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将太阳能和热泵集成到建筑物中

SunHorizon项目由欧盟地平线2020研究与创新计划资助，旨在开发集成热泵（热压缩、吸附和可逆）和先进太阳能收集技术（光伏、热能和混合）的解决方案，以提供和满足住宅和三级建筑的供暖和制冷需求。在项目期间，在不同欧盟国家（德国、西班牙、比利时和拉脱维亚）的八座示范建筑中设计并实施了五种技术包（TP），涵盖了欧盟的不同气候和建筑类型：小型和大型住宅建筑（公寓楼）和三级建筑（公共建筑和体育中心）。

SunHorizon已经展示了太阳能和热泵技术与技术准备水平（TRL）7的创新耦合。

此外，还创建了一个基于云的监控平台，用于数据分析和算法和工具的开发，用于预测性维护和优化TP管理。这两种技术的这种耦合可以降低二氧化碳排放量，降低能源费用，并更加独立于化石燃料。该项目展示了八个住宅和非住宅建筑的案例研究，其中SunHorizon技术已经过测试。

该项目在不同类型的建筑物和不同的气候中安装了SunHorizon TP（技术包），以评估气候和能源市场解决方案，以评估技术包（TP）的技术经济可行性评估。硬件和智能监控和管理工具已在不同的环境和国家进行了测试。此外，还将在欧盟开展为期18个月的示范活动，以监测两个供暖季节，以达到基准目的。

SunHorizon项目联盟拥有来自11个欧洲国家的20个合作伙伴。它由RINA（意大利）协调，并有西班牙成员：CARTIF基金会，威立雅，San Cugat del Vallés市议会和马德里市政住房和土地公司。

研究的主要支柱

SunHorizon解决了三个主要的研究支柱，这些支柱相互作用以实现，演示和复制项目目标：SunHorizon技术的优化设计，工程和制造，热和冷却（H&C）的智能功能监控，以及基于KPI的管理和演示。该项目还开发了一个基于云的功能监控平台，该平台将用作“性能数据库”。事实上，它将有助于开发数据驱动的关键绩效指标 （KPI），以优化预测性维护的算法和工具，改善管理以最大限度地提高太阳能利用率，并为制造商提供输入以规划新安装。

根据欧盟的供暖和制冷战略，需要节能和低碳或零碳技术的大规模示范项目，通过提供可靠的数据来评估其在每个细分市场的表现，以帮助减少技术和市场障碍。

SunHorizon展示了如何将欧盟家庭中最常用的技术结合起来，用于不同欧洲建筑的供暖和制冷（H&C），包括西班牙的几座建筑。

为此，SunHorizon的目标是成为一个创新项目，包括20个合作伙伴和欧洲不同地点的专业知识。

事实上，研究和测试活动的重点是降低系统成本和提高性能，以及优化加热和冷却应用的现有技术以及一些最有前途的细分市场。

SunHorizon项目中实施的技术

该项目为样本建筑提供了五种不同的技术组合，称为技术包（TP），这些技术组合结合了下面列出的技术。事实上，SunHorizon的主要目标之一是引入技术创新，这些创新首先在实验室规模上得到验证，最终在实际演示应用中得到验证。具体来说，TP已经在8个地点（9座建筑物）进行了SunHorizon演示测试。

示范建筑配备了五种不同的技术组合：Farenheit Heat Pumps、BDR Thermea Group 和 BoostHEAT;太阳能技术 TVP Solar、BDR Thermea Group 和 DualSun 以及存储：Ratiotherm 和 BDR Thermea Group。事实上，太阳能和热泵技术的集成旨在满足建筑物的整个供暖和制冷（H&C）需求，以最大限度地提高太阳能的自用性并确保足够的内部舒适度。

