北方清洁能源供暖术研究进展与展望F.pptx

北方清洁能源供暖技术研究进展与展望 李先庭 清华大学建筑科学技术系 2018-10-27 1. 背景 2. 清洁供暖技术进展 3. 问题与误区 4. 展望与建议 2 目录 3 中国建筑能耗增长迅速 建筑能耗增长速度快 建筑能耗中空调、供热和热水能耗所占比例最大 城镇化建设促使了建筑面积的快速增长 2020 300亿 m2 相对于2004年面积翻一番 数据来源: 清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告. 北京：中国建筑工业出版社, 2010 . 中国建筑能耗的增长 4 2005年世界主要几个国家的建筑能耗情况 圆圈的面积代表总能耗大小 如果中国城镇人均建筑能耗达到美国人均建筑能耗的50%水平，预计2020年中国的建筑能耗将超过2005年中国能源供给总量 中国如果走发达国家的能源发展模式，将出现灾难性的后果 中国建筑能耗预测 数据来源: 清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告. 北京：中国建筑工业出版社, 2010 . 中国是目前世界上温室气体排放量最大的国家 雾霾: 燃煤供暖产生的颗粒物是雾霾的主要来源之一 中国面临的能源与环境问题 5 中国面临的能源与环境问题 6 北方城镇采暖季雾霾天数明显增多 源解析显示PM10/2.5与燃煤的关系 冬季燃煤供暖对PM2.5的贡献率大，燃煤锅炉粉尘与污染物排放严重 能源消耗总量控制(2020) 全国能源消耗总量不超过40亿吨标煤 总建筑面积不超过600亿 m2 建筑能耗总量不超过10亿吨标煤 全国各地PM2.5浓度下降10%，重点区域降低幅度更大 中国未来的能源与气候发展目标 7 2020 Building Energy consumption (billion tce) 各类政策促进热泵技术发展 8 “煤”改“电” 热风型 热水型 李克强：促进节能减排低碳发展 改善环境保护生态 为了解决以上问题，实现能源与气候发展目标，清洁供热越来越受重视！ 1. 背景 2.清洁供暖技术进展 3. 问题与误区 4. 展望与建议 9 目录 典型清洁能源技术应用情况-可再生能源 2014年太阳能供热+生活热水装机容量占比（中国占70%以上） 地热能的利用总热量逐年变化 2007 2008 天津地热供暖面积 （万m2） 1200 1300 全国地热能总供暖面积（万m2） 2400 年增长率 10% 地热直接供暖面积增长情况 可再生能源-生物质能源 10 典型清洁能源技术应用情况-各类电热泵 11 房间空调器几乎全是热泵型空调器 空气源热泵热水机组强势进入热水市场 地源热泵的工程应用面积 中国制冷空调工业协会. 中国空调热泵相关产品调研报告[M], 2013 国家统计局，中国产业信息网 徐伟. 中国地源热泵发展研究报告2008. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008. 房间空调器和热泵热水器 空气源热泵和水/地源热泵 各类热泵的销量和市场份额逐年增加 空气源、地源热泵的工程应用面积增长迅速 12 典型清洁能源技术应用情况-清洁燃料利用 我国燃气与燃煤的消耗增长 世界一次能源消耗变化情况 燃气锅炉逐年销量情况 日本燃气机热泵的出口与本土销量变化情况 2.1 热点技术进展-空气源热泵 （1）低温性能改善 变频技术 机理：增加转速，提升制冷剂循环量，提高制热量 缺点：不能解决压缩效率低及排气温度高的问题 双级压缩技术 机理：通过二次吸气，提升有效制冷剂循环量及制热量，并显著提升热泵在极低环境温度下的效率 缺点：造价高、变工况及低压比制热效率低 双级耦合技术 13 2.1 热点技术进展-空气源热泵 14 （1）低温性能改善 三缸双级变容积比压缩机 -15℃制热工况下热泵制热量达到额定制热量，COP达1.92～2.05W/W； -30℃制热工况下，热泵制热出风口温度可达45℃； 54℃制冷工况下，制冷量比单级变频空调提高122%～136%，能效提高44%～47%。 格力国家节能环保制冷设备工程技术研究中心针对普通单机双级增焓容积比固定，无法兼顾制热全工况内的能效要求的问题，开发了三缸双级变容积比压缩机。 2.1 热点技术进展-空气源热泵 15 （1）低温性能改善 涡旋压缩机补气技术 机理：通过中间补气，提升有效制冷剂循环量，降低欠压缩损失，实现容量和效率双提升； 缺点：极低温工况性能提升不及双级压缩 清华大学王宝龙团队、北京工业大学马国远教授等团队在此技术领域开展了一系列研究。 该项技术在北方地区煤改电中 得到了广泛使用。 制热工况下热泵制热量提升15%~35%； 制热COP提升5%~15% 2.1 热点技术进展-空气源热泵 16 （1）低温性能改善 转子压缩机补气技术 揭示了补气回流是限制转子压缩机补气系统性能提升的关键！ 近30%的补气制冷剂将回流至吸气管 清华大学王宝龙团队针