用好空气源热泵，促进低碳供热发展

由世俊，天津大学教授博导 CONTENTS 双碳背景下低碳供暖发展前景 热泵分类 多能互补模式下的空气源热泵应用 智慧冷热能源系统几个关键技术 PARTONE 双碳背景下，低碳供暖发展前景 双碳背景下，低碳供暖发展前景 *能源消费总量保持遂年增长，2023年较2022年同比增长3.2%； ·煤、石油、天然气仍是主导，可再生能源占比约为20%；·可再生能源中主要以水能、核能、风能、太阳能为主。 双碳背景下低碳供暖发展前景 根据中国建筑节能协会建筑能耗与碳排放专委会发布的《2022中国建筑能耗与碳排放研究报告》2020年全国建筑运行能耗10.6亿吨标煤占全国能源消费量21.3%全国建筑运行碳排放21.6亿吨CO2占比217%。 截至2022年底我国北方地区供热总面积约为238亿平方米（城镇供热面积167亿平方米，农村供热面积71亿平方米）供热行业是重要的民生工程民心工程也是能耗双控和能源转型难度较大的领域。自前我们供热行业主要是知用化石燃料科获得透次能源热能为人俏的生活和生产供是高能耗高碳排放行业。北方城市集中供热的能耗约0.3~0.35GJ/m2。 习总书记提出了新质生产力就是要通过科技创新来推动技术进步，供热行业节能降碳对全社会碳达峰碳中和具有重要意义。然而受气候环境资源桌赋及技术适用性等条件限制绿色免低碳热源大规模推广存在很大困难， 双碳背景下，低碳供暖发展前景 煤电将迹步减少，供热系统应逐步增大空气源热泵、太阳能、地热能、工业余热的占比，还步提升弹性大热网调节灵活性就是必要的 双碳背景下，低碳供暖发展前景 供热行业是能耗双控和能源转型难度较大的领域煤电减少了发电余热没有了供热发展尚何处去？主要住务：天力发展可再生能源和清洁能源利用，突破能源生产储能、输配和高效利用关键技术瓶颈，深入开展新形势下的集中式分布式分散式供暖系统对于我们暖通空调行业的发展来说3060自标既是重大挑战，也星次转型升级的机遇 热泵分类及特点 热泵分类及特点 按源和汇划分： 按用途： 空气/空气热泵空气/水热泵水/空气热泵水/水热泵土壤/空气热泵土壤/水热泵 小型水加热器全年运行的空调和采暖热泵同时供热供冷热泵废热利用热泵工艺用热泵 国家大力支持发展风电光电可再生能源占比逐年增加供热和空调制冷系统将是风电光电重要的调峰措施，有助于热电协同 热泵分类及特点 空气源热泵的优缺点 优点： 空气源热泵通过输入少量电能驱动压缩机运转实现从空气中转移一部分能量供给热用户无需配置源侧的水系统、回灌或者士换热系统和专用机房，能够减少传统供暖给大气环境带来的大量污染物排放保证供暖功效的同时实现节能环保的自的。具有使用成本低，易操作，采暖效果好，安全干净等多重优势 缺点： 一机组的性能随室外空气状态参数（随地区和季节的不同）不同而变化这对热泵的供热能力和制热性能系数影响很大有结箱问题，结霜后热泵的制热性能系数下降机组的可靠性降低：室外换热器热阻增加：空气流动阻力增加空气的热容量小，热泵比空冷冷水机组需要大得多的空气量掠过蒸发器按经验热泵每kW供热量实际需要空气1200.m3/h一在空气含有化学物质的地方容易腐蚀多季要有防冻措施 热泵分类及特点 实践表明，单级压缩循环热泵，相同冷凝温度下随着室外气温的下降： 供热能力迅速下降，平均供热量衰减率：室外气温每降5C，供热量下降10~25% 性能系数也迅速下降平均COP衰减率室外气温每下降5CC0P下隆降15~30% 但由于室外温度降低、负荷随之提高空气源供热能力不足问题凸显室外气温低于-20C时空气调热票供热能力不足额定供热量的35%当室外温度过低，压缩机的压缩比过大，一般会采用喷气（液）增烩、双级压缩等技术。 热泵分类及特点 空气源热泵同时有供冷和供暖要求时，空气源热泵选型多按空调工况确定：但如果供热能力不足，为提高经性则需要考虑增加辅助热源。 若无空调供冷需求，在空气源热泵选型时应该做空气源热泵+辅助热源占比的技术经济分析。 热泵分类及特点 多能互补模式下的空气源热泵应用 多能互补模式下的空气源热泵应用 如何用好空气源热泵是我们在项自方案和可研阶段重要的任务！空气源热泵应用形式： 集中式分布式分散式 多能互补模式下的空气源热泵应用 多能互补模式下的空气源热泵应用 多能互补模式下的空气源热泵应用 多能互补模式下的空气源热泵应用 多能互补模式下的空气源热泵应用 多能互补模式下的空气源热泵应用 二.分布式 1.空气源热泵+日用蓄热水箱 多能互补模式下的空气源热泵应用 三.分散式 智慧冷热能源系统几个关键技术 智慧冷热能源系统几个关键技术 智慧冷热能源系统几个关键技术 智慧冷热能源系统几个关键技术 智慧冷热能源系统几个关键技术 3.建筑热过程在线仿真与负荷预测内核 将状态空间系数矩阵等封装并输出到求解器内核 结合建筑构造做法信思，生成热过程仿真的状志空间模单 遍历图，搜索出全部由边封闭的独立环路，通过剪切、交集运算找到最小环路，即为房间，解析出房间邻接关系的房间拓扑图。 解析为线段序列，线段由起点坐标和端面解析为，团护结构作为，边的无向点坐标对表示。 图 智慧冷热能源系统几个关键技术 4.城市热网动态水力-热力在线仿真技术 自主研发了Tensok软件系统，并成功应用于石家庄、天津等城市，大幅提升管网能效，自前，是全球唯能实现动态水力一热力耦合仿真的软件包图 实现了超大规模热网的自动建模【读取并解析CAD赶受现快速水力工况分折与优化热网阻抗在线辨识与实时优化调度 1.“双碳”背景下，可再生热源在供热领域的应用将逐步增大，空气源热泵具有很大的优势；2未来5-10年，能源数学化、智能化将是助推实现低碳供暖空调的关键技术；3.用好空气源热泵、提升空气源热泵制造、应用的新质生产力，将为空气源热泵企业在供热空调市场占有率创造无限商机。