Plánování obnovitelného systému HVAC
Centrální tepelná čerpadla kompatibilní se solárními panely kombinují vysoce účinné elektrické vytápění a chlazení s výrobou fotovoltaické energie. Správně navržený systém může využívat denní solární produkci ke snížení spotřeby elektrické energie v rozvodné síti při zachování komfortních vnitřních teplot v různých ročních obdobích.
A solární tepelné čerpadlo je běžně elektricky poháněné tepelné čerpadlo připojené k fotovoltaickému systému. Solární panely vyrábějí elektřinu, zatímco tepelné čerpadlo přenáší teplo mezi vnitřním a venkovním prostředím. Tento termín obvykle neznamená, že sluneční záření přímo ohřívá chladivo uvnitř zařízení.
Solární tepelná čerpadla mohou zajistit vytápění, chlazení a v některých konfiguracích systému i ohřev užitkové vody. Jsou vhodné pro obytné budovy, kanceláře, hotely, školy, dílny, zemědělská zařízení a další nemovitosti, kde zatížení vytápění a chlazení představuje velké procento roční spotřeby elektrické energie.
Centrální tepelná čerpadla kompatibilní se solárními panely jsou navržena tak, aby spolupracovala s rozvody potrubí v celé budově, fancoilovými jednotkami, hydronickými systémy, podlahovým vytápěním nebo jinými systémy centralizovaného rozvodu teploty. Tepelné čerpadlo může během dne využívat solární elektřinu a získávat dodatečnou elektřinu ze sítě nebo baterie, když solární energie nestačí.
Tepelné čerpadlo využívá chladicí cyklus k absorbování tepla z jedné oblasti a jeho uvolňování do jiné. V režimu vytápění vzduchové tepelné čerpadlo odebírá dostupné teplo z venkovního vzduchu a přenáší ho do interiéru. V režimu chlazení se cyklus obrátí a přesune vnitřní teplo ven.
Systémy země-zdroj si vyměňují teplo se zemí prostřednictvím podzemních smyček potrubí. Systémy vodních zdrojů využívají jako teplosměnné médium vhodný zdroj vody. Každý typ lze kombinovat s fotovoltaickým systémem, pokud jeho elektrické požadavky odpovídají dostupnému solárnímu poli, invertoru, ochranným zařízením a ovládacím prvkům energetického managementu.
Fotovoltaické moduly vyrábějí stejnosměrnou elektřinu podle slunečního záření, teploty panelu, orientace, úhlu naklonění, zastínění a stavu modulu.
Solární invertor přeměňuje generovanou stejnosměrnou elektřinu na střídavou elektřinu kompatibilní s tepelným čerpadlem a elektrickým systémem budovy.
Kompresor, chladicí okruh, výparník a kondenzátor přenášejí tepelnou energii mezi budovou a vybraným externím zdrojem tepla.
Solární energie se používá, pokud je k dispozici. Síťová elektřina nebo akumulátorové úložiště dodává zbývající spotřebu během slabého slunečního záření, nočního provozu nebo špičkového topného zatížení.
Odpověď na otázku „mohou solární panely napájet tepelné čerpadlo“ je ano. Fotovoltaický systém může poskytnout část nebo veškerou elektřinu požadovanou tepelným čerpadlem. Skutečné procento dodané solární energií závisí na zatížení vytápění nebo chlazení, místním klimatu, účinnosti zařízení, kapacitě panelu, dostupném slunečním záření a provozním plánu.
Uživatelé se také ptají: „Mohou solární panely provozovat tepelné čerpadlo? Solární panely mohou provozovat tepelné čerpadlo přímo za denního světla, když solární pole produkuje dostatek energie. Systém připojený k síti může automaticky odebírat další elektřinu, když solární produkce klesne pod poptávku. Systém off-grid vyžaduje dostatečnou kapacitu baterie a výkon střídače pro udržení provozu, když není k dispozici sluneční světlo.
Otázka „můžete napájet tepelné čerpadlo solárními panely“ by měla být posouzena z hlediska výkonu i energie. Okamžitý výkon určuje, zda může systém fungovat v konkrétním okamžiku. Denní a sezónní výpočty energie určují, zda solární pole dokáže vyrobit dostatek elektřiny po požadovanou dobu.
| Konfigurace systému | Solární příspěvek | Požadavek na baterii | Provozní charakteristika |
|---|---|---|---|
| Tepelné čerpadlo připojené k síti | Částečný nebo vysoký denní příspěvek | Není vyžadováno | Síť automaticky pokryje solární nedostatek |
| Hybridní systém tepelného čerpadla | Jako preferovaný zdroj se používá solární energie | Volitelné | Solární energie, baterie a síť mohou spolupracovat |
| Systém tepelného čerpadla mimo síť | Solár poskytuje veškerou vyrobenou elektřinu | Povinné | Vyžaduje pečlivé zimní a noční dimenzování |
| Denní systém s podporou slunečního záření | Zaměřeno na snížení denní zátěže | Obvykle se nevyžaduje | Vhodné pro denní chlazení nebo plánované vytápění |
Počet solárních panelů závisí na elektrickém příkonu tepelného čerpadla, denní době provozu, sezónním zatížení, příkonu panelu, hodinách špičkového slunečního záření, účinnosti systému a na tom, zda musí tepelné čerpadlo fungovat po západu slunce. Požadavek na vytápění může být nejvyšší v zimě, kdy denní solární produkce může být nižší než letní produkce.
