构建未来低碳供热系统的末端关键技术

供热系统变革历程

• 传统集中供热存在管网热损失问题，而分散供热适用于调节便利的热源（如天然气锅炉）。
• 北欧的第四代供热系统（4GDH）及适合中国的4GDH模式强调：
  • 利用清洁热源替代燃煤锅炉，以热电联产为主，结合工业余热、生活污水余热等低品位热源；
  • 多能互补，热电跨区域互联，楼宇式热力站优化调节，降低过量热损失；
  • 末端降低回水温度，实现大温差供热，提高余热利用效率。

末端关键减碳技术

• 降低回水温度的意义：提高供热系统效率，尤其适用于工业余热利用。
• 技术途径：
  • 优化调节：改善室内散热器系统，精细化调节，串级供热，通断调节；
  • 地板辐射采暖：如延吉市案例，严寒期回水温度达33.3℃，初末寒期更低；
  • 末端电热泵：严寒期COP达10（供1GJ热耗电28kWh），多级热泵IPLV可达12以上；
  • 吸收式换热器：
    • 第一类吸收式换热器实现极不匹配流体的换热；
    • 立式吸收式换热器（赤峰应用）性能提升30%，换热效能达1.267；
    • 楼宇式立式多段吸收式换热器占地1.5~3m²，取消庭院管网，单栋可调，电耗降低15.4%。

案例介绍：热电与新能

• 赤峰市供热现状：
  • 2023-2024采暖季供热面积6458万平米，热源供热功率2191MW；
  • 热电联产供热量减少导致缺口1459MW（供热量缺口1151万GJ）。
• 远期解决方案：
  • 工业余热（1189万GJ/年，占比36%）+跨季节储热（储热体量2450万m³）承担基础及调峰负荷；
  • 经济性：总投资53亿元，年节约燃煤51.2万吨，减排二氧化碳143.1万吨。
• 近期实施方案：
  • 回收赤峰云铜、金通铜业工业余热300MW，建设跨季节储热设施170MW；
  • 年回收工业余热552万GJ，节约燃煤22.1万吨，减排二氧化碳61.9万吨。
• 对比分析：
  • 楼宇式吸收式换热站（赤峰）较常规换热站电耗降低15.4%，换热效能提升；
  • 碳排放强度降至现状的1/10（17万吨/8000万平方米）。

总结

• 降低回水温度是提高输配效率、适应长距离输热的关键，尤其适用于工业余热热源；
• 技术途径包括优化调节、地板辐射、电热泵及吸收式换热器；
• 楼宇吸收式末端兼具灵活调节与低回水温度优势；
• 赤峰案例证明，楼宇吸收式末端+工业余热可大幅降低集中供热碳排放。