零碳園區(qū)熱利用技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與前景

第17屆中國(guó)新能源國(guó)際博覽會(huì)暨高峰論壇，2023年11月22-24日零碳園區(qū)熱利用技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與前景代彥軍2023年11月28日WtAscatstnaoTosletKVtsrV44零碳園區(qū)熱利用需求零碳園區(qū)居民工作生活在園區(qū)，80%以上的GDP和90%以上的創(chuàng)新在園區(qū)內(nèi)產(chǎn)生。那么多地◆在2020年我國(guó)提出“30、60”目標(biāo)后，零碳園區(qū)的打造也成為了重要任務(wù)。>燃料-煤油氣>太陽(yáng)能-光伏光熱>地?zé)崮?gt;空氣熱能75%來(lái)自環(huán)境25%來(lái)自電力高效熱泵發(fā)電效率38%除濕空調(diào)發(fā)電效率38%除濕空調(diào)城節(jié)電同冷熱電三聯(lián)供冷熱電三聯(lián)供智慧管網(wǎng)56冷、熱輸配數(shù)據(jù)中心7熱能地消納燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)熱能地消納燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)%可再生能源來(lái)源側(cè)&智慧電網(wǎng)&智慧電網(wǎng)%能%能源自維持交通需求交通需求氣源補(bǔ)充氣源補(bǔ)充儲(chǔ)熱裝置市政儲(chǔ)熱裝置燃?xì)饽茉戳飨驘崂眉夹g(shù)類(lèi)型及特點(diǎn)太陽(yáng)能光熱利用集熱溫度(C)太陽(yáng)能供熱技術(shù)途徑吸收式熱泵最低適應(yīng)環(huán)境溫度熱驅(qū)動(dòng)再吸收式熱泵單級(jí)再吸收與蒸汽壓縮復(fù)疊耦合熱泵吸收式熱泵熱驅(qū)動(dòng)吸收式熱泵蒸發(fā)器太陽(yáng)能熱驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮式熱泵單級(jí)再吸收與蒸汽壓縮過(guò)冷卻耦合熱泵(GAX)吸收式熱泵太陽(yáng)能直膨式熱泵兩級(jí)/多級(jí)(多重回?zé)?吸收-再吸收式熱泵0單級(jí)再吸收式熱泵固定式熱器復(fù)合拋物面聚焦集熱器(CPC)小型拋物槽式集熱器(PTC)建筑太陽(yáng)能光熱利用口主動(dòng)式太陽(yáng)能光熱利用主要有太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和主動(dòng)式太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)。上海三湘熱水工程上海臨港新城太陽(yáng)能工程西寧公用建筑集中采暖及熱水太陽(yáng)能采暖供熱系統(tǒng)解決方案冷凝式太陽(yáng)能燃?xì)忮仩t西寧公用建筑集中采暖及熱水太陽(yáng)能采暖供熱系統(tǒng)解決方案■太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大陽(yáng)能具太陽(yáng)能資源具有時(shí)間上非連續(xù)性和“夏盈冬虧”特性集熱是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的核心，儲(chǔ)熱是太陽(yáng)能利用的核心。太陽(yáng)能長(zhǎng)周期蓄熱采暖-浪卡子太陽(yáng)能供熱技術(shù)路線與瓶頸問(wèn)題熱能Q+)熱電直接供熱0.5Q太陽(yáng)能/太陽(yáng)能/空氣源熱泵直膨式熱泵電能蒸汽壓縮式熱泵COP=3.0355kW共性瓶頸問(wèn)題影響廣域應(yīng)用用熱側(cè)需求匹配較差太陽(yáng)能熱泵◆直膨式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)節(jié)能高效、經(jīng)濟(jì)性好、復(fù)雜度低，適用于我國(guó)夏熱冬冷地區(qū)采暖量產(chǎn)化大尺寸PVT組件實(shí)物圖量產(chǎn)化大尺寸PVT組件實(shí)物圖新型PVT組件(無(wú)玻璃蓋板)EVA膠膜EVAEPE絕緣層PVT熱泵耦合淺層地?zé)崂錈犭娐?lián)產(chǎn)冷熱水箱GAX氨水吸收式熱象(機(jī)組)GAX氨水吸收式熱象(機(jī)組)…2U上海交通大學(xué)太陽(yáng)能再吸收無(wú