郭泽强

摘 要 随着我国城市发展速度不断增快，清洁能源应用率也在不断提高，但现阶段清洁能源的应用技术和理念还不够成熟，在进行城市具体供热工作时，仍存在许多问题，为了更好地顺应现代化城市经济发展的要求，为供热能源的有效转变提供有效借鉴。本文对清洁能源应用于供热制冷系统中的作用进行总结和分析，结合能源综合应用的实践作为借鉴，为城市供热能源的有效选拔提供充足的供能方案借鉴，更好地节约能源并降低能源消耗和环境污染问题。

关键词 能源运用 供热制冷水平 清洁能源

中图分类号：TU83 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2021）10-0029-02

现代化的城市供热建设水平不断提升，通过集中性地能源供热和废物排放，减少使用煤炭锅炉进行取暖的方式，实现供暖技术的创新使用，优化新型供热系统，促进城市更好发展，应用清洁能源进行整合和燃烧供热，在大幅度降低能源浪费和不可再生能源使用量的同时，也是顺应国家绿色可持续发展，应用清洁能源进行生产生活的要求的体现。

1 发展清洁能源供热的重要性分析

供热系统的运行伴随着大量能源消耗和污染物的排放，污染物被直接排放于地面和空气中，造成了严重的土壤污染和空气质量水平下降，例如近年来雾霾现象持续不断，污染性供暖能源的使用严重影响着人们正常的生活，而应用新型能源，通过综合性能源应用检测，利用科学比例配比的清洁能源作为供热原料，在改变单一清洁能源运用中供热效果存在的漏洞的同时，实现了综合性能源应用，也是响应国家绿色健康生活，推进清洁能源发展的重要实践，为今后清洁能源的发展提供有益借鉴。

清洁能源属于环境友好型资源，在燃烧或其他使用过程中不会产生污染物，大大提高了环境质量水平，也是现代化绿色可持续发展的重点应用研究能源类型，如何更好地运用清洁能源，例如可再生能源的有效配比综合运用以提高能源利用效率，实现能源使用成本的降低显得尤为重要。

2 供热能源的种类及使用供暖能力评析

清洁能源种类较为复杂，包括的供暖项目也有许多类型，主要有电厂电热联合供电、锅炉供暖、渣水余热供暖、电蓄热锅炉、冷却水供热等供暖方式实现清洁能源对热量的供应。

2.1 电蓄热及空气源应用分析

采用空气源热泵的供暖方式，其装置安装具有充分的灵活性，且需要的建设资金较低，能够起到良好的节能作用。传统的空气源热泵应用存在一些缺点，例如可能会存在空气温度过低而出现机械结霜现象，影响热泵的正常使用。而现阶段通过应用蓄能新技术对热泵机械进行蓄能工作，能够在低温条件下提高热泵的表面温度，降低发烧结霜的可能性[1]。

本文主要介绍了采用新型蓄能技术在空气源热泵应用的几项注意事项：一是自行蓄热除霜系统建设工作，由于空气源热泵应用于寒冷的环境中，溫度过低将造成机械结霜的可能性，而将热泵机械内的蒸发器换为冷凝器，能够为机械产生更多的热量，降低机器产生霜体的可能性并降低在空气源热泵运行过程中生霜对整体机械应用的影响;二是蓄能技术应用范围较为广泛，可以通过太阳能或热水机机组的方式进行蓄能工作，更为节能环保，同时应用蓄能技术能够更好地对热气进行充足的供给工作，降低热量需求与供暖供给之间出现不平衡的可能性，为热泵系统电量负荷调节起到重要作用。

通过国内对显热蓄能工作的充分研究发现，应用蓄热水箱对传统的空气源热泵机械进行改造工作，对于提高热泵的制热效果，保障机械散热性能的更好发挥是非常重要的。通过相变蓄热除霜低谷电价储能供热工作，更好地实现空气源热泵的蓄能工作，采用双耦合电热泵机组，在耦合热泵的中间环路上设置蓄热水箱，利用热水箱中的热量进行机械除霜工作，同时也能提高双极耦合机组运行的稳定性。通过对中间水环路的改进以提高双极耦合机组在低温下的应用性能。

2.2 固体蓄热式电锅炉供暖工程

固体蓄热式电锅炉控制系统通常利用PLC控制器实现，该系统的优势在于抗干扰能力强、通用性强、编程难度小且结构简单等，因此成本更低，设计、调试和施工的周期也更短。系统对蓄热体温度、室内外温度、供回水压力与温度、送回温度等信号进行收集，依据室内外温度和实际运行情况对设备进行调控，使用户用热需求更好地得到满足。

固体蓄热式电锅炉供暖工程控制要求：循环水泵、补水泵和备用泵间自行切换，实现手动控制和自动控制功能;水泵都具有缺项保护、短路保护和过载保护功能;水泵若发生故障停止运行可手动进行复位操作;电锅炉具备缺项、短路、电流过流、断水、超压超温等保护功能，同时具有报警功能;当电锅炉负荷突然增大时很可能导致电网受到负面影响，因此电加热管分组进行加载，可以设置每组电加热管延迟启动时间，分组启动可手动或自动控制;可实现用户结合个人需求对蓄热和供热时间段的设定;电锅炉出水温度的控制可由用户自行控制。

