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《熱泵空調(diào)節(jié)能潛力分析報告》:熱泵空調(diào)的節(jié)能潛力究竟如何?

2023年07月03日 11:56????信息來源:浙江中廣電器集團股份有限公司

“十四五”期間,“碳中和”和“碳達峰”工作納入到我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的全局規(guī)劃。要實現(xiàn)雙碳發(fā)展目標(biāo),應(yīng)使用“綠電”替代現(xiàn)在的化石能源,“電變熱”是能源變革的大勢所趨。

建筑供熱可采用的熱源多種多樣,包括燃氣鍋爐、燃煤鍋爐、燃油鍋爐、電供暖、熱泵、冷暖空調(diào)等。高效節(jié)能的熱泵技術(shù)契合時代背景與政策導(dǎo)向,切合終端用能電氣化的發(fā)展需求,是采暖領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)零碳排放最好的技術(shù)路徑。為了滿足我國寒冷地區(qū)等北方清潔取暖市場和夏熱冬冷地區(qū)等南方采暖市場的需求,有必要從制熱性能角度出發(fā),重新設(shè)計和定義冷暖空調(diào)產(chǎn)品。

《熱泵空調(diào)節(jié)能潛力分析報告》封面

2023年初,為了讓更多人了解“用熱泵概念重新定義空調(diào)的必要性”以及“強熱(冷)高效型空氣源熱泵(空調(diào))(以下簡稱‘熱泵空調(diào)’)的節(jié)能潛力”,由中國節(jié)能協(xié)會熱泵專業(yè)委員會主編,上海理工大學(xué)、浙江中廣電器集團股份有限公司、上海海立電器有限公司等單位參編的《熱泵空調(diào)節(jié)能潛力分析報告》(以下簡稱“熱泵空調(diào)報告”)正式發(fā)布。該報告從市場需求、熱泵空調(diào)特點、性能對比以及發(fā)展意義等角度具體分析了熱泵空調(diào)。

中國節(jié)能協(xié)會熱泵專委會副理事長高屹峰在作《熱泵空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)介紹和節(jié)能潛力分析》

到底什么是熱泵空調(diào)?大眾理解的熱泵空調(diào)多指熱泵,根據(jù)《熱泵助力碳中和白皮書(2022)》,熱泵是一種在高位能(一般為電能、熱能)的驅(qū)動下,將低位熱源(通常是空氣、水或土壤)的熱能轉(zhuǎn)移到高位熱源的裝置,從而為住宅、商業(yè)和工農(nóng)業(yè)供暖、供冷及提供熱水等供熱服務(wù)。熱泵系統(tǒng)由熱泵機組、高位能輸配系統(tǒng)、低位熱源采集系統(tǒng)和熱分配系統(tǒng)四部分組成。

低位熱源較普遍,如空氣,在空間上處處存在、在時間上時時可得、在數(shù)量上隨需而取。以室外空氣為熱源(或熱匯)的熱泵機組,稱為空氣源熱泵機組,整套系統(tǒng)又可稱為空氣源熱泵(空調(diào))系統(tǒng)。

空氣源熱泵(空調(diào))系統(tǒng),是以室外環(huán)境空氣為冷熱源進行制冷和供熱的空調(diào)形式,它通過消耗少量電能把空氣中的低位熱能提升成高位熱能加以利用,這種環(huán)保、高效的能量供給方式在低位能源利用方面具有明顯的競爭優(yōu)勢。

根據(jù)國家節(jié)能協(xié)會熱泵專業(yè)委員會2022年底全新發(fā)布實施的《強熱(冷)高效型空氣源熱泵(空調(diào))技術(shù)規(guī)范》(以下簡稱《熱泵空調(diào)》標(biāo)準(zhǔn)),規(guī)定強熱(冷)高效型空氣源熱泵(空調(diào))是以空氣為熱(冷)源,采用電動機驅(qū)動的蒸氣壓縮制冷循環(huán),并能在不低于-30℃~47℃的環(huán)境溫度里制取熱(冷)量,且能效等級滿足國家能效標(biāo)準(zhǔn)2級及以上的熱泵(空調(diào))。

