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4、双能空调与其他制冷取暖方式运行费用对比

1采用双能空调制冷取暖:

使用面积100㎡三室两厅(18*3+30+16㎡)家居户式房为例,可匹配我公司130/90主机1台,1.5匹室内挂机3台,白天按12厅工作,晚上按3室工作。

性能参数表

型号

130/90

强制冷状态制冷量

12147w

强制冷状态制电功率

1570w

节能制冷状态制冷量

4085w

节能制冷状态制电功率

279w

能效比

1:8.06

制热状态制热量

9500w

制热状态电功率

1870w

室内挂机节能模式制冷量

1500w

 

制冷运行费用分析:

白天64㎡空调使用面积按100w/㎡总冷负荷为6400w为强冷总负荷的53%

晚上54㎡空调使用面积按80w/㎡总冷负荷为4320w3台室内挂机节能模式即可满足冷量需求;

按白天和晚上分别工作8小时

按电价0.55/度每天白天的运行费用约:

1570w*53%*8小时*0.55/=3.66/

晚上的运行费用约:

279*8小时*0.55/=1.2

整个制冷季共90天;其中100%负荷30天;75%负荷30天;全节能模式30天(279*8*30=67千瓦*0.55/=36.85元)。

3.66*100%*30+3.66*75%*30+36.85+1.2*90=337

使用面积100㎡户式住宅采用双能双效户式空调系统每年每平米制冷运行费用为3.37

制热运行费用分析:

白天64㎡空调使用面积按70w/㎡总热负荷为5120w为制热总负荷的47%

晚上54㎡空调使用面积按80w/㎡总热负荷为4320w为制热总负荷的45%

按白天工作10小时,晚上工作10小时

按电价0.55/度每天的运行费用约:

1870w*47%*10小时+1870w*45%*10小时)*0.55/=9.3/

整个采暖季共120天;其中100%负荷40天;85%负荷40天;75%负荷40

9.3*100%*40+9.3*85%*40+9.3*75%*40=967

使用面积100㎡户式住宅采用双能双效户式空调系统每年每平米制热运行费用为9.67

2根据有关技术专家网络资料和实际案例显示:

2.1、燃气锅炉取暖每年每平米费用为30-35;(建筑面积

2.2、城市集中供暖每年每平米费用为21-23建筑面积

2.3、空气能空调取暖每年每平米运行费用为20-25建筑面积

电锅炉取暖每年每平米运行费用为35-40建筑面积

2.4、双能空调制冷每年每平米运行费用为3.37使用面积

取暖每年每平米运行费用为9.67。使用面积

5、工程案例

济宁市汶上县一村空调的用户爱丝制衣幸运农场7000平方制衣车间(内有800台缝纫机900余名工人的产热量)一次性安装了46台车间专用双能空调,省电视台记者采访时,公司李志鹏经理告诉记者:“通过一年的使用,夏天从40℃以上室温将至27℃;冬天开机率很小就能达到理想效果,耗电是电空调的四分之一到五分之一”,公司制冷开机率70%,车间温度2527度,制热开机率50%,室内温度1820度,一年节约电费50余万元。 二期8000平方制衣车间双能空调工程20176月也已开工。  

淄博环球医药公司医药仓库3000余平方,按国家规定标准恒温20以下。通过两年的使用,其总经理向记者说:往年用电空调每月电费十三万至十四万元,现用一村双能空调每月只拿电费三万六千元左右,双能空调太节能了。在其公司的推荐下,泰安一家医药公司今年夏天前也安装了3000平方车间专用双能空调,使用后反应也是太节能。

淄博市周村区体育管理中心201610月份教室及办公楼共安装3P双能空调32台,学校负责人和老师们都反映效果确实很好,后期又安装了30余台,并且通过这个工程又影响了很多其他工程,例如张坊学:笃诎沧,也反应效果很好,特别省电。

