实现“双碳”目标,能源是主战场。能源结构调整乃至能源体系的升级换代都蕴藏着促进产业优化升级,塑造发展新动能新优势。
作为能源系统的重要组成部分,城市供热也在迭代升级,满足采暖需求的同时,还要满足低碳、高效、经济的需求,创造越来越多的更加低碳,更加节能的使用场景。
5月11日,聚焦高效、低碳、经济三大要素价值需求,美的楼宇科技在中国供热展期间,对外发布全场景绿色供热解决方案,其覆盖场景包括楼盘配套、户式供热、小区及村庄供热、区域能源站、农林牧渔、工业园区、商业综合体等,推动供热产业转型升级,赋能各行各业高质量发展。
图为:中国国际供热展 美的楼宇科技展区
图为:美的全场景绿色供热解决方案发布仪式
不久前,美的楼宇科技发布GREEN FOR ONE双碳战略,此次的全场景绿色供热解决方案早已在规划之中。伴随着美的向智慧楼宇解决方案服务商的转型,其供热领域的业务,也逐步实现设备售卖到空间解决方案的进化升级。
从终端用户需求出发
在美的看来,硬件热泵产品是解决方案的核心竞争力。作为美的旗下专注于暖通解决方案服务商,美的楼宇科技以完善的产业链与丰富的产品线,持续不断地在医疗、院校、园区、基建等领域推广应用。
图为:美的多场景热泵解决方案
与传统的供热手段直接将煤炭、天然气等一次能源直接转化为电力的原理不同。热泵本身并不生产热量,而是在电力的驱动下,将热量移动到更被需要的地方去,被誉为热量的“搬运工”。也正因此,这一更加直接的转化过程避免了能量形态转化中的大量损耗,直接提升了能源利用效率。随着双碳政策拉开了能源系统高效化、洁净化变革的序幕,未来的十年,也被认为是热泵产业蓬勃发展的十年。
事实上,早在多年前,在环境政策的推动下,美的就认为传统供热模式已无法满足所有应用场景的需求。因此,美的基于自身优势产品为和用户最终需求的变革,打造覆盖工业、商业、住宅、农业等不同场景的多套全场景解决方案,是美的本次发布的最终考量。
如何做到根植于用户需求?美的楼宇科技水机产品公司研发总监骆名文表示,解决方案的创新,根本要考虑帮助场景解决怎样的问题。以工业为例,其碳排放占据全社会总量的近60%,同时具有较高的能源成本敏感性,因此要从降本增效出发,通过合理的系统匹配,采用高温螺杆热泵、空气源热泵与节能控制系统的组合,同时可融合余热回收系统。此外,针对工业场景有着较为复杂的运营管理,方案可结合美的自身研发的CPC智能控制系统,针对不同的温度条件,可单独或与低温空气源热泵耦合运行,极大提升能源利用效率。
图文:美的楼宇科技水机产品公司研发总监 骆名文
现场讲解美的多场景热泵解决方案
与工业截然不同的是,农牧渔场景碳排放尚未被列入重点监管行业,但多样化的水质环境,对设备可靠性有着较高的要求。美的采用水侧套管换热器,集中排水、轮换化霜等措施,让设备更加耐压耐腐。例如,美的为农业场景打造的单热烈焰系列实现了供暖/制热水一机两用,低温耦合/高温直供多种模式,在南北方均有较强的适应性。
此外,学校、度假村、医院、洗浴中心等场景,不仅随时有大量热水需求,更对产品洁净度、适应性有着极高的需求。美的直热循环系列热泵,实现增压&循环泵二合一,不仅兼容南、北方气温条件,更具有多段定时定温功能集中用水和随时用水场景,满足了大用水量、洁净用水的需求。
