Trong lĩnh vực kỹ thuật bơm nhiệt nguồn không khí và máy nước nóng, Hien, "người anh cả", đã khẳng định vị thế của mình trong ngành bằng sức mạnh riêng, làm việc hiệu quả và thực tế, đồng thời thúc đẩy sự phát triển của bơm nhiệt nguồn không khí và máy nước nóng. Bằng chứng mạnh mẽ nhất là các dự án kỹ thuật nguồn không khí của Hien đã giành được giải thưởng "Ứng dụng tốt nhất về bơm nhiệt và bổ sung đa năng lượng" trong ba năm liên tiếp tại các cuộc họp thường niên của ngành công nghiệp bơm nhiệt Trung Quốc.
Năm 2020, dự án BOT cung cấp dịch vụ nước nóng sinh hoạt tiết kiệm năng lượng của Hien cho ký túc xá giai đoạn II Đại học Taizhou, Giang Tô đã giành được giải "Ứng dụng tốt nhất của bơm nhiệt nguồn không khí và hệ thống bổ sung đa năng lượng".
Năm 2021, dự án hệ thống nước nóng đa năng bổ sung sử dụng nguồn không khí, năng lượng mặt trời và thu hồi nhiệt thải của Hien tại khu nhà tắm Runjiangyuan thuộc Đại học Giang Tô đã giành được giải "Ứng dụng tốt nhất về bơm nhiệt và hệ thống đa năng bổ sung".
Vào ngày 27 tháng 7 năm 2022, dự án hệ thống nước nóng sinh hoạt của ông Hien mang tên "Phát điện năng lượng mặt trời + Lưu trữ năng lượng + Bơm nhiệt" thuộc Mạng lưới năng lượng vi mô tại khuôn viên phía tây của Đại học Liêu Thành, tỉnh Sơn Đông, đã giành được giải "Ứng dụng tốt nhất về Bơm nhiệt và Bổ sung đa năng lượng" trong cuộc thi thiết kế ứng dụng hệ thống bơm nhiệt lần thứ bảy của "Cúp Tiết kiệm Năng lượng" năm 2022.
Hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu kỹ hơn về dự án đoạt giải thưởng mới nhất của Đại học Liêu Thành, dự án hệ thống nước nóng sinh hoạt "Phát điện mặt trời + Lưu trữ năng lượng + Bơm nhiệt", từ góc độ chuyên môn.
1. Ý tưởng thiết kế kỹ thuật
Dự án giới thiệu khái niệm dịch vụ năng lượng toàn diện, bắt đầu từ việc thiết lập hệ thống cung cấp năng lượng đa dạng và vận hành mạng lưới năng lượng vi mô, kết nối nguồn cung cấp năng lượng (điện lưới), sản lượng năng lượng (năng lượng mặt trời), lưu trữ năng lượng (giảm tải đỉnh), phân phối năng lượng và tiêu thụ năng lượng (sưởi ấm bằng bơm nhiệt, bơm nước, v.v.) thành một mạng lưới năng lượng vi mô. Hệ thống nước nóng được thiết kế với mục tiêu chính là nâng cao sự thoải mái khi sử dụng nhiệt cho sinh viên. Hệ thống kết hợp thiết kế tiết kiệm năng lượng, thiết kế ổn định và thiết kế tiện nghi, nhằm đạt được mức tiêu thụ năng lượng thấp nhất, hiệu suất ổn định tốt nhất và sự thoải mái tối đa khi sử dụng nước cho sinh viên. Thiết kế của phương án này chủ yếu nhấn mạnh các đặc điểm sau:
Thiết kế hệ thống độc đáo. Dự án giới thiệu khái niệm dịch vụ năng lượng toàn diện và xây dựng hệ thống nước nóng mạng lưới năng lượng vi mô, bao gồm nguồn điện bên ngoài + sản lượng năng lượng (năng lượng mặt trời) + lưu trữ năng lượng (pin lưu trữ) + hệ thống sưởi bằng bơm nhiệt. Hệ thống thực hiện đa nguồn cung cấp năng lượng, cung cấp điện giảm tải đỉnh và phát nhiệt với hiệu suất năng lượng tối ưu.
