Uusiutuvan LVI-järjestelmän suunnittelu
Aurinkoenergialla yhteensopivat keskuslämpöpumput yhdistävät tehokkaan sähkölämmityksen ja -jäähdytyksen aurinkosähkön tuotantoon. Oikein suunniteltu järjestelmä voi käyttää aurinkoenergian päivätuotantoa verkon sähkönkulutuksen vähentämiseen ja samalla ylläpitää mukavat sisälämpötilat eri vuodenaikoina.
A aurinkolämpöpumppu on tavallisesti sähkökäyttöinen lämpöpumppu, joka on kytketty aurinkosähköjärjestelmään. Aurinkopaneelit tuottavat sähköä, kun taas lämpöpumppu siirtää lämpöä sisä- ja ulkotilojen välillä. Termi ei yleensä tarkoita, että auringonvalo lämmittää suoraan laitteen sisällä olevan kylmäaineen.
Aurinkolämpöpumput voivat tarjota tilan lämmityksen, jäähdytyksen ja joissakin järjestelmäkokoonpanoissa lämmintä käyttövettä. Ne soveltuvat asuinrakennuksiin, toimistoihin, hotelleihin, kouluihin, työpajoihin, maataloustiloihin ja muihin kiinteistöihin, joissa lämmitys- ja jäähdytyskuormat muodostavat suuren osan vuotuisesta sähkönkulutuksesta.
Aurinkoenergialla yhteensopivat keskuslämpöpumput on suunniteltu toimimaan rakennuksen laajuisten kanavien, fan coil-yksiköiden, vesikiertoisten järjestelmien, lattialämmityksen tai muiden keskitettyjen lämmönjakojärjestelmien kanssa. Lämpöpumppu voi käyttää aurinkosähköä päivän aikana ja saada lisäsähköä verkosta tai akusta, kun aurinkotuotanto ei riitä.
Lämpöpumppu käyttää jäähdytyssykliä lämmön imemiseen yhdeltä alueelta ja vapauttamiseksi toiselle. Lämmitystilassa ilmalämpöpumppu ottaa käytettävissä olevan lämmön ulkoilmasta ja siirtää sen sisätiloihin. Jäähdytystilassa kierto kääntyy ja siirtää sisälämpöä ulos.
Maaperäiset järjestelmät vaihtavat lämpöä maan kanssa haudattujen putkisilmukoiden kautta. Vesilähdejärjestelmissä käytetään sopivaa vesilähdettä lämmönvaihtoväliaineena. Kukin tyyppi voidaan yhdistää aurinkosähköjärjestelmään, kun sen sähkövaatimukset vastaavat käytettävissä olevia aurinkokennoja, invertteriä, suojalaitteita ja energianhallintalaitteita.
Aurinkosähkömoduulit tuottavat tasavirtaa auringon säteilyn, paneelin lämpötilan, suunnan, kallistuskulman, varjostuksen ja moduulin kunnon mukaan.
Aurinkoinvertteri muuntaa tuotetun tasavirtasähkön lämpöpumpun ja rakennuksen sähköjärjestelmän kanssa yhteensopivaksi vaihtovirtasähköksi.
Kompressori, kylmäainepiiri, höyrystin ja lauhdutin siirtävät lämpöenergiaa rakennuksen ja valitun ulkoisen lämmönlähteen välillä.
Aurinkovoimaa käytetään, kun sitä on saatavilla. Verkkosähkö tai akkuvarasto kattaa jäljellä olevan tarpeen vähäisen auringonvalon, yökäytön tai lämmityshuippujen aikana.
Vastaus kysymykseen "saavatko aurinkopaneelit tehostaa lämpöpumppua" on kyllä. Aurinkosähköjärjestelmä voi tuottaa osan tai kaiken lämpöpumpun tarvitsemasta sähköstä. Todellinen aurinkoenergian tuottama prosenttiosuus riippuu lämmitys- tai jäähdytyskuormasta, paikallisesta ilmastosta, laitteiden tehokkuudesta, paneelikapasiteetista, käytettävissä olevasta auringonvalosta ja käyttöaikataulusta.
Käyttäjät kysyvät myös: "Voiko aurinkopaneeleilla käyttää lämpöpumppua?" Aurinkopaneelit voivat käyttää lämpöpumppua suoraan päivänvalossa, kun aurinkopaneeli tuottaa tarpeeksi tehoa. Verkkoon kytketty järjestelmä voi automaattisesti ottaa lisää sähköä, kun aurinkoenergian tuotanto jää alle kysynnän. Off-grid-järjestelmä vaatii riittävän akun kapasiteetin ja invertterin tehon ylläpitääkseen toimintaa, kun auringonvaloa ei ole saatavilla.
