Plánovanie obnoviteľného systému HVAC
Centrálne tepelné čerpadlá kompatibilné so solárnou energiou kombinujú vysokoúčinné elektrické vykurovanie a chladenie s výrobou fotovoltaickej energie. Správne navrhnutý systém môže využívať dennú solárnu produkciu na zníženie spotreby elektrickej energie v sieti pri zachovaní komfortných vnútorných teplôt počas rôznych ročných období.
A solárne tepelné čerpadlo je bežne elektricky poháňané tepelné čerpadlo pripojené k fotovoltaickému systému. Solárne panely vyrábajú elektrinu, zatiaľ čo tepelné čerpadlo prenáša teplo medzi vnútorným a vonkajším prostredím. Tento výraz zvyčajne neznamená, že slnečné svetlo priamo ohrieva chladivo vo vnútri zariadenia.
Solárne tepelné čerpadlá môžu poskytovať vykurovanie priestorov, chladenie priestorov a v niektorých konfiguráciách systému aj teplú vodu pre domácnosť. Sú vhodné pre obytné budovy, kancelárie, hotely, školy, dielne, poľnohospodárske objekty a iné nehnuteľnosti, kde vykurovacia a chladiaca záťaž predstavuje veľké percento ročnej spotreby elektrickej energie.
Centrálne tepelné čerpadlá kompatibilné so solárnou energiou sú navrhnuté tak, aby spolupracovali s rozvodmi v celej budove, fancoilovými jednotkami, hydronickými systémami, podlahovým vykurovaním alebo inými centralizovanými rozvodmi teploty. Tepelné čerpadlo môže počas dňa využívať slnečnú elektrinu a získavať dodatočnú elektrinu zo siete alebo batérie, keď je solárna výroba nedostatočná.
Tepelné čerpadlo využíva chladiaci cyklus na absorbovanie tepla z jednej oblasti a jeho uvoľnenie do inej. V režime vykurovania vzduchové tepelné čerpadlo odoberá dostupné teplo z vonkajšieho vzduchu a prenáša ho do interiéru. V režime chladenia sa cyklus obráti a presunie vnútorné teplo von.
Systémy zem-zdroj si vymieňajú teplo so zemou cez podzemné potrubné slučky. Systémy vodných zdrojov využívajú ako médium na výmenu tepla vhodný zdroj vody. Každý typ je možné kombinovať s fotovoltaickým systémom, ak jeho elektrické požiadavky zodpovedajú dostupnému solárnemu panelu, meniču, ochranným zariadeniam a ovládacím prvkom riadenia energie.
Fotovoltaické moduly vyrábajú jednosmerný prúd podľa slnečného žiarenia, teploty panela, orientácie, uhla sklonu, tienenia a stavu modulu.
Solárny invertor premieňa vyrobenú jednosmernú elektrinu na striedavú elektrinu kompatibilnú s tepelným čerpadlom a elektrickým systémom budovy.
Kompresor, chladiaci okruh, výparník a kondenzátor prenášajú tepelnú energiu medzi budovou a vybraným externým zdrojom tepla.
Solárna energia sa používa, ak je k dispozícii. Sieťová elektrina alebo akumulátorové úložisko dodáva zostávajúci dopyt počas slabého slnečného žiarenia, nočnej prevádzky alebo špičkovej vykurovacej záťaže.
Odpoveď na otázku „môžu solárne panely napájať tepelné čerpadlo“ je áno. Fotovoltaický systém môže poskytnúť časť alebo všetku elektrinu, ktorú vyžaduje tepelné čerpadlo. Skutočné percento dodané solárnou energiou závisí od vykurovacieho alebo chladiaceho zaťaženia, miestnej klímy, účinnosti zariadenia, kapacity panela, dostupného slnečného svetla a prevádzkového plánu.
Používatelia sa tiež pýtajú: „Môžu solárne panely prevádzkovať tepelné čerpadlo? Solárne panely môžu spustiť tepelné čerpadlo priamo počas denného svetla, keď solárne pole produkuje dostatok energie. Systém pripojený k sieti môže automaticky odoberať dodatočnú elektrinu, keď solárna produkcia klesne pod dopyt. Systém mimo siete vyžaduje dostatočnú kapacitu batérie a výstup meniča na udržanie prevádzky, keď nie je k dispozícii slnečné svetlo.