即便是无热力管网覆盖、输配管径小、末端多元化的分布式集中供热等特殊场景,美的也有相应对策。美的采取烈焰进行分布式集中供热+智能管理APP+多元末端相集成的形式实现精准温控。同时,可实现空气源烈焰与高温螺杆或高温离心热泵耦合供热,解决长距离输送和高温热水需求难题。即便是在诸如矿井等特殊环境,美的热泵依旧有着发挥的空间,美的空气源烈焰+空调箱组合方案,同时实现乏气回收热量,防爆的同时,保证设备高效节能。
由产品走向全场景的转变,佐证了“把复杂留给美的,让用户更简单”的品牌理念。如今,其业务涵盖了离心热泵、磁悬浮热泵、螺杆热泵、涡旋热泵等,覆盖不同制热量和能力段、多种热源利用形式的热泵产品,形成了全场景解决方案的护城河。自该理念提出以来,美的供热解决方案持续成长,在不少领域落地。2022年美的在中国中央空调出口总额中占比为29%,位列第一,其中仅空气源热泵产品的出口就同比增长超过160%。
城市供热系统的变革将带来巨大的减碳空间,而眼下,正是走向更广阔城市空间的最好时机。
打造稳定可靠的品质保证
一台汽车最快不到 24 小时就可以从零部件变成整机下线,但相比之下,热泵缺更加复杂。由于使用条件往往存在于各种极端环境,也正因此,新品的迭代,要经历不同工况,不同材料的严格测试,去发掘和执行每一个微小细节的提升,往往一次测试周期往往就要超过半年以上,出场设备要经历各种复杂工况验证。
这两年,美的楼宇科技的热泵产品研发版图,不仅囊括了西部炎热的沙漠盆地,也包括高寒高海拔地区。在这个长流程、高要求、大规模的研发竞赛中,美的空气源热泵先后获评“教育部高等学校科学研究优秀成果”中国节能协会“节能减排科技进步奖”“广东省优秀科技成果”,省部级奖项的数量在行业名列前茅,为用户带来的不仅是终端用户的舒适体验,更多的是稳定可靠的品质保证。
在漠河境内的北极村,美的联合了赛宝研究所展开产品测试。这里一年中有8个月处于冬季,极端气温环境长达4个月以上。零下40℃的低温对多联机和空气源热泵产品整机运行的化霜能力的考验是严峻的,同时考验的还有极寒环境下产品低温制热性能的严苛检测。据美的楼宇科技教授级高级工程师张光鹏博士介绍:“一方面要在实验室内手动模拟冻雨等复杂环境,另一方面,产品也要到实地去经历复杂工况的测试。环境范围囊括了温零下30度到50度的气温,25度到60度的水温,同时还要进行冻雨模拟、干燥模拟等极端气候测试,测试周期达到半年以上,设备要经历的这样的打磨。”
在这样的严苛测试条件下,美的在热泵产品核心部件积淀了海量的专利技术,掌握了关键设备的修改、优化能力,不断突破新的标准。以天氟地水系统为例,采用直流变频压缩机、直流变频电机和搭配直流变频的室内机,喷气增焓加持,降低了直流、交流转换的能量消耗。此外,室内机换热器搭载了C形换热器一体式设计,同比行业主流V型换热器平均提升8.15%,整套机组APF最高可做到5.3,IPLV最高做到7.5,让整套系统在能效上遥遥领先行业均值。此外,在设计上,美的以释放用户空间价值为本,天氟地水搭配的室内机全系列内机厚度深度大大降低,从设计上和安装上都释放了吊顶空间。
图为:美的全变频空气源热泵两联供机组
也正因此,美的眼中的产品价值,正在从产品生产到产品创造,从市场销售到标准引领。2016年,由于京津冀遭遇大范围雾霾,燃煤污染与降霾需求形成了突出矛盾,“煤改电”被深入推广。彼时,住建部与中国节能协会热泵专委会等部门合作,将空气源热泵供热产品纳入了可再生能源产品范围,在该项政策的强力推动下,逐步确定了以“空气源热泵为主”的清洁取暖技术路线,为以点带面把热泵供暖推广到全国“煤改电”打下了坚实的基础,美的亦是这项政策的重要参与者和推动者。