Kysymystä "Voiko lämpöpumppua käyttää aurinkopaneeleilla" tulee arvioida sekä tehon että energian perusteella. Välitön teho määrittää, voiko järjestelmä toimia tietyllä hetkellä. Päivittäiset ja kausittaiset energialaskelmat selvittävät, pystyykö aurinkopaneeli tuottamaan tarpeeksi sähköä vaaditun ajanjakson aikana.
| Järjestelmän asetukset | Auringon panos | Akun vaatimus | Toimintaominaisuus |
|---|---|---|---|
| Verkkoon kytketty lämpöpumppu | Osittainen tai suuri päiväkohtainen maksu | Ei vaadita | Verkko kattaa automaattisesti aurinkovajeen |
| Hybridi lämpöpumppujärjestelmä | Aurinkoenergiaa käytetään ensisijaisena lähteenä | Valinnainen | Aurinko, akku ja verkko voivat toimia yhdessä |
| Off-grid lämpöpumppujärjestelmä | Aurinkoenergia tuottaa kaiken tuotetun sähkön | Pakollinen | Vaatii huolellista talvi- ja yömitoitusta |
| Aurinkoenergiaavusteinen päiväjärjestelmä | Keskittyy päiväkuorman vähentämiseen | Yleensä ei vaadita | Soveltuu päiväjäähdytykseen tai ohjelmoituun lämmitykseen |
Aurinkopaneelien määrä riippuu lämpöpumpun sähkösyötöstä, päivittäisestä käyttöajasta, kausikuormituksesta, paneelin tehosta, auringonvalon huipputunneista, järjestelmän tehokkuudesta ja siitä, pitääkö lämpöpumppu toimia auringonlaskun jälkeen. Lämmöntarve voi olla suurin talvella, jolloin päivittäinen aurinkotuotanto voi olla pienempi kuin kesän tuotanto.
Laskettu aurinkopaneeli
20 kWh ÷ 5h ÷ 0,80 = 5kWTeoreettinen 5 kW:n ryhmä voitaisiin muodostaa noin yhdestätoista 455 W aurinkopaneelista. Käytännön suunnittelussa voidaan käyttää 12-14 paneelia kompensoimaan moduulin lämpötilaa, invertterin häviötä, pölyä, osittaista varjostusta, muuttuvaa säätä ja kausittaista aurinkoenergian vähenemistä.
| Keskimääräinen lämpöpumpun syöttö | Päivittäinen käyttöaika | Päivittäinen sähkön kysyntä | Viite Solar Array | Noin 455 W paneelin määrä |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 kW | 6 tuntia | 9 kWh | 2,3 kW–3,0 kW | 6-7 paneelia |
| 2,5 kW | 8 tuntia | 20 kWh | 5,0 kW–6,5 kW | 11-15 paneelia |
| 4,0 kW | 8 tuntia | 32 kWh | 8,0 kW - 10,5 kW | 18-24 paneelia |
| 6,0 kW | 10 tuntia | 60 kWh | 15,0 kW–20,0 kW | 33-44 paneelia |
Lämpöpumppu voi kuluttaa enemmän sähköä kylmällä säällä, koska sisä- ja ulkolämpötilaero on suurempi. Auringon tuotanto voi myös vähentyä lyhyempien päivänvalon, alhaisen aurinkokulman, lumipeitteen, pilven tai huonon sään vuoksi. Vuotuisia keskimääräisiä aurinkotietoja ei tulisi käyttää yksinään kriittiseen talvilämmityssuunnitteluun.
Lämpöpumppu kannattaa yhdistää aurinkoenergiaan, kun rakennuksen vuotuinen lämmitys- tai jäähdytystarve on suuri. Lämpöpumput ovat sähkökäyttöisiä, joten aurinkosähkö voi kompensoida osan käyttökustannuksistaan. Hyvin eristetty rakennus oikeankokoisilla laitteilla tuottaa yleensä parempia tuloksia kuin huonosti eristetty rakennus, jossa on yli- tai alimitoitettu järjestelmä.
Rakennukset, jotka vaativat sekä talvilämmitystä että kesäjäähdytystä, voivat käyttää lämpöpumppua ja aurinkojärjestelmää useamman kuukauden ajan vuodesta.