Vypočítané solární pole
20 kWh ÷ 5h ÷ 0,80 = 5kWTeoretické 5kW pole by mohlo být vytvořeno s přibližně jedenácti 455W solárními panely. Praktická konstrukce může využívat dvanáct až čtrnáct panelů pro kompenzaci teploty modulu, ztráty invertoru, prachu, částečného zastínění, měnícího se počasí a sezónního snížení solárního výkonu.
| Průměrný příkon tepelného čerpadla | Denní doba běhu | Denní spotřeba elektřiny | Referenční solární pole | Přibližné množství panelu 455W |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 kW | 6 hodin | 9 kWh | 2,3 kW – 3,0 kW | 6–7 panelů |
| 2,5 kW | 8 hodin | 20 kWh | 5,0 kW – 6,5 kW | 11–15 panelů |
| 4,0 kW | 8 hodin | 32 kWh | 8,0 kW – 10,5 kW | 18–24 panelů |
| 6,0 kW | 10 hodin | 60 kWh | 15,0 kW – 20,0 kW | 33–44 panelů |
Tepelné čerpadlo může během chladného počasí spotřebovat více elektřiny, protože teplotní rozdíl mezi vnitřním a venkovním prostředím je větší. Sluneční produkce se také může snížit kvůli kratšímu dennímu světlu, nízkému úhlu slunce, sněhové pokrývce, oblačnosti nebo špatnému počasí. Roční průměrné solární údaje by neměly být použity samostatně pro kritický zimní návrh vytápění.
Tepelné čerpadlo se může vyplatit zkombinovat se solárním, pokud má budova významnou roční potřebu vytápění nebo chlazení. Tepelná čerpadla jsou poháněna elektřinou, což umožňuje fotovoltaické elektřině kompenzovat část jejich provozních nákladů. Dobře izolovaná budova se správně dimenzovaným zařízením obvykle poskytuje lepší výsledky než špatně izolovaná budova s předimenzovaným nebo poddimenzovaným systémem.
Budovy vyžadující zimní vytápění i letní chlazení mohou využívat tepelné čerpadlo a solární systém po více měsíců v roce.
Denní vytápění, chlazení, ohřev vody nebo komerční provoz mohou během výroby spotřebovávat solární elektřinu.
Snížené tepelné ztráty umožňují tepelnému čerpadlu udržovat teplotu s nižším výkonem kompresoru a kratšími provozními cykly.
Podlahové vytápění a správně navržené fancoilové systémy mohou snížit požadovanou teplotu vody a zlepšit účinnost tepelného čerpadla.
Velmi nízká venkovní teplota může zvýšit spotřebu elektřiny a může vyžadovat větší zařízení, záložní vytápění nebo jiný zdroj tepla.
Tvar střechy, konstrukční kapacita, stínění, přístupové cesty a místní předpisy mohou omezovat využitelnou kapacitu fotovoltaiky.
Noční provoz závisí na napájení ze sítě nebo na akumulátoru, protože solární panely po západu slunce nevyrábějí elektřinu.
Některé tradiční radiátory vyžadují teploty vody, které snižují účinnost tepelného čerpadla, pokud nejsou modernizovány zářiče nebo plášť budovy.
Centrální tepelná čerpadla kompatibilní se solárními panely by měla být vybírána podle zatížení budovy, místní projektované teploty, způsobu distribuce vytápění, dostupného elektrického napájení, výkonu solárního invertoru a strategie řízení. Tepelné čerpadlo nevyžaduje speciální druh slunečního záření, ale musí bezpečně a efektivně fungovat s elektrickým systémem.
Topný výkon by měl odpovídat vypočtené tepelné ztrátě budovy při místní návrhové teplotě. Výběr zařízení pouze podle podlahové plochy může vést k nepřesným výsledkům.
Výběr chlazení by měl brát v úvahu solární tepelné zisky, okna, izolaci, obyvatele, osvětlení, vybavení, ventilaci a místní letní teplotu.
Tepelná čerpadla s proměnnými otáčkami mohou upravit výkon kompresoru a mohou plynule sledovat dostupnou solární energii než zařízení s pevným výkonem.
COP popisuje provozní efektivitu za definovaných podmínek. SCOP poskytuje sezónní pohled a je užitečný pro porovnávání topného výkonu v širším teplotním rozsahu.
Potvrďte, zda jednotka používá jednofázovou nebo třífázovou elektřinu a zda solární invertor a napájení budovy mohou podporovat požadované napětí a proud.
Zkontrolujte jmenovitý výkon, příkon, výkon odmrazování a teplotu výstupní vody při nejnižší očekávané venkovní teplotě.
