Dans le domaine de l'ingénierie des pompes à chaleur aérothermiques et des chauffe-eau, Hien, le « grand frère », s'est imposé dans le secteur grâce à ses atouts et à son pragmatisme, contribuant ainsi au développement des pompes à chaleur aérothermiques et des chauffe-eau. Preuve en est que les projets d'ingénierie aérothermiques de Hien ont remporté le prix de la meilleure application de pompes à chaleur et de compléments multi-énergies pendant trois années consécutives lors des congrès annuels de l'industrie chinoise des pompes à chaleur.
En 2020, le projet BOT de service d'économie d'énergie d'eau chaude domestique de Hien du dortoir de phase II de l'université Jiangsu Taizhou a remporté le « Prix de la meilleure application de pompe à chaleur à air et de complémentation multi-énergie ».
En 2021, le projet de Hien de système d'eau chaude complémentaire multi-énergie à source d'air, énergie solaire et récupération de chaleur perdue dans les toilettes Runjiangyuan de l'Université du Jiangsu a remporté le « Prix de la meilleure application de pompe à chaleur et de complément multi-énergie ».
Le 27 juillet 2022, le projet de système d'eau chaude sanitaire de Hien « Production d'énergie solaire + Stockage d'énergie + Pompe à chaleur » du Micro Energy Network du campus ouest de l'Université de Liaocheng dans la province du Shandong a remporté le « Prix de la meilleure application de pompe à chaleur et de complémentation multi-énergie » lors du septième concours de conception d'applications de systèmes de pompe à chaleur de la « Coupe d'économie d'énergie 2022 ».
Nous sommes ici pour examiner de près ce dernier projet primé, le projet de système d'eau chaude domestique « Production d'énergie solaire + Stockage d'énergie + Pompe à chaleur » de l'Université de Liaocheng, d'un point de vue professionnel.
1. Idées de conception technique
Le projet introduit le concept de service énergétique global, commençant par la mise en place d'un réseau multi-énergie et d'un micro-réseau énergétique. Il relie l'approvisionnement (réseau électrique), la production (énergie solaire), le stockage (écrêtement des pointes), la distribution et la consommation (chauffage par pompe à chaleur, pompes à eau, etc.) au sein d'un micro-réseau énergétique. Le système de production d'eau chaude sanitaire est conçu principalement pour améliorer le confort de chauffage des étudiants. Il allie conception économe en énergie, stabilité et confort, afin de minimiser la consommation d'énergie, d'optimiser la stabilité des performances et d'optimiser le confort de consommation d'eau des étudiants. La conception de ce projet met principalement l'accent sur les caractéristiques suivantes :
Conception système unique. Le projet introduit le concept de service énergétique global et construit un système de production d'eau chaude sanitaire par micro-réseau énergétique, intégrant alimentation électrique externe, production d'énergie (énergie solaire), stockage d'énergie (batterie) et chauffage par pompe à chaleur. Il met en œuvre une alimentation multi-énergie, un écrêtement des pointes de consommation et une production de chaleur avec une efficacité énergétique optimale.
120 modules de cellules solaires ont été conçus et installés. La puissance installée est de 51,6 kW. L'énergie électrique produite est transmise au système de distribution d'électricité sur le toit de la salle de bains pour la production d'électricité raccordée au réseau.
Un système de stockage d'énergie de 200 kW a été conçu et installé. Il fonctionne en mode d'écrêtement des pointes de consommation, la puissance de la vallée étant utilisée en période de pointe. Les pompes à chaleur sont mises en service en période de fortes chaleurs afin d'améliorer leur rendement énergétique et de réduire leur consommation d'énergie. Le système de stockage est connecté au réseau de distribution d'électricité pour un fonctionnement en mode connecté au réseau et un écrêtement automatique des pointes de consommation.
Conception modulaire. L'utilisation d'une construction extensible augmente la flexibilité d'extension. Le chauffe-eau aérothermique adopte une conception à interface réservée. Lorsque l'équipement de chauffage est insuffisant, il peut être étendu de manière modulaire.
La séparation du chauffage et de l'alimentation en eau chaude permet de stabiliser l'alimentation en eau chaude et de résoudre les problèmes de surchauffe et de surchauffe. Le système est conçu et installé avec trois ballons d'eau chaude et un ballon d'eau chaude. Le ballon d'eau chaude est mis en marche et fonctionne selon une durée programmée. Une fois la température de chauffage atteinte, l'eau est acheminée par gravité vers le ballon d'eau chaude. Ce dernier alimente la salle de bain en eau chaude. Le ballon d'eau chaude fournit uniquement de l'eau chaude, sans chauffage, assurant ainsi l'équilibre thermique de l'eau chaude. Lorsque la température de l'eau chaude dans le ballon est inférieure à la température de chauffage, le thermostat se met en marche pour maintenir la température de l'eau chaude.
