用好空氣源熱泵，促進(jìn)低碳供熱發(fā)展由世俊天津大學(xué)教授|博導(dǎo)01雙碳背景下，低碳供暖發(fā)展前景展望能源消費(fèi)總量億噸標(biāo)準(zhǔn)煤)—同比增長(%)世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)(a)2022年天然氣煤炭水能太陽能(b)2023年●能源消費(fèi)總量保持逐年增長，2023年較2022年同比增長3.2%;●煤、石油、天然氣仍是主導(dǎo)，可再生能源占比約為20%;●可再生能源中主要以水能、核能、風(fēng)能、太陽能為主。根據(jù)中國建筑節(jié)能協(xié)會建筑能耗與碳排放專根據(jù)中國建筑節(jié)能協(xié)會建筑能耗與碳排放專報告》,2020年，全國建筑運(yùn)行能耗10.6億噸標(biāo)煤，占全國能源消費(fèi)量21.3%。全國建筑運(yùn)行碳排放21.6億噸CO2,占比21.7%。習(xí)總書記提出了新質(zhì)生產(chǎn)力，就是要通過科技創(chuàng)資源稟賦及技術(shù)適用性等條件限制，綠色低碳熱238億平方米(城鎮(zhèn)供熱面積167億平方米，農(nóng)村供熱面積71億平方米),供熱行業(yè)是重要的難度較大的領(lǐng)域。目前，我們供熱行業(yè)主要是習(xí)總書記提出了新質(zhì)生產(chǎn)力，就是要通過科技創(chuàng)資源稟賦及技術(shù)適用性等條件限制，綠色低碳熱輸輸配光利用利用網(wǎng)煤太陽能地?zé)崮芤患壓Ｑ竽芸諝饽芪鼰岜萌細(xì)饩W(wǎng)煤電將逐步減少，供熱系統(tǒng)應(yīng)逐步增大空氣源熱泵、太陽能、地?zé)崮堋⒐I(yè)余熱的占比，逐步提升彈性大熱網(wǎng)調(diào)節(jié)靈活性就是必要的供熱行業(yè)是能耗雙控和能源轉(zhuǎn)型難度較大的領(lǐng)域。煤電減少了，發(fā)電余熱沒有了，供熱發(fā)展向何處去?主要任務(wù)：大力發(fā)展可再生能源和清潔能源利用，突破能源生產(chǎn)、儲能、輸配和高效利用關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。深入開展新形勢下的集中式、分布式、分散式供暖系統(tǒng)。對于我們暖通空調(diào)行業(yè)的發(fā)展來說，“30·60”目標(biāo)既是重大挑戰(zhàn)，也是一次轉(zhuǎn)型升級的機(jī)遇。城市級大熱網(wǎng)算法城市級大熱網(wǎng)算法系統(tǒng)算法動態(tài)輸配算法算算法成果能源系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測與優(yōu)化技術(shù)按源和匯劃分：>空氣/空氣熱泵>按源和匯劃分：>空氣/空氣熱泵>空氣/水熱泵>水/空氣熱泵>水/水熱泵>土壤/空氣熱泵>土壤/水熱泵熱泵分類：地下接熱器熱泵)汽油機(jī)驅(qū)動熱泵燃?xì)鈾C(jī)驅(qū)動熱泵按用途：◆小型水加熱器◆全年運(yùn)行的空調(diào)和采暖熱泵◆同時供熱供冷熱泵◆廢熱利用熱泵◆工藝用熱泵按熱源熱泵熱泵機(jī)組熱泵熱泵機(jī)組驅(qū)動方式在建筑物中的用途地表水工業(yè)廢水供暖和熱水供應(yīng)的熱系國家大力支持發(fā)展風(fēng)電、光電，可再生能源占比逐年增加。國家大力支持發(fā)展風(fēng)電、光電，可再生能源占比逐年增加。供熱和空調(diào)制冷系統(tǒng)將是風(fēng)電、光電重要的調(diào)峰措施，有助于熱電協(xié)同同時供冷與供熱的熱泵>機(jī)組的性能隨室外空氣狀態(tài)參數(shù)(隨地區(qū)和季節(jié)的不同)不同而變化，這對熱>有結(jié)霜問題，結(jié)霜后熱泵的制熱性能系數(shù)下降，機(jī)組的可靠性降低；室外換熱器熱阻增加；空氣流動阻力增加。