Otázka „môžete napájať tepelné čerpadlo solárnymi panelmi“ by sa mala posudzovať z hľadiska výkonu aj energie. Okamžitý výkon určuje, či systém môže fungovať v konkrétnom okamihu. Denné a sezónne výpočty energie určujú, či solárne pole dokáže produkovať dostatok elektriny počas požadovaného obdobia.
| Konfigurácia systému | Solárny príspevok | Požiadavka na batériu | Prevádzková charakteristika |
|---|---|---|---|
| Tepelné čerpadlo pripojené na sieť | Čiastočný alebo vysoký denný príspevok | Nevyžaduje sa | Mriežka automaticky pokrýva solárny nedostatok |
| Hybridný systém tepelného čerpadla | Ako preferovaný zdroj sa používa solárna energia | Voliteľné | Solárna energia, batéria a sieť môžu spolupracovať |
| Systém tepelného čerpadla mimo siete | Solár poskytuje všetku vyrobenú elektrinu | Povinné | Vyžaduje starostlivé zimné a nočné dimenzovanie |
| Denný systém s podporou slnečného žiarenia | Zamerané na zníženie dennej záťaže | Zvyčajne sa nevyžaduje | Vhodné na denné chladenie alebo plánované vykurovanie |
Počet solárnych panelov závisí od elektrického príkonu tepelného čerpadla, dennej doby prevádzky, sezónneho zaťaženia, výkonu panela, hodín špičkového slnečného žiarenia, účinnosti systému a od toho, či musí tepelné čerpadlo fungovať po západe slnka. Požiadavka na vykurovanie môže byť najvyššia v zime, keď denná solárna produkcia môže byť nižšia ako letná.
Vypočítané solárne pole
20 kWh ÷ 5h ÷ 0,80 = 5kWTeoretické 5kW pole by mohlo byť vytvorené s približne jedenástimi 455W solárnymi panelmi. Praktický dizajn môže využívať dvanásť až štrnásť panelov na kompenzáciu teploty modulu, straty meniča, prachu, čiastočného zatienenia, meniaceho sa počasia a sezónneho zníženia solárneho výkonu.
| Priemerný príkon tepelného čerpadla | Denná prevádzková doba | Denná spotreba elektriny | Referenčné solárne pole | Približné množstvo panelov 455 W |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 kW | 6 hodín | 9 kWh | 2,3 kW – 3,0 kW | 6-7 panelov |
| 2,5 kW | 8 hodín | 20 kWh | 5,0 kW – 6,5 kW | 11-15 panelov |
| 4,0 kW | 8 hodín | 32 kWh | 8,0 kW – 10,5 kW | 18-24 panelov |
| 6,0 kW | 10 hodín | 60 kWh | 15,0 kW – 20,0 kW | 33–44 panelov |
Tepelné čerpadlo môže počas chladného počasia spotrebovať viac elektriny, pretože teplotný rozdiel medzi interiérom a exteriérom je väčší. Slnečná produkcia sa môže znížiť aj v dôsledku kratšieho denného svetla, nízkeho slnečného uhla, snehovej pokrývky, oblačnosti alebo zlého počasia. Ročné priemerné solárne údaje by sa nemali používať samostatne pre kritický návrh zimného vykurovania.
Tepelné čerpadlo sa oplatí skombinovať so solárnym, ak má budova významnú ročnú potrebu vykurovania alebo chladenia. Tepelné čerpadlá sú poháňané elektrickým pohonom, čo umožňuje fotovoltaickej elektrine kompenzovať časť ich prevádzkových nákladov. Dobre izolovaná budova so správne dimenzovaným zariadením zvyčajne poskytuje lepšie výsledky ako zle izolovaná budova s predimenzovaným alebo poddimenzovaným systémom.
Budovy vyžadujúce zimné vykurovanie aj letné chladenie môžu využívať tepelné čerpadlo a solárny systém počas viacerých mesiacov v roku.
Denné vykurovanie, chladenie, ohrev vody alebo komerčná prevádzka môžu spotrebovať solárnu elektrinu počas jej výroby.
