Planificarea sistemului HVAC din surse regenerabile
Pompele de căldură centrale compatibile cu solar combină încălzirea și răcirea electrică de înaltă eficiență cu generarea de energie fotovoltaică. Un sistem proiectat corespunzător poate utiliza producția solară în timpul zilei pentru a reduce consumul de energie electrică din rețea, menținând în același timp temperaturi interioare confortabile în diferite anotimpuri.
A pompa de caldura solara este în mod normal o pompă de căldură acționată electric conectată la un sistem fotovoltaic. Panourile solare generează energie electrică, în timp ce pompa de căldură transferă căldură între mediul interior și cel exterior. Termenul nu înseamnă de obicei că lumina soarelui încălzește direct agentul frigorific din interiorul echipamentului.
Pompele de căldură solare pot asigura încălzirea spațiului, răcirea spațiului și, în unele configurații de sistem, apă caldă menajeră. Sunt potrivite pentru clădiri rezidențiale, birouri, hoteluri, școli, ateliere, unități agricole și alte proprietăți în care sarcinile de încălzire și răcire reprezintă un procent mare din consumul anual de energie electrică.
Pompele de căldură centrale compatibile cu solar sunt proiectate să funcționeze cu conducte la nivelul întregii clădiri, unități ventiloconvectoare, sisteme hidronice, încălzire prin pardoseală sau alte sisteme de distribuție centralizată a temperaturii. Pompa de căldură poate folosi energie solară în timpul zilei și poate obține energie electrică suplimentară din rețea sau baterie atunci când generarea solară este insuficientă.
O pompă de căldură folosește un ciclu de refrigerare pentru a absorbi căldura dintr-o zonă și a o elibera în alta. În modul de încălzire, o pompă de căldură cu sursă de aer extrage căldura disponibilă din aerul exterior și o transferă în interior. În modul de răcire, ciclul se inversează și mută căldura din interior în exterior.
Sistemele cu sursă de pământ schimbă căldură cu pământul prin bucle de țevi îngropate. Sistemele cu sursă de apă utilizează o sursă de apă adecvată ca mediu de schimb de căldură. Fiecare tip poate fi combinat cu un sistem fotovoltaic atunci când cerințele sale electrice se potrivesc cu matricea solară disponibilă, invertorul, dispozitivele de protecție și controalele de gestionare a energiei.
Modulele fotovoltaice produc energie electrică DC în funcție de radiația solară, temperatura panoului, orientare, unghi de înclinare, umbrire și starea modulului.
Un invertor solar convertește electricitatea DC generată în electricitate AC compatibilă cu pompa de căldură și sistemul electric al clădirii.
Compresorul, circuitul de agent frigorific, evaporatorul și condensatorul transportă energia termică între clădire și sursa de căldură externă selectată.
Energia solară este utilizată atunci când este disponibilă. Energia electrică din rețea sau stocarea bateriei furnizează cererea rămasă în timpul luminii solare scăzute, în timpul nopții sau la sarcina maximă de încălzire.
Răspunsul la „pot panourile solare să alimenteze o pompă de căldură” este da. Un sistem fotovoltaic poate furniza o parte sau toată energia electrică necesară unei pompe de căldură. Procentul real furnizat de energia solară depinde de sarcina de încălzire sau de răcire, climatul local, eficiența echipamentului, capacitatea panoului, lumina soarelui disponibilă și programul de funcționare.
Utilizatorii întreabă, de asemenea, „pot panourile solare să ruleze o pompă de căldură?” Panourile solare pot rula o pompă de căldură direct în timpul zilei când rețeaua solară produce suficientă energie. Un sistem conectat la rețea poate extrage automat electricitate suplimentară atunci când producția solară scade sub cerere. Un sistem în afara rețelei necesită o capacitate suficientă a bateriei și o ieșire a invertorului pentru a menține funcționarea atunci când lumina soarelui nu este disponibilă.
Întrebarea „poți alimenta o pompă de căldură cu panouri solare” ar trebui evaluată atât prin putere, cât și prin energie. Puterea instantanee determină dacă sistemul poate funcționa la un anumit moment. Calculele energetice zilnice și sezoniere determină dacă rețeaua solară poate produce suficientă energie electrică în perioada necesară.
| Configurarea sistemului | Contribuția solară | Cerința bateriei | Caracteristica de funcționare |
|---|---|---|---|
| Pompă de căldură conectată la rețea | Contribuție parțială sau mare în timpul zilei | Nu este necesar | Grila acoperă automat deficitul solar |
| Sistem hibrid de pompa de caldura | Solar folosit ca sursă preferată | Opțional | Solarul, bateria și rețeaua pot funcționa împreună |
| Sistem de pompă de căldură în afara rețelei | Solarul furnizează toată energia electrică generată | Necesar | Necesită dimensionare atentă iarna și noaptea |
| Sistem de zi asistat de solar | Concentrat pe reducerea sarcinii în timpul zilei | De obicei nu este necesar | Potrivit pentru răcire în timpul zilei sau încălzire programată |
Numărul de panouri solare depinde de intrarea electrică a pompei de căldură, timpul zilnic de funcționare, sarcina sezonieră, puterea panoului, orele de vârf de lumină solară, eficiența sistemului și dacă pompa de căldură trebuie să funcționeze după apusul soarelui. Cererea de încălzire poate fi cea mai mare în timpul iernii, când producția solară zilnică poate fi mai mică decât producția de vară.
