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国家煤改电为何重用空气源热泵,而不是地源热泵?

国家煤改电为何重用空气源热泵,而不是地源热泵?

  根据国家十部委清洁取暖规划给出清洁取暖的目标,到2021年,清洁取暖率为70%。电供暖要达15亿平米,其中热泵供暖5亿平米。而在实际改造中,空气源热泵火爆全国,目前已经形成了每年超过200亿的“煤改空气源热泵”市场。而地源热泵在“煤改清洁能源”进程中,其推广力度和应用规模却不尽如人意。
 
  同为清洁高效的可再生能源应用,境遇如此不同。这中间,有何技术、政策、市场的根本原因呢?我们今天,就结合多位业界专家的观点,来看看这个问题。
 
  两大因素制约地源热泵
 
  对这个问题,中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院院长,徐伟在接受媒体采访时表示:地源热泵之所以显示度不高,与“经济成本”和“时间成本”有很大的关联。
 
  第一是时间成本。根据国家发展改革委的方案来计算,2017年-2021年这四年里,北方煤改清洁采暖示范城市实际只有三年时间来完成,每年都有每年的改造计划,时间非常紧。而地源热泵系统从最初的规划,到系统设计、方案选择、落地实施,中间还有安装和调试,整个建设周期很长。在短时间内完成较多户数、较大面积,会相对困难。但政府每年煤改清洁能源计划中,短时间内要完成多少数量,这是有时间要求的。
 
  第二是经济成本。在城市开发建设里,尤其近十年来房价普遍大涨后,地源热泵系统的造价在整个房屋的开发成本中,占比已越来越小,因此并不是开发商和用户不选用的主要原因。在寸土寸金的城市中,有没有足够的空间来铺设安装地埋管换热器,已成为阻挠用户使用地源热泵的重要原因。但在农村,恰恰是空间没有问题,而造价是主要问题,老百姓对价格的敏感度非常高,因此对目前整个村、镇这一级推广和应用来说,初投资成本过高,必然会制约地源热泵的应用和发展。
 
  据徐院长介绍,理论来说,地源热泵在各类供暖方式中,它的运行成本是最经济的。但是如果将时间、空间、经济、运营等多种因素混合在一起,作为政府部门或者实施单位,只能选择在约束的条件下去完成,造成现在地源热泵推广量占比较低。即使在拥有政策扶持和民众接受度较高的首都北京,地源热泵占比也不会超过5%,大概也就3%左右。
 
  河北燃气协会、河北省城镇供热协会的相关文件也显示:除了地源热泵局限性较多之外,其他热泵形式,也都因为自身的缺点难以在此轮改造中大面积推广。污水源热泵主要受污水量限制,供热面积有限;水源热泵需要打井并且进行回灌,容易造成地下水污染和水资源管理失控;另外,水源热泵和地源热泵多年使用后,很容易发生地温平衡被破坏的情况,效能递减,目前已有许多热源井报废的案例。
 
  空气源热泵获重用的原因
 
  而空气源热泵,由于其热量来源于大气环境中,所以不可避免的受气温变化影响较大,热泵设备的选择非常关键,必须充分考虑地区气温适用范围,而且要注意辅热热源的选择和配合,以起到保障低温供热和降低设备总投资的双重目的。
 
  但是,空气源热泵却依然在此轮改造中获得大量应用,爆火程度不仅遥遥领先其他热泵形式,甚至盖过了其他任何一种电热应用。不仅北京强制要求空气源热泵在“煤改清洁能源”中要占比超过85%,很多地方政府也把空气源热泵和热泵热风机作为改造的首要选择。那空气源热泵有何优点呢?
 
  究其原因,还是因为近年来我国在空气源热泵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,很多品牌的机器都已经能够满足﹣35℃以上的低温环境稳定供热。在-20℃下,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。
 
  另外还具有以下优点:
 
  一是使用过程中环保无排放;
 
  二是使用时间、地点、规模不限,单间、单户、整栋建筑均可使用,特别适合低温采暖的库房、车间,有寒假的学校等远离热网和没有其他热源的区域;
 
  三是可调控性好,适于小区智能供热管理;
 
  四是可靠性高,电气设备和线路日常维护简便费用低;
 
  五是计量准确,特别有利于用户行为节能,方便收费管理。
 
  两大领域空气源热泵大显身手
 
  目前主要供热方式包括集中供热、分布式供热和分散户式供热三种供热方式。其中,分布式供热和分散户式供热领域,空气源热泵大显身手。
 
  分布式供热最适合采用居住建筑、公共建筑、厂矿、学校等建筑采用清洁能源供热。理论上分布式供热最适合采用以热泵、燃气(油)锅炉、电锅炉、地热能为[热泵市场水印]热源对一个或几个小区供热,直接换热成温度和压力较低的热水,通过二次管网送到最终热力用户,温度压力低,热损小,运行安全隐患少,热效率高。在实际应用中,由于初投资费用、建设周期、运行费用、能源保障等诸多因素,空气源热泵的在分布式供热领域应用较多。
 
  在管理上,采用小区管理模式,即一个或几个相邻的小区甚至单栋建筑,建设一个锅炉房或换热站,集中管理供热,所以也成为小集中分布式供热。只有二次热力管网没有一次热力管网,供热管理难度降低,可靠性和安全性提高。目前已经禁止建设燃煤的小区锅炉房。
 
  分散式户式供热最适合传统分散居住的农户、偏远的学校、厂矿、仓储等建筑,用户直接采用空气源热泵(水系统和热风机)、燃煤炉具、电暖气、发热电缆、碳纤维发热材料等热源供热。一般不适合地热能、污水源、水源和地源热泵等,而且燃煤和燃气直排无法做到清洁排放。分散户式供热的好处是:没有热力管网,没有供热管理问题,收费按电表或气表计量,最适合行为节能管理。