SunHorizon将热泵和太阳能技术相结合，以实现更高的能源效率，并减少二氧化碳排放和能源费用。

SunHorizon的五个技术包（TP）是：带有高真空电池板的燃气热泵，带有升级PVT太阳能电池板的另一种燃气热泵，带有高真空太阳能电池板的吸收压缩混合冷水机组，增强型PVT太阳能电池板辅助盐水热泵，以及带有高真空太阳能电池板的混合吸收压缩冷水机组。

这些技术已使用基于云的功能跟踪平台进行适当管理，该平台具有需求预测、主动和预测性维护工具或混合高级控制器（由智能用户界面支持）等服务。这些服务有助于最大限度地利用太阳能，并为制造商提供新安装设计的信息。

SunHorizon的五个TP

TP1 由并联集成的 TVP 太阳能集热器组成，以覆盖大部分供暖需求（供暖和生活热水）和 BH 以覆盖非太阳能时段。通过分层系统，最大限度地利用太阳能热量。TP1 已应用于德国柏林的一栋公寓楼。

TP2 具有 DS PVT 面板，其热输出有助于 BH 蒸发器并满足预热需求，从而提高了 HP 的性能。此外，电力需求由光伏发电覆盖。该 TP2 已应用于德国纽伦堡的一栋公寓楼和拉脱维亚里加的两栋单户住宅。

至于 TP3，它有 TVP 集热器来满足冬季的供暖需求，而在夏季，太阳能生产以华氏度驱动吸附冷却器，以满足空间的冷却需求。TP3 已应用于 Sant Cugat del Vallès（西班牙）的一栋三级建筑，取代了目前安装的电动恒速 HP。

TP3 和 TP4 两种技术包的示例，它们结合了多种技术以提高能源效率。

TP4 已应用于西班牙马德里的示范建筑，基于 BDR 的可逆 HP、双太阳能热电生产和多功能储热。在马德里，一栋由 9 套公寓组成的建筑，BDR HP 水/盐水的 COP 受益于 DS 混合 PVT 面板的热能和电力;而 HP 空气/水用作备用。电力生产涵盖了热泵的消耗和家庭的需求。

TP5 由 TVP 太阳能集热器、RT 高分层储罐、FAHR 混合冷水机组和 BH HP 热组成。TVP产生的热水储存在高层RT罐中，为吸附入口提供高温，并为DHW和空间加热提供高温。FAHR 混合冷却器产生的冷冻水储存在一个较小的水箱中，然后输送到空间的冷却系统。在冬季，TVP 预热的水被输送到 BH 装置，必要时，BH 装置对其进行加热以满足供暖和 DHW 的需求。

结果

该项目的技术合作伙伴（CEA、CARTIF、CNR/ITAE 和 RINA）估算了 8 个示范者（共 9 座建筑物）的能源需求。他们使用Trnsys软件，校准到他们每月的燃气和电费账单中。SunHorizon演示者在欧盟不同操作环境（TRL 7）中演示了优化且具有成本效益的H&C组件及其耦合（即技术包）：寒冷天气（C）：里加（拉脱维亚），柏林和纽伦堡（德国）;平均气候（A）： 马德里（西班牙）和克卢日-纳波卡（罗马尼亚）;温暖的气候 （O）： San Cugat del Vallès （西班牙）.

该项目还评估了能源市场的不同解决方案：小型和大型住宅（单户住宅和公寓楼）、三级建筑（公共建筑、体育中心）。示范案例的空间分布，以及对最常见的住宅和第三级建筑类型的考虑，将确保在整个欧盟快速轻松地复制SunHorizon的结果。

下表显示了从每个技术包中提取的详细性能。

TP1 到 TP4 已在不同地点进行了测试，而 TP5 仅在三个地点和两种类型的建筑物（三级楼和公寓楼）中进行了模拟模式测试。

随着这些解决方案的发展，欧盟最终用户将获得以下主要好处：通过测试暖通空调技术的成本效益来减少对化石燃料的依赖（降低10-20%的资本成本，降低高达25%的运营成本）; 节省一次能源，减少能源费用（80%的空调自用）和减少温室气体排放（高达60%）。