Znížené tepelné straty umožňujú tepelnému čerpadlu udržiavať teplotu s nižším výkonom kompresora a kratšími prevádzkovými cyklami.
Podlahové kúrenie a správne navrhnuté fancoilové systémy môžu znížiť požadovanú teplotu vody a zlepšiť účinnosť tepelného čerpadla.
Veľmi nízka vonkajšia teplota môže zvýšiť spotrebu elektrickej energie a môže vyžadovať väčšie zariadenie, záložné kúrenie alebo iný zdroj tepla.
Tvar strechy, nosnosť konštrukcie, tienenie, prístupové cesty a miestne predpisy môžu obmedzovať využiteľnú fotovoltaickú kapacitu.
Nočná prevádzka sa spolieha na napájanie zo siete alebo batérie, pretože solárne panely po západe slnka nevyrábajú elektrinu.
Niektoré tradičné radiátory vyžadujú teploty vody, ktoré znižujú účinnosť tepelného čerpadla, pokiaľ nedôjde k modernizácii žiaričov alebo plášťa budovy.
Solárne kompatibilné centrálne tepelné čerpadlá by sa mali vyberať podľa zaťaženia budovy, miestnej projektovanej teploty, spôsobu distribúcie vykurovania, dostupného elektrického napájania, výkonu solárneho invertora a stratégie riadenia. Tepelné čerpadlo nevyžaduje špeciálny druh slnečného žiarenia, ale musí bezpečne a efektívne fungovať s elektrickým systémom.
Vykurovací výkon by mal zodpovedať vypočítanej tepelnej strate budovy pri miestnej projektovanej teplote. Výber zariadenia len podľa podlahovej plochy môže viesť k nepresným výsledkom.
Výber chladenia by mal brať do úvahy solárne tepelné zisky, okná, izoláciu, obyvateľov, osvetlenie, vybavenie, vetranie a miestnu letnú teplotu.
Tepelné čerpadlá s premenlivou rýchlosťou dokážu prispôsobiť výkon kompresora a môžu plynule sledovať dostupnú solárnu energiu ako zariadenia s pevným výkonom.
COP popisuje prevádzkovú efektivitu za definovaných podmienok. SCOP poskytuje sezónny pohľad a je užitočný na porovnanie výkonu vykurovania v širšom teplotnom rozsahu.
Potvrďte, či jednotka používa jednofázovú alebo trojfázovú elektrinu a či solárny invertor a napájanie budovy dokážu podporovať požadované napätie a prúd.
Skontrolujte menovitý výkon, príkon, výkon odmrazovania a teplotu vody na výstupe pri najnižšej očakávanej vonkajšej teplote.
Ovládacie prvky správy energie môžu koordinovať výrobu solárnej energie, nabíjanie batérie, skladovanie tepla, napájanie zo siete, teplotu v miestnosti a čas prevádzky.
Prenáša teplo medzi vonkajším a vnútorným vzduchom. Bežne sa pripája k potrubným alebo bezpotrubným vnútorným jednotkám a môže poskytovať vykurovanie aj chladenie.
Vhodné pre:Domy, kancelárie, obchody a budovy vyžadujúce priame vykurovanie a chladenie vzduchom.
Prenáša energiu z vonkajšieho vzduchu do vodného okruhu pre podlahové kúrenie, fancoilové jednotky, nízkoteplotné radiátory alebo teplú úžitkovú vodu.
Vhodné pre:Centrálne hydronické vykurovanie, chladenie a integrované systémy teplej vody.
Používa zakopané slučky na výmenu tepla so zemou. Teplota zeme je stabilnejšia ako teplota vonkajšieho vzduchu, ale inštalácia si vyžaduje vhodný pozemok, vŕtanie alebo výkop.
Vhodné pre:Dlhodobé projekty s dostupnou pozemnou plochou a značným ročným zaťažením.
Vymieňa teplo s vhodným zdrojom vody. Musí sa zvážiť kvalita vody, prietok, podmienky prostredia, filtrácia a miestne schválenie.
Vhodné pre:Projekty so spoľahlivým a technicky vhodným zdrojom vody.
