煤改電中空氣源熱泵供暖方案的優(yōu)化分析

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1、煤改電中空氣源熱泵供暖方案的優(yōu)化分析 摘要：雖然我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相對(duì)較快，但能源消耗卻日益增長(zhǎng)，排放，特別 是燃燒化石燃料時(shí)，將加大環(huán)境壓力。2013年，國(guó)務(wù)院制定并發(fā)布了《防治空氣 污染行動(dòng)計(jì)劃》，有力地推動(dòng)了煤與瓦斯、煤與瓦斯等清潔能源項(xiàng)目的發(fā)展。在 上述項(xiàng)目中，空氣熱泵得到了廣泛的應(yīng)用，不僅可以避免燃料不完全燃燒產(chǎn)生的 污染物，而且能滿足人們的供暖需求，滿足環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益的雙重要求。鑒 于此，本文對(duì)煤改電中空氣源熱泵供暖方案的優(yōu)化進(jìn)行分析，以供參考。 關(guān)鍵詞：煤改電；空氣源熱泵供暖方案；優(yōu)化 引言 伴隨著城市化和生態(tài)發(fā)展的出現(xiàn)，燃煤過程得到了高效推進(jìn)。通過調(diào)節(jié)和優(yōu) 化熱水泵，

2、可以降低系統(tǒng)的能耗，同時(shí)使室內(nèi)更加舒適。同時(shí)滿足了全球變暖的 要求，同時(shí)滿足了環(huán)境的要求。 1煤改電概念 煤改電的核心在于取消以煤炭與火爐為代表的傳統(tǒng)采暖模式，將電力作為主 要的采暖能源，在溫度與空氣調(diào)節(jié)方面使用電鍋爐、多聯(lián)機(jī)以及熱泵產(chǎn)品等載體。 2煤改電供熱供應(yīng)關(guān)鍵技術(shù) 2.1整體低環(huán)溫空氣源熱泵機(jī)組供熱系統(tǒng) 在-25C環(huán)境下，此系統(tǒng)依然可以在低溫環(huán)境中吸取能量，主要采用了噴氣增 焓技術(shù)，可以保證供暖系統(tǒng)正常運(yùn)行。系統(tǒng)具體示意圖如圖1所示。 2.2變頻低環(huán)溫空氣源熱泵機(jī)組+常規(guī)熱水采暖系統(tǒng)聯(lián)合系統(tǒng) 隨著室外溫度的降低，空氣源熱泵系統(tǒng)自身的效能也會(huì)進(jìn)一步降低，為了在 供暖期內(nèi)具備

3、較高的COP，可以聯(lián)合運(yùn)行空氣源熱泵系統(tǒng)與常規(guī)熱水采暖系統(tǒng)。 此系統(tǒng)的主熱源為變頻低環(huán)溫空氣源熱泵機(jī)組，通過閥1、閥2、閥3、閥4的切 換對(duì)常規(guī)熱水采暖系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)峰，通過系統(tǒng)切換保證良好的供熱效果。在采暖初 期與末期，應(yīng)打開閥1與閥3,關(guān)閉閥2與閥4,保證空氣源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行的獨(dú) 立性與高效性。在采暖供應(yīng)中期，應(yīng)關(guān)閉閥1與閥3,開啟閥2與閥4,運(yùn)行常 規(guī)熱水采暖系統(tǒng)。具體如圖2所示。 圖2變頻低環(huán)溫空氣熱源泵機(jī)組+常規(guī)熱水采暖系統(tǒng)聯(lián)合系統(tǒng) 3電采暖設(shè)備用電特性 電力電子設(shè)備燃煤過程中，大量供熱設(shè)備被投入低壓電網(wǎng)，運(yùn)行可能對(duì)現(xiàn)有 電力線的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響，導(dǎo)致終端電壓不穩(wěn)定或偏差，從而可能影