固体蓄热式电锅炉如今应用较为广泛，在工程设计中电锅炉蓄热体数量偏少，气-水换热器设计和风机型号选择不够科学合理等问题时有发生，在固体蓄热式电锅炉运行过程中，放热周期完成前，供暖热负荷显然要比输出功率要高，而且高出几倍到十几倍，因此室内温度并不理想，蓄热量有效值也偏低，因此需要补热。固体蓄热式装置的主要构成部分包括配电柜、换热器、保温层、隔热层、通风道、循环风机和热电阻等。保温箱采用珍珠岩保温隔热材质制作而成，热能泄漏可以控制在每天低于2%的水平。蓄热砖材质以氧化镁为主要材料的高温烧结砖体，其熔点为 2540℃，沸点为 3520℃，长期安全使用温度可以达到 500～600℃，该材料的密度在 2.85g-3g/cm3，比热容在 0.3cal/g·℃，单位体积蓄热材料的蓄热能力约为常压水的17.5倍。固体氧化镁蓄热砖本身还是一种很好的高温绝缘材料，设备可以直接使用 10kV 高压电源作为加热电源。总之，固体氧化镁砖高温蓄热电装置可以更好地发挥出储能材料的性能，相应机房尺寸也可以缩小，对于降低工程造价是十分有利的。

加热材质为合金热电阻，使蓄热和放热性能更好。装置外壳采用镀锌钢板材质，并对其进行喷塑防腐处理。中央单元与其他构成部分协同配合运行，使机组整体实现经济、安全的运转。

固体蓄热式电锅炉装置由三个过程构成，分别为蓄热、运热和放热。热源为弃风电力，中央控制单元、水循环、空气循环和蓄热体是最主要的四个构成部分。工艺流程按照先加热、固体蓄热储存、取热、热交换和供热尾端的顺序进行。此项技术所处地区蓄热时间段通常在晚上23：00到第二天早上7：00点之间，低谷电持续8个小时，在此期间机组内热电阻完成电能向热能的转换，获取到的热量在氧化镁蓄热介质内进行存储，蓄热温度最高可以超过800℃以上。合金钢箱是用于存储蓄热的介质，在其内侧包裹多层保温隔热材质，使热量损失情况得以避免，进而提升热量利用率。可变速风机驱动空气使其在风道中循环，从高温蓄热砖经过将热量带走而得到高温空气，然后经由机组底部的气-水换热器实现热量向水循环系统的传递，循环水加热之后在循环泵的作用下向输热管线传递，最终完成供热。固体蓄热式电锅炉性能的评价指标有很多，其中有效蓄热量是最重要的指标之一。蓄热式电锅炉正常运行的状态下，一般电锅炉内部蓄热量有效性的评估和判断是通过换热器进出口的温差来进行的。固体蓄热式电锅炉蓄热性能可以通过有效蓄热量来体现，也就是有效蓄热量越大则固体蓄热式电锅炉蓄热性能越好，因此有效蓄热量的提升是固体蓄热式电锅炉设计和应用过程高度重视的内容，说明电能在使用的过程中会有很多热能提供给需求端应用，经济性更为显著[2]。

2.3 清洁能源供热的借鉴

采用清洁性的能源进行城市的供暖工作，能够最大限度地提高城市资源利用的环保和可持續性，是值得进行城市资源利用推广的供暖方法，对于更好的满足城市居民的供暖需求，并带动相关企业的良好发展，都是非常重要的。也是顺应我国绿色可持续发展要求的重要实践，国家也可采取一定的政策进行积极的鼓励和支持，推进新型清洁能源供热技术的不断提升。并提供一定的资金保障研究的顺利开展，同时可以建设多种供热方式相结合的供热体系，通过优化清洁能源供热系统，更好地提高城市供热水平，不断提升供热的安全稳定性，保障充足的热源储备，更好地满足居民的保暖需求。

同时城市可以建设充足的机房和蓄水池等基础性供暖设备，对于提高城市小区供热水平也是非常重要的。在进行供暖规划前，应设置热源供热的主要区域划分，并通过针对性的供暖设备建设，不断提高建筑的供暖水平。通过建设天然气、电蓄热等主要供热设备，为城市主要热源调配提供专业性的热量传递场所，为电蓄热供热方式的更好发展提供有益借鉴。确保充足的热量提供来源，也为城市供热安全水平的提高提供重要基础。

3 结语

现有的供热方式有许多种类，如何进行最科学节约的供热能源组合选择，简化供热步骤来适应不同情况下的供暖要求，运用多维度的指标对供热水平进行能源节约和清洁性的评价。通过对近年来供热方式的分析发现，采用集中性的大容量供暖能够更好地起到能源使用量的控制，达到整体性能源资源使用控制的目的，也为推进节约型能源运用提供良好基础，为可循环性环境建设打下良好基础。为能源节约性城市的更好发展提供借鉴，更好的满足居民美好生活需求。

参考文献：

[1] 周梅.能源转型背景下的新型供热系统构建[J].智能建筑与智慧城市，2021（06）：106-108.

[2] 刘强，梁晓云，王红，洪倩倩.北方清洁供暖现状和趋势分析[J].中国能源，2021（01）：17-22，41.