如何证明太阳能与地源热泵耦合技术会产生1+1>2的效果?
2022年6月21日,由中国建筑金属结构协会组织召开的线上会议——“2022太阳能耦合地源热泵技术交流会”上,针对供热、供冷项目设计和施工中能够体现技术真功夫的细节问题,学者、企业代表分别用理论和实践经验给出了答案,在利用清洁能源为建筑供暖供冷领域,为助力国家双碳战略提供了有力的战术支撑。
耦,原指二人并肩拉着农具耕地。在为建筑供热的应用场景中,可理解为太阳能装置和热泵装置在技术上的耦合,如果只是形式上的1+1或者机械的太阳能+,太阳能稳定性、连续性差和地下温度场不平衡的缺陷导致供热(供冷)不可持续,太阳能装置在非供暖季过热问题得不到解决,热泵持续取热形成的冷坑越来越大,这都不叫耦合。耦合是你撑不住的时候我能扛。
耦合,不是生硬的拉郎配,而是100%的技术。
优化后地埋管是什么样的,管群怎样布置才更科学?
在介绍了耦合技术后,倪教授给出的结论是:蓄热强化了取热。与取热工况(没有蓄热)相比,蓄热-取热工况下,单位管长取热量平均值增加了47.8% 。地埋管换热器的最佳运行模式是有冷热交替需求的连续运行模式。
天津市建筑设计研究院有限公司宋晨总工给出的答案是,分情况。
结论是,无论哪种耦合方式都能对太阳能100%利用。同等太阳能得热量,采用热泵的系统的供热能力大于太阳能换热直供,但采用热泵的系统的供热能效小于太阳能换热直供方式。
英豪阳光(北京)节能科技服务有限公司曹瑞堂总工以《跨季节储热技术在北方地区采暖应用的优势》作为报告主题,重点剖析了以延庆区王家堡村整村供暖为代表的太阳能耦合地源热泵的技术路线。
该系统配置了太阳能补热系统的集热面积2400㎡,机房配置2台地源热泵机组,总供热能力1900kW、总供冷能力1886kW。地埋管采用双U管De32,钻孔的有效深度为100m,地埋孔数量为508个,换热孔间距4.5m,单孔占地面积20.25㎡,布孔区占地面积为10287㎡。通过非供暖季热泵制冷时产生的热量回灌以及太阳能系统的补热,使土壤温度与原始的地温基本持平。该耦合系统满足了王家堡村19000㎡建筑面积的冬季供热及夏季供冷需求。
报告指出,该方案有效实现了太阳能非采暖季的热量储存,实现了热量的“跨季节”使用,系统的能力提取效率更高,运行维护成本更低。项目投入使用后,通过安装在每户热计量表计算费用,实现社区化管理。运行费用明显低于空气源热泵采暖方式,约为空气源热泵采暖费用的三分之一。
此外,甘肃省建材科研设计院有限责任公司甘肃省绿色建筑技术重点实验室副总工程师田斌守先生,原国网山西综合能源服务公司董事长乔云廷先生在本次会议上分别介绍了耦合项目在西北和华北地区的建设和使用经验。
会议得到中国建筑节能协会低碳健康地产专委会、中国建筑金属结构协会采暖散热器委员会、中欧低碳能源利用职业技能培训学校以及友绿网智库的大力支持,清洁供热分会副会长陈讲运主持会议。
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时间 | 主题 | 演讲嘉宾 |
14:00-14:05 | 开场及嘉宾介绍 | 李连孝,主持人 |
14:05-14:35 | 地热能耦合太阳能采暖技术思考 | 田斌守,甘肃省建材科研设计院有限责任公司甘肃省绿色建筑技术重点实验室副总工程师 |
14:35-15:05 | 跨季节储热技术在北方地区采暖应用的优势 | 曹瑞堂,英豪阳光(北京)节能科技服务有限公司 技术总工程师 |
15:05-15:50 | 太阳能耦合地源热泵系统的设计思考与案例分享 | 宋晨,天津市建筑设计研究院有限公司 总工程师 |
15:50-16:20 | 太阳能耦合热泵跨季节土壤蓄热供暖技术及案例 | 乔云廷,国网山西综合能源服务公司 原执行董事、总经理 |
16:20-16:50 | 寒区浅层地埋管地源热泵可持续利用途径 | 倪龙,哈尔滨工业大学建筑学院 教授/博士生导师 |
16:50-17:30 | 自由交流 |