Určte tepelné straty, chladiace zaťaženie, izolačný výkon, únik vzduchu, plochu okien, obsadenosť, potrebu vetrania a požadované vnútorné teploty.
Skontrolujte mesačné údaje o slnečnom svetle, orientáciu strechy, uhol panelu, tienenie, štrukturálnu kapacitu, prístupový priestor, zaťaženie snehom, zaťaženie vetrom a vzdialenosť káblov.
Potvrďte prevádzkové napätie, fázu, kapacitu ističa, výstup meniča, veľkosť kábla, prepäťovú ochranu, izoláciu, uzemnenie a miestne elektrické predpisy.
Skontrolujte rozmery potrubia, prietok vzduchu, prietok vody, priemer potrubia, hlavu čerpadla, kapacitu chladiča, výber fancoilu a požadovanú teplotu vody.
Rozhodnite sa, či je počas noci, zlého počasia, cyklov odmrazovania alebo extrémneho chladu potrebná podpora siete, akumulátor, tepelný zásobník alebo pomocné kúrenie.
Definujte solárnu prioritu, rezervu batérie, plán teplej vody, izbovú teplotu, obmedzenia nabíjania siete, kompenzáciu počasia a nastavenia odozvy.
áno. Termín zvyčajne označuje tepelné čerpadlo poháňané čiastočne alebo úplne elektrinou vyrobenou z fotovoltaických panelov. Môže byť pripojený k sieti, hybridný alebo mimo siete.
Solárne panely nedokážu v noci vyrábať elektrinu. Nočná prevádzka si vyžaduje sieťovú elektrinu, dostatočne dimenzovanú batériu, prípadne iný záložný zdroj energie.
Dá sa naplánovať na obdobia silnej solárnej výroby, ale budovy vyžadujúce nepretržitú reguláciu teploty zvyčajne potrebujú podporu siete, batérie alebo tepelné zásobníky.
Zariadenie musí prenášať teplo cez väčší teplotný rozdiel. Systémy so zdrojom vzduchu môžu tiež vyžadovať cykly odmrazovania, ktoré môžu dočasne zvýšiť spotrebu elektrickej energie.
Môže podporovať časť alebo celý dopyt, keď sú dostatočné solárne pole, invertor, elektrické služby, elektroinštalácia, ochranné zariadenia a dostupná výrobná kapacita.
Nie nevyhnutne. Požiadavka na vykurovanie môže nastať v noci alebo počas zimných období s nízkym slnečným žiarením. Kapacitu panelov, skladovanie batérií, sezónnu výrobu a tepelné straty budovy je potrebné hodnotiť spoločne.
Mnoho systémov tepelných čerpadiel vzduch-voda a zem-zdroj dokáže produkovať teplú úžitkovú vodu. Požadovaná teplota nádrže, skladovací objem, hygienický cyklus a záložný ohrev by mali byť zahrnuté vo výbere systému.
Spoľahlivý výber systému vyžaduje viac než len podlahovú plochu budovy alebo všeobecné množstvo panelov. Požiadavky na vykurovanie, požiadavky na chladenie, miestna klíma, teplota vody, dodávka elektriny, prevádzkový plán, solárna výroba a požiadavky na zálohovanie sa musia posudzovať ako jeden kompletný systém.
Kapacita vykurovania a chladenia
Menovitý a maximálny príkon
Rozsah prevádzkových teplôt
Požadovaná teplota výstupnej vody
Jednofázové alebo trojfázové napájanie
Požiadavky na rozmrazovanie a prídavné kúrenie
Menovitý výkon solárneho panelu
K dispozícii strecha alebo prízemná plocha
Mesačné hodiny maximálneho slnečného žiarenia
Model a výkon solárneho invertoru
Kapacita batérie a využiteľná energia
Dostupnosť siete a miestne napätie
Poloha a klimatické podmienky
Podlahová plocha budovy a izolácia
Požadovaná vnútorná teplota
Prevádzkové hodiny vykurovania a chladenia
Existujúce rozvody, radiátory alebo podlahové kúrenie
Potreba teplej úžitkovej vody
© Zhejiang Deye HVAC Technology Co., Ltd. Všetky práva vyhradené.