邹平县西董街道办事处崔广利,320平方居住加办公,安装了5P双能双效空调3台,3p双能双效空调2台,一个冬天取暖费用2000元左右,一个夏天的制冷的总费用600元左右,用户反映无论冬天取暖还是夏天制冷,都比较舒适,耗电没想到竟然这么低。

四、煤改电煤改气分析及预测

1、煤改气供暖分析

今年冬天,最大的民生事件就是煤改气,这场轰轰烈烈、饱受争议的改革最终在12月初被环保部紧急叫停。从目前的情况来看,这项关乎亿万人民生活的工程刚入冬就陷入了混乱不堪的状态。供暖期气站基础设施未按时完工导致居民无法供暖、大规模的“煤改气”导致天然气价格疯涨。气源紧张、采暖设备安装不及时、基础设施不完善、配套资金落实不到位等现象屡屡发生。

要让一个煤炭为主力能源的国家彻底扭转原来的能源结构,是极为复杂的系统工程,有专家指出,把天然气说成是清洁能源,本身就有失偏颇。天然气也是化石能源,也有清洁燃烧的问题,主要是燃烧过程中会产生大量氮氧化物。

根据环保部门对天然气锅炉运行情况检测公布的资料,燃气工业锅炉运行中,氮氧化物排放浓度小于200毫克/立方米的只占35%,小于400毫克/立方米的占94%,大部分天然气锅炉氮氧化物排放浓度在300毫克/立方米左右。而以半焦为燃料的解耦燃烧锅炉,却可将氮氧化物排放量控制到200毫克/立方米以下,此外,煤气发生炉锅炉更可以把氮氧化物控制到100毫克/立方米以下。

雾霾的主要成份是PM2.5,生成PM2.5的罪魁又是氮氧化物,目前大规模“煤改气”中使用的天然气锅炉,对控制氮氧化物没有任何优势可言。更加草率的是,各地力推的“煤改气”工作,从公开记载的数据中,很难查到氮氧化物排放量是多少,“煤改气”前后氮氧化物有什么变化。

以北京市为例,北京市主城区的燃煤锅炉绝大多数已经改为燃气锅炉,但是,PM2.5雾霾严重污染不仅没有消除,还有进一步加剧的趋势。原因就在于,“煤改气”大量增加排放的氮氧化物,加之汽车尾气排放的氮氧化物,是北京PM2.5雾霾日益严重的根本原因,而且有资料表明,北京空气中的氮氧化物已是二氧化硫的3倍。

当北京冬季处在静风或微风时,外地污染对北京影响较。?坏键/span>48小时本地空气就会达到严重污染,也就是说环境污染会很快达到极限。

雾霾天数不降反升的尴尬表明,北京的“煤改气”并不成功,并没有改善大气环境,尤其是没有减轻PM2.5造成的雾霾污染。实际把北京周围热电厂全部“煤改气”,产生的氮氧化物会更多,PM2.5也更多,会导致在错误的路上走得更远。

大气治理是利国利民的好事,但是要循序渐进、科学规划。

当前,我国部分地区输配价格不合理、供气层级较多,且层层加价的现象仍较显著。自煤改气推进以来,相关部门对项目规划不足,导致项目大批上马一度造成市场混乱。

在天然气基础设施中,管网起着跨空间调配天然气的重要作用。然而,由于天然气尚未实现输配分离,导致市场逐渐形成了一种相对垄断的经营模式。

由于天然气价格市场化程度不够,在现行价格体系下,以北京为例,采暖“煤改气”后绝大部分居民家庭的燃气采暖支出超过了家庭可支配收入的3%,100平方农村住宅取暖为例,室内温度维持18度一天大概用气20方,按每方天然气价格2.7元计算,一天的运行费用为54元。通过政府补贴,可将这一比例降低,但对地方财政将形成一定压力。同时对于不同收入群体采取同样的补贴模式也有失公平。对于政府而言,在推广‘煤改气’的同时还需要加强住宅节能改造,降低单位热负荷。改变现有‘大水漫灌’的补贴模式,向精准浇灌转变,提高补贴效率。 

