碳中和制冷技术发展论坛 - “ 热泵与碳中和”分论坛 双碳背景下热泵在湿度控制技术的应用 CONTANTS 目录 1. 技术和市场背景 2. 技术发展现状 3. 技术课题和展望 4. 总结 报告内容 CONTANTS 高效空调技术研究是碳中和背景下提高建筑能效的最重要发展趋势。 降低建筑负荷需求→超低能耗建筑的推行 提高暖通系统生产力→进一步提高暖通系统能效 碳中和背景下，多地发布超低能耗 ~20℃) → 潜热无法得到有效处理，室内潮湿 Case2 （现状）： 蒸发温度根据潜热负荷控制（ ~7℃) → 显热被过度处理，室内较冷 （造成空调频繁启停，能效低下的原因 之一） 传统热泵空调系统通过低蒸发温度下冷凝除湿集中处理显热和潜热负荷 → 室内舒适性无法得到完美解决的同时，制冷循环能效因为蒸发温度限制而无法进一步提 升 潜热 显热 潜热 显热 其中可以高效处理显热和潜热负荷的新风机是主要差异点 1. 技术和市场背景 - 国内家用新风产 品 7 日本市场对建筑节能和舒适性的重视，促使更多厂商投入新风调湿市场 中 全热回收结合吸附除湿是采用较多的技术方案 采用热泵技术为系统提供冷热源是共识 技术和市场背景 - 日本新风产 品 1. 8 CONTANTS 目录 1. 技术和市场背景 - 双碳背景下提出新产品需求 2. 技术发展现状 3. 技术课题和展望

6792 中 国 电 机 工 程 学 报 第 39 卷 备等供应；热/热水供应可来自热电联产(combined heat and power，CHP)单元、燃气锅炉、地源热泵系 统等。系统可配备蓄电/热装置，通过其不同时段的 蓄能和释能，提升系统运行调节的灵活性[11-12]。为 发挥 CIES 优势，需要制定合理有效的调度策略协 调多种设备的运行。 目前，对 成本的降低。文献[15]采用能源集线器模型，在对 系统详细建模的基础上，以日运行费用最小为目标 实现电、热、冷能的优化调度运行。文献[16]在分 时电价机制下，以调度周期内收益最大为目标，协 调电热泵、CHP 设备、辅助锅炉和蓄热、蓄电装置 的运行，满足建筑系统冷、热、电需求，获得了较 高供能效率。文献[17]在动态电价机制下基于楼宇 的蓄热特性，构建了 1 种虚拟储能系统模型，进而 进 CIES 结构组成及供能方式 本文以国家电网公司客户服务中心北方园区 供暖期(冬季)为例进行优化调度策略的研究。在该 园区供暖期，由外部电网和光伏系统满足电力需 求，采用 3 台螺杆式地源热泵主机、蓄热式电锅炉 系统(4 台承压电锅炉、3 台蓄热水箱)构建集中能源 站产生空调热水输送至各个楼宇，通过风机盘管满 足供热需求。同时太阳能热水系统和蓄热式电锅炉 系统为园区提供生活热水。供暖期系统供能结构见

） 作为分布式能源资源（DERs）的聚合体，在管理和利用表后灵活性方面扮演着 关键角色，为电网提供多重价值，并在全球范围内得到迅猛发展。 表后灵活性的价值 表后灵活性，通常来源于智能恒温器、热泵、具有能源管理系统的建筑以 及电池等储能设备所提供的可削减容量，通过 VPP 聚合后能够产生显著的系统 效益和客户利益。这些价值主要体现在以下几个方面：  提高电网可靠性和稳定性  VPP 效平衡供需。 聚合商在英国批发市场中的作用 聚合商在这一转型中扮演着关键角色。他们将小型、分散式能源资源 （DERs）——例如工业和商业消费者的需求侧响应、居民智能设备（如电动汽 车充电器、热泵）以及储能单元——汇集起来，形成一个集体性的灵活性来源， 为电网提供服务。从历史上看，这些独立聚合商，被称为虚拟牵头方（VLPs）， 其参与范围主要局限于平衡机制（BM），在此机制中，他们响应国家电网的直 日生效，标志着监管方面开启了智能能源落地实施，电力供应商 必须在 2025 年 1 月 1 日前提供动态电价套餐支持。 其核心内容包括：  可控消耗设备：《能源产业法》（EnWG）第 14a 条规定，可以灵活控制 热泵、电力存储系统和电动汽车充电站等设备，以实现电网稳定和可再生 能源的整合。  前瞻性：第 14a 条 EnWG 是朝着分散和智能能源系统迈出的一步，在这个 系统中，消费遵循生产，可持续行为得到奖励。

