空気熱源ヒートポンプと給湯器のエンジニアリング分野において、「兄貴」である飛燕は、独自の強みを活かして業界に確固たる地位を築き、地道な努力を重ね、空気熱源ヒートポンプと給湯器の発展をさらに推し進めてきました。その最も強力な証拠は、飛燕の空気熱源エンジニアリングプロジェクトが、中国ヒートポンプ産業年次大会において3年連続で「ヒートポンプとマルチエネルギー補完最優秀アプリケーション賞」を受賞したことです。
2020年、ヒエンの江蘇省泰州大学第二期寮の家庭用給湯省エネサービスBOTプロジェクトは、「空気源ヒートポンプとマルチエネルギー補完の最優秀アプリケーション賞」を受賞しました。
2021年、江蘇大学潤江園浴室におけるヒエンの空気熱源、太陽エネルギー、廃熱回収マルチエネルギー補完給湯システムプロジェクトは、「ヒートポンプとマルチエネルギー補完の最優秀アプリケーション賞」を受賞しました。
2022年7月27日、山東省聊城大学西キャンパスマイクロエネルギーネットワークのヒエン家庭用給湯システムプロジェクト「太陽光発電+蓄電+ヒートポンプ」が、2022年「省エネカップ」第7回ヒートポンプシステム応用設計コンテストで「ヒートポンプとマルチエネルギー補完最優秀応用賞」を受賞しました。
私たちは、最新の受賞プロジェクトである聊城大学の「太陽光発電+エネルギー貯蔵+ヒートポンプ」家庭用給湯システムプロジェクトを専門家の観点から詳しく見るためにここに来ました。
1.技術設計のアイデア
本プロジェクトは、マルチエネルギー供給とマイクロエネルギーネットワーク運用の構築から始まる総合エネルギーサービスの概念を導入し、エネルギー供給（系統電力供給）、エネルギー出力（太陽光発電）、エネルギー貯蔵（ピークカット）、エネルギー分配、エネルギー消費（ヒートポンプ暖房、給湯ポンプなど）をマイクロエネルギーネットワークに統合します。給湯システムは、学生の暖房利用の快適性を向上させることを主な目標として設計されています。省エネ設計、安定性設計、快適性設計を組み合わせ、エネルギー消費を最小限に抑え、安定した性能と学生の給湯利用の快適性を最大限に高めます。本計画の設計は、主に以下の特徴を重視しています。
独自のシステム設計。本プロジェクトは、総合エネルギーサービスのコンセプトを導入し、外部電源＋エネルギー出力（太陽光発電）＋エネルギー貯蔵（蓄電池）＋ヒートポンプ暖房を組み合わせたマイクロエネルギーネットワーク給湯システムを構築します。マルチエネルギー供給、ピークカット電源供給、そして最高のエネルギー効率による熱供給を実現します。
120枚の太陽電池モジュールを設計・設置しました。設置容量は51.6kWで、発電された電気エネルギーは浴室屋根の配電システムに送電され、系統連系発電に利用されます。
200kWのエネルギー貯蔵システムを設計・設置しました。運転モードはピークカット電力供給で、ピーク時には谷間電力を活用します。気温が高い時期にはヒートポンプユニットを運転することで、ヒートポンプユニットのエネルギー効率を向上させ、消費電力を削減します。エネルギー貯蔵システムは配電系統に接続され、系統連系運転と自動ピークカットを実現します。
モジュラー設計。拡張可能な構造を採用することで、拡張の柔軟性が向上します。空気熱源給湯器のレイアウトには、予備インターフェース設計が採用されています。加熱設備が不足する場合は、モジュール方式で加熱設備を拡張できます。