短时间内大规模的进行煤改气改造,工程质量和安全风险很难把控。而把控不到位,就会前功尽弃,甚至酿成严重后果。

有业内人士指出,急速增长的市。?丫??慈计?诠衣??痰募ち揖赫,“煤改气”项目是低价壁挂炉唱主角,低配置的、小马拉大车的壁挂炉成了“煤改气”的主流。有些没有任何技术积淀的、甚至仓促上马的新企业也频频中标。

在实施过程中,由于中间环节、管理不善或可能存在的腐败等,倒推到厂家的时候已经没有多少成本空间,但又必须硬着头皮上。这样可能硬逼厂家降低配置或降低服务规格,安装调试等成本费用也因过低而可能偷工减料,草率安装来对付,后患很大。

此外,国内储气库储气能力不足,调峰压力难减,“煤改气”的持久推进,充足气源保障今后还面临更多考验。前期的调研也是气度缺乏的,真实的任务量多少?主管道怎么设计?村民是否支持?总气量有多少?这些问题的把握不到位导致了后来的乱象。根据财新的报道,一位河北某市政府官员对财新记者说,目前该市基本完成煤改气任务,但是气源保障是个大问题。该市市长自己带队到处去“找气”,“能源局、燃气公司一家一家找,到处求爷爷告奶奶。虽然目前通过在市场上高价买气,能够给用户通上,但是未来天然气是否能够稳定供应,现在也没底。”

煤改气在引发大规模气荒并导致多个地方供暖出现问题后,河北省官方终于承认2017年该省的煤改气(电)过于激进,工程量超出了预期。

狂飙突进的煤改气工程,导致了今年冬天波及整个华北地区甚至全国的天然气气荒。

11月底,河北省发改委发布紧急通知,自11月28日起进入全省天然气供应II级预警状态,即橙色预警,要求各地按照保供顺序对工业、商业用户限气停气。橙色预警状态下,表明全省天然气供需缺口达10%-20%。目前河北已有四个城市发布了限气措施。

近三月来,华北地区液化天然气(LNG)到岸价格普涨3000-4000元/吨,价格翻番。在河北省的8个京津冀大气污染传输通道城市,目前已经有石家庄、保定、邢台、衡水启动了应急预案或限气措施。不仅是华北,据《湖北日报》12月8日消息,受华北地区“煤改气”、清洁供暖等因素影响,近期河北、山东、河南、陕西等省天然气供应频频告急,进而使湖北省天然气供应形势趋紧。

中国工程院院士倪维斗做过测算,热电厂“煤改气”后,氮氧化物排放不但不会减少,反而会增加,反而会恶化雾霾的状况。我国是石油、天然气资源贫乏的国度。大量的天然气消费量依赖进口。再加上天然气资源被国外控制,这就导致在燃料价格上我们也没话语权。而“煤改气”要花大钱,增加后处理设施也要大花钱,对天然气燃料还要长期补贴。在这一点来说,治理雾霾已不仅仅是环境问题,而是一个政治问题。

2、煤改气预测

环保部2017年12月4日向京津冀及周边地区“2+26”城市下发《关于请做好散煤综合治理确保群众温暖过冬工作的函》特级文件,提出坚持以保障群众温暖过冬为第一原则,“进入供暖季,凡属(煤改气、煤改电工程)没有完工的项目或地方,继续沿用过去的燃煤取暖方式或其他替代方式。”这给煤改气今后如何发展带来诸多不确定性。虽然这次京津冀及周边地区“取暖困难”的问题,主要是规划设计不合理,项目进度不及预期造成的。但是由于“气荒”问题,今后将如何在全国大范围内解决,煤改气的安全性以及老百姓煤改气之后的取暖成本大幅提高,势必将影响煤改气的发展步伐。特别是现在以用上煤改气的用户,取暖费用的大幅提高,从而影响未安装用户的积极性,这项工作的开展将受到影响。另外,煤改气壁挂炉的使用寿命和过期使用所带来的安全隐患,也是今后发展煤改气必须慎重考量的内容。综上所述,煤改气的发展将要更加科学规划,量力而行。

