“煤改电”风生水起,空调采暖面临6个问题

作为一项旨在减少城区冬季燃煤污染、改善北京空气质量的公共政策,北京自2001年起实施“煤改电”工程,至今已15年,取得了巨大成效。在未来“十三五”期间,北京全市将完成67.4万户的“煤改电”改造工作,预计到2020年全市平原地区基本实现“无煤化”。[1]

“煤改电”前后对比

图:“煤改电”前后对比

目前,“煤改电”后最常用的采暖方式是“储热式电暖气”的电采暖。但是,电采暖不仅会造成能源的严重浪费,而且还需要大幅度增加用户供电容量;此外,近些年京郊农户试用的“储热式电暖气”存在效果不佳的问题。

江亿院士:用空气源热泵实现“煤改电”

图:江亿院士:用空气源热泵实现“煤改电”

在这种情况下,空调采暖(即:“空气源热泵”采暖)作为“煤改电”的标配将是大势所趋。但是,采用空气源热泵供暖,仍需解决如下问题:[2]

1、室外机结霜问题

空气源热泵外机冬季易结霜,制热效果恶化,造成冬季空调耗电量偏大,这一问题在冬季湿度大的地区尤为严重。幸庆的是,京津冀地处黄河以北,天气干燥,通过有效的化霜措施可以较好地解决结霜问题

2、低温环境COP较低

北京冬天的室外温度一般在-15℃左右,温度太低可能导致空调室外机不能正常运行。因此,在北方地区,采用空气源热泵供暖,应注意采用双级压缩转子式压缩机,可以在-20℃下正常工作,COP>2.5。

双级压缩与单级压缩比较

图:双级压缩与单级压缩比较

3、空调吹热风不舒适

对于室内温度纵向梯度太大、吹热风不合适的问题,可以改为下送风,完全消除纵向温度梯度,甚至于下热上凉,无吹风感。

4、无法兼顾夏季空调制冷的功能

用于农村地区供暖的家用空调,应该被称为“空气源热泵热风机”。室外温度低不会被称为供暖型热泵的技术障碍,前提是不应要求供暖型热泵同时满足空调制冷的技术条件,把功能定位于专门用于供热则可大大降低热泵的设计难度。

5、是否可享受峰谷电价及政策补贴

采用了双级压缩技术的压缩机,在-20℃环境下,可以利用1份电能产生2.5份以上的热量(COP > 2.5),假设北京整个采暖季空气源热泵COP=3.0。

北京采用阶梯电价(第一档:Q≤2880度/年,0.48元/度;第二档:2880度/年<Q≤4800度/年,0.53元/度;第三档:Q>4800度/年,0.78元/度)[3]。

即使采用空气源热泵采暖,用户年用电量一般也远超过第三档,平均电价0.7元/度左右,折算为“电采暖”的电价为0.7/3.0=0.23元/度。然而,目前“储热式电暖气”可享受峰谷电价+政策补贴,电价仅0.1元/度[4]。因此,若空气源热泵采暖不能享受政策补贴,和“储热式电暖气”相比,并不具备经济性。

6、增加电网白天用电负担

由于空气源热泵采暖无“储热”功能,家里一直有人时甚至需要24小时连续运行,不能很好利用“峰谷电价”,会增加市政电网负担

参考资料:
[1] 北京青年报:北京平原地区2020年实现无煤化
[2] 本刊编辑部. 江亿:空气源热泵——“煤改电”的标配[J]. 供热制冷,2016,09:52.
[3] 北京本地宝:北京阶梯电价标准一览表及怎么计算(图)
[4] 人民网:北京煤改电 电费每度只需0.1元

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