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我国现阶段城乡供暖技术现状与发展趋势

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2019年1月4日,呼和浩特市新城区红山口村的一位村民在给“土暖气”添煤的过程中,突然发生爆炸,这位村民当场被炸断手脚。而家住呼和浩

2019年1月4日,呼和浩特市新城区红山口村的一位村民在给“土暖气”添煤的过程中,突然发生爆炸,这位村民当场被炸断手脚。而家住呼和浩特市回民区攸攸板镇一间房村的村民王永贵的母亲,更为悲惨,她因“土暖气”突然爆炸,直接被炸死。


地域不平衡现象凸显

当地居民表示,之所以采用这种危险性颇高的烧煤取暖,是因为电取暖费用太高。近两年,多省市出台峰谷电价政策,给予优惠补贴,而该地区却还未享受到该政策带来的优惠,居民们为节省采暖支出,便用这种危险的“土暖气”来取暖。

实际上,这种非“煤改电”主战场的区域在推进清洁供暖的过程中一直都是被忽略的部分。在京津冀及周边地区居民享受“煤改电”巨额优惠补贴及带来的便利时,偏远地区电代煤取暖改造却举步难行,这种资源分配不合理、不平衡现象在清洁供热推进过程中较为普遍。

以北京地区为例,在2017年11月出台的《关于本市清洁采暖用电用气价格的通知》中,明确居民采暖季期间在享受夜间谷段电价0.3元/千瓦时的基础上,市、区两级财政另各补贴0.1元/千瓦时,最高补贴1万千瓦时。而对于清洁能源设备初装补贴,每户更是高达1.2万元,但这样高水平的补贴在经济欠发达地区则难以实现。


加快技术革新以降低成本

即使是享有丰厚清洁取暖补贴的地区,也面临可持续发展的挑战。据记者了解,某地已完成清洁供暖改造任务,但政府完成政绩后,并没有对已改用户持续维护与管理,村民面对高昂电采暖费用,纷纷弃用政府巨额补贴安装的取暖设备。该地曾耗费大量人力物力完成的清洁取改造工程,成了“空壳子”,这不只是阻碍推进清洁供暖的绊脚石,更是对国家资源的浪费。

对于国家力推的清洁取暖设备采暖成本达不到用户预算内的的不平衡真的就无计可施了吗?若要使采暖支出达到用户可承受范围,要么居民富起来,要么国家富起来,再就是技术强起来,把采暖费尽量降到最低。目前来看,加快技术革新来提升经济性是见效最快的解决方案。


现今采暖市场上各路采暖技术争相斗艳,也佐证了技术先行是清洁供暖的有力支撑。越来越多企业将视角转向储热技术与多能互补供暖技术的研发及应用,如“空气源热泵+”、“太阳能+”等。目的就是最大化利用有限资源,避免资源浪费,实现清洁能源集约性采暖,从而将取暖成本降至最低,使技术优势转化为经济优势。


转变观念加强宣导是基础

清洁供暖是民生工程,民生民生,即为民众谋福祉。这是关乎居民切身利益之事,民众只要接受了这个认知,推广也不是不可行之事。如何让百姓接受新型采暖模式,从根本转变观念,这一方面也要看政府做的“宣传功课”是否到位了。在基层特别是农村地区加强清洁供暖事业的宣导,应作为一项基础工作来抓。

另外,地方政府层面在落实相关政策时也不应唯政绩不唯民生。去年年底发生的“太原禁煤一刀切事件”、“煤改气未通学生受冻上课事件”,显然都是因为政府并没有将清洁供暖作为一项民生工程来抓,没有理解民生要义,忽略了“人情味儿”,只是盲目追赶政绩,对法令条文生搬硬套。


清洁供暖是一个涉及多方利益的大工程,庞大体系内的盘根错节便决定其不可能一蹴而就地完成,改造涉及范围之广,决定其必是一个缓慢的过程,清洁供暖只能在摸索中持续推进。而对于清洁取暖工作推进中出现的上述问题,实属事物发展的一般规律体现,应给予理性看待,务实解决。


推进北方地区建筑冬季清洁供暖,是重大的民生工程、民心工程。目前清洁供暖技术种类繁多,各具特点,其中集成储热技术的清洁供暖技术是研究热点。为了全面分析清洁供暖储热技术发展现状和趋势,本文分析并总结了清洁供暖技术、储热技术的性能特点和发展现状,并结合二者的性能,分析了典型清洁供暖储热技术发展现状和趋势。结果表明,清洁供暖技术分为清洁燃煤集中供暖技术、天然气供暖技术、电供暖技术和可再生能源等其他清洁供暖技术。