3、煤改电供暖分析

清洁能源替代利国利民,是大势所趋,目前正在全国各地如火如荼地开展。这项工作开始于北京。当年北京地区推行“煤改电”,2003年的企业探索只是几百户;2006年的政府试点达到几千户;2007年开始在核心区推广每年改造几万户;2015年进而在全市范围开展,2016、2017两年每年完成几十万户,迄今累计完成居民“煤改电”近110万户。

在以保护环境为目标的能源替代中,我们有燃气、电力、太阳能等很多选择,其中电能可以说是最优选择。

一是干净———与生俱来的使用终端零排放的清洁性。其他各种能源,要么排碳,要么排氮,要么排硫,有的甚至多种排放均有。

二是安全———无可比拟的对使用者毫秒级保护的安全性。电能既不会爆炸,又不会中毒,至于触电风险,触电防护能在数十毫秒内完成。

三是便捷———得天独厚的转换操控的便捷性。一按开关,万事俱备。无论何种用电器具,大小强弱操控自如还可以实现遥控操作。

四是万能———无与伦比的对其他能源的全方位可替代性。有了足够的电能,便可以驱动生产生活的各类设备设施器物工具,而其他能源都没有这么万能。

从经济性来说,在普遍的印象中,无论是建设投资还是使用成本,电采暖都会高于其他采暖形式,政府也会面临更多的财政补贴压力。如果只进行简单的直接对比,这种印象是成立的。但是如果进行全面、通盘考虑分析,这种印象则是片面的,电采暖的这种“高”投入有其合理性并会带来更高的回报。

其一,环境效益的高回报。由于电能零排放的特性,可以在需求侧从根本上彻底免除治理环境清洁大气的资金投入。

其二,规模化效益的高回报。在供给侧,电能由一次能源转换为二次能源的过程中当然会产生排放,由于是集中规模化生产,无论是能源使用效率还是排放治理效率,都要远远优于其他能源的分散式消费。

其三,免除中间环节的高回报。使用电采暖,电能从生产厂房直达使用终端,没有中间环节,不需要道路运输物流配送,不需要压力容器仓储保管,规避许多风险。

其四,惠及民生的高回报。作为关乎经济民生的基础设施,电网建设改造到位后,每户的负荷水平可达到6~9千瓦。不但可以满足生活所需的各种能源需求,对于农村地区,还可以满足小型的生产需求,使农村电气化成为促进农民致富提升生活品质的方式之一。

其五,地方经济可持续发展的高回报。目前,在终端消费领域的能源供应商大多为地方国企,唯有电能是央企。按照责任划分,如果采用电能就可获得来自央企对地方的大额投资,可大幅缓解地方政府的直接投资压力。而且,伴随电采暖而来的电网建设改造升级会为地方经济发展带来强劲的能源动力。

电能是二次能源,是由其他各种能源(煤、水、风、光、核等)转换而来。在享受电能的各种便利的同时,一次能源向二次能源转换的成本,是必须要承受的,也是值得承受的。作为环境治理主体的地方政府,替代燃煤取暖的建设投资与使用补贴的确是一项非常大的支出,但当这项支出作为一项民生任务必须要支出的时候,就要综合考虑投入产出的性价比。

事实上,电采暖投资与使用成本高于其他采暖方式的幅度并没有想象中的那么大。从北京已经完成改造的地区来看,“煤改电”与“煤改气”相比,前者成本比后者只高出大约10%。一味强调用低成本来维持高品质,用短期眼光看待长期投资,是不现实不科学的。清洁能源替代,是好事是任务,同时也需要资金需要时间,因此相关工作也需要实事求是尊重科学。                             

