隨著我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與節(jié)能減排工作的推進(jìn), 分布式能源作為優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保障能源供應(yīng)安全的重要方式之一, 其地位日益凸顯。在這一背景下, 空氣能供暖作為一種重要的可再生能源利用形式, 正逐漸被納入到分布式能源系統(tǒng)中。本文將從分布式能源體系下的角度出發(fā), 探討空氣能供暖與其他清潔能源如何實(shí)現(xiàn)有效互補(bǔ)。
一、分布式能源概述
分布式能源是指分布于用戶端或接近負(fù)荷中心的小型能源生產(chǎn)單元, 包括太陽能光伏、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能等多種形式, 它們通過就地生產(chǎn)和消耗, 提高了能源利用率, 減少了輸送過程中的損失, 同時(shí)也降低了對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴度。目前來看, 在我國北方地區(qū)推廣的熱電聯(lián)產(chǎn)、冷熱電三聯(lián)供等項(xiàng)目均屬于此類范疇。
二、空氣能供暖的優(yōu)勢及局限性分析
- 優(yōu)勢:
(1) 清潔環(huán)保: 相比燃煤、燃油等傳統(tǒng)的供暖方式, 空氣源熱泵不產(chǎn)生污染物排放, 對環(huán)境友好;
(2) 節(jié)能高效: 利用逆卡諾循環(huán)原理工作, 每消耗1千瓦時(shí)電力可以提供3~4千瓦熱量, 效率遠(yuǎn)高于電加熱器;
(3) 維護(hù)簡便: 結(jié)構(gòu)簡單緊湊, 易安裝維護(hù), 壽命長;
- 局限性:
由于受外界氣溫影響較大, 當(dāng)室外溫度過低時(shí), 設(shè)備制熱效率會明顯下降甚至無法正常運(yùn)行; 另一方面, 高昂的初投資成本也是限制其推廣應(yīng)用的一大障礙。
三、與其它清潔能源互補(bǔ)方案研究
為了克服上述問題, 我們可以通過以下幾種途徑來實(shí)現(xiàn)空氣能供暖和其他清潔能源之間的互補(bǔ):
- 太陽能+空氣能復(fù)合系統(tǒng)
考慮到夏季太陽輻射強(qiáng)烈而冬季則相對微弱的特點(diǎn), 若將太陽能集熱板與空壓機(jī)相結(jié)合形成混合供熱系統(tǒng), 不僅能在日照充足時(shí)充分利用免費(fèi)資源降低運(yùn)行費(fèi)用, 還可在陰雨雪天切換至備用模式保證基本需求。
- 地源熱泵聯(lián)合應(yīng)用
地表層溫差小且變化平緩, 因此地下土壤成為了一個(gè)穩(wěn)定可靠的熱源/匯庫。采用閉式環(huán)路設(shè)計(jì)的地源熱泵機(jī)組可以在夏季抽取低溫地下水冷卻建筑空間的同時(shí)存儲多余的熱量以備冬季取用, 極大地緩解了單一設(shè)備面臨的極端工況挑戰(zhàn)。
- 生物質(zhì)燃料輔助補(bǔ)給
針對偏遠(yuǎn)山區(qū)或者農(nóng)村地區(qū)缺乏穩(wěn)定的電源供給的情況, 可選擇將生物顆粒物燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庖霌Q熱器內(nèi)預(yù)熱載冷媒介體, 達(dá)到間接提升壓縮機(jī)性能的目的。
四、結(jié)論
總體來說, 以上三種方案都能夠根據(jù)不同場景的需求靈活調(diào)整配置比例達(dá)到最優(yōu)組合狀態(tài), 既充分發(fā)揮出各自優(yōu)點(diǎn)又彌補(bǔ)不足之處, 實(shí)現(xiàn)整體效益最大化的目標(biāo)。當(dāng)然這還只是初步設(shè)想階段, 需要更多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持以及理論模型驗(yàn)證才能進(jìn)一步完善實(shí)施方案細(xì)節(jié)。但無論如何, 建立基于多種類型綠色低碳技術(shù)耦合的綜合解決方案將是未來發(fā)展方向所在。
- 空氣能源熱泵,空氣能供暖
