地大熱能：什么叫“熱泵+”模式？熱泵眾所周知，是一種將熱能從低品位提升到高品位的高效低碳的供能方式，在建筑界里是實(shí)現(xiàn)碳中和的重要途徑。歐洲在俄烏沖突之后，把熱泵提升到一個(gè)新的高度，制定了很詳細(xì)的推廣熱泵的時(shí)間圖和技術(shù)路線圖。但是熱泵通常的熱源有空氣源、地熱源等可再生能源以及余熱廢熱，來自于工廠或者一些工業(yè)，但是它是有分散性、間歇性和隨機(jī)性，存在源測熱流密度相對較低，同時(shí)波動(dòng)大、初投資高等問題。

具體典型的方式，比如說地源熱泵+太陽能+蓄能，地源熱泵+燃?xì)忮仩t+市政+蓄能，工業(yè)余熱+空氣源熱泵+冷水機(jī)組，同時(shí)還可以是地源和空氣源+蓄能，以及和傳統(tǒng)的熱泵+冷卻塔+蓄能，燃?xì)忮仩t+蓄能，空氣源熱泵+太陽能+蓄能，還有燃?xì)馊?lián)供和以熱泵+組成這樣一個(gè)新的系統(tǒng)。

另外，可再生能源剛才講了它的不穩(wěn)定性、間歇性、能量密度低的問題。如果我們和不同的組合在一起，把它的各種形式可以按照工程現(xiàn)場的實(shí)際進(jìn)行組合，就可以互為補(bǔ)充、互為耦合，保證系統(tǒng)的供熱供冷的可靠性，同時(shí)最大化利用可再生能源，時(shí)間關(guān)系不展開中間具體怎么做。

同時(shí)我們?nèi)绻眯钅?，剛才講了產(chǎn)能或者供熱供冷，如果把蓄能結(jié)合在一起，特別是利用電力的峰谷差價(jià)，我們可以有效地平衡電網(wǎng)，降低整個(gè)供冷供熱系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。這就是熱泵+的組成、熱泵+的特點(diǎn)。這是第一部分。

第二部分，如何把熱泵+系統(tǒng)做好?我們做了一些工作，這個(gè)工作是一種系統(tǒng)化的工作。從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行到優(yōu)化全過程，這個(gè)過程又分很多階段，我們把不同的階段都做了相關(guān)的研究和開發(fā)的技術(shù)，完整地建立起來了，不展開講。怎么建立起來了?比如我們建立一套完整的模型，可以預(yù)測建筑的冷熱、電的負(fù)荷，負(fù)荷比較真實(shí)地反映一個(gè)大的建筑群或者一個(gè)小的區(qū)域，比傳統(tǒng)的預(yù)測方法更加準(zhǔn)確，而且更符合實(shí)際。

第二，我們在這個(gè)負(fù)荷的預(yù)測，實(shí)際上方法本身來講是它一個(gè)動(dòng)態(tài)的，我們開發(fā)了一個(gè)冷熱動(dòng)態(tài)負(fù)荷因子數(shù)據(jù)庫和建筑群負(fù)荷的集合尋優(yōu)的工具。在此基礎(chǔ)上做了一個(gè)仿真系統(tǒng)，各種系統(tǒng)組合在一起到底誰優(yōu)，根據(jù)項(xiàng)目可以做一個(gè)仿真平臺(tái)，通過仿真平臺(tái)從設(shè)計(jì)階段講提供一個(gè)最優(yōu)的配置。

同時(shí)我們針對很多可再生能源現(xiàn)場的資源測試和系統(tǒng)的測試結(jié)果，還可以反饋回這個(gè)平臺(tái)，不斷修正這個(gè)平臺(tái)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性。這樣一來，我們就可以更好地利用這些進(jìn)行大型的、區(qū)域的熱泵+系統(tǒng)的規(guī)劃，同時(shí)我們也開發(fā)了一套完整的工具，對這種復(fù)合系統(tǒng)到底怎么定量地評價(jià)好與壞，投資省是一方面，運(yùn)行省也是一方面，同時(shí)還有可靠性、環(huán)境友好性等等，通過不同的指標(biāo)體系進(jìn)行綜合評價(jià)，這里有一套評價(jià)的方式方法。