热泵采暖,电网改造的压力要小很多,费用相对来说也低得多。空气源热泵,水源、地源热泵,用电能输送而不是直接加热。

另外还有太阳能采暖,对于太阳能采暖,很多地方早就有试点了,但几乎没有成功的。太阳能采暖不是说不行,必须是特定的条件才行,大部分地区都不符合这个条件。热泵采暖可以有效进行电网的调峰。目前我国不缺电,但浪费电很严重,也就是我们说的弃风弃光现象。需要的时候不够,不需要的时候很充足,所以大都浪费掉了。而热泵可以很好的改善这个问题。操作也不难,在每台空气源热泵上安装直接接受电调控制中心命令的控制器就可以了。

煤改电工程实施前后农网负荷特性分析

1农村负荷类型及特点:

农村居民用电按电价类别一般可分为农村居民生活、农业生产、农村一般工商业及其它三大类。农村居民用电在一日内变化较大,白天和深夜用电量较。??刻焱砩习说阕笥矣玫缌拷洗。农村居民用电季节用电量也变化很大。酷暑时节,通风降温用电,冬季,电采暖设备的投入使用,冬季负荷明显增加。季节性特征明显,非生产季节设备闲置,用电负荷直线下降,供电设施投资回报率较低。

1)季节性

农村主要以农耕为主,受到很强的季节性干扰。灌溉以及农产品的生产以及加工都主要集中在春秋两季,从而使得这两个季节的负荷相对较高,而淡季夏冬两季负荷则较低。

2)功率因数低

农村用户很少出现大型无功补偿设备,都采用小型异步电动机,致使无功损失偏大,功率因数很低,致使网损较大。

3)农网结构改变较大

随着新型城镇化和美丽乡村建设,将会带来农村产业机构的变化,负荷情况也会发生改变。

农村“煤改电”工程实施后的电力需求预测,开展“煤改电”工程,其冬季负荷较实施“煤改电”工程前有一定增幅,根据用户情况,电采暖户均供电容量按照6-9千瓦考虑。

4年负荷特性

“煤改电”工程实施前,一般最大负荷出现在8月,季不均衡系数0.8。

“煤改电”工程实施后,新增电采暖负荷主要集中在冬季1-3月和11-12月,11月达到峰值,占其农网负荷的18%。

有资料显示“煤改电”工程实施后,最大负荷出现在11月,季不均衡系数仍为0.8,年负荷曲线波动程度变化不大。

5年最大日负荷变化

夏季典型日的最大负荷一般出现在上午的9-11点,“煤改电”工程实施前后夏季最大日负荷曲线变化不大,而冬季典型日的最大负荷时刻发生变化。主要由于“煤改电”工程的电采暖负荷一般出现在冬季的采暖季,因此仅冬季典型日负荷曲线发生变化。

“煤改电”实施后农网负荷变化趋势分析

1)北京、天津武清、河北保定“煤改电”实施重点区域农网的年负荷特性为例“煤改电”工程实施后,各地负荷特性曲线高峰均由夏季转移到冬季,当地电采暖负荷需求比重越高,季不均衡系数越低,负荷曲线波动性越明显。

2)北京、天津武清、河北保定“煤改电”实施重点区域农网的冬季负荷最大日负荷曲线为例,“煤改电”工程实施后,由于电采暖负荷的增加,冬季典型日最大负荷由上午时段转移到晚间时段,当地“煤改电”工程新增负荷需求比重越高,其日负荷曲线的峰谷差越高,负荷曲线波动性越明显。

3)“煤改电”实施重点区域农网的机井通电、小城镇(中心村)、动力电等新增负荷均相对较。?矣捎诠┡?诤凸喔燃窘诓煌?,灌溉负荷与取暖负荷基本不会叠加,初步认为“煤改电”负荷需求基本覆盖机井通电、小城镇(中心村)建设、通动力电的农网负荷需求。

