为什（shí）么空气源热（rè）泵被政府认为是“煤改电”首选？

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                  为什么（me）空气源热泵被政府认为是“煤（méi）改电”首选？2016-09-10 热泵市场 :  中（zhōng）国工程院院士、清华大学教授江亿（yì）在“2016中国热泵产业联盟年会及亚洲空气（qì）源热泵高（gāo）峰论坛”上演讲。 现在（zài）全国上下都（dōu）在抓节能（néng）减排、治理雾霾这个事，在这（zhè）样的大环境下空气源热（rè）泵更显出他的重要性，也是发展的大好机遇。政府、老百姓都在谈雾霾，那么冬天的雾霾从哪来的?不得不说，老百姓冬季采暖烧煤、烧化石能源是产生雾霾的一个重要原因，冬季采暖那四个月也是雾霾出现的高（gāo）峰期。所以，治理雾霾，减少冬天采暖烧煤、烧化石能源是一个很重要的途径。  另外，我们也不能仅仅只（zhī）看（kàn）烧多少煤，还要关注在哪烧、用什么方式烧，不同的方式烧煤排放的污染物可能会相差10倍!而农村烧散煤的排放是最多的。比如说（shuō），现在北京郊区农户差不多200万户，每（měi）年采暖季烧散煤不（bú）到400万吨，但每烧（shāo）一吨煤排放的污染物是北京四大燃煤电（diàn）厂烧一吨煤（méi）排放的12倍，四大电厂每年烧煤大（dà）概在500万吨，但排放的（de）污染物却只有郊区（qū）农户烧散煤排放的1/10不到，这也（yě）是四大电（diàn）厂煤改气后对雾霾问题的解决起到的作用很小的原因。而京津冀地区农（nóng）村散煤冬季的消耗量大概在1800万吨，产生（shēng）的污染物是这一地区燃（rán）煤排放污染物的（de）45%。雾霾都知道（dào）钢厂等（děng）是烧煤（méi）大（dà）户，但农户烧煤已经占了烧煤排放的一小（xiǎo）半了。所以，取消冬季土暖气散煤，是治理雾霾的主要措施之一.用可再生能源供暖不行（háng），再说说可（kě）再生能源（yuán），我（wǒ）们国家这几年风（fēng）电、光电没少发展，增（zēng）加量是世（shì）界上最快（kuài）的了，但却产生了严重的弃风弃光的问题。根据统计，冬天风电的弃风量（liàng）达到了20%～30%，而像新疆等地可能40%都不能上网，而光电弃的更厉害，所以，不解决（jué）弃风弃（qì）光的问题，再发展可再生能源也（yě）是一个瓶颈。  弃风弃光，都说是电（diàn）网的输送有问题，不能上网，事实上并（bìng）不是输送的问题。我国建（jiàn）的特（tè）高压的西电东输、北电南输工（gōng）程很多都是世界第一的，主要问题是供需之间矛（máo）盾不协（xié）调，是需求侧峰谷差，再加上风电（diàn）、光电受自然环境影响，和需求侧不同步，导致巨大的（de）供需矛盾不匹配。  比如说，京津唐电网需求最大的时候要5200万千瓦，到了深夜只要3700千（qiān）瓦，而我国最大风（fēng）电厂之一（yī）的坝上在夜里3点的时候发电量最大，450万千（qiān）瓦，而这时候正是需求侧（cè）电负荷需求最小的时候，火电都还用不完，而需求侧最需要电的时候坝上发（fā）电量却（què）是最低。这种现象导致了严重的弃风弃光现象（xiàng），因此要解决这个问题必须（xū）要协调好供、需侧之间的矛（máo）盾。而最好的（de）调（diào）节方法就是（shì）用水电，但我国的水（shuǐ）电资源都在西南，距离太远（yuǎn），调节起来非常难。  另外一个调节方法是天然气，但我国（guó）天然气资源（yuán）紧缺（quē），用来调峰的天然气严重不足。所以，要解（jiě）决我国可再生能源利用问题，就要想出电的削峰填谷的方法来。  根据我国现实状况，一条可能的途径就是在农村“煤改电”，利用（yòng）建筑物本身的热惯（guàn）性来蓄能，一方面用电力来供暖，另一方面利用（yòng）房子的热惯性直接为力电系统削峰填谷（gǔ）。也就是（shì）说，在风电（diàn）、光电充足，而电力负荷低谷时，用电力（lì）供（gòng）暖，当风（fēng）电（diàn）、光电（diàn）不足，电力负荷达到高峰期时，停止电力供暖，利用建筑本身的热惯性维（wéi）持室内的热状态。这可能是协调供、需两边矛盾的一种可行方式，而且还可以一石三鸟：通过“煤改电（diàn）”，来从源头上（shàng）治（zhì）理雾霾;提高农户冬季室内温度，改（gǎi）善生活水平;缓（huǎn）解电力供需的峰谷差矛盾，促（cù）进可（kě）再生电源的规模发展。煤改电，其实是煤（méi）改空气源热（rè）泵（bèng）  那么直（zhí）接用电热行不行呢?