Dans le domaine des pompes à chaleur air-eau et des chauffe-eau, Hien, acteur majeur du secteur, s'est imposé grâce à sa solide expertise et à son approche pragmatique, contribuant ainsi au développement des pompes à chaleur air-eau et des chauffe-eau. Preuve de son succès : les projets de Hien dans le domaine des pompes à chaleur air-eau ont remporté, trois années consécutives, le prix de la « Meilleure application de pompe à chaleur et de la complémentarité multi-énergies » lors des congrès annuels de l'industrie chinoise des pompes à chaleur.
En 2020, le projet BOT de Hien pour le service d'économie d'énergie de production d'eau chaude sanitaire du dortoir de la phase II de l'université Jiangsu Taizhou a remporté le « prix de la meilleure application de pompe à chaleur air-eau et de complémentarité multi-énergie ».
En 2021, le projet de Hien, un système de production d'eau chaude multi-énergies complémentaire utilisant l'air, l'énergie solaire et la récupération de chaleur résiduelle dans les toilettes Runjiangyuan de l'université de Jiangsu, a remporté le « Prix de la meilleure application de pompe à chaleur et de complémentarité multi-énergies ».
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 réseau de micro-énergie 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 complémentarité multi-énergie » lors du septième concours de conception d'applications de systèmes de pompes à chaleur de la « Coupe des économies d'énergie » 2022.
Nous sommes ici pour examiner de près, d'un point de vue professionnel, le tout dernier projet primé de l'Université de Liaocheng : le système de production d'eau chaude sanitaire « Production d'énergie solaire + Stockage d'énergie + Pompe à chaleur ».
1. Idées de conception technique
Le projet introduit le concept de service énergétique intégré, depuis la mise en place d'une alimentation multi-énergies et l'exploitation d'un micro-réseau énergétique. Il connecte la production (réseau électrique), la production (énergie solaire), le stockage (écrêtement des pointes de consommation), la distribution et la consommation d'énergie (chauffage par pompe à chaleur, pompes à eau, etc.) au sein d'un micro-réseau énergétique. Le système d'eau chaude sanitaire est conçu pour améliorer le confort des étudiants lors de l'utilisation du chauffage. Il combine conception écoénergétique, conception stable et conception axée sur le confort, afin d'obtenir une consommation d'énergie minimale, une performance stable optimale et un confort maximal pour les étudiants. La conception de ce système met principalement en avant les caractéristiques suivantes :
Conception système unique. Ce projet introduit le concept de service énergétique complet et met en place un système de production d'eau chaude sanitaire à micro-réseau énergétique, combinant alimentation électrique externe, production d'énergie solaire, stockage d'énergie par batterie et chauffage par pompe à chaleur. Il assure une alimentation multi-énergies, une gestion optimisée de la consommation électrique et une production de chaleur à haut rendement énergétique.
Cent vingt modules photovoltaïques ont été conçus et installés. La puissance installée est de 51,6 kW et l'énergie électrique produite est injectée dans le réseau électrique situé sur le toit de la salle de bain.
Un système de stockage d'énergie de 200 kW a été conçu et installé. Son mode de fonctionnement est l'écrêtement des pointes de consommation, l'énergie stockée étant utilisée pendant les heures creuses. Ce système permet aux pompes à chaleur de fonctionner par temps chaud, améliorant ainsi leur rendement énergétique et réduisant la consommation d'électricité. Le système de stockage est raccordé au réseau de distribution électrique pour un fonctionnement en mode connecté et un écrêtement automatique des pointes de consommation.
Conception modulaire. L'utilisation d'une construction extensible accroît la flexibilité d'extension. Dans la conception du chauffe-eau à air, une interface réservée est prévue. En cas d'insuffisance d'équipement de chauffage, celui-ci peut être complété de manière modulaire.
Le principe de conception d'un système séparant le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire permet une alimentation en eau chaude plus stable et résout les problèmes de variations d'eau chaude. Le système est conçu et installé avec trois ballons d'eau chaude sanitaire et un ballon d'eau chaude sanitaire. Le ballon d'eau chaude sanitaire est mis en marche et fonctionne selon la durée programmée. Une fois la température de chauffage atteinte, l'eau est transférée par gravité dans le ballon d'eau chaude sanitaire. Ce dernier distribue ensuite l'eau chaude dans la salle de bain. Le ballon d'eau chaude sanitaire ne chauffe pas l'eau, garantissant ainsi une température constante. Lorsque la température de l'eau chaude dans le ballon d'eau chaude sanitaire est inférieure à la température de chauffage, le thermostat se déclenche pour maintenir la température de l'eau chaude.