暖房と給湯を分離するシステム設計の考え方は、給湯をより安定させ、時々熱くなったり冷たくなったりする問題を解決できます。 このシステムは、3つの暖房用水タンクと1つの給湯用水タンクで設計および設置されています。 暖房用水タンクは、設定時間に従って起動および運転する必要があります。 加熱温度に達した後、水は重力によって給湯タンクに入れられます。 給湯タンクは浴室にお湯を供給します。 給湯タンクは加熱せずにお湯のみを供給するため、お湯の温度のバランスが確保されます。 給湯タンク内のお湯の温度が加熱温度より低い場合、サーモスタットユニットが作動し、お湯の温度を確保します。
周波数変換器の定電圧制御と時間制御による温水循環制御を組み合わせ、温水配管の温度が46℃以下の場合、循環により温水配管内の温水温度を自動的に上昇させます。50℃を超えると循環を停止し、定圧給水モジュールへ送ることで、暖房用温水ポンプの消費電力を最小限に抑えます。主な技術仕様は以下の通りです。
暖房システムの水出口温度：55℃
保温水槽の温度：52℃
末端給水温度：45℃以上
給水時間：12時間
設計暖房能力：12,000人/日、給水能力1人当たり40L、総暖房能力300トン/日。
設置太陽光発電容量：50KW以上
設置エネルギー貯蔵容量：200KW
2.プロジェクト構成
マイクロエネルギーネットワーク給湯システムは、外部エネルギー供給システム、エネルギー貯蔵システム、太陽光発電システム、空気熱源給湯システム、恒温恒圧加熱システム、自動制御システムなどで構成されています。
外部エネルギー供給システム。西キャンパスの変電所は、バックアップ電源として州の電力網に接続されています。
太陽光発電システム。太陽光モジュール、直流集電システム、インバータ、交流制御システムなどから構成され、系統連系発電とエネルギー消費量の調整を実現します。
エネルギー貯蔵システム。主な機能は、谷間にエネルギーを貯蔵し、ピーク時に電力を供給することです。
空気熱源給湯システムの主な機能。空気熱源給湯器は、学生に生活用温水を供給するための加熱と温度上昇に使用されます。
恒温・恒圧給水システムの主な機能。浴室に45～50℃のお湯を供給し、入浴者数や使用水量に応じて給水流量を自動調整し、均一な流量制御を実現します。
自動制御システムの主な機能。外部電源制御システム、空気熱源給湯システム、太陽光発電制御システム、エネルギー貯蔵制御システム、恒温恒水供給システムなどを活用し、自動運転制御やマイクロエネルギーネットワークのピークカット制御を行い、システムの協調運転、連携制御、遠隔監視を実現します。
3.実施効果
省エネとコスト削減。本プロジェクトの実施後、マイクロエネルギーネットワーク給湯システムは顕著な省エネ効果を発揮しました。年間太陽光発電量は79,100KWh、年間蓄電量は109,500KWh、空気熱源ヒートポンプの省エネ量は405,000KWh、年間電力節約量は593,600KWh、標準石炭節約量は196tce、省エネ率は34.5%に達しました。年間コスト削減額は355,900元です。
環境保護と排出削減。環境効果：CO2排出量は年間523.2トン削減、SO2排出量は年間4.8トン削減、排煙排出量は年間3トン削減と、環境効果は顕著です。
ユーザーレビュー：システムは運用開始以来、安定的に稼働しています。太陽光発電と蓄電システムの運転効率は良好で、空気熱源給湯器のエネルギー効率も高いです。特に、マルチエネルギーの補完・複合運転により、省エネ効果が大幅に向上しました。まず、蓄電電源で電源と暖房を行い、次に太陽光発電で電源と暖房を行います。午前8時から午後5時までの高温時間帯には、すべてのヒートポンプユニットが運転し、ヒートポンプユニットのエネルギー効率が大幅に向上し、暖房効率を最大化し、暖房エネルギー消費を最小限に抑えます。このマルチエネルギーの補完・効率的な暖房方法は、普及・適用する価値があります。
投稿日時: 2023年1月3日