热泵系统节能资源调查与评估

本书是《电力需求侧管理资源调查系列丛书》之一，主要用于帮助用能企业了解自身企业的能效水平，完成节能诊断，以便提供切实可行的节能方案。 本书介绍了热泵系统的节能资源。从目前热泵技术的主要驱动能源出发，介绍通过节能改造或高效设备替换，在不减少热泵设备功能性前提下，获得的能源节约量，也即节能潜力。全书包括概述、热泵节能技术、热泵节能调查方法和流程、热泵节能资源评估、热泵节能资源调查案例，具体涵盖了热泵技术简介、热泵节能资源、热泵技术节能资源调查、 热泵主要技术难点、推荐节能技术、热泵改造调查工作流程等内容。

丛书前言
本书前言
第一章热泵系统节能资源概述1
第一节热泵技术简介1
第二节热泵节能资源11
第三节热泵技术节能资源调查15
第二章热泵节能技术17
第一节热泵技术发展趋势17
第二节热泵主要技术难点18
第三节推荐节能技术22
第三章热泵节能调查29
第一节热泵改造调查工作流程30
第二节热泵调查表设计33
第三节热泵改造现场测试方法39
第四章热泵节能资源评估42
第一节热泵节能技术选择42
第二节热泵能耗定额设定42
第三节热泵节能技术方案选择44
第四节热泵节能技术经济效益评价方法47
第五章热泵节能资源调查案例48
第一节调查案例（一）48
第二节调查案例（二）53
参考文献66

