イタリアの研究者らは、1970 年代から 1990 年代にかけて建設された社会住宅の冷暖房と給湯を目的とした水源ヒートポンプ システムを設計しました。この斬新なコンセプトは、太陽光発電と蓄熱を統合したもので、季節性能係数 5 を約束しています。
ローマ・ラ ...
このシステムは、EU が資金提供している RESHeat 研究プロジェクトの一環として開発された。このプロジェクトは、集合住宅の暖房と冷房、および家庭用給湯器用の再生可能でエネルギー効率の高いソリューションを特定することを目的としている。「この研究は、RESHeat プロジェクトのイタリア版に焦点を当てています」と科学者らは述べ、提案されたシステムは、高緯度にあるヨーロッパ諸国向けに開発されたシステム バージョンのような地下蓄熱ユニットではなく、温水貯蔵タンクを採用していると指摘した。
このシステムは、冷却された太陽光発電パネルと組み合わせた水源ヒートポンプ、2 つの蓄熱ユニット (1 つはソース側、もう 1 つは負荷側)、およびファン コイルで構成されています。提案されたシステム構成では、パネルからの低温熱は、暖房シーズン中にヒートポンプのコールド ウェルを満たすために使用されます。冷房シーズン中は、高温に達する PV パネルからの余剰熱が家庭用給湯システムに送られます。
「PVT パネルは熱と電気のコジェネレーションを提供し、電気エネルギーは WSHP、バックアップ ヒーター、補助装置、マンションのスペースに電力を供給するために使用され、冬期に生成される低温熱は TES を通じて WSHP の熱源として利用されます」と研究チームは説明しています。「対照的に、暖房期間外の 4 月から 10 月は、PVT によって生成された熱が DHW 生成に利用され、専用ストレージに蓄えられます。最後に、夏期には、TES は DC に接続され、HP によって生成された余分な熱を空間冷却用に放散する必要があります。」
研究者らは、TRNSYS ソフトウェアと多基準意思決定 (MCDM) 法を使用して 184 回のシミュレーションを実施し、イタリアのローマ近郊のパロンバーラ サビーナに 13 年頃に建設された 1980 戸のアパートからなる社会住宅ビルにシステムを導入することを目的として、システムのコンポーネントの理想的なサイズを特定しました。
「この参照サンプルは、建物のエネルギー性能に関する規制以前に、社会建築物に関する介入をプログラムするためにイタリアで 60 年代に開始された都市計画の結果です」と彼らは説明し、現在は集中ガス暖房システムに依存しているこの建物の冬と夏の熱負荷はそれぞれ 900 kW と 61 kW で、総勢 65 人の DHW 消費量は 55 人あたり 50 l であると付け加えた。
シミュレーションとMCDM分析では、研究者らは、性能係数（COP）、太陽光率、一次エネルギー消費、一次エネルギー節約、システムおよび運用コスト、ロジスティクス空間基準などの主要なパラメータを考慮しました。研究者らは、合計75kWのPVTパネル25枚を15のストリングに分割し、HPのソース側に接続された3m³のバッファータンク容量、およびDHW熱貯蔵用の1.5m³の容量で、最適なシステム構成を実現できることを発見しました。
「DC の温度設定値は 25 ℃ でしたが、HP では蒸発器と凝縮器の動作温度は両方とも外部条件によって変化します」と、さらに説明しました。「低温側では 7 ～ 20 ℃ の範囲で、入射放射と PVT パネルの低温熱生成によって変化し、高温側では外部温度によって変化します。」
このシステムは、2004年に発表された「個々のコンポーネントの最適化によるPVT結合水源ヒートポンプシステムの定義」という研究で説明されています。 エネルギー.
「この研究の目的は、パロンバラ・サビーナの建物を温暖な気候向けのセントラルヒーティングシステムのアップグレードのパイロットケースとして使い、都市規模のエネルギー改修を視野に入れ、1970年代から1990年代に建設された社会住宅全体に大規模に適用できる理想的なアプローチを提案することです」と研究者らは結論付けています。「目標は、システムの効率性、最低季節COP5、および周囲温度管理に重点を置いた再生可能エネルギー源による最低70%のカバーです。」
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ソースから 太陽光発電マガジン
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