공기열원 히트펌프 및 온수기 엔지니어링 분야에서 '큰형님' 격인 히엔(Hien)은 탄탄한 기술력으로 업계에서 입지를 다져왔으며, 실용적인 접근 방식으로 뛰어난 성과를 거두며 공기열원 히트펌프 및 온수기 기술을 한 단계 더 발전시켜 왔습니다. 그 가장 강력한 증거는 히엔의 공기열원 엔지니어링 프로젝트가 중국 히트펌프 산업 연례 회의에서 3년 연속 '히트펌프 및 복합에너지 보완 부문 최우수 적용상'을 수상한 것입니다.
2020년, 히엔(Hien)의 장쑤 타이저우 대학교 2단계 기숙사 온수 에너지 절약 서비스 BOT 프로젝트는 "공기열원 히트펌프 및 다중 에너지 보완 부문 최우수 적용상"을 수상했습니다.
2021년, 히엔이 장쑤대학교 룬장위안 욕실에 적용한 공기열원, 태양열, 폐열 회수를 이용한 다중 에너지 보완 온수 시스템 프로젝트는 "열펌프 및 다중 에너지 보완 부문 최우수 응용상"을 수상했습니다.
2022년 7월 27일, 산둥성 랴오청대학교 서부 캠퍼스의 마이크로 에너지 네트워크에 설치된 히엔사의 가정용 온수 시스템 프로젝트 "태양열 발전+에너지 저장+열펌프"가 제7회 2022 "에너지 절약컵" 열펌프 시스템 응용 설계 경진대회에서 "열펌프 및 다중 에너지 보완 부문 최우수 응용상"을 수상했습니다.
저희는 오늘 전문적인 관점에서 최근 수상 경력을 자랑하는 랴오청대학교의 "태양광 발전+에너지 저장+열펌프" 가정용 온수 시스템 프로젝트를 자세히 살펴보려고 합니다.
1. 기술 설계 아이디어
본 프로젝트는 다중 에너지 공급 및 마이크로 에너지 네트워크 운영 구축을 시작으로 종합적인 에너지 서비스 개념을 도입하고, 에너지 공급(계통 전력 공급), 에너지 출력(태양광 발전), 에너지 저장(피크 부하 저감), 에너지 분배 및 에너지 소비(열펌프 난방, 온수 펌프 등)를 하나의 마이크로 에너지 네트워크로 연결합니다. 온수 시스템은 학생들의 난방 이용 편의성 향상을 최우선 목표로 설계되었으며, 에너지 절약 설계, 안정성 설계 및 쾌적성 설계를 결합하여 에너지 소비를 최소화하고 최상의 안정적인 성능과 최적의 온수 이용 편의성을 제공합니다. 본 설계안은 주로 다음과 같은 특징을 강조합니다.
독창적인 시스템 설계. 본 프로젝트는 종합 에너지 서비스 개념을 도입하여 외부 전원 공급, 에너지 출력(태양광 발전), 에너지 저장(배터리 에너지 저장), 열펌프 난방을 포함하는 마이크로 에너지 네트워크 온수 시스템을 구축합니다. 이를 통해 다중 에너지 공급, 피크 부하 저감 전력 공급, 최적의 에너지 효율로 열 생산을 실현합니다.
120개의 태양 전지 모듈이 설계 및 설치되었습니다. 설치 용량은 51.6kW이며, 생산된 전기는 욕실 지붕에 설치된 배전 시스템으로 전송되어 계통 연계형 전력 생산에 사용됩니다.
200kW급 에너지 저장 시스템을 설계 및 설치했습니다. 이 시스템은 피크 부하 저감형 전력 공급 방식으로 작동하며, 저전력은 피크 시간대에 사용됩니다. 이를 통해 고온 시간대에 히트펌프를 가동하여 에너지 효율을 높이고 전력 소비를 줄일 수 있습니다. 에너지 저장 시스템은 계통 연계 운전 및 자동 피크 부하 저감 기능을 위해 배전 시스템에 연결되었습니다.
모듈식 설계. 확장 가능한 구조를 채택하여 확장 유연성을 높였습니다. 공기열원 온수기의 배치에는 예비 인터페이스 설계가 적용되어 있어, 난방 설비가 부족할 경우 모듈식으로 확장할 수 있습니다.
난방과 온수 공급을 분리하는 시스템 설계 아이디어는 온수 공급을 더욱 안정적으로 만들고, 때때로 온수와 냉수가 번갈아 나오는 문제를 해결할 수 있습니다. 이 시스템은 3개의 난방용 물탱크와 1개의 온수 공급용 물탱크로 설계 및 설치되었습니다. 난방용 물탱크는 설정된 시간에 따라 가동됩니다. 가열 온도에 도달하면 물은 중력에 의해 온수 공급 탱크로 이동합니다. 온수 공급 탱크는 욕실로 온수를 공급합니다. 온수 공급 탱크는 가열 기능 없이 온수만 공급하여 온수 온도의 균형을 유지합니다. 온수 공급 탱크의 온수 온도가 난방용 물탱크의 온도보다 낮아지면 온도 조절 장치가 작동하여 온수 온도를 일정하게 유지합니다.
