低温跨季节储热技术浅析

新能源分析 2024-07-03 16:41:35

低温跨季节储热技术将非采暖季的各类余热、太阳能等热量储存起来,用于采暖季供热,储热时间长达半年以上。该技术能够有效降低供热系统的碳排放。

目前,跨季节储热技术有高温储热和低温储热两种路线,分别以高温水池蓄热和地埋管蓄热为代表,应用领域也不相同。高温储热技术适用于大型的集中储热系统,低温储热技术更适用于中小型的分布式储热系统。本文重点介绍低温地埋管跨季节储热技术。

地埋管储热是土壤储热的一种形式,利用地埋管将热量传递给土壤储存。土壤受热能力差,该技术更适用于低温热量的储存,特别适用于低温余热、太阳能的储存。

地埋管储热温度低,因此取热量相对小,更适合分布式储能,特别是土地资源丰富的农村地区、郊区工厂等场所。农村地区可以采用PVT技术,将光伏发电的余热导入地下储存,相当于用地埋管给光伏板散热,提高发电效率;工厂可以将冷却水热量储存到地下,减少了冷却塔负荷,也降低了生产能耗和水耗,一举两得。

地埋管储热温度低,用热时需要采用热泵提温供热。可以使用谷电、光伏等低价电能驱动压缩式热泵产生热水,同时配合水箱等短时储热装置,保证供热品质;也可以采用蒸汽/热水驱动吸收式热泵吸收土壤热。

由于低温跨季节储热技术能够在冬季产生足够大的供热量,不仅能够满足自用热负荷,还可以给周边供热。特别是在集中供热热网末端的低密度区域,采用这种技术,不仅不需要热源供热,还可以通过热网反向向城区供热,进一步增加收益。

地埋管跨季节储热技术并不是很深奥的技术,其实已经在地源热泵系统中进行了应用。但是,单独的地源热泵系统,存在一些问题。

地源热泵系统,如果只是冬季供暖,土壤无法补充热量,地埋管温度会越来越低,严重影响供热效果;如果冬季供热、夏季制冷,运行效果会好很多,但是如果冷热量不匹配,还是会出问题,同时,同时具备冷、热需求的场合也不多。

不过,在冷热两用的地源热泵模式下,夏季制冷产生的冷却水进入地埋管散热,相当于将余热储存起来,冬季供热时再使用。这就形成了最简单的跨季节储热系统,也证明了地埋管低温跨季节储热技术的可行性。只要找到有合适的余热或太阳能低温热量的补充方法,就可以形成稳定运行的跨季节供热系统。

此外,低温跨季节储热系统中,地埋管不仅可以实现跨季节长时储热,还可以根据能源价格、余热来源(如太阳能等)等,进行短时储热,进一步降低运行成本。

低温跨季节储热技术将非采暖季的低温余热储存起来用于冬季供热,相较直接的余热供暖,供热能力成倍提升,能够大规模替代常规供热能源,降低供热碳排放,是供热领域重要的节能降碳技术。

此外,高温跨季节储热技术也在研发和示范工程建设过程中。相比低温跨季节储热技术,高温技术的规模大、散热量少,节能效果更明显。示范工程建设成功后,会引导供热节能市场开辟新的方向。

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