Matrice solară calculată
20 kWh ÷ 5h ÷ 0,80 = 5kWO matrice teoretică de 5 kW ar putea fi formată cu aproximativ unsprezece panouri solare de 455 W. Un design practic poate folosi douăsprezece până la paisprezece panouri pentru a compensa temperatura modulului, pierderea invertorului, praf, umbrire parțială, schimbarea vremii și reducerea sezonieră a producției solare.
| Puterea medie a pompei de căldură | Timp de rulare zilnic | Cererea zilnică de energie electrică | Referință Solar Array | Cantitate de panou de aproximativ 455 W |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 kW | 6 ore | 9 kWh | 2,3 kW–3,0 kW | 6-7 panouri |
| 2,5 kW | 8 ore | 20 kWh | 5,0 kW–6,5 kW | 11-15 panouri |
| 4,0 kW | 8 ore | 32 kWh | 8,0 kW–10,5 kW | 18–24 panouri |
| 6,0 kW | 10 ore | 60 kWh | 15,0 kW–20,0 kW | 33–44 panouri |
O pompă de căldură poate consuma mai multă energie electrică pe vreme rece, deoarece diferența de temperatură între interior și exterior este mai mare. Producția solară poate scădea și din cauza orelor de lumină mai scurte, a unghiului scăzut al soarelui, a stratului de zăpadă, a norilor sau a vremii nefavorabile. Datele solare medii anuale nu trebuie utilizate singure pentru proiectarea critică a încălzirii de iarnă.
O pompă de căldură poate merita combinată cu energia solară atunci când clădirea are o cerere anuală substanțială de încălzire sau răcire. Pompele de căldură sunt acționate electric, permițând energiei fotovoltaice să compenseze o parte din costul lor de funcționare. O clădire bine izolată cu echipamente dimensionate corect oferă de obicei rezultate mai bune decât o clădire prost izolată cu un sistem supradimensionat sau subdimensionat.
Clădirile care necesită atât încălzire de iarnă, cât și răcire de vară pot folosi pompa de căldură și sistemul solar în mai multe luni ale anului.
Încălzirea pe timp de zi, răcirea, apa caldă sau operarea comercială pot consuma energie electrică solară în timp ce aceasta este generată.
Pierderea redusă de căldură permite pompei de căldură să mențină temperatura cu o putere mai mică a compresorului și cicluri de funcționare mai scurte.
Încălzirea în pardoseală și sistemele de ventiloconvectoare proiectate corespunzător pot reduce temperatura necesară a apei și pot îmbunătăți eficiența pompei de căldură.
Temperatura exterioară foarte scăzută poate crește consumul de energie electrică și poate necesita echipamente mai mari, încălzire de rezervă sau o altă sursă de căldură.
Forma acoperișului, capacitatea structurală, umbrirea, căile de acces și reglementările locale pot limita capacitatea fotovoltaică utilizabilă.
Funcționarea pe timp de noapte se bazează pe puterea rețelei sau pe stocarea bateriei, deoarece panourile solare nu generează energie electrică după apusul soarelui.
Unele radiatoare tradiționale necesită temperaturi ale apei care să reducă eficiența pompei de căldură, cu excepția cazului în care emițătorii sau anvelopa clădirii sunt modernizate.
Pompele de căldură centrale compatibile cu solar trebuie selectate în funcție de sarcina clădirii, temperatura de proiectare locală, metoda de distribuție a încălzirii, sursa electrică disponibilă, puterea invertorului solar și strategia de control. Pompa de căldură nu necesită un tip special de lumină solară, dar trebuie să funcționeze în siguranță și eficient cu sistemul electric.
Capacitatea de încălzire trebuie să se potrivească cu pierderea de căldură calculată a clădirii la temperatura de proiectare locală. Selectarea echipamentului numai după suprafața podelei poate produce rezultate inexacte.
Selectarea răcirii ar trebui să țină cont de câștigul de căldură solară, ferestre, izolație, ocupanți, iluminat, echipamente, ventilație și temperatura locală de vară.
Pompele de căldură cu viteză variabilă pot regla puterea compresorului și pot urmări generația solară disponibilă mai ușor decât echipamentele cu putere fixă.
COP descrie eficiența operațională în condiții definite. SCOP oferă o vedere sezonieră și este utilă pentru compararea performanței de încălzire într-un interval mai larg de temperatură.
Confirmați dacă unitatea utilizează electricitate monofazată sau trifazată și dacă invertorul solar și alimentarea clădirii pot suporta tensiunea și curentul necesar.
Verificați capacitatea nominală, puterea de intrare, performanța de dezghețare și temperatura apei de ieșire la cea mai scăzută temperatură exterioară așteptată.
Controalele de gestionare a energiei pot coordona generarea solară, încărcarea bateriei, stocarea termică, puterea rețelei, temperatura camerei și timpul de funcționare.