La régulation à tension constante du variateur de fréquence est combinée à la régulation temporisée de la circulation d'eau chaude. Lorsque la température de la conduite d'eau chaude est inférieure à 46 °C, la circulation augmente automatiquement sa température. Lorsque la température dépasse 50 °C, la circulation est interrompue pour alimenter le module d'alimentation en eau à pression constante afin de minimiser la consommation d'énergie de la pompe de chauffage. Les principales caractéristiques techniques sont les suivantes :
Température de sortie d'eau du système de chauffage : 55℃
Température du réservoir d'eau isolé : 52℃
Température d'alimentation en eau du terminal : ≥ 45 ℃
Durée d'approvisionnement en eau : 12 heures
Capacité de chauffage de conception : 12 000 personnes/jour, capacité d'approvisionnement en eau de 40 L par personne, capacité de chauffage totale de 300 tonnes/jour.
Capacité d'énergie solaire installée : plus de 50 kW
Capacité de stockage d'énergie installée : 200 kW
2. Composition du projet
Le système d'eau chaude du réseau de micro-énergie est composé d'un système d'alimentation en énergie externe, d'un système de stockage d'énergie, d'un système d'énergie solaire, d'un système d'eau chaude à source d'air, d'un système de chauffage à température et pression constantes, d'un système de contrôle automatique, etc.
Système d'alimentation électrique externe. La sous-station du campus ouest est raccordée au réseau électrique national comme source d'énergie de secours.
Système d'énergie solaire. Il est composé de modules solaires, d'un système de collecte CC, d'un onduleur et d'un système de contrôle CA. Il permet de produire de l'électricité connectée au réseau et de réguler la consommation d'énergie.
Système de stockage d'énergie. Sa fonction principale est de stocker l'énergie en basse saison et de fournir de l'électricité aux heures de pointe.
Principales fonctions du chauffe-eau aérothermique. Le chauffe-eau aérothermique assure le chauffage et l'augmentation de la température de l'eau chaude sanitaire des étudiants.
Fonctions principales du système d'alimentation en eau à température et pression constantes. Il fournit de l'eau chaude à 45-50 °C pour la salle de bain et ajuste automatiquement le débit en fonction du nombre de baigneurs et de la consommation d'eau pour un débit uniforme.
Principales fonctions du système de contrôle automatique. Le système de contrôle de l'alimentation électrique externe, le système de production d'eau chaude sanitaire, le système de contrôle de la production d'énergie solaire, le système de contrôle du stockage d'énergie, le système d'alimentation en eau et à température constante, etc., assurent le contrôle automatique du fonctionnement et l'écrêtement des pointes de consommation du micro-réseau énergétique afin d'assurer le fonctionnement coordonné du système, le contrôle des liaisons et la télésurveillance.
3. Effet de mise en œuvre
Économies d'énergie et d'argent. Grâce à ce projet, le système de micro-réseau d'eau chaude sanitaire a enregistré des économies d'énergie remarquables. La production annuelle d'énergie solaire s'élève à 79 100 kWh, la capacité de stockage annuelle à 109 500 kWh, la pompe à chaleur air-air à 405 000 kWh, les économies d'électricité annuelles à 593 600 kWh, les économies d'énergie standard à 196 tonnes métriques (équivalent carbone) et le taux d'économies d'énergie à 34,5 %. Les économies annuelles s'élèvent à 355 900 yuans.
Protection de l'environnement et réduction des émissions. Avantages environnementaux : réduction des émissions de CO2 de 523,2 tonnes/an, de SO2 de 4,8 tonnes/an et de fumée de 3 tonnes/an. Les avantages environnementaux sont significatifs.
Avis des utilisateurs. Le système fonctionne de manière stable depuis sa mise en service. Les systèmes de production et de stockage d'énergie solaires présentent un excellent rendement, et le rendement énergétique du chauffe-eau aérothermique est élevé. Les économies d'énergie ont notamment été considérablement améliorées grâce au fonctionnement multi-énergies complémentaire et combiné. L'énergie de stockage assure l'alimentation et le chauffage, puis l'énergie solaire. Toutes les pompes à chaleur fonctionnent pendant les périodes de fortes chaleurs, de 8 h à 17 h, ce qui améliore considérablement leur rendement énergétique, optimise l'efficacité du chauffage et minimise la consommation d'énergie. Cette méthode de chauffage multi-énergies complémentaire et efficace mérite d'être popularisée et appliquée.
Date de publication : 03/01/2023