Các nhà nghiên cứu tại Ý đã thiết kế một hệ thống máy bơm nhiệt nguồn nước dùng để tạo ra nước nóng làm mát, sưởi ấm và sinh hoạt trong các khu nhà ở xã hội được xây dựng trong những năm 1970–1990. Khái niệm mới này tích hợp năng lượng nhiệt quang điện với lưu trữ nhiệt và hứa hẹn hệ số hiệu suất theo mùa là 5.
Một nhóm các nhà nghiên cứu do Đại học Sapienza ở Rome đứng đầu đã phát triển một hệ thống máy bơm nhiệt nguồn nước (WSHP) mới tích hợp năng lượng quang điện-nhiệt (PVT) và lưu trữ năng lượng nhiệt (TES) để sản xuất nhiệt, làm mát, sản xuất nước nóng sinh hoạt và điện tích hợp.
Hệ thống này được phát triển trong khuôn khổ dự án nghiên cứu RESHeat do EU tài trợ, nhằm mục đích xác định các giải pháp tiết kiệm năng lượng và tái tạo để sưởi ấm và làm mát, cũng như sản xuất nước nóng trong nhà tại các tòa nhà chung cư. "Công trình này tập trung vào phiên bản RESHeat của Ý", các nhà khoa học cho biết, lưu ý rằng hệ thống được đề xuất sử dụng bể chứa nước nóng thay vì đơn vị lưu trữ nhiệt ngầm giống như các phiên bản hệ thống được phát triển cho các quốc gia châu Âu ở vĩ độ cao hơn.
Hệ thống bao gồm một máy bơm nhiệt nguồn nước kết hợp với các tấm pin quang điện làm mát, hai đơn vị lưu trữ – một bên nguồn và bên kia là tải – và một cuộn dây quạt. Trong cấu hình hệ thống được đề xuất, nhiệt độ thấp từ các tấm pin được sử dụng để làm đầy giếng lạnh của máy bơm nhiệt trong mùa sưởi ấm. Trong mùa làm mát, nhiệt dư thừa từ các tấm pin quang điện, đạt nhiệt độ cao hơn, được truyền đến hệ thống sản xuất nước nóng trong nước.
“Các tấm PVT cung cấp nhiệt và điện đồng phát, với năng lượng điện được sử dụng để cung cấp năng lượng cho WSHP, bất kỳ máy sưởi dự phòng, thiết bị phụ trợ và không gian chung cư nào, trong khi nhiệt độ thấp được tạo ra trong thời gian mùa đông được khai thác làm nguồn cho WSHP thông qua TES,” nhóm nghiên cứu giải thích. “Ngược lại, ngoài thời gian sưởi ấm, từ tháng 4 đến tháng 10, nhiệt do PVT tạo ra được khai thác để sản xuất DHW, được lưu trữ trong kho lưu trữ chuyên dụng. Cuối cùng, vào thời gian mùa hè, TES được kết nối với DC, cần thiết để tản nhiệt dư thừa do HP tạo ra để làm mát không gian.”
Sử dụng phần mềm TRNSYS và phương pháp ra quyết định đa tiêu chí (MCDM), các học giả đã tiến hành 184 lần mô phỏng để xác định kích thước lý tưởng của các thành phần trong hệ thống với mục đích triển khai hệ thống trong một tòa nhà chung cư xã hội có 13 căn hộ được xây dựng vào khoảng năm 1980 tại Palombara Sabina, gần Rome, Ý.
“Mẫu tham chiếu là kết quả của quy hoạch đô thị bắt đầu ở Ý vào những năm 60 của thập niên 900 để lập trình các biện pháp can thiệp liên quan đến các tòa nhà xã hội trước khi có các quy định về hiệu suất năng lượng trong các tòa nhà”, họ giải thích, đồng thời cho biết thêm rằng tòa nhà hiện đang sử dụng hệ thống sưởi ấm bằng khí đốt tập trung, có tải nhiệt vào mùa đông và mùa hè lần lượt là 61 kW và 65 kW, và mức tiêu thụ nước nóng sinh hoạt là 55 lít/người cho tổng số 50 người.
Trong các mô phỏng và phân tích MCDM, các học giả đã xem xét các thông số chính như hệ số hiệu suất (COP), tỷ lệ năng lượng mặt trời, mức tiêu thụ năng lượng chính, tiết kiệm năng lượng chính, chi phí hệ thống và vận hành, cũng như các tiêu chí hậu cần-không gian. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng cấu hình hệ thống tốt nhất có thể đạt được với 75 tấm PVT tổng công suất 25 kW chia thành 15 chuỗi, thể tích bể đệm được kết nối với phía nguồn của HP là 3 m³ và thể tích 1.5 m³ cho bộ lưu trữ nhiệt DHW.
“Các điểm đặt nhiệt độ được xác định là 25 độ C đối với DC, trong khi đối với HP, cả nhiệt độ hoạt động của bộ bay hơi và bộ ngưng tụ đều thay đổi tùy theo điều kiện bên ngoài”, họ giải thích thêm. “Về phía lạnh, chúng dao động từ 7 đến 20 độ C và thay đổi tùy theo bức xạ tới và sản xuất nhiệt ở nhiệt độ thấp của các tấm PVT, trong khi về phía nóng, chúng thay đổi tùy theo nhiệt độ bên ngoài”.
Hệ thống được mô tả trong nghiên cứu “Định nghĩa hệ thống bơm nhiệt nguồn nước kết hợp PVT thông qua tối ưu hóa các thành phần riêng lẻ”, được công bố trong Năng lượng.
“Công trình này nhằm mục đích sử dụng tòa nhà ở Palombara Sabina như một trường hợp thí điểm để nâng cấp hệ thống sưởi ấm trung tâm cho vùng khí hậu ôn hòa, đề xuất đây là cách tiếp cận lý tưởng để áp dụng trên diện rộng cho toàn bộ nhà ở xã hội được xây dựng trong những năm 1970–1990, với mục đích cải tạo năng lượng ở quy mô đô thị”, các nhà nghiên cứu kết luận. “Mục tiêu là hiệu quả của hệ thống, với COP theo mùa tối thiểu là 5 và tối thiểu 70% diện tích phủ sóng từ các nguồn năng lượng tái tạo tập trung vào việc quản lý nhiệt độ môi trường xung quanh”.
Nội dung này được bảo vệ bản quyền và không được phép sử dụng lại. Nếu bạn muốn hợp tác với chúng tôi và muốn sử dụng lại một số nội dung của chúng tôi, vui lòng liên hệ: editors@pv-magazine.com.
Nguồn từ tạp chí pv
Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Thông tin nêu trên được cung cấp bởi pv-magazine.com độc lập với Cooig.com. Cooig.com không tuyên bố và bảo đảm về chất lượng và độ tin cậy của người bán và sản phẩm. Cooig.com từ chối mọi trách nhiệm pháp lý đối với các vi phạm liên quan đến bản quyền nội dung.
