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丹麦清洁供暖如何节能降耗?

进入十月,我国北方城市即将陆续进入供暖季,在解决基本取暖需求的基础上,如何做到清洁高效再度成为行业关注的热点。

壁挂炉(“燃气采暖热水炉”的俗称)和空气源热泵,正在成为当前中国分户供暖行业*流行的两类热源设备。其中,壁挂炉的年销量超过160万台,空气源热泵则被不少用户寄予厚望,希望它成为环保、节能型热源设备中的中坚力量。在低碳和节能越来越被重视、供暖低温化趋势日渐明显的背景下,壁挂炉和空气源热泵是否会展开激烈的客户争夺战?

多年来致力于清洁高效供暖的北欧国家有哪些新的理念和实践?新的科技手段对于提升供暖质量有哪些助益?对于2050年实现100%可再生能源应用的目标,丹麦的尝试对中国北方城市的供暖应该有新的启示。

壁挂炉与空气源热泵是否为“竞品”?

优化设备性能可降耗30%

目前,尽管壁挂炉的年销售量已经超过160万台,但随着各地天然气阶梯价格的逐步实施,壁挂炉采暖费用或大幅增长。这可能对终端用户的购买行为带来影响。佛山市华天成电器有限公司相关人员认为,同时具备冷暖功能且能耗费用更低的空气源热泵,将来在采暖家庭中的销量有望超越壁挂炉,进而成为主流的分户供暖设备。佛山欧思丹热能科技有限公司总经理黄开晨对空气源热泵未来的应用也非常乐观,他认为空气源热泵的市场容量远远大于壁挂炉:“从节能和环保等角度比较,空气源热泵在分户供暖行业现阶段尚没有竞争对手。”

丹麦是一个能源匮乏的国家,对外依存度极高,一旦国际市场的能源产品价格上涨就很容易导致能源短缺。过去40年,丹麦一直致力于减少能耗。丹佛斯中国区总裁Kjelg Stark告诉记者,通过多年实践探索,丹麦供暖设备性能已有明显提升。

对于壁挂炉和空气源热泵在未来中国分户供暖行业中的市场地位,法国富丽凯中国区首席代表王立有不同的看法。王立认为,目前空气源热泵供暖系统受环境因素的影响较大。当空气源热泵的能效比低于2.58时,它便不再是节能产品。而在实际运行中,空气源热泵供暖系统很难做到在任何时候能效比都高于2.58。空气源热泵供暖系统的节能性,需要更多实际运用的数据做支撑才具有说服力。此外,空气源热泵与壁挂炉相比,占用空间更多、噪音更大,运行的稳定性不如壁挂炉。因此,在短期内空气源热泵还不能取代壁挂炉进而成为*主流的热源设备。不过,王立也承认,以空气源热泵为代表的可再生能源供暖系统是对传统壁挂炉供暖系统的有力补充,在整个采暖热源市场上会扮演越来越重要的角色。他认为空气源热泵与壁挂炉互补性大于竞争性,多能源互补系统是供暖行业未来技术发展的趋势之一。

对于中国北方特别是农村地区的供暖,空气源热泵是提升能效的重要设备之一。Kjelg Stark指出,在人口密集的城市,管网等基础设施相对完善,集中供热更为适用。但在农村地区,在一个个相对独立的房子中,空气源热泵的效率显然更高。

东莞市正旭新能源设备科技有限公司董事长陈帅荣则认为,壁挂炉和空气源热泵同属于清洁能源设备,两者不存在是否为“竞品”关系的话题,如何选择这两种产品,终端客户自会作出选择。

据Kjelg Stark介绍,目前,丹佛斯已经与很多中国企业建立合作。我们为合作伙伴提供压缩机、换热器、膨胀阀等空气源热泵的核心部件。在北京已经有很好的项目,通过优化设备性能,可以减少约30%的能耗。针对不同的场景,Kjelg Stark表示,在商业化的楼宇中,通过提升空调等核心设备的性能,将节省约30%的能源消耗。如果是区域化的集中供热,相应的项目经验表明,降耗水平也将在20-30%。