4、響供熱系 統(tǒng)的正常運(yùn)行和總體穩(wěn)定性。加熱和冷卻加熱通常在接通電源時(shí)會(huì)急劇增加，并 且通過一個(gè)小電源保持環(huán)境溫度。加熱器的性能與附加電壓的平方成正比，因此 加熱器的開機(jī)電流可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊。加熱啟動(dòng)和關(guān)閉階段會(huì)影響電網(wǎng)電壓 波動(dòng)，如圖3所示。 4煤改電供熱系統(tǒng)的電能服務(wù)策略 4.1優(yōu)化建設(shè)地區(qū)電網(wǎng)智能調(diào)控與服務(wù)系統(tǒng) 借助大數(shù)據(jù)技術(shù)與信息通信技術(shù)，實(shí)施交互電網(wǎng)信息空間與物理空間，保證 控制技術(shù)、計(jì)算技術(shù)以及通信技術(shù)的深度融合，為農(nóng)村煤改電居民提供優(yōu)質(zhì)的電 網(wǎng)智能調(diào)控系統(tǒng)，全面提高當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的整體運(yùn)行水平。同時(shí)，還可以為煤改電用 戶提供管家式服務(wù)，利用分析數(shù)據(jù)確定最佳供暖策略，當(dāng)發(fā)現(xiàn)用戶用電

5、策略偏離 最佳策略時(shí)，及時(shí)通知用戶，切實(shí)提高煤改電的服務(wù)水平。 4.2進(jìn)水溫度的校核 在標(biāo)準(zhǔn)條件下，風(fēng)管管路的供水溫度為60° C，而風(fēng)管管路的供水溫度為45° C。在這種情況下，風(fēng)扇性能表確定，45° C時(shí)，當(dāng)水流為217kg/h時(shí)，風(fēng)扇的供 水溫度為1.166 kw。 4.3建筑實(shí)測(cè)熱負(fù)荷的計(jì)算 一般來說，對(duì)應(yīng)于食堂的設(shè)計(jì)方案存在明顯不足，因此無(wú)法準(zhǔn)確確定實(shí)測(cè)房 屋設(shè)計(jì)的熱特性。在這種情況下，可以使用建筑的熱測(cè)量來確定建筑的熱負(fù)荷。 規(guī)劃好"十二〃之后，到"十二〃結(jié)束時(shí)，每個(gè)建筑物設(shè)計(jì)的綜合熱值必須為 50W/m2。但是，各地區(qū)的熱設(shè)計(jì)指標(biāo)不大可能取代周邊所有建筑，主要原因是 市區(qū)

6、、郊區(qū)和周邊農(nóng)村建筑差距較大，以及郊區(qū)、海拔和城市結(jié)構(gòu)差異較大，導(dǎo) 致能源效率低下。在此研究中，在改建之前，聯(lián)排別墅的熱量表為75W/m2。冬 季餐廳1和餐廳2的熱負(fù)荷為5650瓦。 4.4空氣源熱泵和太陽(yáng)能復(fù)合使用： 如圖4所示，系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)如下：空氣源熱泵制熱運(yùn)行時(shí)，室外空氣經(jīng)集熱 器預(yù)熱后進(jìn)入蒸發(fā)器，以改善空氣溫度較低時(shí)室外換熱器的結(jié)霜情況。添加集熱 器后，還需要一個(gè)匹配的風(fēng)扇。穿過冷凝器的高溫?zé)嵩赐ㄟ^終端設(shè)備加熱室內(nèi)空 氣。 圖4空氣源熱泵和太陽(yáng)能復(fù)合系統(tǒng) 4.5做好賬務(wù)處理工作，盡快解決村民擔(dān)憂的電費(fèi)補(bǔ)貼問題 補(bǔ)貼期間應(yīng)改變以往先用再補(bǔ)模式，實(shí)行直補(bǔ)到戶，由市區(qū)政府部門為電

7、力 公司直接補(bǔ)貼，再由電力公司補(bǔ)貼至農(nóng)民的電卡中，嚴(yán)格保證補(bǔ)貼到賬。 4.6針對(duì)煤改電的實(shí)際情況做好后續(xù)的跟蹤工作 即便不在供暖季節(jié)，相關(guān)企業(yè)也應(yīng)積極做好跟蹤工作，與村民進(jìn)行良好溝通， 并主動(dòng)上門提供維修服務(wù)。同時(shí)，供暖期間應(yīng)定期做好設(shè)備狀態(tài)的檢修工作，以 免因設(shè)備故障出現(xiàn)供暖事故問題，保證售后服務(wù)的合理性與高效性，充分提高村 民的供暖滿意度，促進(jìn)煤改電工作的順利進(jìn)行。 4.7暖氣、通風(fēng)和空調(diào)價(jià)格特別準(zhǔn)則。無(wú)線電波 供暖、通風(fēng)和空調(diào)政策，包括鍋爐、熱泵、干巖石、熱膜等，導(dǎo)致了同樣的 標(biāo)準(zhǔn)，并通過直接交易下降了至少每千瓦時(shí)0.15美元。推行人口山區(qū)電價(jià)的最高 政策，以及在高峰后和后樓梯計(jì)