电力需求侧管理是综合资源规划（integrated resource planning, IRP）的重要组成部分，通过提高终端用电效率和优化用电方式，达到节约资源和保护环境的目的。为深入开展电力需求侧管理工作，增强全社会参与需求侧能效项目的能力，国家发展和改革委员会经济运行调节局会同南方电网公司市场营销部、国家电网公司营销部组织有关单位和专家编写出版了《电力需求侧管理资源调查系列丛书》，用于指导电网企业需求侧管理人员更好承担需求侧管理实施主体职责，指导用能企业切实了解自身的能效水平，指导节能服务公司便捷地完成节能诊断。本套丛书尝试为读者建立一种电力需求侧管理资源调查与评估的方法，从用能客户的微观层面获取需求侧资源的潜力和解决方案。为便于了解文中的主要内容和逻辑关系，对有关概念做如下说明。一、电力需求侧管理资源的定义电力需求侧管理（demand side management, DSM）是指为提高电力资源利用效率，改进用电方式，实现科学用电、节约用电、有序用电所开展的相关活动。实施电力需求侧管理具有显著的经济效益和社会效益。对于电力用户，可以降低用电负荷和用电量，减少电费支出，提高用电安全性、可靠性，从而降低企业经营成本、提高产品竞争力，还可以通过在线监测有效提升管理水平。对于电网企业，可以削减高峰用电负荷，在电力供应紧张时有效缓解限电压力；可以提高电网设备利用率，促进电网安全、经济运行，延缓或减少电网建设所需投资。对于社会，可以减少一次能源的消耗，减少对发供电资源的占用，从而促进环境保护与资源节约。电力需求侧管理资源指终端用电领域的节电和转移电力的资源，凡是有用电的地方都存在潜在的节电和转移电力的资源。概括起来大致包括：（1）提高照明、空调、电动机及系统、电热、冷藏、电化学等设备用电效率后可以节约的电力和电量。（2）蓄冷、蓄热、蓄电等改变用电方式可以转移的电力和电量。（3）能源替代、余能回收可以减少和节约的电力和电量。（4）合同约定可中断负荷可以转移或节约的电力和电量。（5）建筑物保温等改善用电环境可以节约的电力和电量。（6）用户改变消费行为减少或转移用电可以节约的电力和电量。（7）自备电厂参与调度后电网可以减供的电力和电量。二、电力需求侧管理资源的界定和分类需求侧管理资源按照其可开发情况可分为技术可开发资源、经济可开发资源。（1）技术可开发资源。即在一定时期内，对于技术而言存在可行性的节电资源，即只要以更高效率的技术替换现有技术，便可能获得的资源节约量。（2）经济可开发资源。即不仅存在技术可行性，也同时满足经济要求的节电资源，具体做法是在满足技术可行性的基础上进行成本效益分析，从而得出具有经济效益的节电资源。电力需求侧管理资源按照其资源属性，可以分为三类：可节约的电力资源、可节约的能量资源以及可替代的资源。（1）可节约的电力资源。指电功率（kW）的节约量，根据电力系统的负荷特性，以某种方式将用户的电力需求从电网负荷高峰期削减，或将其转移到电网负荷低谷期，减少日或季节性的电网峰荷，促使电力需求在不同时序上合理分布，增加低谷期设备利用率，提高系统运行的可靠性和经济性。（2）可节约的能量资源。指电量（kWh）的节约量，是指以提高电能利用效率为目的，通过各种节电改造项目、技术、产品、工艺等挖掘的节约电能消耗量，从而减少因发电而消耗的一次能源以及其他社会资源，是一种可循环的资源。典型的电力需求侧可节约能量资源开发范例为能效电厂，即以电量节约的方式满足用户的用电需求，实现供需平衡，同时还能带来其他效益，如减少污染物的排放、减少对煤的需求、提高电力系统运行的经济性和可靠性等。（3）可替代的资源。指被清洁能源替代的能量（kWh），从广义上讲，电力替代也是电力需求侧资源之一，是节能、节电的重要措施。电力产品面临的替代品主要有天然气、风能、太阳能等，尤其是天然气在发电、民用方面有着良好的替代性，可以减轻缺电压力，更加清洁，并提高能源利用效率。三、电力需求侧管理资源调查对象及方法本套丛书所称调查方法是对电力需求侧管理节电资源调查一般方法的阐述，是典型调查、一般调查和抽样调查方法的结合，根据每个特定节电领域的具体特点而灵活开展。调查评估机构接到某一节电资源调查评估任务后，可按照以下工作程序完成相关任务：收集前期资料、准备相关调查测试器材、办理入场许可、开展现场调查、编制调查评估报告。电力需求侧管理资源具体的调查对象为：（1）各供配电单位。通过供配电单位以往的运行数据，得到电力系统的负荷特性，从而可以用某种方式将用户的电力需求从电网负荷高峰期削减，或将其转移到电网负荷低谷期，减少日或季节性的电网峰荷，促使电力需求在不同时序上合理分布，增加低谷期设备利用率，提高系统运行的可靠性和经济性。根据调查供配电单位的变压器、线路和无功补偿装置的现状，相关厂家改造的费用等基本情况，进而分析供配电系统经济运行、节电改造和改善电能质量所节省的电力与电量资源，进行相关的电力需求侧管理项目。（2）各用电单位。电力需求侧管理资源调查工作展开的主体可以是政府、电力公司或用户本身，对于政府相关决策机构，电力需求侧管理资源调查要整合全社会需求侧管理资源，制定需求侧管理资源调查工作机制，因此调查对象需要包含全社会各行业。对于用户本身，需求侧管理资源调查工作旨在挖掘本身潜力，达到节电，降低经济运行和企业的经营成本，提高产品竞争力。电力需求侧管理资源调查可以采用抽样调查与典型用户调查结合的方法，具体流程图如图Ⅰ所示。根据电力需求侧管理目标，分析电力需求侧管理资源调查需要得到的用户信息，主要包括用户用电潜力信息以及用户价值信息。通常来说，用户电力需求侧资源的潜力信息需要深入了解用户负荷特性、开展实地调研；用户价值信息可以采取文案调研的方法。开展电力需求侧资源实地调研需要借助调查表。需要根据信息需求，合理设计调查表。根据电力需求侧资源调查方案编制的需要，调查表需要涉及以下几方面的信息：用户基本信息，主要设备的负荷及运行特点、重要程度，企业生产班次和厂休情况，企业生产设备检修计划，可中断负荷控制对企业图Ⅰ 电力需求侧资源调查工作流程生产安全、生产成本、代工范围等方面的影响，蓄能技术的情况等。同时，调查表应当具备信息完备、简洁易懂、操作性强等特点。可节约电力资源调查采用文案调研与实地调研相结合的方法。对于用户电力需求侧资源潜力信息，主要采用实地调研的方法。对于重点行业、重点用户负荷特性调查，实地调研可以以调查表为主要调研依据，采用现场调查、问卷调查和交流访谈等方法，提出具体的实地调研方案，并就相关注意事项做出说明。此外，文案调研方法也是节电资源调查的重要方法。用户信息（尤其是用户价值信息）如单位产值电耗、电费收益率、对于经济的促进作用等，可能来自于不同的信息渠道。在对信息搜集渠道进行分析的基础上，提出各类信息的获取途径和方法。本套丛书按照通用设备节电资源的分类，包括《节约电力与蓄能系统资源调查与评估》《供配电节电资源调查与评估》《电机系统节电资源调查与评估》《中央空调节电资源调查与评估》《热泵系统节能资源调查与评估》《照明节电资源调查与评估》《分布式发电资源调查与评估》等7 个分册，分别从需求响应节约电力、空调蓄能、供配电系统、电机系统、中央空调、热泵系统、分布式光伏发电、天然气分布式能源、煤层气综合利用和余热余压发电等方面对需求侧管理资源调查与评估方法体系进行了论述，站在电力需求侧管理的角度，从市场需求出发，系统阐释电力需求侧管理资源潜力调查的内容和方法体系，具有较强的操作性与实用性，可以为电力用户、能源服务机构等能源管理人员提供能源服务项目的初步可行性评估，同时为各地政府电力需求侧管理主管部门、电网企业开展电力需求侧管理工作提供方法参考。丛书的编写得到了南方电网综合能源有限公司、东南大学、国家发展和改革委能源研究所、中国电力科学研究院等单位、机构和专家的大力支持，尤其南方电网综合能源有限公司结合自身节能业务开展情况提供了大量调查表及案例支持，在此一并表示感谢。限于编者水平，书中难免有欠妥之处，诚恳欢迎读者批评指正。编者2017.2