agua del sistema de calefacción: 55 ℃
Temperatura del tanque de agua aislado: 52 ℃
Temperatura del suministro de agua terminal: ≥45 ℃
Tiempo de suministro de agua: 12 horas
Capacidad de calefacción de diseño: 12.000 personas/día, capacidad de suministro de agua de 40 litros por persona, capacidad total de calefacción de 300 toneladas/día.
Capacidad de energía solar instalada: más de 50KW
Capacidad de almacenamiento de energía instalada: 200KW
2. Composición del proyecto
El sistema de agua caliente con microred de energía se compone de un sistema de suministro de energía externo, un sistema de almacenamiento de energía, un sistema de energía solar, un sistema de agua caliente con fuente de aire, un sistema de calefacción de temperatura y presión constantes, un sistema de control automático, etc.
Sistema de suministro de energía externo. La subestación del campus oeste está conectada a la red eléctrica estatal como respaldo.
Sistema de energía solar. Se compone de módulos solares, un sistema de captación de CC, un inversor, un sistema de control de CA, etc. Implementa la generación de energía conectada a la red y regula el consumo energético.
Sistema de almacenamiento de energía. Su función principal es almacenar energía en horas valle y suministrarla en horas punta.
Funciones principales del sistema de agua caliente sanitaria con fuente de aire. El calentador de agua con fuente de aire se utiliza para calentar y elevar la temperatura, proporcionando agua caliente sanitaria a los estudiantes.
Funciones principales del sistema de suministro de agua a temperatura y presión constantes: proporciona agua caliente a 45-50 °C para el baño y ajusta automáticamente el caudal según el número de bañistas y el consumo para lograr un caudal uniforme.
Funciones principales del sistema de control automático. El sistema de control de la fuente de alimentación externa, el sistema de agua caliente con fuente de aire, el sistema de control de la generación de energía solar, el sistema de control del almacenamiento de energía, el sistema de temperatura y suministro de agua constantes, etc., se utilizan para el control automático del funcionamiento y la reducción de picos de la red de microenergía, garantizando así el funcionamiento coordinado del sistema, el control de la conexión y la monitorización remota.
3. Efecto de implementación
Ahorre energía y dinero. Tras la implementación de este proyecto, el sistema de agua caliente con microred energética ha logrado un notable ahorro energético. La generación anual de energía solar es de 79.100 kWh, el almacenamiento anual de energía es de 109.500 kWh, la bomba de calor aerotérmica ahorra 405.000 kWh, el ahorro anual de electricidad es de 593.600 kWh, el ahorro estándar con carbón es de 196 tce y la tasa de ahorro energético alcanza el 34,5 %. El ahorro anual de costes es de 355.900 yuanes.
Protección ambiental y reducción de emisiones. Beneficios ambientales: reducción de 523,2 toneladas/año de emisiones de CO2, 4,8 toneladas/año de emisiones de SO2 y 3 toneladas/año de emisiones de humo, lo que representa un beneficio ambiental significativo.
Opiniones de usuarios. El sistema ha funcionado de forma estable desde su puesta en marcha. Los sistemas de generación de energía solar y almacenamiento de energía ofrecen una buena eficiencia operativa, y el calentador de agua aerotérmico presenta un alto índice de eficiencia energética. En particular, el ahorro energético ha mejorado considerablemente gracias al funcionamiento combinado y complementario multienergético. Primero, se utiliza el almacenamiento de energía para el suministro de energía y la calefacción, y luego, la generación de energía solar para ambos. Todas las unidades de bomba de calor funcionan durante el período de alta temperatura, de 8:00 a 17:00, lo que mejora considerablemente su índice de eficiencia energética, maximiza la eficiencia de la calefacción y minimiza el consumo de energía. Merece la pena popularizar y aplicar este método de calefacción multienergético, complementario y eficiente.
Hora de publicación: 03-ene-2023