8、算居民電費(fèi)，使得“多居民房間〃無(wú)論是通過橋板 還是通過相應(yīng)增加電路值，都能得到妥善處置。 4.8盡快制定燃煤電廠計(jì)劃 目前，全國(guó)18個(gè)省正在著手發(fā)展煤電廠，以便盡快投入運(yùn)行，具體任務(wù)、時(shí) 間節(jié)點(diǎn)、具體措施促進(jìn)天然氣尚未到達(dá)或供熱不集中的地區(qū)的供熱、供暖、通風(fēng) 和空調(diào)等項(xiàng)目，并建議在學(xué)校引進(jìn)供熱、供熱和制冷電纜等散熱器。鼓勵(lì)住宅區(qū)、 避難所、小城鎮(zhèn)、村莊，并根據(jù)需要實(shí)施干燥區(qū)、熱泵、熱膜等供熱項(xiàng)目。 4.9功耗控制 隨著加熱水箱系統(tǒng)能量的增加降低熱水泵的能耗 在發(fā)展中國(guó)家。解決這一問題的主要辦法是：（1）選擇合適的流量泵和具有 足夠溫度的水動(dòng)力泵，以確保滿足集料流量和壓力要求的每個(gè)加熱

9、室內(nèi)的熱量供 應(yīng)。2）在選擇末端加熱裝置時(shí)，應(yīng)盡可能多地選擇促進(jìn)末端換熱的裝置，以增 加回流水冷卻的馀熱，從而減少系統(tǒng)中的熱差和熱通量。 4.10作出經(jīng)濟(jì)反應(yīng) "燃煤發(fā)電廠〃區(qū)域，在那里加熱泵在室外和室外都很容易加熱，但在舒適性 和經(jīng)濟(jì)性方面也不容忽視。特別是在北京，農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)補(bǔ)貼政策主要集中在夜間的 低成本和補(bǔ)貼上，但對(duì)于農(nóng)民來說，暖氣端的熱和熱性能存在問題。為了實(shí)現(xiàn)這 兩個(gè)問題，應(yīng)利用國(guó)家優(yōu)惠政策同時(shí)解決這兩個(gè)問題與電力預(yù)防政策。由于對(duì)室 外空氣的影響，建筑最繁忙時(shí)熱泵的性能也最差。這導(dǎo)致機(jī)器候選人相對(duì)較大， 導(dǎo)致初始投資增加。因此，可以通過利用農(nóng)村地區(qū)相對(duì)較高的可用空間利用率運(yùn) 行相當(dāng)

10、于負(fù)荷的加熱水箱，并在夜間加熱加熱水箱，以盡量減少非糧食時(shí)間的加 熱需求，從而大大降低運(yùn)營(yíng)成本。該油箱得到補(bǔ)充，以減少泵組容量，降低采購(gòu) 成本，并限制電子產(chǎn)品的運(yùn)行時(shí)間，而運(yùn)營(yíng)成本保持不變。 結(jié)束語(yǔ) 冬季供暖燒煤會(huì)加重霧霾天氣，為了更好地治理霧霾問題，應(yīng)逐漸淘汰鍋爐 取暖模式，利用煤改電技術(shù)實(shí)現(xiàn)電能供暖，從而在滿足節(jié)能環(huán)保要求的基礎(chǔ)上， 實(shí)現(xiàn)農(nóng)村居民整戶取暖系統(tǒng)的合理化。 參考文獻(xiàn)： [1] 朱兆虎，王鵬.淺議農(nóng)村煤改電供熱供應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)[J].民營(yíng)科技，2018（06）： 24. [2] 李曾婷."煤改電〃：市場(chǎng)規(guī)模有望持續(xù)增長(zhǎng)，集中供暖成新趨勢(shì)[J].電器， 2018（05）： 13-15. [3] 李學(xué)文.供暖改造中熱源設(shè)備能效分析[D].河北工程大學(xué)，2018. ⑷程玉明.一種煤改氣煤改電供暖的能源計(jì)量方法[C].中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì) 研究總院有限公司、《煤氣與熱力》雜志社有限公司.2018供熱工程建設(shè)與高效 運(yùn)行研討會(huì)論文集.中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司、《煤氣與熱力》雜 志社有限公司：《煤氣與熱力》雜志社有限公司，2018： 539-542. [5]司賀秋.“煤改氣〃好還是“煤改電〃好[J].電力設(shè)備管理，2018（03）： 35.