Transferă căldura între aerul exterior și aerul din interior. Este de obicei conectat la unități interioare cu conducte sau fără conducte și poate asigura atât încălzire, cât și răcire.
Potrivit pentru:Case, birouri, magazine și clădiri care necesită încălzire și răcire directă cu aer.
Transferă energia din aerul exterior într-un circuit de apă pentru încălzire prin pardoseală, unități ventiloconvector, radiatoare cu temperatură scăzută sau apă caldă menajeră.
Potrivit pentru:Sisteme centralizate de încălzire, răcire și apă caldă integrate.
Utilizează bucle îngropate pentru a face schimb de căldură cu pământul. Temperatura solului este mai stabilă decât temperatura aerului exterior, dar instalarea necesită teren adecvat, foraj sau excavare.
Potrivit pentru:Proiecte pe termen lung cu suprafață disponibilă și încărcare anuală semnificativă.
Schimbă căldură cu o sursă de apă adecvată. Trebuie luate în considerare calitatea apei, debitul, condițiile de mediu, filtrarea și aprobarea locală.
Potrivit pentru:Proiecte cu o sursă de apă fiabilă și adecvată din punct de vedere tehnic.
Determinați pierderea de căldură, sarcina de răcire, performanța izolației, scurgerile de aer, zona ferestrelor, gradul de ocupare, cererea de ventilație și temperaturile interioare necesare.
Examinați datele lunare privind lumina solară, orientarea acoperișului, unghiul panoului, umbrirea, capacitatea structurală, spațiul de acces, încărcarea cu zăpadă, sarcina vântului și distanța cablului.
Confirmați tensiunea de serviciu, faza, capacitatea întreruptorului, ieșirea invertorului, dimensiunea cablului, protecția la supratensiune, izolarea, împământarea și regulile electrice locale.
Verificați dimensiunile conductei, debitul de aer, debitul de apă, diametrul conductei, capul pompei, capacitatea radiatorului, selecția ventiloconvectorului și temperatura necesară a apei.
Decideți dacă este necesar suportul rețelei, stocarea bateriei, stocarea termică sau încălzirea auxiliară pe timp de noapte, vreme nefavorabilă, cicluri de dezghețare sau frig extrem.
Definiți prioritatea solară, rezerva bateriei, programul pentru apă caldă, temperatura camerei, restricțiile de încărcare a rețelei, compensarea vremii și setările de răspuns la cerere.
Da. Termenul se referă, de obicei, la o pompă de căldură alimentată parțial sau integral cu energie electrică generată din panouri fotovoltaice. Poate fi conectat la rețea, hibrid sau în afara rețelei.
Panourile solare nu pot produce energie electrică noaptea. Funcționarea pe timp de noapte necesită rețea electrică, o baterie suficient de dimensionată sau o altă sursă de alimentare de rezervă.
Poate fi programat pentru perioade de producție solară puternică, dar clădirile care necesită control continuu al temperaturii au nevoie în mod normal de suport pentru rețea, baterii sau stocare termică.
Echipamentul trebuie să deplaseze căldura printr-o diferență de temperatură mai mare. Sistemele cu sursă de aer pot necesita, de asemenea, cicluri de dezghețare, care pot crește temporar consumul de energie electrică.
Poate susține o parte sau toată cererea atunci când rețeaua solară, invertorul, serviciul electric, cablarea, echipamentul de protecție și capacitatea de generare disponibilă sunt suficiente.
Nu neapărat. Cererea de încălzire poate apărea noaptea sau în perioadele de iarnă cu lumină solară scăzută. Capacitatea panoului, stocarea bateriei, producția sezonieră și pierderea de căldură a clădirii trebuie evaluate împreună.
Multe sisteme de pompe de căldură aer-apă și terestre pot produce apă caldă menajeră. Temperatura necesară din rezervor, volumul de depozitare, ciclul de igienă și încălzirea de rezervă trebuie incluse în selecția sistemului.
Selectarea fiabilă a sistemului necesită mai mult decât o suprafață a podelei clădirii sau o cantitate generală de panouri. Cererea de încălzire, cererea de răcire, clima locală, temperatura apei, alimentarea cu energie electrică, programul de funcționare, generarea solară și cerințele de rezervă trebuie revizuite ca un sistem complet.
Capacitate de incalzire si racire
Putere nominală și maximă de intrare
Interval de temperatură de funcționare
Temperatura apei de ieșire necesară
Alimentare monofazată sau trifazată
Cerințe de dezghețare și încălzire auxiliară
Puterea nominală a panoului solar
Acoperiș sau sol disponibil
Orele lunare de vârf de lumină solară
Modelul și ieșirea invertorului solar
Capacitatea bateriei și energie utilizabilă
Disponibilitatea rețelei și tensiunea locală
Locație și condiții climatice
Suprafata constructiei si izolatie
Temperatura interioară necesară
Orele de funcționare pentru încălzire și răcire
Conducte, calorifere sau încălzire prin pardoseală existente
Necesarul de apă caldă menajeră
© Zhejiang Deye HVAC Technology Co., Ltd. Toate drepturile rezervate.