>空氣的熱容量小，熱泵比空冷冷水機(jī)組需要大得多的空氣量掠過蒸發(fā)器，按經(jīng)>在空氣含有化學(xué)物質(zhì)的地方容易腐蝕，冬季要有防凍措施。每降5℃,供熱量下降10~25%。●性能系數(shù)也迅速下降，平均COP衰減率：室外氣溫每下降5℃,COP下降15能力不足問題凸顯，室外氣溫低于-20℃時蒸發(fā)溫度(℃)膨脹閥1膨脹閥膨脹閥1膨脹閥2放熱機(jī)級放熱機(jī)放熱級焓(級電子膨脹閥電子膨脹閥壓縮機(jī)雙級壓縮(二次節(jié)流完全中間冷卻)壓縮機(jī)放熱膨脹膨脹閥1機(jī)吸熱級吸熱膨膨脹閥2機(jī)級雙級壓縮(一次節(jié)流不完全中間冷卻)●空氣源熱泵同時有供冷和供暖要求●若無空調(diào)供冷需求，在空氣源熱泵選型時應(yīng)該做空氣源熱泵+輔助熱室外氣溫(℃)膨脹閥2蒸發(fā)器冷凝器蒸發(fā)器冷凝器吸熱放熱吸熱w空氣源熱泵匹配的供暖末端形式多能互補(bǔ)模式下的空氣源熱泵應(yīng)用多能互補(bǔ)模式下的空氣源熱泵應(yīng)用如何用好空氣源熱泵是我們在項(xiàng)目方案和可研階段重要的任務(wù)!如何用好空氣源熱泵是我們在項(xiàng)目方案和可研階段重要的任務(wù)!集中式分布式分散式集中式空氣源熱泵+電鍋爐集中式的集中式w空氣源熱泵+太陽能65夏43%NTGA-BNTGA-Bs集中式-w空氣源熱泵(注意冷島效應(yīng))1.空氣源熱泵+日用蓄熱水箱深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)DDPG冷凍泵組自適應(yīng)變壓差控制末端熱濕處理特性辨識冷機(jī)特性曲線自適應(yīng)校正基于CNN的負(fù)荷預(yù)測冷卻泵組最優(yōu)頻率跟蹤控制冷塔熱濕特性動態(tài)識別水系統(tǒng)特性自適應(yīng)在線學(xué)習(xí)物理系統(tǒng)—機(jī)房綜合COP(天)2.中深層地?zé)崮茉诰€仿真與優(yōu)化控制系統(tǒng)幾何、物性參數(shù)出水溫度回填材料地下巖層回水溫度地?zé)峋磦?cè)流量內(nèi)管、環(huán)腔供水溫度連接熱用戶熱泵熱泵水泵熱泵水泵5里d)優(yōu)化前-優(yōu)化后d)優(yōu)化前-優(yōu)化后C0差C0差(代化前-優(yōu)光而時間(天)時間(天)b)2.中深層地?zé)崮茉诰€仿真與優(yōu)化控制系統(tǒng)2.中深層地?zé)崮茉诰€仿真與優(yōu)化控制系統(tǒng)時間(天)“16+8”模式2下52時問(天)“12+12”模式1400——入口水溫20C0O15304560方590105120135150時間(天)入口15C入口18時間(天)“8+16”模式將狀態(tài)空間系數(shù)矩陣等封裝并輸出文件數(shù)據(jù)幾何模型將狀態(tài)空間系數(shù)矩陣等封裝并輸出文件數(shù)據(jù)幾何模型標(biāo)準(zhǔn)圖模型房間拓?fù)鋷缀涡畔徇^程圖紙文件解析仿真的狀態(tài)空間模型。生成樹+深度優(yōu)先搜索做法相結(jié)合解析為線段序列，線段由起點(diǎn)坐標(biāo)和端解析為線段序列，線段由起點(diǎn)坐標(biāo)和端解析為：圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為“邊”的無向4.城市熱網(wǎng)動態(tài)水力-熱力在線仿真技術(shù)自主研發(fā)了Tensok軟件系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于石家一能實(shí)現(xiàn)動態(tài)水力-熱力耦合仿真的軟件包!√實(shí)現(xiàn)了超大規(guī)模熱網(wǎng)的自動建模(讀取并解析CAD√熱網(wǎng)阻抗在線辨識與實(shí)時優(yōu)化調(diào)