其中,利用相变储热技术的电供暖技术由于可以配合电网调峰,解决可再生能源电力波动性,受到了广泛的关注。储热技术分为显热储热技术、潜热储热技术和热化学储热技术。显热储热技术具有储热规模大、寿命长、成本低、技术成熟度高等优点,是研究最早、利用最广泛、最成熟的技术;潜热储热技术具有储热密度高、放热过程温度近乎恒定的优点,是目前主要研究和应用热点;热化学储热技术具有更大的能量储存密度可实现长期储存热能等优点,但处于实验室验证阶段。清洁供暖储热技术有逐步聚焦的趋势,主流技术包括水储热技术、高温固体电储热技术、相变电储热技术等。本研究可为我国北方清洁供暖技术设计和应用提供参考和依据。


供暖能耗大、污染重一直是我国北方地区打赢“蓝天保卫战”面临的主要问题之一。数据显示,我国北方地区城乡建筑取暖总面积达206亿m2,且83%采用燃煤取暖,年消耗4亿吨标煤,占一次能源消费的9.17%,其中约2亿吨标煤为污染严重的散烧煤,烟尘产生总量相当于工业用煤的2.7倍。燃煤供暖不仅影响人居环境的改善,而且是北方地区冬季雾霾天气的主要原因之一。推进北方地区建筑冬季清洁供暖,是重大的民生工程、民心工程。


低谷电能储热的清洁供暖技术不仅可有效平衡电网负荷,提高电网的效率利用率,还可利用低谷电价政策,实现分布式供暖的低成本运行,是清洁供暖技术领域的研究热点。目前电能相变储热的清洁供暖技术在国内外得到了应用。为了分析清洁供暖储热技术发展现状和趋势,本文首先对清洁供暖技术进行分析,总结现有清洁供暖技术形式及其特点。然后全面综述了储热技术的研究和发展现状,并在此基础上,结合清洁供暖技术和储热技术的特点,分析了典型面向清洁供暖的储热技术,为我国北方清洁供暖技术设计和应用提供参考和依据。


相变电储热技术

相变电储热技术是近些年开始发展的技术,具有储热密度高、储释热过程温度恒定等优点。目前,相变电储热技术结构主要有两种:一种是类似于水储热技术,将相变储热装置替代储水罐,在电价谷值时,开启电锅炉制热,并利用相变储热装置将热量进行储存,在电价峰值时,相变储热装置为建筑供暖;另一种类似于高温固体电储热技术,将相变材料做成相变材料砖,并放置于固体储热器中,在电价谷值时直接储存电加热装置的热量,在电价峰值时为建筑供暖。相变电储热装置在家用电采暖领域具有很大的应用价值。与高温固体电储热技术类似,我国相变电储热技术领域的研究也多为应用形式的设计和经济性的分析,需要加强对相变电储热传热机理等基础内容的研究。


天帅智能科技设计了一种集产热、储热、供热于一体的复合相变材料蓄热式电热供暖系统,利用缠绕方形翅片的换热盘管提高盘管与相变储热材料之间的换热效率。他们还提出一种油浸式相变储热电暖器,利用导热油完全浸泡相变储热模块,解决了目前储热式电暖器储热容量小、体积和重量大、导热性能不高等问题。同时设计了一种相变储热峰谷供暖系统,利用电加热管在谷电时为相变储热装置储热,在峰电时为用户端供暖。还设计一种由箱体、电加热装置、相变材料组成相变蓄热供暖装置,可利用相变材料将用电谷期的电能储存起来,然后在其他的时段输出并提供持续稳定的热水。在天津某商业建筑应用相变电储热技术,并发现该技术运行费用仅为燃气锅炉供暖系统的84.5%。


天帅智能科技开发了一种相变电储热装置,并应用于购物城,应用结果显示,该系统运行效率为97.5%,较原采暖系统运行费用可节省64%。对比了水蓄热技术和相变蓄热技术的区别,发现相变蓄热技术多为恒温放热,热稳定性优于水蓄热技术。尽管如此,但是相变蓄热材料成本较高,相变蓄热技术初投资高于其他技术,投资回报期也高于其他技术。

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