La régulation de tension constante du convertisseur de fréquence est associée à une régulation temporisée de la circulation d'eau chaude. Lorsque la température de l'eau chaude est inférieure à 46 °C, la circulation la fait automatiquement remonter. Si elle dépasse 50 °C, la circulation est interrompue et l'eau est dirigée vers le module d'alimentation en eau à pression constante afin de minimiser la consommation d'énergie de la pompe à eau chaude. 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 de l'eau à l'arrivée : ≥ 45 °C
Durée d'approvisionnement en eau : 12 heures
Capacité de chauffage nominale : 12 000 personnes/jour, capacité d'approvisionnement en eau de 40 L par personne, capacité de chauffage totale de 300 tonnes/jour.
Puissance solaire installée : plus de 50 kW
Capacité de stockage d'énergie installée : 200 kW
2. Composition du projet
Le système de production d'eau chaude du microréseau énergétique 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 de production d'eau chaude à air, d'un système de chauffage à température et pression constantes, d'un système de contrôle automatique, etc.
Système d'alimentation énergétique externe. Le poste de transformation situé sur le campus ouest est raccordé au réseau électrique national comme source d'énergie de secours.
Système d'énergie solaire. Il est composé de modules solaires, d'un système de captation du courant continu, d'un onduleur, d'un système de contrôle du courant alternatif, etc. Il permet la production d'électricité raccordée au réseau et la régulation de la consommation d'énergie.
Système de stockage d'énergie. Sa fonction principale est de stocker l'énergie pendant les périodes de faible production et de fournir de l'électricité pendant les périodes de pointe.
Fonctions principales d'un système de production d'eau chaude sanitaire par pompe à air. Le chauffe-eau à pompe à air est utilisé pour chauffer l'eau et augmenter sa température afin de fournir aux étudiants de l'eau chaude sanitaire.
Fonctions principales du système d'alimentation en eau à température et pression constantes : Fournir de l'eau chaude à 45-50 °C pour la salle de bain et ajuster automatiquement le débit en fonction du nombre de personnes et de la consommation d'eau afin d'obtenir un débit uniforme.
Fonctions principales du système de contrôle automatique : le système de contrôle de l’alimentation électrique externe, le système de production d’eau chaude sanitaire à air, le système de contrôle de la production d’énergie solaire, le système de contrôle du stockage d’énergie, le système de maintien d’une température constante et d’une alimentation en eau constante, etc., sont utilisés pour le contrôle automatique du fonctionnement et le contrôle de l’écrêtement des pointes de consommation du microréseau énergétique afin d’assurer le fonctionnement coordonné du système, le contrôle en liaison et la surveillance à distance.
3. Effet de la mise en œuvre
Économisez énergie et argent. Après la mise en œuvre de ce projet, le système de production d'eau chaude sanitaire alimenté par un microréseau énergétique a permis de réaliser des économies d'énergie remarquables. La production annuelle d'énergie solaire est de 79 100 kWh, le stockage annuel d'énergie de 109 500 kWh, la pompe à chaleur air-eau permet d'économiser 405 000 kWh, les économies annuelles d'électricité s'élèvent à 593 600 kWh, la consommation de charbon standard est réduite de 196 tce et le taux d'économie d'énergie atteint 34,5 %. Les économies annuelles s'élèvent à 355 900 yuans.
Protection de l'environnement et réduction des émissions. Bénéfices environnementaux : réduction des émissions de CO2 de 523,2 tonnes/an, des émissions de SO2 de 4,8 tonnes/an et des émissions de fumée de 3 tonnes/an ; les bénéfices environnementaux sont significatifs.
Avis des utilisateurs. Le système fonctionne de manière stable depuis sa mise en service. Les systèmes de production d'énergie solaire et de stockage d'énergie présentent une bonne efficacité opérationnelle, et le rendement énergétique du chauffe-eau à air est élevé. En particulier, les économies d'énergie ont été considérablement améliorées grâce au fonctionnement multi-énergies complémentaire et combiné. Dans un premier temps, l'énergie stockée est utilisée pour l'alimentation électrique et le chauffage, puis dans un second temps, l'énergie solaire est utilisée pour l'alimentation électrique et le chauffage. Toutes les pompes à chaleur fonctionnent pendant la période de forte chaleur, de 8 h à 17 h, ce qui améliore considérablement leur rendement énergétique, maximise l'efficacité du chauffage et minimise la consommation d'énergie. Cette méthode de chauffage multi-énergies complémentaire et efficace mérite d'être généralisée et appliquée.
Date de publication : 3 janvier 2023