综上所述分析,可得以下结论。

1)“煤改电”工程实施后,农网负荷都有较大幅度的增长。

由于供暖期和灌溉季节不同步,且小城镇(中心村)、动力电负荷相对较。?醪饺衔?冱/span>“煤改电”需求较大的农网,“煤改电”负荷需求基本能够覆盖机井通电、小城镇(中心村)建设、通动力电等农网专项工程的新增负荷需求。在开展农村电力需求预测过程中,应结合“煤改电”、农村机井通电负荷季节性特点,统筹考虑农村通动力电、小城镇(中心村)改造升级等各专项规划的电力需求。

2)“煤改电”工程实施后,农网的年负荷曲线和典型日负荷曲线峰谷时段均发生了偏移。

从年负荷来看,“煤改电”工程实施后,各地负荷特性高峰均由夏季转移到冬季,当地“煤改电”工程新增负荷需求比重越高,季不均衡系数越低,负荷波动性越明显;从年最大日负荷来看,“煤改电”工程实施后,由于电采暖负荷的增加,冬季典型日最大负荷由上午时段转移到晚间时段,当地“煤改电”工程新增负荷需求比重越高,其日负荷曲线的峰谷差越高,负0荷曲线波动性越明显。

3)应统筹考虑“煤改电”工程实施的影响,科学开展配电网规划和建设。

1)从负荷预测结果来看,由于“煤改电”负荷增长较大,在开展配电网规划时,“煤改电”工程地区建设规模基本能够覆盖农网其他专项工程建设需求。但考虑配电网负荷分散性特点,在“煤改电”工程未覆盖到的农网地区,仍需考虑其他专项工程的建设需求。

2)从“煤改电”工程实施后负荷特性变化来看,“煤改电”工程实施后的农网地区最大负荷出现在冬季,传统的“迎峰度夏”将转变为“迎峰度冬”,在项目开工投产、计划检修安排等过程中,应考虑其负荷特性变化对电网建设和运行带来的影响,确保电网安全稳定供电。

4、煤改电预测:

采暖“煤改电”主要路径: 

1. 空气源热泵:是一种利用压缩制冷循环工作原理,以环境空气为冷(热)源制取冷(热)风或者冷(热)水的温度调节设备,特点是舒适节能、运行稳定、使用寿命长,冬可供热、夏可制冷,一次性投资成本较高,后期运行费用适中,适合居民家庭、办公场所等采暖。

2. 蓄能式电暖器:是一种利用夜间低谷电完成电热转换,在采暖的同时将剩余热能贮存在特制蓄热材料内,白天峰电时段将贮存热能均匀释放的采暖设备,特点是适用灵活、安装方便,可充分利用低谷电,一次性投资成本和后期运行费用较低,适合居民家庭及人数不多的办公场所、学校等采暖。

3. 蓄能式发热电缆:是一种以电力为热源、发热电缆为发热体,将电能转换为热能,通过地面以低温辐射形式把热能均匀释放到室内且兼具蓄热功能的采暖系统,特点是舒适度较好、分室控制能力强、电热转化率高、使用寿命长,可利用低谷电,一次性投资成本适中、运行费用低,适合新建或有条件的改造住宅、集体单位等采暖。

4. 大型热库:是一种利用物体固液态转换吸放热原理,谷电时段,通过电锅炉加热相变材料,将热能存储在热库中,其他时段,利用热库存储的热量进行采暖的系统,特点是舒适环保、平均投资成本低、运行费用适中,便于采用计算机系统实现分时段、分房间自动控制,适合学校、医院、商场、办公场所、住宅小区等大面积集中采暖。小型热库技术成熟后,亦可用于居民用户。

5. 地源热泵:是一种利用地下浅层地热资源实现供热或制冷的温度调节系统。冬季,热泵机组从地源(浅层水体或岩土体)中吸收热量,向建筑物采暖;夏季,热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中,实现建筑物制冷。特点是节能高效、安全稳定、冷热兼容、一机多用(可提供生活热水)、占地面积少,一次性投资成本高、运行成本低,适合离水源较近、有地热资源、大面积集中连片采暖。6. 其他高效节能环保电采暖设备。