最近也有文件建议直接用电锅炉、电热（rè）膜、电热缆等，行不（bú）行?答案是不行。首先，这样是直接把高品位电力转换为低品位热量，能源转会效率（lǜ）太（tài）低，不仅浪费能源，同时我（wǒ）们知道电生产也是烧煤的，也会造成大量的污染，这（zhè）都不是好事（shì）。其次，要在（zài）农村采暖推广直接电采暖（nuǎn），需要大（dà）规模增加农村电（diàn）网的（de）供电容量，每（měi）一户的容（róng）量要从目前（qián）的4～6KW增加到10KW以上，电网改造的投资巨大，至少也是（shì）100个亿的规模。  再次，京津冀地区（qū）有1500万散煤农户，直接用电采暖的话电力负荷高达1.5亿KW，已经远远超过这一地区的发电（diàn）能力和（hé）电网供电能力。我们不能因（yīn）为现在工业（yè）不景气，就使劲让（ràng）农（nóng）户去使用电采暖，如果（guǒ）直接电采暖真发展起来了，问题会很多，我们必须立（lì）足在现有电网的（de）供电能力和电源容量的基础（chǔ）上去考虑问题。  另外，近年北（běi）京郊区（qū）的一些农户也尝试用蓄热式电暖气（qì），但（dàn）效果不是很好。为什么?电暖气蓄热并不能缓慢地释放，不好控制，老百姓希望白天出（chū）去干（gàn）活时，屋子里温度（dù）不要那么高，能够（gòu）省点（diǎn），但不行，晚上蓄（xù）的那点热，白天一直在（zài）释放，等到傍晚和晚上需要用暖气的时候，蓄的热量已经不能满足房间的温度了，又得重新开（kāi）电，而这时候又是用电高峰期，电费很贵（guì）。  这种方式既不（bú）节约，也不能调峰，使用舒适度又差，结果只能靠1毛（máo）一度电的超（chāo）低电价来维持运行，而这1毛钱完（wán）全（quán）靠的是（shì）国家政府补贴实现的，电力公司怎么算都不够成本（běn），即使（shǐ）能帮着调峰也不是这个价，所以完全靠政府补贴扛着去干的（de）事总是不可持续的，也不（bú）可能会长久。  煤改电，绝对不是煤改电热，而是用电来驱动空气源热泵，这可能是煤改电供暖的最佳方式。空（kōng）气源热泵采暖技术已成熟  很多人说空气源热泵采暖的一些技术问题不好解决，实际（jì）上经过这（zhè）几年企业的研究，问题都解（jiě）决的差不多了。比如说（shuō）室外机结霜的问题，那（nà）是江浙一带、长江流域的事，到了黄河以北地区冬（dōng）季干燥，结霜已经不再是主要问题，而（ér）且现在可以通（tōng）过有效的化霜措施来解决。还有说室外温度太低，空气源热泵产品不行。温（wēn）差大可以通过双转子压缩机等好些技术，现在可（kě）以在-20℃下正常工作（zuò），并且能效还很好，COP可以到2.5以上。实际上现（xiàn）在各大检测实（shí）验室都是照着夏天制冷时的工况一条条检测的，但在北方地区冬（dōng）天使用比（bǐ）夏天重要的多，完全可以取（qǔ）消夏天的那些（xiē）工况。  空气源热泵就是用来冬天供暖的，这样来（lái）看好多矛盾都可以（yǐ）解决了，不（bú）然的话夏天要求小压比，冬天要求大压比，把压缩机设置在两者中间，怎么弄都不合适，为什么冰箱不用喷气增焓?因为它就（jiù）一个工况（kuàng）。空气源热泵只要管冬天采暖，很多毛病都没（méi）了（le）。  还有说室内不舒服，上热下冷，这又是被空调给影响了。因为空调希望从上面送冷风（fēng），所以设置成挂式的，如果只管（guǎn）冬天供（gòng）暖，完全可以做成落地的风盘，通过下（xià）送风来实现，完全可以消除纵向梯度，甚至下热（rè）上凉，人（rén）体感觉最舒适，还没有吹（chuī）风感，还没（méi）有冷凝水排（pái）水。  今年北京最低温达到了（le）-20℃，这是多少年都没有了的，但通过北京200多（duō）家农户使用（yòng）落地风盘的（de）测（cè）试，每户整个冬（dōng）季用电量都在2500度左右，室内温度可以在15℃以上，室外温度在10℃时COP还能在3以上，别说按低价电算，就算按4毛9的农用电，也就1000多块钱，跟烧煤采暖差（chà）不（bú）多。所以说，空气源（yuán）热泵以后不要叫什么热泵空调机（jī），直接叫热泵供暖机或（huò）者热泵热风机，因（yīn）为（wéi）黄（huáng）河以北缺的是冬天的供（gòng）热，夏天制冷的需求并（bìng）不是很大。空气源热（rè）泵可有效进行电（diàn）网调峰（fēng）  每台空气源热泵上（shàng）还可以安装直接接受电调控制中心命令的控制器，这个控制器也就几（jǐ）十（shí）块钱，安（ān）装在空气源热泵机组里，然后可以通过手机通讯（xùn）到村里，通过村里通讯电力（lì）载波到（dào）家家户户。