中国建研院详解清洁供热在西部城市的应用及发展
发布者:dxh | 来源:CHPLAZA清洁供热网 | 0评论 | 299查看 | 2018-10-22 14:24:35    

CHPLAZA清洁供热网报道:我国一直强调的清洁供暖形式是多能互补,即结合适宜的可再生能源和常规能源,实现清洁供暖。天然气和煤等常规能源仍是主要的清洁能源供暖形式,在可再生能源系统当中,用来供暖比较多的是生物质、太阳能、地热与空气能热泵。因地理条件、人口密度、能源分布等因素的影响,西部供热与东部、华北、华中地区的供热方式有所差异。10月12日,在2018第三届•德令哈光热大会上,中国建筑科学研究院高级工程师王敏介绍了清洁供热在西部城市的应用及发展。


一、清洁供暖是建筑能效提升与热源清洁化相结合


王敏认为,清洁取暖不只是热源的清洁化,它是一个低排放和低能耗的过程。利用天然气、电、地热、生物质、太阳能、工业余热、清洁化燃煤(超低排放)、核能等清洁化能源,通过高效用能系统实现低排放、低能耗的取暖方式,包含以降低污染物排放和能源消耗为目标的取暖全过程。


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这个过程通过三个途径来实现:第一,通过建筑保温技术降低对热量的需求;第二,通过高效和智能的输配系统降低输配过程损失和过量供热损失;第三,通过选择高效清洁热源最终实现清洁取暖。


在清洁能源利用方面,以西藏为例,对于供暖技术来说,在西藏比较适宜利用的是地热能、太阳能以及空气源热泵为代表的空气能。但在使用过程中,需要注意一些问题:


1.地热能由于深浅层地热能的温度不同,利用技术不同,要注意是否与供暖温度匹配,对于浅层地热能来说,要注意冷热平衡,施工成本,以及在使用开采过程中的环保。


2.由于资源好,易与建筑结合,太阳能供暖是目前西藏使用较多一种可再生能源,但是对于水系统来说需要注意防冻,运行维护需要有专人来负责。有些工程运行效果不好,并不是因为太阳能供暖技术不成熟,不可靠,而是在设计、施工、运行方面有疏漏。


3.空气源热泵在近几年内技术进步不小,尤其是低温空气源热泵的研发,即使在-20度时,COP依然能达到接近2的程度,改变了以住低温不能启动,制热效果不稳定的问题。


二、西部地区清洁供热的应用与案例分享


西部地区可再生能源较为丰富,尤其是西北五省的光伏发电和风力发电,比较充裕。除可再生能源外,煤炭和天然气也比较丰富,这些都是实现西部地区清洁供暖的利好的条件。西部地区做好清洁取暖工作,最主要的还是建筑能效提升和热源清洁化。就低能耗建筑与热源清洁化,王敏分别列举了几个案例来介绍。


㈠低能耗建筑


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集热蓄热墙


太阳能的集热需热墙。白天通过集热器吸收一部分的热量,释放到屋里,这也是对本身围护结构的一种加热,这样可以更好的降低围护结构。适用于乡镇一级的建筑,白天利用天窗进行太阳能采光,夜晚利用木板减少对外的散热,进行移动保温。


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卫生院移动保温


㈡太阳能区域供热


1.西藏旺卡子县的集中太阳能供热工程


该工程是与丹麦合作的区域供暖项目,预计2018年年底建成集热场,2019年完工。海拔在4500米左右,分布约2000米见方,占地4km²。该工程总供暖建筑面积15.22万m²,一期工程8.26万m²。其目标是实现县城整体供暖,将供热管网敷设到各用户门口,直接接入末端便可使用。县城的建筑分布在1.7公里范围内,相对集中,而且多为一层二层民居,传统居宅屋面不适于独立放置集热器,并且用户的运行操作能力也相对较低。


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西藏浪卡子县县城太阳能供热工程


这个系统实际上是太阳能大的集热场和蓄热水池来结合的季节蓄热的供暖系统。


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热水池蓄


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正在打桩的集热场


2.吐鲁番太阳能季节蓄热区域供热供冷系统


近年来,我国也开始发展太阳能区域供能系统,在新疆吐鲁番可再生能源新区正在建设的是太阳能季节蓄热供热供冷系统。太阳能将与吸收式制冷机组一起满足夏季供冷的需求,该系统如果建成,将是世界上最大的同时供热和供冷的太阳能区域供能系统。该系统配有100,000季节蓄热水池,40,000m²太阳能集热器,2000短期蓄热水箱,解决180,000m²建筑供热供冷需求,总体目标是要实现40%的可再生能源供能率。


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吐鲁番太阳能季节蓄热区域供热供冷系统


3.超低能耗的综合技术


中国建科院近零能耗建筑示范项目于2014年6月启用,建筑4025m²,集热器总面积320+30m²。该系统围护结构的性能比较好。在能源形式上,利用太阳能集热器,和两组槽式集热器,将空调与地源热泵相结合,来解决整个楼的供热和供冷。这栋楼每平方米每年约耗21.6度电,相比常规的100多度电来说,耗能相当低。


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三、清洁供热在西部地区的其他应用


在会上,王敏还提到对于一些西部地区小村镇的或是小二层别墅类的建筑,可以用通常的热泵解决清洁供暖的问题。但在一些极端温度非常低的地方,空调热泵自身效能会受到影响,这时可采用热泵与太阳能结合取暖,利用太阳能白天蓄一部分的热,晚上用水源热泵机组对白天储存的热量升温,达到对温度的需求。或是用其他的常规能源比如天然气来进行辅助,这也是可以在西部地区应用的一种可再生能源系统。


至于风电供暖,建筑行业基本标准明确规定不允许直接用电采暖,因为这是对高品位能源的一种浪费。除符合下列条件之一外,不得采用电加热供暖:1、供电政策支持;2、无集中供暖和燃气源,且煤或油等燃料的使用受到环保或消防严格限制的建筑;3、以供冷为主,供暖负荷较小且无法利用热泵提供热源的建筑;4、采用蓄热式电散热器、发热电缆在夜间低谷电进行蓄热,且不在用电高峰和平段时间启用的建筑;5、由可再生能源发电设备供电,且其发电量能够满足自身电加热量需求的建筑。


除建筑供暖外,清洁供热也用于工业中,根据各个工业所需温度的不同,可将热量分为低温(<95°C)、中温(95ºC≥ºC≤250ºC)、高温(>250ºC)。


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常熟印染厂(7460m²集热器)


四、西部地区清洁供热推广应注意的问题


最后,王敏据多年工作经验总结分享了几点关于清洁供暖工作在西部地区推广需要注意的几点:


1.注重建筑节能的发展。要在建筑节能的基础上,再来替代热源。


2.注重供暖技术的适宜性。要选择与建筑所需热量相匹配的可再生能源供热技术,否则就是对能源的一种浪费。


3.注意设计的特殊性。如在昼夜温差特别大时,白天太阳光照好,集热场会容易出现过热,晚上又要注意防冻。


4.注重加强工程管理。包括技术人员本地化的能力培养与提升用户的使用能力。


5.加强标准化工作。在建筑设计上,各地可能有所差异,若使用统一标准,便可减少一些资源浪费。


6.加强国内外的合作。

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