中国节能协会热泵专业委员会
2023年09月28日 星期四

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《热泵空调节能潜力分析报告》:热泵空调的节能潜力究竟如何?

2023-06-29


“十四五”期间,“碳中和”和“碳达峰”工作纳入到我国国民经济和社会发展的全局规划。要实现双碳发展目标,应使用“绿电”替代现在的化石能源,“电变热”是能源变革的大势所趋。


建筑供热可采用的热源多种多样,包括燃气锅炉、燃煤锅炉、燃油锅炉、电供暖、热泵、冷暖空调等。高效节能的热泵技术契合时代背景与政策导向,切合终端用能电气化的发展需求,是采暖领域实现零碳排放最好的技术路径。为了满足我国寒冷地区等北方清洁取暖市场和夏热冬冷地区等南方采暖市场的需求,有必要从制热性能角度出发,重新设计和定义冷暖空调产品。

 

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《热泵空调节能潜力分析报告》封面

 

 

2023年初,为了让更多人了解“用热泵概念重新定义空调的必要性”以及“强热(冷)高效型空气源热泵(空调)(以下简称‘热泵空调’)的节能潜力”,由中国节能协会热泵专业委员会主编,上海理工大学、浙江中广电器集团股份有限公司、上海海立电器有限公司等单位参编的《热泵空调节能潜力分析报告》(以下简称“热泵空调报告”)正式发布。该报告从市场需求、热泵空调特点、性能对比以及发展意义等角度具体分析了热泵空调。

 

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中国节能协会热泵专委会副理事长高屹峰在作《热泵空调标准介绍和节能潜力分析》

 

到底什么是热泵空调?大众理解的热泵空调多指热泵,根据《热泵助力碳中和白皮书(2022)》,热泵是一种在高位能(一般为电能、热能)的驱动下,将低位热源(通常是空气、水或土壤)的热能转移到高位热源的装置,从而为住宅、商业和工农业供暖、供冷及提供热水等供热服务。热泵系统由热泵机组、高位能输配系统、低位热源采集系统和热分配系统四部分组成。


低位热源较普遍,如空气,在空间上处处存在、在时间上时时可得、在数量上随需而取。以室外空气为热源(或热汇)的热泵机组,称为空气源热泵机组,整套系统又可称为空气源热泵(空调)系统。


空气源热泵(空调)系统,是以室外环境空气为冷热源进行制冷和供热的空调形式,它通过消耗少量电能把空气中的低位热能提升成高位热能加以利用,这种环保、高效的能量供给方式在低位能源利用方面具有明显的竞争优势。

 

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根据国家节能协会热泵专业委员会2022年底全新发布实施的《强热(冷)高效型空气源热泵(空调)技术规范》(以下简称《热泵空调》标准),规定强热(冷)高效型空气源热泵(空调)是以空气为热(冷)源,采用电动机驱动的蒸气压缩制冷循环,并能在不低于-30℃~47℃的环境温度里制取热(冷)量,且能效等级满足国家能效标准2级及以上的热泵(空调)。


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目前,标准里列出了强热(冷)高效型空气源热泵(空调)包括低环境温度空气源热泵(冷水)机组、蒸气压缩循环冷水(热泵)机组、低环境温度空气源热泵热风机、房间空气调节器、风管送风式空调(热泵)机组、单元式空气调节机、低环境温度空气源多联式热泵(空调)机组和多联式空调(热泵)机组。


而本文中《热泵空调节能潜力分析报告》所提及的热泵空调,均指符合该标准的强热(冷)高效型空气源热泵(空调)。

报告显示,课题组按照房间型热泵空调和房间型普通空调(3.5kW 机型)匹配卧室,使用面积按照 18 ㎡计算。多联式热泵空调和多联式普通空调(16kW 机型)匹配典型大公寓,使用面积按照 200 ㎡计算。热泵型户式水机和普通型户式水机(18kW 机型)匹配典型小别墅,使用面积按照 250 ㎡进行估算。经过测试和分析,每个采暖季相对普通冷暖空调,单台房间型热泵空调节电率(减碳率)为,南京 4.6%,北京 7.7%,3940沈阳 11.3%,哈尔滨 15.6%;单台多联式热泵空调节电率(减碳率)为,南京 3.8%,北京 5.6%,沈阳 8.0%,哈尔滨 10.7%;单台热泵型户式水机节电率(减碳率)为,南京 16.1%,北京 20.6%,沈阳 25.5%,哈尔滨 29.4%。

课题结果显示,热泵空调性能满足《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB 55015-2021 的规定,可计入可再生能源。

 

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《报告》中,从热泵重新定义空调的理念出发,热泵空调的发展需要行业的共同努力。《强热(冷)高效型空气源热泵(空调)技术规范》团体标准已于2022年12月13日正式发布开始实施。相信在行业同仁的共同努力下,用热泵重新定义的空调将蓬勃发展。在此基础上,课题组一起探讨了未来热泵空调发展的预测。


预测参考了中国节能协会热泵专业委员会和产业在线等共同编写的《2021年中国热泵供暖产业发展年鉴》数据。房间型热泵空调按照指数增长模型;多联式热泵空调按2017~2021年“天氟地水”的基数,按线性增长模型;热泵型户式水机按2019~2021年的基数,按线性增长模型;并假设产品在未来都转为热泵型根据课题组预测,2023~2027热泵空调,包括房间型热泵空调、多联式热泵空调、热泵型户式水机在2023~2027 年的总减碳量将达到817,700吨。

  

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参考资料

[1] 中国节能协会热泵专业委员会,产业在线 2021 年中国热泵供暖产业发展年鉴》

[2] 中国节能协会热泵专业委员会《户式供暖设备能效标准统一评价的节能减碳潜力分析报

告》

[3] 落基山研究所《推动长三角地区居民供暖升级:热泵开启供暖零碳转型之路》

[4] 中国节能协会团体标准《家用及类似用途供暖设备能效测试计算方法(报批稿)

[5] 哈尔滨工业大学建筑学院,寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室

《热泵技术在中低温热能生产中的减碳效益》

[6] 《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB 55015-2021

[7] 中国节能协会热泵专业委员会《热泵助力碳中和白皮书(2022)》