09.02 國家“煤改電”為何重用空氣源熱泵？

根據國家十部委清潔取暖規劃給出清潔取暖的目標，到2021年，清潔取暖率為70%。電供暖要達15億平米，其中熱泵供暖5億平米。而在實際改造中，空氣源熱泵火爆全國，目前已經形成了每年超過200億的“煤改空氣源熱泵”市場。而

同為清潔高效的可再生能源應用，境遇如此不同。這中間，有何技術、政策、市場的根本原因呢？我們今天，就結合多位業界專家的觀點，來看看這個問題。

兩大因素制約地源熱泵

對這個問題，中國建築科學研究院建築環境與節能研究院院長，徐偉在接受媒體採訪時表示：地源熱泵之所以顯示度不高，與“經濟成本”和“時間成本”有很大的關聯。[1]

第一是時間成本。根據國家發展改革委的方案來計算，2017年-2021年這四年裡，北方煤改清潔採暖示範城市實際只有三年時間來完成，每年都有每年的改造計劃，時間非常緊。而地源熱泵系統從最初的規劃，到系統設計、方案選擇、落地實施，中間還有安裝和調試，整個建設週期很長。在短時間內完成較多戶數、較大面積，會相對困難。但政府每年煤改清潔能源計劃中，短時間內要完成多少數量，這是有時間要求的。

第二是經濟成本。在城市開發建設裡，尤其近十年來房價普遍大漲後，地源熱泵系統的造價在整個房屋的開發成本中，佔比已越來越小，因此並不是開發商和用戶不選用的主要原因。在寸土寸金的城市中，有沒有足夠的空間來鋪設安裝地埋管換熱器，已成為阻撓用戶使用地源熱泵的重要原因。但在農村，恰恰是空間沒有問題，而造價是主要問題，老百姓對價格的敏感度非常高，因此對目前整個村、鎮這一級推廣和應用來說，初投資成本過高，必然會制約地源熱泵的應用和發展。

據徐院長介紹，理論來說，地源熱泵在各類供暖方式中，它的運行成本是最經濟的。但是如果將時間、空間、經濟、運營等多種因素混合在一起，作為政府部門或者實施單位，只能選擇在約束的條件下去完成，造成現在地源熱泵推廣量佔比較低。即使在擁有政策扶持和民眾接受度較高的首都北京，地源熱泵佔比也不會超過5%，大概也就3%左右。

河北燃氣協會、河北省城鎮供熱協會的相關文件也顯示：除了地源熱泵侷限性較多之外，其他熱泵形式，也都因為自身的缺點難以在此輪改造中大面積推廣。汙水源熱泵主要受汙水量限制，供熱面積有限；水源熱泵需要打井並且進行回灌，容易造成地下水汙染和水資源管理失控；另外，水源熱泵和地源熱泵多年使用後，很容易發生地溫平衡被破壞的情況，效能遞減，目前已有許多熱源井報廢的案例。[2]

空氣源熱泵獲重用的原因

而空氣源熱泵，由於其熱量來源於大氣環境中，所以不可避免的受氣溫變化影響較大，熱泵設備的選擇非常關鍵，必須充分考慮地區氣溫適用範圍，而且要注意輔熱熱源的選擇和配合，以起到保障低溫供熱和降低設備總投資的雙重目的。

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但是，空氣源熱泵卻依然在此輪改造中獲得大量應用，爆火程度不僅遙遙領先其他熱泵形式，甚至蓋過了其他任何一種電熱應用。不僅北京強制要求空氣源熱泵在“煤改清潔能源”中要佔比超過85%，很多地方政府也把空氣源熱泵和熱泵熱風機作為改造的首要選擇。那空氣源熱泵有何優點呢？

究其原因，還是因為近年來我國在空氣源熱泵方向的技術進步迅速，通過新的壓縮機技術、變頻技術和新的系統形式，很多品牌的機器都已經能夠滿足﹣35℃以上的低溫環境穩定供熱。在-20℃下，空氣源熱泵的COP已經可以達到2，制熱量也可達到標稱工況的70%以上。這就使得空氣源熱泵在絕大多數地區都可以作為高效的電﹣熱轉換方式，為建築提供供暖熱量。中國的空氣源熱泵技術目前處於國際領先地位。

另外還具有以下優點：

一是使用過程中環保無排放；

二是使用時間、地點、規模不限，單間、單戶、整棟建築均可使用，特別適合低溫採暖的庫房、車間，有寒假的學校等遠離熱網和沒有其他熱源的區域；

三是可調控性好，適於小區智能供熱管理；

四是可靠性高，電氣設備和線路日常維護簡便費用低；

五是計量準確，特別有利於用戶行為節能，方便收費管理。

兩大領域空氣源熱泵大顯身手

目前主要供熱方式包括集中供熱、分佈式供熱和分散戶式供熱三種供熱方式。其中，分佈式供熱和分散戶式供熱領域，空氣源熱泵大顯身手。

分佈式供熱最適合採用居住建築、公共建築、廠礦、學校等建築採用清潔能源供熱。理論上分佈式供熱最適合採用以熱泵、燃氣（油）鍋爐、電鍋爐、地熱能為[熱泵市場 水印]熱源對一個或幾個小區供熱，直接換熱成溫度和壓力較低的熱水，通過二次管網送到最終熱力用戶，溫度壓力低，熱損小，運行安全隱患少，熱效率高。在實際應用中，由於初投資費用、建設週期、運行費用、能源保障等諸多因素，空氣源熱泵的在分佈式供熱領域應用較多。

在管理上，採用小區管理模式，即一個或幾個相鄰的小區甚至單棟建築，建設一個鍋爐房或換熱站，集中管理供熱，所以也成為小集中分佈式供熱。只有二次熱力管網沒有一次熱力管網，供熱管理難度降低，可靠性和安全性提高。目前已經禁止建設燃煤的小區鍋爐房。

分散式戶式供熱最適合傳統分散居住的農戶、偏遠的學校、廠礦、倉儲等建築，用戶直接採用空氣源熱泵（水系統和熱風機）、燃煤爐具、電暖氣、發熱電纜、碳纖維發熱材料等熱源供熱。一般不適合地熱能、汙水源、水源和地源熱泵等，而且燃煤和燃氣直排無法做到清潔排放。分散戶式供熱的好處是：沒有熱力管網，沒有供熱管理問題，收費按電錶或氣表計量，最適合行為節能管理。