城市集中供热的跨季节储热技术应用与示范

主讲人：吴彦廷清华大学建筑节能研究中心济南能源集团有限公司北京清建能源技术有限公司2025.08.23中国城镇供热协会中国城镇供热协会 大纲供热协会 中背景■跨季节水储热的原理与作用国内外跨季节水储热发展现状■济南唐冶热源厂池式储热示范工程中国城镇供热协会 城镇集中供暖面临的问题宝城摄 中·城镇集中供暖面临热源短缺问题 ■1、供热负荷增长 ■城镇建筑面积仍不断增长，供热负荷增加 ■极寒天气导致的热负荷峰值云 ■2、燃煤锅炉替代 ，河北省加快淘汰全省特别是张家口，承德地区公共机构剩余燃煤锅炉，2025年底前全部完成淘中国汰任务中国■山东省“推进供暖燃煤锅炉清洁替代，2027年底全部替代退出... ■3、发电调节导致热电厂供热能力降低 低电价时段，为减少发电亏损，压减锅炉负荷，供热能力也下降中国中国 跨季节储热是低碳经济的调峰方式热协会城镇 中利用跨季节储热的供热调峰方式 ■回收利用非采暖季的余热，于供暖季给热网调峰■相比于当前传统供热调峰方式的更加经济和低碳■可解决热源紧张的问题，有望成为未来城市供热的重要低碳支撑热源中国城镇供热切中国城镇供热协中国城镇供热协会 大纲 中臀景 ■跨季节水储热的原理与作用 国内外跨季节水储热发展现状中国城镇供热协会 ■济南唐冶热源池式储热示范工程中国设镇供装 跨季节水体储热原理 利用不同温度的水由于密度不同而自然分层的原理 储热水库内始终蓄满水，储放热过程如下： ■储热时，热水从顶部进入，同时从底部抽取等量冷水，池内高温水比例增加■放热时，热水从顶部抽出，同时从底部送入等量冷水，池内高温水比例减少中国城镇供热协会 跨季节储热的意义一一供热系统的零碳调峰热源 中！大规模的余热供热系统投资大，运行成本低，需要设置调峰热源提高经济性 不同热源采暖季供热成本计算公式如下： 采暖季运行跟运行时间小时的总无关的固定供热成本 ■长输供热：CaCHP=250+0.054t 中国城镇供 中国城镇 跨季节储热的意义一供热系统的零碳调峰热源中国城镇 ■跨季节储热调峰用非采暖季的零碳热量供热，成本也低于燃气锅炉调峰 ■经济性对比： ■采用跨季节储热调峰，综合成本降低至44元/G 跨季节储热的意义应急备用热源 跨季节储热的意义一配合电厂调峰 ■热电厂承担电网灵活性调峰任务，影响供热保障能力 ■利用跨季节储热结合电厂的日内储热，发电大幅调节时，可保障供热能力 ，可再生能源发电不足时：机组纯凝发电，余热储存在低温储热罐中跨季节储热池放热承担供热负荷中国场 ，可再生能源发电过剩时： 用抽汽和过剩电力驱动热泵回收余热供热并向跨季节储热池存热 大纲 中开影 跨季节水储热的原理与作用 ■国内外跨季节水储热发展现状中国城镇供热协会 ■济南唐冶热源池式储热示范工程中国设镇供 国外跨季节水体应用情况 ■跨季节水体储热技术的研究始于20世纪60年代 ■1975年，丹麦哥本哈根市郊的零能房项目首次采用地下大型水罐作为储热装置 下表为丹麦已实施的跨季节储热项自的关键技术参数 ■容积6万m以上级别的跨季节储热水库建设成本都在50E/m以下 国内跨季节水体应用情况 ■2010年：内蒙古巴彦淖尔市太阳能供暖系统建成。其中地下储热水池容积为13250m3，蓄热水池最高温度95℃ ■2013年：河北经贸大学北校区跨季节蓄热太阳能供暖工程投运，安装了228个89t的圆柱水箱，总蓄热容积2万余吨协会■2018年：张家口黄帝城小镇建成我国首个太阳能跨季节储热示范工程，示范系统3000m3二期1万中国城中国城■西藏浪卡子太阳能蓄热水池15000m 大纲供热协会 中开影 跨季节水储热的原理与作用 国内外跨季节水储热发展现状中国城镇供热协会 ■济南唐治热源厂池式储热示范工程中国结镇供 济南唐冶热源厂储热水库示范工程热协会中国城镇 口项目介绍 首个与城市集中供热系统相结合的跨季节储热示范工程■2025年2月，在济南市东部城区唐冶热源厂内建成，代替原燃煤调峰锅炉■包含一座8.12万立方米大型储热水库，一套大烩差热能充放机组，实现超大温差放热，设计储热温度95℃至冰浆 ■实现功能 ■热网调峰和应急热源 ■调峰供热能力34MW，时长15天.应急供热能力89MW，时长3天中国城镇中国城镇供热协会 建设过程 唐治蓄热水库占地约为一个直角梯形，长边长约150m，短边长约132m，宽度约61m，顶部面积约9850m2 ■整体为倒梯形棱台布置，周边按坡比1:1放坡开挖，池水深度16m，有效容积8.1万立方米 大烩差热能充放机组 中用于深度提取水库储水热量的装备 ■由吸收-压缩混动热泵模块、冰源热泵模块及换热模块等单元有机融合而成 ■储水可深度放热至20%含冰率的冰浆，储热密度0.46GJ/m"，是常规储热水池的2倍多 运行方式一充热过程 中在非采暖季回收各类余热加热池水 ■夏季回收建筑空调散热、环境热等，将储水加热至35~40℃■秋季用章丘电厂零负电价时段的低成本热量，降池水加热至95℃■采暖季天气暖和时，还可以让电厂多供热，降过剩热量存入储热池，实现多次储放，提高经济性中国城镇供热协会中国城镇供热协会城市中国城镇供热协会 运行方式放热过程 P当热源不足时能源中心可以提供最大89MW的供热能力，放热后储热池回水温度约40℃ ■放热需求降低时，减少储热池供水流量，回水温度也相应降低■设计正常调峰供热工况，供热能力34MW，储热池回水温度可降低至4℃采暖季未期将低温储水进一步降温制成冰浆中国城镇供热协会 大纲 ■跨季节水储热的原理与作用 国内外跨季节水储热发展现状中国城镇供热协会 ■济南唐冶热源池式储热示范工程 中本研究提出了一种利用跨季节储热为城市供热系统调峰的方式 利用非采暖李低谷过剩风光电回收余热并储存在跨季节储热水池中，在供暖季释放热量为热网调峰 相较于关然气锅炉调峰方式，该方案具有显著的经济性和低碳优势 ■为应对济南市供热能力不足问题，在唐冶热源厂建成大规模跨季节储热示中范项目中国 ■储热容积8.1万立方米，等效储热温差110℃，设计储热密度0.46G/m3，为当前的世界之最 ■设计调峰供热能力34MW，持续15大；应急供热能力89MW，持续3大上个采暖季经过了3次完整储放过程，达到了设计参数真供热协会 一项自的成功实施为跨季节储热技术在济南市的全面推广应用提供了有力示范，为城市供热系统的低碳转型和可持续发展开辟了新的路径 谢谢！中国城镇供热协会