江亿院士: 空气源热泵应成为农村主要的供暖方式
发布者:dxh | 来源:热泵市场 | 0评论 | 241查看 | 2018-11-29 15:56:11    

江亿院士在《发展热泵供暖的意义和途径》的演讲视频中,明确指出,电动热泵应替代天然气,作为城市供暖的重要热源,从而减少氮氧化合物的排放,置换出宝贵的天然气勇于电力调峰电厂。在低密度建筑区域(农村)的供暖方式,空气源热泵应成为主要的供暖方式。


随着我国城镇化的飞速进展,北方城市建筑冬季供暖也有了显著改善。而目前仍接近人口50%的北方农村,冬季室内取暖却逐渐显现出多方面问题:尽管户均耗煤量已超过城市居民水平,但冬季室内温度大多在10~16℃之间,不足以满足室内舒适性的基本要求;大量分散的散煤低效燃烧导致冬季室内外空气质量恶化,并且还成为形成冬季北方大面积PM2.5的主要污染源之一。


jaignyi.png


在农村实现清洁取暖,已成为广大农民对美好生活的重要诉求。改变农村的取暖方式,改善农村冬季室内外空气质量,是涉及“农村生活方式革命”的重大任务。


目前清洁采暖出现矛盾与争议,问题主要出在技术路线上。减排不等于煤炭“一刀切”,关键是控制排放总量。而解决采暖的第一件事,应是让房屋保温。


房屋穿上“棉袄”,再提供一点热量,便可获得温暖的室内环境。但若屋子保温效果差,送入再多热量也很难暖和。例如,即便在最冷天气,北京城市建筑所需的热量每平方米也只要约40瓦。但我们在河南农村调研发现,室外温度虽高于北京,每平方米农房所需的供热能力却在80瓦左右。


这是因为,北京前几年已通过节能改造完成大部分建筑保温,对推广清洁取暖作用很大。而有些地区就事论事,眼睛只盯在采暖方式上,忽视了房屋保温,投入大量费用,效果却不尽如人意。


其次是采暖方式。去年,不少地方大力推广“煤改气”。北方冬季采暖的城乡建筑面积超过200亿平方米,如按每平方米需10立方米燃气计算,总量为2000亿立方米。我国去年自产加进口的天然气总量约2200亿立方米,用于炊事、家用热水及部分发电和工业等多个领域,且不易找到其他方式替代。因此,全面推广天然气采暖恐怕不现实。


对于建筑密集度较低的北方广大农村,集中供热管网的投资高、运行效率低,因此应发展分散的供热方式。除了个别利用工业余热和生物质能的供热外,最现实的、高效的和可操作的方式就是分散的空气源热泵方式,这也是北京郊区经过多次反复后,最终作为清洁供暖方式而大量推广的主导方式。


近年来我国在此方向的技术进步迅速,通过新的压缩机技术、变频技术和新的系统形式,已经把空气源热泵的适用范围扩展到-20℃的低温环境。在-20℃下,几种空气源热泵的COP已经可以达到2,制热量也可达到标称工况的70%以上。这就使得空气源热泵在绝大多数地区都可以作为高效的电-热转换方式,为建筑提供供暖热量。中国的空气源热泵技术目前处于国际领先地位。


目前在农村推广的空气源热泵供暖,有每户一套的空气源热泵热水系统和每室一台的空气源热泵热风机两种方式。前者用热泵制取热水,再通过热水经过房间散热器循环实现供暖。由于房屋巨大的热惯性,这种方式从全停开始启动时需要十余个小时的加热过程才能达到供暖温度,这样就要求系统长期连续运行;而热泵热风机因为是直接向房间送热风,启动后仅十余分钟就可达到要求的供暖效果,所以适合于间歇供暖。


当前我国多数农村居民的居住特点,是老人和儿童常年在家居住,全家人在周末和假期团聚。每户多个房间平时只用一两间,团聚时才全部使用。因此可否高效地实现间歇供暖,成为选择农村清洁供暖方式的关键。


北京郊区近年来的实践表明,采用一室一台的空气源热泵热风方式,每个冬季每平方米农舍耗电量为20到40kWh/㎡,而采用一户一套的空气源热泵热水方式,每个冬季每平方米农舍耗电量为40到60kWh/㎡。热泵热风机的初投资每户在1万元左右,热泵热水机的初投资每户在2万元左右。


此外,热泵热风机还可以按照“需求侧响应”方式运行,在电力部门的统一协调下,通过互联网技术统一调度,在保证供暖需求的前提下,参与电力调峰。当电力负荷处于峰值期间,电力调度可以通过分片地停止一部分热泵热风机来消减用电负荷,由于建筑的热惯性,连续停止热风机3个小时,房间温度最多下降2℃,不会对供暖有太大影响;而在电力负荷处于低谷期间,又可以分片地运行一部分热泵热风机来增加电力负载。连续运行3小时热风机,最多也只能使房间温度上升2℃,也不会对室内舒适性带来太大的影响。


在农村大规模采用这种方式运行,可以使安装在农村的巨量的空气源热泵成为巨量的电力峰谷差调节装置。这种调节装置可在实现农村清洁供暖、改善农村居民生活状况的同时,为破解电力系统的难题、缓解弃风弃光现象找到一条新的途径。由于参与电力削峰填谷,农民也可以获得低价电费的回报,这就又为减轻清洁供暖改造的经济压力,找到一条新的出路。

相关阅读
最新评论
0人参与
马上参与
最新资讯