    我们迫切需要清洁能源来替代燃煤,而电能则是目前较为便捷、可靠、成熟的清洁能源,研究表明电能在终端消费环节的转换效率和排放明显优于煤炭,煤炭就地转化为电能并集中排污治理,环保效果明显优于分散燃煤。随着清洁能源发电比重的提高,在终端用电环节实施电能替代煤炭取暖,能显著减少污染物排放,是治理雾霾的有效措施,与其他供暖方式对比,被公认为最佳措施。

五、煤改电——浅层地温能清洁能源的应用

浅层地温能它是蕴藏在地表以下一定深度(一般小于200米)范围内岩土体、地下水和地表水中,一般低于25的热能。浅层地温能的来源以太阳辐射为主,还有一小部分来自地心热量

我们的地球可以称得上是一个巨大的热库,它的资源量非常丰富,其内部的总热能约为地球储存的全部煤炭所蕴含能量的1.7亿倍,具有经济价值的浅层地温能大约是现在全球能源消耗总量的45万倍。
    浅层地温能是一种清洁无污染的再生能源。这种能源的开发利用只需消耗少量的电能,就可以提取大量的能量,也不向大气排放二氧化碳等气体,对外界环境影响极小。由于浅层地温能资源无处不在,人们可以就近利用,就地。ㄅ牛┤,为建筑物供暖或制冷,而地下水的水质、水量不发生任何变化。与传统能源相比,可节省大量运输、传输和存放成本。
     浅层地温能具有众多的优点,开发利用浅层地温能已是社会发展的必然趋势。科技人员采用"热泵"原理。利用管道将水从低位抽到高位的机械,只不过"热泵"传递的是热能。我们居住的室内环境和地层土壤中的温度一般情况下具有一定的温差。冬季时,我们利用热泵可以把地下的热能""出来,供给室内采暖;夏季时,再把室内的热能""出来,排放到地下储存起来。这样,可以通过自然和人工等补给方式,保持地温能量的动态平衡,使浅层地温能得以长期循环利用。无论是冬季还是夏季,水都是传递热能的载体,被加热后以便用来储存热量。由于电流只是用来传热,而不是用来产生热,因此热泵只需消耗较少的能量便可以提供较多的能量,通常情况下热泵每消耗1000瓦的能量,就可以得到4000瓦以上的能量。
    浅层地温能在过去一直被人们忽视,但随着地球能源的大量消耗,能源危机日渐凸现,浅层地温能的开发利用将会越来越受到国际社会的重视。

地温能的直接利用主要包括:区域供暖、洗浴和游泳加热、温室加热、水产养殖池加热、工业用热、农业干燥和融雪等方式。目前,地热直接利用最为活跃的部门仍然是集中供暖。

地温能直接利用技术已经成熟,最近,在建筑供暖的集成利用方面有一些新的进展。目前,供热系统是推动地温能直接利用最有力的部门,由于地热流体往往不适合直接被分配到区域供热网络中,因此地热直接利用的发展取决于其他行业热交换器先进技术的发展。而在地热资源开发方面,一个新的概念“三重系统”被提出来,主要是通过钻探一个新的生产井,同时把前两个钻井转换成回灌井,以此来延长设计项目的寿命。这个概念已经在众多工程付诸应用,它可以使地热能源延长30年的使用寿命。目前,越来越多的供热系统开始采用此三重系统。地源热泵技术方兴未艾,环保型技术成为关注点。

地源热泵技术在欧洲获得广泛推广应用,2013年“欧洲地热大会”(EGC)将地源热泵作为地热利用的一个独立分类进行统计。据JRC2015年报告,全球地源热泵总装机容量约为50GW,其中欧洲装机容量达到19GW,全球占比最高,达到38%左右,其次为美洲和亚洲。