这个控制器可以通过很（hěn）远距离的电调中心直接把命令下到每个村的每台机器那，使得（dé）空气源热泵在（zài）下面三种状态之一运行：1、强行开启运行;2、强行停止;3、自行（háng）控制，根（gēn）据意愿调节。  这个（gè）命令是统（tǒng）一在（zài）电调中心那下的，电调中心可以（yǐ）根（gēn）据电网负荷峰谷变化和风电状况向各空气（qì）源热泵机组发出上述三个任意一个的命令，比如说峰电时就强停，没人用的时候就强开，一般情况下就（jiù）放开（kāi）随便农户自（zì）己调节，通过这样的（de）方式使空气源热泵按照电力调峰（fēng）的需要运行。  当然，电力中心也不是随便强开强停，电网公司要根据时间和功率对用户（hù）进行经济补偿，比（bǐ）如说强（qiáng）开一个小（xiǎo）时和强停一个小时，每度电补贴2毛钱，让用（yòng）户有（yǒu）偿地参与到电网调峰当中去。  这样到底有什么样的效果，我们通（tōng）过京津（jīn）唐电网做了（le）一个仿真的案例。京津唐（táng）电网周边农户有600万户，总的空气源热泵装机容量是1200万KW，建筑面积每（měi）户为60㎡，为了维持京津唐电网对周（zhōu）边农户的电力（lì）供应，需要188台300MW的燃煤机组发电。电调（diào）中心每天每（měi）个时段根据电力负荷强开强停。12月份时农户室内的温度都在18～21℃之（zhī）间，1月份强开强关的时候多点，农户家里（lǐ）的温度也都在（zài）15℃以上，2、3月份同样如此，因此基（jī）本不会影（yǐng）响到农户家里的供暖舒适度。  电网在没有空气源热泵时，每天电（diàn）负荷曲线都大幅度变化，需要（yào）靠火电来进行调峰，一天里要来回折（shé）腾，高效电都在低效运行（háng）。现在这么一调，天冷时发电机组要开都是连续多少天地开，运行就比较高效，电（diàn）负荷的曲线也成直的了。煤改电可少50%的燃煤排放量  在供暖初期，每天强开的时间为5.4小时，强停的时间（jiān）为1.8小时，其（qí）余时间农户自（zì）己控制（zhì）;在供暖中期时，由于（yú）进入严寒每天强开强停的时间（jiān）多点，平均每天强开6.2小时，强（qiáng）停7.1小（xiǎo）时;而在采暖末（mò）期，强开的时间为4小时，强停（tíng）的（de）时间为2.9小时。一个采暖季下来，平均每户强开强停的时间为8.9小时/天，其中强开3.7小时（shí）/天，强停5.2小时/天。(见表1)整个冬季（jì）用平（píng）均每户用电量（liàng）为3839度，其中有2143度电是在强开状态下使用的。  在使用空气源热泵调峰前，发电机组都是低负荷运（yùn）行，平均下来煤耗比较（jiào）高（gāo），调峰（fēng）后要么全部关掉（diào），要（yào）么（me）全力（lì）开启，煤（méi）耗降低了，能效也就提（tí）上来了。通过表格可以看出，尽管使用空（kōng）气源热泵调峰后用电量上升了（le）231亿度，但煤（méi）耗（hào）却下降（jiàng）了936万吨，电厂全负荷运行后，发电效率也（yě）提高（gāo）了，每度电的煤（méi）耗从335克降到（dào）了326克（kè）。  这样一来，使得电（diàn）网负荷的峰谷变化问题得到有效解决（jué），风电可以有效上（shàng）网，而且还可以进一步替代部（bù）分煤电，燃煤电厂也不需要承担调（diào）峰任务，可以在全负荷（hé）下高（gāo）效运行或者完（wán）全停止，平均煤耗量下降了将近10克（kè），这是个很大的数（shù）字了（le）。  另外，电厂只要多消耗636万吨煤，就可以（yǐ）在（zài）农村减（jiǎn）少散煤消耗1572万吨，实现节煤936万吨。由于农村不用散煤了，而电厂烧（shāo）煤发电比农户烧散煤的效率高（gāo）的多，电厂发电的污染排（pái）放量要低得多，还可以减少燃煤50%的排放量。  再来算经济账，农户土暖气平（píng）均每个采暖季用煤（méi）2.6吨（dūn），在煤价比较低（dī）时也要1560元（yuán），而空气源热泵每个采暖季用（yòng）电为3839度/户，按5毛算（suàn）也只要1919元/户，中间电力公司强开（kāi）强停补偿2毛/度，平均下来每个（gè）采暖季补偿745元/户，实际上每户采暖费用只要1174元，比烧煤还要更低。同时，家里的舒适度还要更高，也更省事，不用人工来操作了。              汉鑫空气源热（rè）泵（bèng），超低温空气源热泵，高效低温空气源热泵

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发布时间：2022-01-12  点击：867  <<< 回上页