目前,標(biāo)準(zhǔn)里列出了強熱(冷)高效型空氣源熱泵(空調(diào))包括低環(huán)境溫度空氣源熱泵(冷水)機組、蒸氣壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組、低環(huán)境溫度空氣源熱泵熱風(fēng)機、房間空氣調(diào)節(jié)器、風(fēng)管送風(fēng)式空調(diào)(熱泵)機組、單元式空氣調(diào)節(jié)機、低環(huán)境溫度空氣源多聯(lián)式熱泵(空調(diào))機組和多聯(lián)式空調(diào)(熱泵)機組。

而本文中《熱泵空調(diào)節(jié)能潛力分析報告》所提及的熱泵空調(diào),均指符合該標(biāo)準(zhǔn)的強熱(冷)高效型空氣源熱泵(空調(diào))。

報告顯示,課題組按照房間型熱泵空調(diào)和房間型普通空調(diào)(3.5kW 機型)匹配臥室,使用面積按照 18 ㎡計算。多聯(lián)式熱泵空調(diào)和多聯(lián)式普通空調(diào)(16kW 機型)匹配典型大公寓,使用面積按照 200 ㎡計算。熱泵型戶式水機和普通型戶式水機(18kW 機型)匹配典型小別墅,使用面積按照 250 ㎡進行估算。經(jīng)過測試和分析,每個采暖季相對普通冷暖空調(diào),單臺房間型熱泵空調(diào)節(jié)電率(減碳率)為,南京 4.6%,北京 7.7%,3940沈陽 11.3%,哈爾濱 15.6%;單臺多聯(lián)式熱泵空調(diào)節(jié)電率(減碳率)為,南京 3.8%,北京 5.6%,沈陽 8.0%,哈爾濱 10.7%;單臺熱泵型戶式水機節(jié)電率(減碳率)為,南京 16.1%,北京 20.6%,沈陽 25.5%,哈爾濱 29.4%。

課題結(jié)果顯示,熱泵空調(diào)性能滿足《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》GB 55015-2021 的規(guī)定,可計入可再生能源。

《報告》中,從熱泵重新定義空調(diào)的理念出發(fā),熱泵空調(diào)的發(fā)展需要行業(yè)的共同努力。《強熱(冷)高效型空氣源熱泵(空調(diào))技術(shù)規(guī)范》團體標(biāo)準(zhǔn)已于2022年12月13日正式發(fā)布開始實施。相信在行業(yè)同仁的共同努力下,用熱泵重新定義的空調(diào)將蓬勃發(fā)展。在此基礎(chǔ)上,課題組一起探討了未來熱泵空調(diào)發(fā)展的預(yù)測。

預(yù)測參考了中國節(jié)能協(xié)會熱泵專業(yè)委員會和產(chǎn)業(yè)在線等共同編寫的《2021年中國熱泵供暖產(chǎn)業(yè)發(fā)展年鑒》數(shù)據(jù)。房間型熱泵空調(diào)按照指數(shù)增長模型;多聯(lián)式熱泵空調(diào)按2017~2021年“天氟地水”的基數(shù),按線性增長模型;熱泵型戶式水機按2019~2021年的基數(shù),按線性增長模型;并假設(shè)產(chǎn)品在未來都轉(zhuǎn)為熱泵型根據(jù)課題組預(yù)測,2023~2027熱泵空調(diào),包括房間型熱泵空調(diào)、多聯(lián)式熱泵空調(diào)、熱泵型戶式水機在2023~2027 年的總減碳量將達到817,700噸。

參考資料

[1] 中國節(jié)能協(xié)會熱泵專業(yè)委員會,產(chǎn)業(yè)在線 《2021 年中國熱泵供暖產(chǎn)業(yè)發(fā)展年鑒》

[2] 中國節(jié)能協(xié)會熱泵專業(yè)委員會《戶式供暖設(shè)備能效標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一評價的節(jié)能減碳潛力分析報

告》

[3] 落基山研究所《推動長三角地區(qū)居民供暖升級:熱泵開啟供暖零碳轉(zhuǎn)型之路》

[4] 中國節(jié)能協(xié)會團體標(biāo)準(zhǔn)《家用及類似用途供暖設(shè)備能效測試計算方法(報批稿)》

[5] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院,寒地城鄉(xiāng)人居環(huán)境科學(xué)與技術(shù)工業(yè)和信息化部重點實驗室

《熱泵技術(shù)在中低溫?zé)崮苌a(chǎn)中的減碳效益》

《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》GB 55015-2021 中國節(jié)能協(xié)會熱泵專業(yè)委員會《熱泵助力碳中和白皮書(2022)》