燃气壁挂炉与空气源热泵各自的优劣势

随着中国北方不断推进清洁高效供暖,特别是在煤改电地区,好的设备将发挥更大的作用。

同为分户供暖系统中的热源设备,壁挂炉和空气源热泵难免会被人们拿来进行对比。对此,壁挂炉厂家和空气源热泵厂家代表的观点明显不同。

系统灵活性提升空间广阔

王立认为,与空气源热泵受环境因素影响较大的特点相比,壁挂炉在“通气”的前提下,在任何气候条件下都能产生所需热量。不过,王立也承认,空气源热泵的优势是:当它的热效率较高的时候,只需消耗很少的电便能产生很多热量。这时它消耗的能量少于输出的能量。而壁挂炉在任何时候都处于消耗能源的状态,它输出的热量不可能大于消耗的热量。

除提升核心设备的性能外,在设计层面优化整个供暖系统的解决方案也是提升能效的重要手段。

喜德瑞技术服务总监范宇卿对此议题的看法是:壁挂炉经过近20年在国内的应用,因其使用灵活方便、舒适可靠、设备投资及运行费用较低而被广泛认可。谈到空气源热泵,从能效的角度看,目前部分空气源热泵产品的纸面综合能效比数据看起来比较高,不过综合过去的经验来看,影响空气源热泵供暖系统的高效应用的主要因素有以下几个方面:一、室外温度和湿度。对于冬季室外温度较低或湿度偏大的地区,低温、大湿度的室外环境,会导致热泵COP的严重衰减。二、除霜技术是否可靠、高效及节能。除霜也算空气源热泵的一个老大难问题了,暖通学界关于这个问题的研究、探讨非常多,大家可以关注相关资料。三、空气源热泵的理想高效工作区与采暖用户的大量供热需求区从时间看是偏离的。简单地说,就是一年之中用户在三九天比刚入冬时每天需要的热量更大,用户在夜里10点比下午两点更迫切需要供热。这些时间段反而是空气源热泵能效相对比较差的时候。我们需要去考虑,在不利工况时间段内,用户*基本的供暖效果。所以,空气源热泵并不能真正取代壁挂炉在分户采暖应用中的地位。但空气源热泵在特定的工况及时间内的能效比还是非常高的,可以作为壁挂炉供暖的有效补充。所以采用混合能源集成系统是保证用户生活需求及舒适度的同时,*大化地降低整体运行能耗的更好选择。目前在全球一些重要分户供暖市场已经得到大量应用。

关注到系统层面,着眼于供暖系统的灵活性有望在现有思路的基础上实现新的突破。丹麦能源署国际顾问John Tang Jensen表示,为提升供暖系统效率,就需要提升能量密度。改变热源就是重要的方式之一。

同方人工环境有限公司技术总监赵建康从能源消费角度指出:壁挂炉在应用过程中易受天然气供应量和价格限制。而空气源热泵所需要的能源为电能,随着中国电力供应日益充足,空气源热泵供暖将促进电供暖系统的应用。从这两种设备的功能方面分析,壁挂炉主要作为采暖和生活热水的热源设备,而空气源热泵还可以作为供冷的冷源,可使冷暖功能一体化,且能耗比燃气壁挂炉更低。如果有能源补贴政策,空气源热泵供暖系统的使用成本优势会更加明显。不过,赵建康也承认当前推广空气源热泵冷暖一体化系统的难度较大。其中关键因素之一便是造价过高——一台壁挂炉的成本一般仅需数千元人民币,而空气源热泵的成本动辄需要上万元人民币。

John Tang Jensen提出,非燃料来源的热量应该被充分利用。例如工业余热、城市废热,或在制冷需求过程中产生的废热都可以加以收集利用。此外,John Tang Jensen表示,在完善的供暖系统中,光伏、天然气等多种能源类型要相互配合,一个高度灵活的供热系统可以在适当的时候对热能进行存储,在需要的时候进行供暖或制冷,多种需求都是可以调节的。

杭州大元人工环境设备有限公司工程部经理苏德聘认为壁挂炉更具应用优势。苏德聘承认当前在中国某些地区确实出现过限气、气荒等问题且影响、阻碍过壁挂炉的推广和应用,但这不并影响壁挂炉的诸多应用优势:在燃气较为便宜的地区,壁挂炉供暖系统比空气源热泵供暖系统的运行费用低;空气源热泵供暖系统的造价明显高于壁挂炉供暖系统;空气源热泵对安装空间有要求——如果开发商没有预留设备空间,空气源热泵的安装将非常不方便。

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