)溫差長(zhǎng)距離輸送熱能系統(tǒng)上海交通大學(xué)傳統(tǒng)顯熱系統(tǒng)體量時(shí)間一潛熱成本熱損高太陽(yáng)能熱泵多聯(lián)產(chǎn)制冷用戶(hù)濕度調(diào)節(jié)B濕度調(diào)節(jié)市電COPCOP太太陽(yáng)能輔助制熱模式變發(fā)生溫度(60℃~80℃)·發(fā)生熱源溫度60~80℃,熱力COP=1.32~1.79、節(jié)電率20%~23%;COP=5.6~6.0,提升32%~45%;環(huán)環(huán)溫、相對(duì)濕度%工況下測(cè)得建筑太陽(yáng)能光伏應(yīng)用附加光伏系統(tǒng)附加光伏系統(tǒng)(BAPV)與建筑結(jié)合常見(jiàn)安裝形式主要是屋頂光伏電站，比如戶(hù)用屋頂光伏電站和工商業(yè)屋頂光伏電站光伏光伏一體化建筑(BIPV):將光伏建材產(chǎn)品與建筑融為一體，直接替代原有建筑結(jié)構(gòu)，其中薄膜光伏組件產(chǎn)品在BIPV應(yīng)用場(chǎng)景較多地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用>地源熱泵指所有使用大地作為冷熱源的熱泵全部稱(chēng)為地源熱泵，包括土壤熱泵(即地埋管熱泵),地下水熱泵，地表水熱泵(包括江河湖海的水)等地下側(cè)循環(huán)T>地埋管地源熱泵(Ground-CoupledHeatPump,GCHP)埋地?fù)Q熱器通常為高密度聚乙烯管或埋地?fù)Q熱器通常為高密度聚乙烯管或水泵聚丁烯管，通過(guò)循環(huán)流體(水或防凍水泵液)在封閉地下埋管中的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與大地之間的換熱>水平埋管為淺層埋設(shè)，初投資低于豎直埋管，占用的土地面積大，淺層土壤的溫度受地面氣溫影響較大>豎直埋管的初投資較高，但深層土壤的溫度全年比較穩(wěn)定膨脹閥空氣源熱泵應(yīng)用膨脹閥>空氣源熱泵：以室外空氣為熱源的熱泵機(jī)組>根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同可分為空氣-空氣熱泵和空氣-水熱泵>空氣源熱泵在運(yùn)行中，蒸發(fā)器從空氣中的環(huán)境熱能中吸取熱量以蒸發(fā)傳熱工質(zhì)，工質(zhì)蒸氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后壓力和溫度上升，在冷凝器放熱冷凝成液體，將熱量傳遞給冷凝器側(cè)環(huán)境。蒸發(fā)器冷凝器特點(diǎn)說(shuō)明低位熱能最為普遍，空氣在空間上處處存在、低位熱能室外側(cè)換熱器室外空氣側(cè)換熱器表面溫度低于周?chē)諝獾穆饵c(diǎn)溫度且低于0°C時(shí)，換熱器表面就會(huì)結(jié)霜，降低換熱器傳熱系數(shù)，增加空氣側(cè)的流阻，導(dǎo)致機(jī)組的COP及供熱能力下降機(jī)組運(yùn)行在同樣的換熱量要求下，空氣源熱泵機(jī)組所需要空氣量比水大很多，風(fēng)機(jī)噪聲增大建筑空氣源熱泵應(yīng)用>目前，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上主要的空氣源熱泵產(chǎn)品形式如表所示空氣-空氣熱泵商用熱泵空調(diào)壁掛式、柜式多聯(lián)機(jī)單元機(jī)風(fēng)管機(jī)家用機(jī)商用機(jī)多功能機(jī)組制冷、供暖制冷、供暖制冷、供暖制冷、供暖生活熱水生活熱水、供暖生活熱水(可選)、供暖、制冷說(shuō)明制冷為主僅制熱工況空氣-水熱泵空氣源冷(熱)風(fēng)冷冷水(熱泵)機(jī)組選擇不同末端形式制冷、供暖制冷為主、兼具制熱節(jié)流節(jié)流節(jié)約燃料利用他熱等場(chǎng)合前景多能協(xié)同存儲(chǔ)多樣化需求多能協(xié)同存儲(chǔ)多樣化需求未來(lái)發(fā)展：城市能源供給的主體為可再生電力零碳電能城市(主體)(主體)城市城市分布式電-熱轉(zhuǎn)換儲(chǔ)熱生物質(zhì)能生物質(zhì)能屋頂光伏發(fā)電太陽(yáng)能太陽(yáng)能庫(kù)頂集熱器L汽士有上收100%滿(mǎn)足冷熱電需求交通/市政用電建筑/設(shè)備用電采暖/制冷綠色燃?xì)庀到y(tǒng)&工業(yè)淤泥T總結(jié)零碳園零碳園區(qū)熱利用多能互補(bǔ)高效耦合建筑領(lǐng)域“碳達(dá)峰”與“碳中和”可再生能源園區(qū)可