and power，CHP)设备、电转 气(power to gas，P2G)设备、燃气锅炉(gas boiler， GB)，能源需求环节的中央空调(air conditioner，AC) 负荷、电热泵(electric heat pump，EHP)、吸收式制 冷机(absorption refrigerator，AF)等。此外，综合能 源系统还包括变压器(transformer，T)、换热器(heat 买电力、天然气、热力等能源资源，并整合自身的 风电、光伏资源，通过变压器、热电联产机组和燃 气锅炉等设备，将上述资源交换或转化为用户能够 利用的能量形式。在能源需求侧，用户利用其掌握 的电热泵、中央空调、吸收式制冷机和换热器等用 能耦合设备，采取合理、有利的用能方式消耗能源 供给侧输送的电能和热能，满足自身的电、热、冷 等需求。能源供给侧通过制定能源价格引导需求侧 参与系统优化运行，能源需求侧通过优化能源使用 源网络购买电力、天然气、热力等能源资源，通过 所管理能源转化设备，满足用户的多种用能需求， 可以建立能源供给侧的能量枢纽模型 C1 如式(1) 所示。 能价 负荷 换热器 中央 空调 吸收式 制冷机 电热泵 多能用户1 多能用户m … 变压器 热电 联产 燃气 锅炉 风机 光伏 系统运营商 电需求 热需求 冷需求 电 气 热 电能流 气能流 热能流 冷能流 信息流 Ee Eg

情况下叠加收入。 • 鼓励小规模用户的需求侧灵活性，向更大范围推行分时电价和动态定价方 案。为实现这一目的，可利用中国广泛部署的智能电表，并以自愿的方式 引入这些方案，重点关注电动汽车和热泵等灵活负载的用户。 • 通过针对性的运营和报偿模式促进自发自用，特别是在电网容量有限的地 区。这包括将分布式发电与柔性负荷和储能系统相结合，以及为新装机设 定最低自发自用门槛。在农村地区，加速电气化和使用智能需求管理有助 技术成本下降、支持性政策以及更广泛的能源系统趋势（如电气化和脱碳）共同 推动了这一扩张。例如，太阳能光伏发电的平准化成本从 2010 年到 2023 年下降 了 90%，使家庭和企业更容易获得太阳能。电动汽车、空调和热泵等电气化终端 用途的日益普及也加快了需求侧电气化的步伐，促使配电层面的用电量不断增加。 这一趋势在中国尤为明显。根据国际能源署的既定政策情景，由于建筑和公路交 通运输领域用电量激增以及工业电气化进程加快，中国到 大型装置提供市 场导向的普及条件。 虽然分布式风电目前在能源结构中占比较小，但近期出台的发展目标表明，尽管 其成本相对于太阳能光伏发电较高，但普及率可能会提高。与此同时，电动汽车、 空调和热泵等电气设备的广泛应用也大大加快了中国经济的电气化进程。2023 年， 电力占到了最终能源消费的 29%，远高于 20%的全球平均水平。 用户侧电池储能仍然主要集中在大型工商业用户中，这些用户寻求通过分时

兴业态，必将在其中发挥重要作用。 (1) 综合能源服务撬动用户侧能源转型 综合能源服务以优先利用可再生能源、追求系统能效提升为导向，这将有助于我国能 源供给脱碳与终端能效提升。目前，综合能源服务项目已广泛使用分布式光伏、热泵等可 再生能源开发利用技术，可有效促进用户侧能源供给脱碳与电气化水平提升；同时，可通 过综合能源服务企业的系统节能、智慧服务、精细运营有效促进终端用户的节能并提升能 效。综合能源服务业务贴近终 目为 改造类项目。 商业模式：能源站投资建设运营与托管服务 中国节能与综合能源服务产业发展研究 | 21 | 服务内容：服务企业以新建地源热泵 + 电锅炉 + 蓄能罐替代燃气锅炉 + 冷水机 组为园区提供冷热供应；新建太阳能集热器 + 热泵热水机组提供生活热水，实现了 对园区冷热供应中使用的化石能源的替代及多能互补；新建 0.15MW 光伏车棚及 0.3MW 屋顶分布式光伏，电力自发自用，使园区光伏装机达到 663 吨。 面向双碳的城市场景综合能源供给系统建设，以优先利用可再生能源、提升电气化水 平与能效提升为主要导向，以耦合多种能源利用与供给形式为特征。以目前的市场实践来 看，热泵作为城市供热脱碳的关键技术已经成为共识，以热泵为基础负荷，辅以包括化石 能源利用技术在内的其他调峰调节手段，利用储能蓄能技术移峰填谷降低运行成本并发挥 一定灵活性调节作用的城市综合能源冷热低碳供应解决方案已经基本成熟，除上述案例外，