濟(jì)寧文化中心這個(gè)項(xiàng)目有很多具體的參數(shù)，簡單講，地源熱泵的參數(shù)我們得到了巖土體的綜合導(dǎo)熱系數(shù)2.83W/(m.K)，我們做了2700個(gè)雙U型的換熱孔，孔深120m，間距5m，包括對它的負(fù)荷進(jìn)行了準(zhǔn)確的預(yù)判。設(shè)備也是用了不同的組合，包括用了離心式熱泵機(jī)組和螺桿式機(jī)組進(jìn)行組合。效果是什么情況？這個(gè)已經(jīng)應(yīng)用了四年，我們進(jìn)行了全年的監(jiān)測，監(jiān)測是實(shí)時(shí)的，監(jiān)測的結(jié)果整個(gè)“熱泵+”系統(tǒng)的制熱性能系數(shù)達(dá)到3.6，系統(tǒng)的制冷系數(shù)達(dá)到4.4，明顯高于國內(nèi)平均水平。

第二個(gè)項(xiàng)目再介紹一下我們做了多年的曲阜市人民醫(yī)院，醫(yī)院通常是由急診樓、病房樓、門診樓還有一些宿舍綜合體組成，有10萬平方米，采用的是熱泵+燃?xì)忮仩t+太陽能組合的一套分布式的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)總冷負(fù)荷9000千瓦，總熱負(fù)荷8500千瓦，這個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行大概有六年了，我們也獲過相關(guān)的獎(jiǎng)項(xiàng)。這里主要講的是優(yōu)化，我們通過前面講的優(yōu)化工具和手段，如果進(jìn)行一些比較，我們可以看出來，比如說地源熱泵的占比，制熱占比13%，鍋爐占56%，太陽能占25%。這里需要說明的是投資當(dāng)時(shí)是受限的，所以投資為最低是當(dāng)時(shí)業(yè)主投資的要求，所以優(yōu)化的軟件是可以把目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整的，這樣下來它的可再生能源利用率可以達(dá)到近25%，夏季的運(yùn)行費(fèi)用12塊錢，冬季的運(yùn)行費(fèi)用11塊錢左右，這個(gè)和前面不一樣，因?yàn)橥顿Y方需要的是投資最少。

它的系統(tǒng)的測試結(jié)果不光都是設(shè)計(jì)完成，它的冷源的能效比達(dá)到4.92，這個(gè)效果是相當(dāng)不錯(cuò)的，在大型的以熱泵+為主的系統(tǒng)中，取得了良好的效果。通過計(jì)算和運(yùn)行來進(jìn)行比較，我們也可以看，事先做的這種優(yōu)化模擬計(jì)算和最后的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)基本在7%～8%的誤差，所以說這個(gè)從設(shè)計(jì)、優(yōu)化到運(yùn)行是相互吻合的，所以這個(gè)互補(bǔ)的多能源的系統(tǒng)是比較成功的應(yīng)用，但是它又滿足了業(yè)主投資最省，否則還有其他的優(yōu)化目標(biāo)。

貴州冬天非常濕冷，這種濕冷在中國獨(dú)一無二，這個(gè)地區(qū)非常特別，我冬季也去過，極其難受，某種意義上講，比北京還要難受。這個(gè)系統(tǒng)通過大量河水源做機(jī)載，我們也做了一些相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的測試，包括河水溫度的變化、河水的流量等等。這個(gè)運(yùn)行項(xiàng)目已經(jīng)有好幾年了，通過整個(gè)這幾年的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果來看，河水源熱泵系統(tǒng)常規(guī)運(yùn)行工況可以達(dá)到5.15的能效比，整個(gè)如果加起來，我們可以看到供暖季的平均COP4.1，這都是長期監(jiān)測的結(jié)果，真實(shí)的數(shù)據(jù)。

另外講一個(gè)我們正在做的，還沒有在實(shí)施的，也是一個(gè)“熱泵+”的系統(tǒng)，今天面對低碳、零碳的這樣一個(gè)發(fā)展目標(biāo)，它也是一個(gè)地源熱泵+蓄能+常規(guī)的冷熱水機(jī)組，這個(gè)面積也很大，近140萬平方米，具體來講它有一些配置，時(shí)間關(guān)系不展開了。

熱泵代表了未來供暖發(fā)展方向，“熱泵+”系統(tǒng)是多贏的，可以實(shí)現(xiàn)清潔化，同時(shí)還可以和電力系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同，當(dāng)然要想做好“熱泵+”系統(tǒng)仍然要堅(jiān)持做好因地制宜的原則，才能讓經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)境多方面共同得到保障和發(fā)展。