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实现清洁供暖 有哪些技术路径可选?

2020-07-03    来源:中国城市能源周刊
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[ 导读 ]:近年来,随着北方地区冬季清洁取暖工作快速推进,热源从化石能源转向清洁能源,能源管理方式从粗放到精细控制,分布式能源、综合能源、区域能源等诸多能源利用模式得到空前发展。不少清洁供热(制冷)技术也得到快速发展,尤其是热泵技术最为广泛。
“在严寒和寒冷地区,面对市政热力不覆盖、水/地源热泵不具备条件、空气源热泵不达标的情况,要实现清洁供暖,还有哪些技术路径可选?”在近日召开的河南区域能源大会上,一个疑问引发了众多与会者的热烈讨论。

讨论过程中,记者注意到,倡导“双级耦合、多能互补”的蓄联热泵技术给这些条件受限的地区开出了一剂“新药方”,不仅突破了单一技术应用的条件限制,还可使供暖系统综合能效相比单一空气源热泵提升30%左右。

“疑难杂症”区域既是“硬骨头”

也是二次机遇

 
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近年来,随着北方地区冬季清洁取暖工作快速推进,热源从化石能源转向清洁能源,能源管理方式从粗放到精细控制,分布式能源、综合能源、区域能源等诸多能源利用模式得到空前发展。不少清洁供热(制冷)技术也得到快速发展,尤其是热泵技术最为广泛。

但有与会专家同时向记者介绍,近两年,“煤改电”清洁取暖在快速推进过程中,也暴露出了许多问题。

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如仍有不少地区的局部区域市政热网难以覆盖,水资源匮乏且打井取水受限、地源热泵地埋管敷设又不具备条件,采用空气源热泵制热常常不达标或容易出现烧机故障,中深层地热井的尾水余热利用不充分等,从而成为推进清洁取暖工作的“疑难杂症”区域。

多位受访业内人士不约而同认为,这些被“疑难杂症”困扰的待开发供暖区域,正是“煤改电”后市场暴露出的一系列问题释放出的二次机遇,也是当前存量市场和增量市场占比最大的类型。

“蓄联热泵系统”

突破单一技术方案限制

“我国倡导在市政管网可覆盖的地方,优先选择市政热力;对于管网难以覆盖的地方,要因地制宜选择清洁高效的分布式供暖方式。”河南省建筑科学研究院有限公司建筑节能与环境研究院副院长杜永恒说,然而现有单一技术产品受当地资源条件等因素的影响,往往难以满足寒冷地区尤其是严寒地区的采暖需求,而且运行费用居高不下。

“基于这些‘疑难杂症’,我们推出了蓄联热泵技术,通过综合应用创新突破了单一技术应用的条件限制,以‘双级耦合、多能互补’的方式成功解决了寒冷地区的上述采暖问题。”上海法凯涞玛能源科技有限公司总经理余承霖向记者说。

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记者了解到,蓄联热泵系统是热泵技术和蓄能技术的交叉互联、综合利用形成的创新应用系统。其将一次侧空气源热泵或浅层地热、太阳能、其他废热余热等,通过相变蓄能进行多源互补的技术耦合,实现自然界所蕴含的低品位热能的采集和储存,为二次侧热泵提供低品位热源,实现高品质热能输出,构建稳定、可靠、节能的采暖系统。

据余承霖介绍,该系统的相变蓄能模块拓展和改善了水源热泵和空气源热泵的使用条件,克服了各自条件限制和性能弱点,还可有效利用自然界蕴含的太阳能、地热能或各种其它低品质废热余热实现多能互补、综合利用。

“通过双级耦合方式,使得设备压缩机处在高效稳定区间运行,不仅能够在严寒低温条件实现稳定的高温供热,相比单一空气源热泵综合能效还可提升30%左右,而且设备压缩比降低45%左右,设备寿命延长不说,后期维护保养费用也大幅降低。”余承霖进一步指出。

采暖费从每平31元

降至不足8元

记者在采访中发现,河北石家庄春龙大厦项目今年的运行费用格外“抢眼”,整个采暖季的采暖费还不到8元/平方米。

据远程监控数据显示,该项目自2019年11月15日起供暖,截至2020年3月15日,期间供热耗电量为144450kWh,折合采暖电费仅为7.96元/平方米。

河北石家庄春龙大厦项目采用了“蓄联热泵系统”后,采暖费用大大降低。

聊起改造前的烦心事,春龙大厦改造主管任福松向记者介绍说,原先采用的市政蒸汽管网供热,存在耗汽量大、热损大的弊端。2018年石家庄供热公司部分供热管网改造,原蒸汽管网改为热水管网,而春龙大厦正处于管网末梢,供热效果极差。

“原有市政热力收费标准为31元/平方米/采暖季,由于供热效果变差,用户使用投诉和意见非常多,缴费率持续下跌,采暖费作为大厦物业管理单位的盈利项目之一,严重拖累物业全年正常运营。”任福松坦言。

经过多方对比,考虑到蓄联热泵和单一空气源热泵投资基本相当,春龙大厦相关负责人决定试一试这项新技术,结果显示,蓄联热泵系统可以实现最高65℃供水、15℃的大温差回水,且更符合暖气片散热特性。

不仅如此,蓄联热泵系统也更为灵活经济。“由于大厦是纯写字楼,可以在手机APP上远程控制后台系统,根据上下班时间灵活启停一部分采暖设备。总之,确保大家上班期间都暖乎乎的。”任福松说,这样一来,整座大夏每年可节约20万元左右的运行费用。按此测算,前期设备投资3年即可回本。

记者了解到,截至目前,该蓄联热泵系统已在全国实施了二十余个项目,单体项目供暖面积最高达10万平方米,覆盖甘肃、陕西、山西、山东、河北、河南、江苏等地,涉及住宅、公共建筑、商业、交通、学校等应用领域。

 
关键词: 清洁供暖 多能互补
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