Päivän lämmitys, jäähdytys, lämmin käyttövesi tai kaupallinen käyttö voivat kuluttaa aurinkosähköä sen tuotannon aikana.
Pienempi lämpöhäviö mahdollistaa lämpöpumpun ylläpitämisen lämpötilan pienemmällä kompressorin teholla ja lyhyemmillä käyttöjaksoilla.
Lattialämmitys ja oikein suunnitellut tuuletinpatterijärjestelmät voivat alentaa vaadittua veden lämpötilaa ja parantaa lämpöpumpun hyötysuhdetta.
Erittäin alhainen ulkolämpötila voi lisätä sähkönkulutusta ja saattaa vaatia suurempia laitteita, varalämmitystä tai eri lämmönlähdettä.
Katon muoto, rakenteellinen kapasiteetti, varjostus, kulkutiet ja paikalliset määräykset voivat rajoittaa käytettävää aurinkosähkökapasiteettia.
Yökäyttö perustuu verkkovirtaan tai akkuvarastointiin, koska aurinkopaneelit eivät tuota sähköä auringonlaskun jälkeen.
Jotkut perinteiset patterit vaativat veden lämpötiloja, jotka vähentävät lämpöpumpun hyötysuhdetta, ellei emitteriä tai rakennuksen vaippaa päivitetä.
Aurinkoenergialla yhteensopivat keskuslämpöpumput tulee valita rakennuksen kuormituksen, paikallisen suunnittelulämpötilan, lämmönjakotavan, käytettävissä olevan sähkönsyötön, aurinkoinvertterin tehon ja ohjausstrategian mukaan. Lämpöpumppu ei vaadi erityistä auringonvaloa, mutta sen on toimittava turvallisesti ja tehokkaasti sähköjärjestelmän kanssa.
Lämmityskapasiteetin tulee vastata rakennuksen laskettua lämpöhäviötä paikallisessa suunnittelulämpötilassa. Laitteiden valitseminen vain lattiapinta-alan mukaan voi tuottaa epätarkkoja tuloksia.
Jäähdytysvalinnassa tulee ottaa huomioon auringon lämpö, ikkunat, eristys, asukkaat, valaistus, laitteet, ilmanvaihto ja paikallinen kesälämpötila.
Säädettävänopeuksiset lämpöpumput voivat säätää kompressorin tehoa ja seurata saatavilla olevaa aurinkoenergian tuotantoa tasaisemmin kuin kiinteätehoiset laitteet.
COP kuvaa toimintatehokkuutta määritellyissä olosuhteissa. SCOP tarjoaa kausittaisen näkymän ja on hyödyllinen lämmitystehokkuuden vertailussa laajemmalla lämpötila-alueella.
Tarkista, käyttääkö yksikkö yksi- vai kolmivaiheista sähköä ja pystyvätkö aurinkoinvertteri ja rakennuksen syöttö ylläpitämään vaaditun jännitteen ja virran.
Tarkista nimelliskapasiteetti, syöttöteho, sulatusteho ja lähtevän veden lämpötila alimmassa odotetussa ulkolämpötilassa.
Energianhallinnan ohjaimilla voidaan koordinoida aurinkoenergian tuotantoa, akun latausta, lämmön varastointia, verkkovirtaa, huonelämpötilaa ja käyttöaikaa.
Siirtää lämpöä ulkoilman ja sisäilman välillä. Se yhdistetään yleensä kanavallisiin tai kanavattomiin sisäyksiköihin ja se voi tarjota sekä lämmitystä että jäähdytystä.
Sopii:Suoraa ilmalämmitystä ja -jäähdytystä vaativat kodit, toimistot, kaupat ja rakennukset.
Siirtää energiaa ulkoilmasta vesikiertoon lattialämmitykseen, puhalluspatteriyksiköihin, matalalämpöpattereihin tai kuumaan käyttöveteen.
Sopii:Keskusvesilämmitys, jäähdytys ja integroidut lämminvesijärjestelmät.
Käyttää haudattuja silmukoita lämmön vaihtamiseen maan kanssa. Maan lämpötila on vakaampi kuin ulkoilman lämpötila, mutta asennus vaatii sopivaa maata, porausta tai kaivamista.
Sopii:Pitkäaikaiset hankkeet vapaalla maa-alalla ja merkittävällä vuosikuormalla.
Vaihtaa lämmön sopivaan vesilähteeseen. Veden laatu, virtausnopeus, ympäristöolosuhteet, suodatus ja paikallinen hyväksyntä on otettava huomioon.
