Исследователи из Италии разработали систему тепловых насосов с водяным источником, предназначенную для выработки охлаждения, отопления и горячего водоснабжения в социальном жилищном фонде, построенном в 1970–1990-х годах. Новая концепция объединяет фотоэлектрическую и тепловую энергию с накоплением тепла и обещает сезонный коэффициент полезного действия 5.
Группа исследователей во главе с Римским университетом Сапиенца разработала новую систему тепловых насосов с водным источником энергии (WSHP), объединяющую фотоэлектрическую и тепловую энергию (PVT) и аккумулирование тепловой энергии (TES) для производства интегрированного отопления, охлаждения и горячего водоснабжения. производство воды и электроэнергии.
Система была разработана в рамках финансируемого ЕС исследовательского проекта REHeat, целью которого является поиск возобновляемых и энергоэффективных решений для отопления и охлаждения, а также производства горячей воды в многоквартирных жилых домах. «Эта работа сосредоточена на итальянской версии проекта RESHeat», — сказали ученые, отметив, что в предлагаемой системе используется резервуар для хранения горячей воды вместо подземного накопителя тепла, как в версиях системы, разработанных для европейских стран в более высоких широтах.
Система состоит из водяного теплового насоса в сочетании с охлаждаемыми фотоэлектрическими панелями, двух накопителей – со стороны источника и со стороны нагрузки – и фанкойла. В предлагаемой конфигурации системы низкотемпературное тепло от панелей используется для заполнения холодного колодца теплового насоса в отопительный сезон. В сезон охлаждения избыточное тепло от фотоэлектрических панелей, которые достигают более высоких температур, передается в систему производства горячей воды.
«Панели PVT обеспечивают когенерацию тепловой и электрической энергии, при этом электрическая энергия используется для питания WSHP, любых резервных нагревателей, вспомогательных устройств и помещений кондоминиума, в то время как низкотемпературное тепло, вырабатываемое в зимний период, используется в качестве источника для WSHP через TES», — пояснила исследовательская группа. «Напротив, вне отопительного периода, с апреля по октябрь, тепло, вырабатываемое PVT, используется для производства горячей воды, которая хранится в специальном хранилище. Наконец, в летний период ТЭС подключается к ЦОД, необходимому для рассеивания избыточного тепла, вырабатываемого ТН, для охлаждения помещений».
Используя программное обеспечение TRNSYS и метод принятия решений по многим критериям (MCDM), ученые провели 184 моделирования, чтобы определить идеальный размер компонентов системы с целью развертывания ее в социальном жилом доме с 13 квартирами, построенном примерно в 1980 году в Паломбара-Сабина, недалеко от Рим, Италия.
«Эталонный образец является результатом городского планирования, начатого в Италии в 60-х годах 900-х годов для программы мероприятий, связанных с социальными зданиями, до принятия правил по энергоэффективности в зданиях», — пояснили они, добавив, что здание, которое в настоящее время полагается на централизованной системе газового отопления, имеет зимнюю и летнюю тепловую нагрузку 61 кВт и 65 кВт соответственно, расход ГВС 55 л/чел. на общее количество 50 человек.
При моделировании и анализе MCDM ученые учитывали такие ключевые параметры, как коэффициент полезного действия (COP), солнечная доля, потребление первичной энергии, экономия первичной энергии, системные и эксплуатационные затраты, а также логистическо-пространственные критерии. Исследователи обнаружили, что наилучшая конфигурация системы может быть достигнута с помощью 75 PVT-панелей общей мощностью 25 кВт, разделенных на 15 рядов, буферного бака объемом 3 м³, подключенного к стороне источника ТН, и объема 1.5 м³ для теплового аккумулятора ГВС. .
«Идентифицированные заданные значения температуры составили 25 C для постоянного тока, в то время как для HP рабочие температуры испарителя и конденсатора варьируются в зависимости от внешних условий», — пояснили они далее. «На холодной стороне они варьируются от 7 до 20 C и варьируются в зависимости от падающего излучения и низкотемпературного тепловыделения PVT-панелей, а на горячей стороне — в зависимости от внешней температуры».
Система была описана в исследовании «Определение системы теплового насоса с водным источником PVT посредством оптимизации отдельных компонентов», опубликованном в журнале Энергия.
«Эта работа направлена на то, чтобы использовать здание в Паломбара-Сабина в качестве пилотного проекта по модернизации системы центрального отопления для мягкого климата, предложить его в качестве идеального подхода, который будет широко применяться ко всему фонду социального жилья, построенному в 1970-е годы. 1990-х годов, с целью энергетического обновления в городских масштабах», — заключили исследователи. «Целями являются эффективность системы с минимальным сезонным COP 5 и минимум 70% охвата возобновляемыми источниками с упором на управление температурой окружающей среды».
Этот контент защищен авторским правом и не может быть использован повторно. Если вы хотите сотрудничать с нами и хотели бы повторно использовать часть нашего контента, свяжитесь с нами: editors@pv-magazine.com.
Источник из журнал pv
Отказ от ответственности: информация, изложенная выше, предоставлена pv-magazine.com независимо от Chovm.com. Chovm.com не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий относительно качества и надежности продавца и продукции. Chovm.com категорически отказывается от какой-либо ответственности за нарушения авторских прав на контент.
