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空气源热泵+水储热技术完美搭档、地源热泵+水蓄冷(热) 技术完美结合 实现超低成本清洁供暖

更新时间:2018-07-05 16:32:39 点击数:2410

清洁供暖市场汹涌之下,空气源热泵行业被引爆,在多地的煤改电项目招标中,大都少不了空气源热泵的大批量订单。在各地峰谷电价机制的支持下,储热式电采暖却未能引起广泛关注和重视,市场空间也迟迟没有真正打开,原因为何?


1、三个层面的实际效益


储热式电采暖是在用电低谷时段将电锅炉产生的热量存储在储热装置中,等到用电高峰时段,停止电锅炉运行,利用储热装置中存储的热量向建筑物供暖。

储热式电采暖充分利用峰谷电价政策,将高电价时段的采暖用电负荷转移到低电价时段,在用电总量基本不变的前提下,实现了采暖电费的节约。从三个层面来看,其都能带来实实在在的效益。

对于采暖用户来说,储热式电采暖显著降低了采暖电费;对于电网公司来说,储热式电采暖削减了高峰负荷,转移了高峰电量,缓解了电网峰谷差,提高了整个电力系统的能效;对于社会来说,储热式电采暖无任何污染物排放,具有良好的环境效益。


2、经济性为最大应用障碍


目前,储热式电采暖的储热系统主要采用显热储热和潜热储热两种技术,其中,潜热储热(也称相变储热),是利用蓄热材料的相态变化过程来储热,一般采用水合无机盐制成,储热过程中储热材料温度变化小,储热密度大,蓄热装置体积小,但是造价较高。

事实上,从技术层面上看,储热式电采暖技术的核心即储热技术,无论采用何种储热材料,对于供暖级别的应用来看,技术门槛并不高。基本均能达到预期的性能指标,这一点能够从近年来多个示范项目的稳定运行中可以得到印证。那么,储热式电采暖技术未能获得大规模发展的原因到底是什么?

答案最终要归结到经济性上。首先可以确定的是,储热式电采暖的运行成本远高于燃气锅炉,而且储热式电采暖的初投资要远高于燃气锅炉,尤其是采用全负荷蓄热时。要与燃气采暖相竞争,几乎没有可能。好在经历2016~2017年的大规模煤改气之后,2018年以来,各地的煤改气已经几近偃旗息鼓,以空气源热泵为代表的电采暖强势崛起。


3、空气源热泵+水储热系统的完美搭档


在此情境下,空气源热泵和水储热技术相结合可能是储热式电采暖全面打开市场的可行方案,即利用空气源热泵替代电锅炉作为热源,在低谷电价时段运行,制得热量储存在储热装置中,等高峰电价时段由储热装置供热。

按照空气源热泵目前平均2.5的能效比,这种方式能够将目前的储热式电采暖的运行成本降低至2.5分之一,即将部分负荷蓄热的运行成本降至18.3元/平方米,将全负荷蓄热的运行成本降至12.6元/平方米。尽管初投资会增加,但如此低廉的运行成本足以弥补初投资高的缺点。

当前,市场上的空气源热泵大多为低温热水泵,一般出水温度45℃,但考虑到储热时的换热温差,热泵的出水温度至少应达到60℃-65℃,才能和储热装置配合使用供暖。这可能是两者结合并行发展的一大问题,但相信经过针对性研发,提高空气源热泵的出水温度并不是太大问题,将空气源热泵和水储热技术进行组合实施清洁采暖,比单纯的采用空气源热泵可以更有效地利用峰谷电价差,实现颠覆性的超低成本清洁采暖。


4、地源热泵+水蓄冷(热)的完美结合


国家现积极推行电力需求侧用户管理,对利用蓄冷、蓄热进行移峰填谷的用户,在有序用电等方面可以给与政策方面的倾斜和节能补贴。

近年来在北京、天津、山东等多地有些实际水蓄冷(热)项目应用,其中最典型的山东安悦节能完成的中国重汽集团济南动力有限公司二期地源热泵+水蓄冷(热)系统项目。

上图为:水蓄冷(热)罐

本项目为中国重汽动力公司新建厂房,建筑面积22020平方米,采用地源热泵系统与水蓄冷(热)系统相结合的方式来满足工厂的制冷(热)需求。水蓄冷(热)技术就是在电力负荷低的夜间,用热泵机组制冷(热)将冷(热)量以冷(热)水的形式储存起来。在电力高峰期的白天,不开或少开热泵机组,充分利用夜间储存的冷(热)量进行供冷(热),从而达到电力移峰填谷的目的。由于电力部门实施分时电价,蓄能空调技术的运行费用比常规空调系统运行费用低,分时电价差值越大,用户得益越多。

针对工厂实际运行情况,可以通过增加余热回收系统,在完成空压机和发动机做功试验冷却的同时,通过机组的热回收功能回收空压机排放出的热量制取65℃的热水代替MC清洗机加热、涂装车间天然气加热和冬季供暖用蒸汽,从而减少了电、天然气和蒸汽的消耗,实现了能量的有序利用。

节能减排、发展循环经济是经济建设可持续发展的必然要求,国家在降低单位GDP能耗指标上做了长期规划,有效推动节能减排,提高能源利用效率是每个企业的责任和使命。本工程经济效益明显,社会效益显著,环境效益突出不仅产生了巨大的经济效益还产生了巨大社会效益!符合可持续发展战略,对于国家节能减排,发展循环经济起到很好的示范带动作用!将使工厂成为区域乃至行业内节能、低碳 、绿色经济的新亮点!

“倡导绿色低碳,打造智慧能源”是安悦节能一直践行的理念。安悦节能主要从事中央空调系统、能源监控、能源托管、余压余热回收以及可再生能源供冷供热等方面的整体优化、设计、采购与改造,是一家提供从能效咨询、项目融资、设备供应到施工设计、运营维护的一站式解决方案的综合能源管理服务公司。