当前,地源热泵技术研发的主要目标在于提高地源热泵系统的效率和减少运作成本,主要进展包括:降低维修和养护成本,改进控制系统,使用更有效的液体工质,提高辅助设备(如泵和风扇)的工作效率。目前,地源热泵的COP值(用于评价热泵的能源转换率)通常在3~4左右,通过优化设计提高热泵的COP值是目前技术发展的主要关注点。同时,开发环保型的,并且具有更好的热特性的新型防冻液也是地源热泵技术发展的关注点。通过降低钻孔热阻指标(RB)以提高浅层地热系统的“赫尔斯特伦效率”也被寄予厚望。可以预期这些技术进步都将有助于提高地源热泵系统的效率。

浅层地温能在过去一直被人们所忽视,但随着能源的大量消耗,开发地温能技术和设备的不断完善,使得浅层地温能的采集、利用已经成为现实。储量大且再生迅速。 通常所说的开发地热能指的是地壳深层的地热,但是深层地热并不广泛存在,只在少部分地热异常区才有。相反,浅层地温能分布广泛,再生迅速,开发利用投资少且价值大,符合循环经济发展需求。
  据专家测算,我国地层以下近百米内的土壤,每年可采集的地温能量是目前发电装机容量的3750倍。使用地能热泵技术开发利用浅层地温能的节能效果十分明显。运行费用较低,全部被调查的项目均低于燃油、燃气和电锅炉供暖价格,63%的项目低于燃煤供热的供暖价格。而且就地取能,不向大气排放燃烧废物,实用性强,应用前景广阔。

 

  1. 可行性结论与建议

    我国是以煤为主的能源消耗结构,化石能源占中国整体能源结构的92.7%。面对环境污染严重,生态系统的严峻形式,以化石资源为代价的传统发展模式已难以为继,亟需由“高碳”经济向“低碳”经济转型。而避免燃煤污染的治本之策,就是要使用清洁能源,从源头上减少污染排放。

    可再生能源适合分布式利用,在解决农村地区清洁取暖、替代散煤方面可发挥重要作用。因此,在同样支持政策条件下,可再生能源供暖更具优势,在多种清洁能源取暖方式中,应优先考虑可再生能源。研究测算,我国可再生能源供热潜力可达30亿吨标准煤以上。地热能资源潜力最大,根据国土资源部2015年调查结果,全国336个地级以上城市浅层地热能年可开采量折合7亿吨标准煤、全国中深层地热资源年可开采量折合19亿吨标准煤。

    因地制宜选择取暖热源是《规划》中指明坚持的,通过以上研究分析,目前,在采用煤改气中已有诸多弊端呈现,煤改电的可行性优于煤改气。在煤改电的产品选择上,浅层地温能的利用,是国家大力倡导和鼓励的。浅层地温能是绿色环保可再生能源,双能空调,以地下换热、不取井水的国家发明专利,美国PCT发明专利为核心技术,通过国际领先的技术水平。几年的几十万平米的冷暖示范使用,设备运行可靠,节能效果显著,可实现大系统,小区域分户计量,投资成本低,安装使用简单,是有条件开发利用浅层地温能区域冬季取暖,夏季制冷的最佳选择。

    一村空调以国际领先的美国国际发明专利地源双能空调技术,开创了双能空调和即热式SN地源锅炉的新时代。双能空调能效比1:8.06,在节能状态下使用能效比1:14,凭此技术进入淄博市资源综合利用产业联盟并获市政府重金支持。通过使用双能空调得出耗电是电空调的1/41/5。即热式地源锅炉利用双能空调原理,其产品生产145℃热水用电3-5度,大约2-3元钱,而燃气炉生产1吨热水需要15元至18元,电锅炉生产1吨水需要28-33元,地源锅炉成为燃煤、燃气及电锅炉的替代品。

    建议: 推广使用双能空调,即达到了煤改电环境治理的目的,又节能健康环保,改善了老百姓的生活质量,利国、利民,经济效益和社会效益显著,是极为可行的。政府与企业选择有代表性的村、社区做示范点,然后全面推广。

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