Sopii:Projektit luotettavalla ja teknisesti sopivalla vesilähteellä.
Määritä lämpöhäviö, jäähdytyskuorma, eristyskyky, ilmavuoto, ikkunapinta-ala, käyttöaste, ilmanvaihdon tarve ja vaaditut sisälämpötilat.
Tarkista kuukausittaiset auringonvalotiedot, katon suunta, paneelin kulma, varjostus, rakennekapasiteetti, pääsytila, lumikuorma, tuulikuorma ja kaapelin etäisyys.
Tarkista huoltojännite, vaihe, katkaisijan kapasiteetti, invertterin lähtö, kaapelin koko, ylijännitesuoja, eristys, maadoitus ja paikalliset sähkösäännöt.
Tarkista kanavan mitat, ilmavirta, vesivirta, putken halkaisija, pumpun korkeus, patterin kapasiteetti, tuuletinpatterin valinta ja vaadittu veden lämpötila.
Päätä, tarvitaanko verkkotuki, akkuvarasto, lämpövarasto tai lisälämmitys yöaikaan, huonoon säähän, sulatusjaksojen aikana tai äärimmäisen kylmyyden aikana.
Määritä aurinkoprioriteetti, akun varaus, kuuman veden aikataulu, huonelämpötila, verkkolatausrajoitukset, sääkompensaatio ja kysyntävasteen asetukset.
Kyllä. Termillä tarkoitetaan yleensä lämpöpumppua, joka saa virtansa osittain tai kokonaan aurinkopaneeleista tuotetulla sähköllä. Se voi olla verkkoon kytketty, hybridi tai off-grid.
Aurinkopaneelit eivät voi tuottaa sähköä yöllä. Yökäyttö vaatii verkkosähkön, riittävän kokoisen akun tai muun varavirtalähteen.
Se voidaan ajoittaa voimakkaan aurinkotuotannon jaksoille, mutta jatkuvaa lämpötilansäätöä vaativat rakennukset tarvitsevat yleensä verkkotukea, akkuja tai lämpövarastoa.
Laitteen tulee siirtää lämpöä suuremman lämpötilaeron yli. Ilmanlähdejärjestelmät voivat myös vaatia sulatusjaksoja, mikä voi tilapäisesti lisätä sähkön käyttöä.
Se voi tukea osan tai koko kysyntää, kun aurinkopaneeli, invertteri, sähköhuolto, johdotukset, suojalaitteet ja käytettävissä oleva tuotantokapasiteetti ovat riittävät.
Ei välttämättä. Lämmitystarve voi ilmetä yöllä tai vähäisen auringonpaisteen talvikaudella. Paneelin kapasiteetti, akun varastointi, kausituotanto ja rakennuksen lämpöhäviö on arvioitava yhdessä.
Monet ilma-vesi- ja maalämpöpumppujärjestelmät voivat tuottaa kuumaa käyttövettä. Vaadittu säiliön lämpötila, varastointitilavuus, hygieniajakso ja varalämmitys tulee sisällyttää järjestelmän valintaan.
Luotettava järjestelmävalinta vaatii enemmän kuin rakennuksen lattiapinta-alan tai yleisen paneelimäärän. Lämmöntarve, jäähdytystarve, paikallinen ilmasto, veden lämpötila, sähkönsyöttö, käyttöaikataulu, aurinkoenergian tuotanto ja varavaatimukset on tarkasteltava yhtenä kokonaisuutena.
Lämmitys- ja jäähdytysteho
Nimellinen ja suurin syöttöteho
Käyttölämpötila-alue
Vaadittu ulostuloveden lämpötila
Yksivaiheinen tai kolmivaiheinen syöttö
Sulatus- ja lisälämmitysvaatimukset
Aurinkopaneelin nimellisteho
Käytettävissä oleva katto- tai pohjapinta-ala
Kuukauden auringonvalon huipputunnit
Aurinkoinvertterin malli ja teho
Akun kapasiteetti ja käyttöenergia
Verkon saatavuus ja paikallinen jännite
Sijainti ja ilmastoolosuhteet
Rakennuksen lattiapinta-ala ja eristys
Vaadittu sisälämpötila
Lämmityksen ja jäähdytyksen käyttöajat
Olemassa olevat kanavat, patterit tai lattialämmitys
Lämpimän käyttöveden tarve
© Zhejiang Deye HVAC Technology Co., Ltd. Kaikki oikeudet pidätetään.
