碳中和目标下热泵建筑 供热现状和挑战 报告人：杨灵艳 中国建筑科学研究院有限公司，建科环能科技有限公司 15901118986 yly8111@163.com 1 供热需求 2 热泵供热现状 3 困难与挑战 1 供热需求 1 供热需求 中低温供热需求将长期存在： 建筑供热、生活热水、干燥加工、温 室养殖、低温洗涤…… 建筑供热状况： 北方建筑供热160亿平米，未来200亿 中国将提高国家自主贡献力度， 平米，供热量50亿GJ，占全国建筑总 采取更加有力的政策和措施， 能耗20%以上，碳排放量约5.5亿t，目 二氧化碳排放力争于2030年前 前仍以燃煤为主其他为电供热、热泵、 达到峰值，努力争取2060年前 工业余热及可再生能源供热。 实现碳中和。 1 供热需求 替代热源： 应用推广前提及障碍： 工业余热 工业类型、余热品味、热源位 置、输配距离 绿电直供 区域性调度、电网建设能力、 高质低用 可再生能 源直供 能量密度低，多量大质薄；间 断性供应、波动性强 一、双碳文库是一个地产人建立的专业的分享碳达峰碳中和资料的文库网站 http://www.tanwenku.cc/ 二、203060 文库：http://www.203060.vip/ 三、所有 2 万份资料搜索目标：https://203060.vip/soso.html 四、欢迎加入文库会员，199 一年，399 终身。所有资料百度网盘共享,加小 编微信有优惠。 五、加入会员，可获赠价值 999 全网资源，影视，游戏，亲子，有需求联系 小编。 六、见面礼：B 站最全收费类课程合集： 自取地址 ：https://www.aliyundrive.com/s/7tXbEop6K5G 双碳会员重磅福利：赠送全网资源： 可以目录查询一下【关键词】 可查询目录：http://123.haohanba.cn 会员赠品 1 供热需求 1kW电力 4kW热量 供应给用户 3kW热量来自于 可再生低位热源  是利用低品位可再生能源清洁供热的有效途径  比直接电供热节能约70%  灵活高效，协同电网消纳绿电可实现能量时空转换 热泵是替代燃煤供热，实现电力—热量转换的最佳 方式，是实现碳中和的重要支撑技术。 2 热泵供热现状 2.1 热泵应 用及产 业现状 2.2 热泵技 术研究 现状 2.3 热泵标 准规范 现状 2.4 热泵典 型案例 项目 2.1 地源热泵应用 发展 热泵应用及产业 空气源热泵应用 发展 我国地源热泵应用面积变化示意图 热泵供热产业 发展 2.1 地源热泵应用 发展  空气源热泵应用 发展 热泵应用及产业 热泵供热产业 发展 北方清洁取暖电气化，空气源热泵低温适用性提升，推动 了供热范围北扩  长江流域供热常态化，扩大了空气源热泵应用需求  建筑能耗超低化，推动了空气源热泵多功能产品的发展  空气源热泵应用不断上升 2.1 地源热泵应用 发展 我国热泵产业市场规模 空气源热泵产业市场规模 空气源热泵应用 发展 热泵应用及产业 热泵供热产业 发展 水地源热泵产业市场规模 空气源天氟地水产业市场规模 （引自《2021年中国热泵供暖产业发展年鉴》） 2.1 空气源热泵内销市场规模 空气源热泵内销市场规模 热泵应用及产业 空气源热泵出口市场规模 不同空气源热泵供暖产品市场规模 （引自《2021年中国热泵供暖产业发展年鉴》） 2.2 一：提高换热系统 效率 地源 热泵 系统 研究 —— 提升 系统 能效 特点：安全稳定，降 低热阻提高换热效率 二：科学系统化设 计方法 特点：考虑源荷波动， 系统逐时换热耦合特 性 三：优化系统降低 输配能耗 特点：系统适配，灵 活可调，提高部分负 荷下性能 四：高效适配末端 技术 特点：低温供热、高 温供冷 热泵技术研究 明确能量来源科 学合理改进 开发新型换热器 完善设计规范， 开发设计软件 优化换热侧供给 和需求侧供应匹 配 保证输配系统安 全性前提下，寻 求地源侧和用户 侧按需调节 辐射末端，温湿 度独立空调系统 浅层地埋管双 供系统-季节蓄 能为主，大地 热流为辅-保证 岩土体温度场 平衡 中深层地埋管大地热流为主 控制换热速率 保证恢复期 2.2 一： 适宜的压缩技术 空气 源热 泵低 环温 供热 研究 —— 提升 供热 性能 特点：在低环境温度 零下 25 ℃甚至零下 30℃时能正常运行 二：适宜的热泵控 制技术措施 特点：在低环温下降 低供热量的衰减 三：高效的除霜技 术措施 特点：在低环温下降 低热泵能量损失 热泵技术研究 喷气增焓准双级压缩 喷液冷却准双级压缩 双级压缩 复叠式压缩系统 双级耦合系统 直流变频控制技术 压缩机压比控制技术 超低温强劲制热技术 备份热源联动控制技术 水系统大温差设计技术 结霜图谱研究 最佳融霜点控制技术 四： 防冻技术措施 稳定制热量融霜技术 特点：在低环温下提 高热泵可靠性 电加热集水盘 2.3 热泵标准规范 5.3 地源热泵系统 为推动地源热泵在实现双碳目标中发挥更大的节能效益，指导地源热泵科 学应用，本节从工程勘察，系统设计，产品能效，安全保障，监测计量等 方面对地源热泵系统应用进行规定，切实发挥其减碳作用。 技 术 措 施 主 要 内 容  工程勘察：地埋管地源热泵勘察（5.3.1）；地下水资源勘察（5.3.4）； 地表水资源勘察（5.3.5）  系统设计：浅层地埋管地源热泵系统热平衡设计（5.3.2）  产品能效：地源热泵机组性能（5.3.3）  安全保障：防污染（5.3.4，5.3.5）；防腐（5.3.6）； 防冻（5.3.7）  监测计量：监测与计量（5.3.8） 2.3 热泵标准规范 5.4 空气源热泵系统 为保障空气源热泵经济性和可靠性，使其与实际用户需求匹配，本节从 产品性能、安全、安装三方面进行规定，推动其科学应用推广。  空气源热泵性能：有效制热量制热性能修正（5.4.1）；平衡点 技 设置辅助热源（5.4.2）；分区制热性能要求（5.4.3）；融霜时 术 措 间要求 （5.4.4） 施 主  系统安全：防冻措施（5.4.5） 要 内  产品安装：进出风通道、噪声、气流、防雪、 容 清扫、人员防护等（5.4.6） 热泵典型案例项目 2.4 8000 末端冷负荷 系统功率 7000 单位：kW 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 5500 末端负荷 系统功率 5000 4500 单位：kW 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 济宁文化中心项目经过冬夏两 季运行测试，得到测试期间，系统 制冷能效4.42（一级3.9），制热能 效3.23（二级3.0） 2.4 热泵典型案例项目 Proportion(%) 0 20 40 60 80 100 3.0 2.95 2.8 10.7% SCOPsys 2.6 2.4 37.9% 2.21 2.2 2.0 45.6% 1.8 5.8% 1.6 1.54 0 20 40 60 80 100 SCOPsys的平均值为2.21。 系统在实际运行性能表现出较大差距， SCOPsys 分布在1.54~2.95之间。引起能效差 异的原因主要包括：系统运行水温；部分负 荷下运行；水泵运行能耗；除霜运行。