주파수 변환기의 정전압 제어는 타이머식 온수 순환 제어와 결합되어 있습니다. 온수 배관 온도가 46℃ 미만일 경우, 순환을 통해 배관의 온수 온도를 자동으로 높입니다. 온도가 50℃ 이상일 경우, 순환이 중지되고 정압 급수 모듈로 온수가 유입되어 난방수 펌프의 에너지 소비를 최소화합니다. 주요 기술 사양은 다음과 같습니다.
난방 시스템의 물 배출 온도: 55℃
단열 물탱크 온도: 52℃
최종 급수 온도: 45℃ 이상
물 공급 시간: 12시간
설계 난방 용량: 12,000명/일, 1인당 물 공급량 40L, 총 난방 용량 300톤/일.
설치된 태양광 발전 용량: 50kW 이상
설치된 에너지 저장 용량: 200kW
2. 프로젝트 구성
마이크로 에너지 네트워크 온수 시스템은 외부 에너지 공급 시스템, 에너지 저장 시스템, 태양열 발전 시스템, 공기열원 온수 시스템, 정온/정압 가열 시스템, 자동 제어 시스템 등으로 구성됩니다.
외부 에너지 공급 시스템. 서쪽 캠퍼스의 변전소는 비상 에너지원으로 국가 전력망에 연결되어 있습니다.
태양광 발전 시스템은 태양광 모듈, 직류 집전 시스템, 인버터, 교류 제어 시스템 등으로 구성됩니다. 계통 연계를 통해 전력을 생산하고 에너지 소비를 조절합니다.
에너지 저장 시스템. 주요 기능은 전력 소비가 적은 시간대에 에너지를 저장하고 전력 소비가 많은 시간대에 전력을 공급하는 것입니다.
공기열원 온수 시스템의 주요 기능. 공기열원 온수기는 가열 및 온도 상승을 통해 학생들에게 생활용 온수를 공급하는 데 사용됩니다.
정온·정압 급수 시스템의 주요 기능은 다음과 같습니다. 욕실에 45~50℃의 온수를 공급하고, 사용자 수와 물 사용량에 따라 급수 유량을 자동으로 조절하여 균일한 유량 제어를 실현합니다.
자동 제어 시스템의 주요 기능은 외부 전원 공급 제어 시스템, 공기열 온수 시스템, 태양열 발전 제어 시스템, 에너지 저장 제어 시스템, 정온·정수 공급 시스템 등을 자동 운전 제어 및 마이크로 에너지 네트워크 피크 부하 제어에 활용하여 시스템의 조화로운 운전, 연동 제어 및 원격 모니터링을 보장하는 것입니다.
3. 실행 효과
에너지와 비용을 절약하세요. 본 프로젝트 시행 후, 마이크로 에너지 네트워크 온수 시스템은 놀라운 에너지 절약 효과를 보여주었습니다. 연간 태양광 발전량은 79,100kWh, 연간 에너지 저장량은 109,500kWh, 공기열원 히트펌프는 405,000kWh, 연간 전기 절감량은 593,600kWh, 표준 석탄 절감량은 196tce에 달하며, 에너지 절감률은 34.5%를 달성했습니다. 연간 비용 절감액은 355,900위안입니다.
환경 보호 및 배출량 감축. 환경적 이점: 이산화탄소 배출량은 연간 523.2톤, 이산화황 배출량은 연간 4.8톤, 매연 배출량은 연간 3톤 감소하여 상당한 환경적 이점을 제공합니다.
사용자 후기입니다. 시스템은 가동 이후 안정적으로 운영되고 있습니다. 태양열 발전 및 에너지 저장 시스템은 우수한 운영 효율을 보이며, 공기열 온수기의 에너지 효율도 높습니다. 특히, 다중 에너지 보완 및 결합 운전 후 에너지 절약 효과가 크게 향상되었습니다. 먼저 에너지 저장 장치를 전력 공급 및 난방에 사용하고, 그 다음 태양열 발전을 전력 공급 및 난방에 사용합니다. 모든 히트펌프 장치는 오전 8시부터 오후 5시까지 고온 시간대에 가동되어 히트펌프 장치의 에너지 효율을 크게 향상시키고 난방 효율을 극대화하며 난방 에너지 소비를 최소화합니다. 이러한 다중 에너지 보완 고효율 난방 방식은 보급 및 적용 가치가 높습니다.
게시 시간: 2023년 1월 3일