Hệ thống gồm 120 mô-đun pin mặt trời đã được thiết kế và lắp đặt. Công suất lắp đặt là 51,6KW, và năng lượng điện được tạo ra sẽ được truyền tải đến hệ thống phân phối điện trên mái nhà tắm để phát điện nối lưới.
Hệ thống lưu trữ năng lượng 200KW đã được thiết kế và lắp đặt. Chế độ vận hành là cung cấp điện dự phòng giờ cao điểm, sử dụng điện năng dự trữ giờ thấp điểm trong giờ cao điểm. Hệ thống này giúp các tổ máy bơm nhiệt hoạt động trong thời kỳ nhiệt độ cao, nhằm nâng cao hiệu suất năng lượng và giảm tiêu thụ điện năng. Hệ thống lưu trữ năng lượng được kết nối với hệ thống phân phối điện để vận hành nối lưới và tự động cắt giảm điện năng giờ cao điểm.
Thiết kế dạng mô-đun. Việc sử dụng kết cấu mở rộng giúp tăng tính linh hoạt trong việc nâng cấp. Trong bố trí máy nước nóng sử dụng nguồn không khí, thiết kế giao diện dự phòng được áp dụng. Khi thiết bị gia nhiệt không đủ, thiết bị gia nhiệt có thể được mở rộng theo kiểu mô-đun.
Ý tưởng thiết kế hệ thống tách biệt việc cấp nước nóng và cấp nước nóng giúp ổn định nguồn nước nóng, giải quyết vấn đề nước lúc nóng lúc lạnh. Hệ thống được thiết kế và lắp đặt với ba bình chứa nước nóng và một bình chứa nước cấp nóng. Bình chứa nước nóng sẽ được khởi động và vận hành theo thời gian đã cài đặt. Sau khi đạt đến nhiệt độ cần thiết, nước sẽ được dẫn vào bình chứa nước nóng bằng trọng lực. Bình chứa nước nóng sẽ cung cấp nước nóng đến phòng tắm. Bình chứa nước nóng chỉ cung cấp nước nóng mà không làm nóng nước, đảm bảo cân bằng nhiệt độ nước nóng. Khi nhiệt độ nước nóng trong bình chứa nước nóng thấp hơn nhiệt độ nước nóng, bộ điều nhiệt sẽ bắt đầu hoạt động, đảm bảo nhiệt độ nước nóng ổn định.
Hệ thống điều khiển điện áp không đổi của biến tần được kết hợp với điều khiển tuần hoàn nước nóng theo thời gian. Khi nhiệt độ nước nóng trong ống thấp hơn 46℃, nhiệt độ nước nóng trong ống sẽ tự động được tăng lên bằng cách tuần hoàn. Khi nhiệt độ cao hơn 50℃, quá trình tuần hoàn sẽ dừng lại để nước đi vào mô-đun cấp nước áp suất không đổi nhằm đảm bảo mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu của bơm nước nóng. Các thông số kỹ thuật chính như sau:
Nhiệt độ nước đầu ra của hệ thống sưởi: 55℃
Nhiệt độ của bình chứa nước cách nhiệt: 52℃
Nhiệt độ nước cấp cuối cùng: ≥45℃
Thời gian cung cấp nước: 12 giờ
Công suất sưởi ấm thiết kế: 12.000 người/ngày, công suất cung cấp nước 40 lít/người, tổng công suất sưởi ấm 300 tấn/ngày.
Công suất điện mặt trời lắp đặt: hơn 50KW
Công suất lưu trữ năng lượng đã lắp đặt: 200KW
2. Thành phần dự án
Hệ thống nước nóng mạng lưới năng lượng vi mô bao gồm hệ thống cung cấp năng lượng bên ngoài, hệ thống lưu trữ năng lượng, hệ thống năng lượng mặt trời, hệ thống nước nóng sử dụng nguồn không khí, hệ thống gia nhiệt nhiệt độ và áp suất không đổi, hệ thống điều khiển tự động, v.v.
Hệ thống cung cấp năng lượng bên ngoài. Trạm biến áp ở khuôn viên phía tây được kết nối với nguồn điện lưới của tiểu bang để làm nguồn năng lượng dự phòng.