业内人士称,热泵行业具有较高的技术壁垒和经验壁垒,眼下,行业产能将逐步集中于头部企业。许多企业已经在试图摆脱低端发展模式,以适应用户的对低碳、高效、经济的进阶需求,探寻着更多的解决方案和应用场景。
光储热柔,“碳”寻更多可能
技术能力不再成为企业与行业的发展阻力,美的楼宇科技也在不断拓宽自己固有的优势领域。2021年,美的楼宇科技研究院成立,并发布iBUILDING美的楼宇数字化平台。基于iBUILDING打造的数字化底层能力,美的全系列热泵产品不仅能实现多个城市配套场景的深度定制,还能实时监控能源、温度数据,设备行为,供暖需求曲线,为用户降本增效。同时,智能识别系统情况,防止冻管、堵管、缺水、干烧等问题的发生。
图为:美的光储热柔综合能源解决方案展区
与供热全场景解决方案同时发布的,还有全场景光储热柔解决方案。发布会上,美的楼宇科技数字化业务架构中心负责人王坐中表示,iBUILDING美的楼宇数字化平台已孵化出多个楼宇减碳方式,其中即包括光储热柔。以iBUILDING数字化平台为底座,从建筑出发,重新定义着建筑楼宇的未来能力,通过暖通空调的建筑负荷感知与预测技术,系统可以精准进行预冷预热控制,提高使用舒适度,同时实现光伏-储能-热泵/空调等用能设施耦合控制。
图为:美的楼宇科技数字化业务架构中心负责人王坐中
现场讲解美的光储热柔解决方案
光伏、热泵、储能不是简单的产品组合,而是通过“数字化”技术,实现1+1+1>3的解决方案。如果说“柔性控制”是这套解决方案的核心竞争力,那对于终端用户,它又能带来怎样的价值?对此,美的也给出了自己的答案。
一是增加绿电的消纳,达到整体绿色低碳。柔性智能的方案能够更好地发挥算法能力,可以根据当地电价情况及用户用电曲线智能生成能源控制策略,光储热柔系统可以智能生成控制策略,利用峰谷电价、峰平电价,获取最大电价收益,光储的最优配置又使得光伏绿电100%自发自用,整体达到高效绿色低碳。
二是实现绿色低碳的运维。以服务区充电站场景为例,随着光储充系统被越来越多的应用到高速服务区,柔性算法会结合电价情况、服务站用电曲线、新能源汽车充电数量,智能生成能源控制策略,实现服务站动态削峰增容,实现服务站绿色低碳运维。
三是降低终端业主的运营成本。提高运维效率。整套方案可根据现场勘测、实际用电负荷、用电需求、空调热水需求、电价政策等内容,然后定制整套的光储热柔解决方案。在空调系统上,能够提供设备级、系统级的方案,能效较常规系统提高20%以上,为物业人员简化运维、方便管理;为消费者,我们提供舒适健康的购物体验,同时,降低城市商业综合体、办公楼的运营成本。,
在上述场景的基础上,基于iBUILDING的柔性控制,也在由此及彼,由近及远,走向了虚拟电厂,走向更多的领域,实时负荷全面在线监测,及时进行需求响应,助推国家用电侧改革。
在王坐中看来,当前,光储热柔的推广,已经拥有了良好的政策环境,在我国能源管理体制改革下,电、水、气、热(冷)等不同品类由分散管理转向相对集中的统一的管理已是重要趋势,未来,建筑能源生产、消费的边界逐渐模糊,新的建筑能源系统重新定义建筑的减碳方式。
回过头看,由产品到全场景解决方案,美的在供热产业近几年的足迹,佐证了美的产业蓝图的构建路线图。可以肯定的是,为用户带来高效、低碳、经济的舒适空间,美的的探索不会止步,也将重新定义建筑简单的新方式。