Ovládací prvky řízení energie mohou koordinovat výrobu solární energie, nabíjení baterie, akumulaci tepla, napájení ze sítě, pokojovou teplotu a dobu provozu.
Přenáší teplo mezi venkovním a vnitřním vzduchem. Běžně se připojuje k potrubním nebo bezpotrubním vnitřním jednotkám a může zajišťovat vytápění i chlazení.
Vhodné pro:Domy, kanceláře, obchody a budovy vyžadující přímé vytápění a chlazení vzduchem.
Přenáší energii z venkovního vzduchu do vodního okruhu pro podlahové vytápění, fancoilové jednotky, nízkoteplotní radiátory nebo teplou užitkovou vodu.
Vhodné pro:Centrální hydronické vytápění, chlazení a integrované teplovodní systémy.
Využívá zakopané smyčky k výměně tepla se zemí. Teplota země je stabilnější než teplota venkovního vzduchu, ale instalace vyžaduje vhodnou půdu, vrtání nebo výkop.
Vhodné pro:Dlouhodobé projekty s dostupnou terénní plochou a významnou roční zátěží.
Vyměňuje teplo s vhodným zdrojem vody. Je třeba vzít v úvahu kvalitu vody, průtok, podmínky prostředí, filtraci a místní schválení.
Vhodné pro:Projekty se spolehlivým a technicky vhodným zdrojem vody.
Určete tepelné ztráty, chladicí zátěž, izolační výkon, únik vzduchu, plochu oken, obsazenost, potřebu větrání a požadované vnitřní teploty.
Zkontrolujte měsíční údaje o slunečním záření, orientaci střechy, úhel panelu, stínění, konstrukční kapacitu, přístupový prostor, zatížení sněhem, zatížení větrem a vzdálenost kabelů.
Potvrďte provozní napětí, fázi, kapacitu vypínače, výstup měniče, velikost kabelu, přepěťovou ochranu, izolaci, uzemnění a místní elektrická pravidla.
Zkontrolujte rozměry potrubí, průtok vzduchu, průtok vody, průměr potrubí, hlavu čerpadla, kapacitu chladiče, výběr fancoilu a požadovanou teplotu vody.
Rozhodněte se, zda je během noci, špatného počasí, cyklů odmrazování nebo extrémních mrazů vyžadována podpora sítě, akumulátor, akumulace tepla nebo pomocné topení.
Definujte solární prioritu, rezervu baterie, plán teplé vody, pokojovou teplotu, omezení nabíjení sítě, kompenzaci počasí a nastavení odezvy.
Ano. Termín obvykle označuje tepelné čerpadlo napájené částečně nebo zcela elektřinou vyráběnou z fotovoltaických panelů. Může být připojený k síti, hybridní nebo mimo síť.
Solární panely nemohou vyrábět elektřinu v noci. Noční provoz vyžaduje elektřinu ze sítě, dostatečně dimenzovanou baterii nebo jiný záložní zdroj energie.
Lze ji naplánovat na období silné solární produkce, ale budovy vyžadující nepřetržitou regulaci teploty normálně potřebují podporu sítě, baterie nebo akumulaci tepla.
Zařízení musí přenášet teplo přes větší teplotní rozdíl. Systémy zdroje vzduchu mohou také vyžadovat cykly odmrazování, které mohou dočasně zvýšit spotřebu elektřiny.
Může podporovat část nebo celou poptávku, když solární pole, střídač, elektrické služby, elektroinstalace, ochranná zařízení a dostupná výrobní kapacita jsou dostatečné.
Ne nutně. Požadavek na vytápění může nastat v noci nebo během zimních období s nízkým slunečním světlem. Kapacita panelu, akumulátorová kapacita, sezónní výroba a tepelné ztráty budovy musí být hodnoceny společně.
Mnoho systémů tepelných čerpadel vzduch-voda a země-zdroj může vyrábět teplou užitkovou vodu. Při výběru systému by měla být zahrnuta požadovaná teplota nádrže, skladovací objem, hygienický cyklus a záložní ohřev.
Spolehlivý výběr systému vyžaduje více než podlahovou plochu budovy nebo obecné množství panelů. Požadavek na vytápění, požadavek na chlazení, místní klima, teplota vody, elektrické napájení, provozní plán, solární výroba a požadavky na zálohování musí být přezkoumány jako jeden kompletní systém.
Kapacita vytápění a chlazení
Jmenovitý a maximální příkon
Rozsah provozních teplot
Požadovaná výstupní teplota vody
Jednofázové nebo třífázové napájení
Požadavky na odmrazování a pomocné topení
Jmenovitý výkon solárního panelu
K dispozici střecha nebo půda
Měsíční špičkové hodiny slunečního svitu
Model a výkon solárního invertoru
Kapacita baterie a využitelná energie
Dostupnost sítě a místní napětí
Poloha a klimatické podmínky
Podlahová plocha budovy a izolace
Požadovaná vnitřní teplota
Provozní doba vytápění a chlazení
Stávající potrubí, radiátory nebo podlahové vytápění
Potřeba teplé užitkové vody
© Zhejiang Deye HVAC Technology Co., Ltd. Všechna práva vyhrazena.