Hệ thống điện mặt trời. Hệ thống này bao gồm các mô-đun năng lượng mặt trời, hệ thống thu gom điện một chiều, biến tần, hệ thống điều khiển điện xoay chiều, v.v. Hệ thống thực hiện việc phát điện nối lưới và điều chỉnh mức tiêu thụ năng lượng.
Hệ thống lưu trữ năng lượng. Chức năng chính là lưu trữ năng lượng vào giờ thấp điểm và cung cấp điện vào giờ cao điểm.
Chức năng chính của hệ thống nước nóng sử dụng nguồn không khí. Máy nước nóng sử dụng nguồn không khí được dùng để làm nóng và tăng nhiệt độ, cung cấp nước nóng sinh hoạt cho sinh viên.
Chức năng chính của hệ thống cấp nước ổn định nhiệt độ và áp suất: Cung cấp nước nóng 45~50 ℃ cho phòng tắm, và tự động điều chỉnh lưu lượng nước cấp theo số người tắm và lượng nước tiêu thụ để đạt được lưu lượng được kiểm soát đồng đều.
Các chức năng chính của hệ thống điều khiển tự động. Hệ thống điều khiển nguồn điện ngoài, hệ thống nước nóng sử dụng nguồn không khí, hệ thống điều khiển phát điện năng lượng mặt trời, hệ thống điều khiển lưu trữ năng lượng, hệ thống cấp nước và giữ nhiệt độ ổn định, v.v. được sử dụng để điều khiển vận hành tự động và điều khiển giảm tải đỉnh của mạng lưới năng lượng vi mô nhằm đảm bảo hoạt động phối hợp của hệ thống, điều khiển liên kết và giám sát từ xa.
3. Hiệu quả thực hiện
Tiết kiệm năng lượng và tiền bạc. Sau khi triển khai dự án này, hệ thống nước nóng mạng lưới năng lượng vi mô đã đạt hiệu quả tiết kiệm năng lượng đáng kể. Sản lượng điện mặt trời hàng năm là 79.100 kWh, lượng năng lượng tích trữ hàng năm là 109.500 kWh, bơm nhiệt nguồn không khí tiết kiệm được 405.000 kWh, điện năng tiết kiệm hàng năm là 593.600 kWh, lượng than tiêu chuẩn tiết kiệm được là 196 tấn/kg, tỷ lệ tiết kiệm năng lượng đạt 34,5%. Chi phí tiết kiệm hàng năm là 355.900 nhân dân tệ.
Bảo vệ môi trường và giảm phát thải. Lợi ích môi trường: Giảm phát thải CO2 523,2 tấn/năm, giảm phát thải SO2 4,8 tấn/năm và giảm phát thải khói 3 tấn/năm, lợi ích môi trường rất đáng kể.
Đánh giá của người dùng. Hệ thống đã hoạt động ổn định kể từ khi vận hành. Hệ thống phát điện năng lượng mặt trời và hệ thống lưu trữ năng lượng có hiệu suất hoạt động tốt, và tỷ lệ hiệu suất năng lượng của máy nước nóng không khí rất cao. Đặc biệt, việc tiết kiệm năng lượng đã được cải thiện đáng kể sau khi vận hành kết hợp và bổ sung nhiều nguồn năng lượng. Đầu tiên, nguồn điện từ hệ thống lưu trữ được sử dụng để cấp điện và sưởi ấm, sau đó nguồn điện từ hệ thống phát điện năng lượng mặt trời được sử dụng để cấp điện và sưởi ấm. Tất cả các thiết bị bơm nhiệt hoạt động trong khoảng thời gian nhiệt độ cao từ 8 giờ sáng đến 5 giờ chiều, điều này giúp cải thiện đáng kể tỷ lệ hiệu suất năng lượng của các thiết bị bơm nhiệt, tối đa hóa hiệu quả sưởi ấm và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng sưởi ấm. Phương pháp sưởi ấm hiệu quả và bổ sung nhiều nguồn năng lượng này rất đáng được phổ biến và áp dụng.
Thời gian đăng bài: 03/01/2023