實現(xiàn)“雙碳”目標,能源是主戰(zhàn)場。能源結(jié)構(gòu)調(diào)整乃至能源體系的升級換代都蘊藏著促進產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級,塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢。

作為能源系統(tǒng)的重要組成部分,城市供熱也在迭代升級,滿足采暖需求的同時,還要滿足低碳、高效、經(jīng)濟的需求,創(chuàng)造越來越多的更加低碳,更加節(jié)能的使用場景。

5月11日,聚焦高效、低碳、經(jīng)濟三大要素價值需求,美的樓宇科技在中國供熱展期間,對外發(fā)布全場景綠色供熱解決方案,其覆蓋場景包括樓盤配套、戶式供熱、小區(qū)及村莊供熱、區(qū)域能源站、農(nóng)林牧漁、工業(yè)園區(qū)、商業(yè)綜合體等,推動供熱產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,賦能各行各業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

圖為:中國國際供熱展 美的樓宇科技展區(qū)

圖為:美的全場景綠色供熱解決方案發(fā)布儀式

不久前,美的樓宇科技發(fā)布GREEN FOR ONE雙碳戰(zhàn)略,此次的全場景綠色供熱解決方案早已在規(guī)劃之中。伴隨著美的向智慧樓宇解決方案服務(wù)商的轉(zhuǎn)型,其供熱領(lǐng)域的業(yè)務(wù),也逐步實現(xiàn)設(shè)備售賣到空間解決方案的進化升級。

從終端用戶需求出發(fā)

在美的看來,硬件熱泵產(chǎn)品是解決方案的核心競爭力。作為美的旗下專注于暖通解決方案服務(wù)商,美的樓宇科技以完善的產(chǎn)業(yè)鏈與豐富的產(chǎn)品線,持續(xù)不斷地在醫(yī)療、院校、園區(qū)、基建等領(lǐng)域推廣應用。

圖為:美的多場景熱泵解決方案

與傳統(tǒng)的供熱手段直接將煤炭、天然氣等一次能源直接轉(zhuǎn)化為電力的原理不同。熱泵本身并不生產(chǎn)熱量,而是在電力的驅(qū)動下,將熱量移動到更被需要的地方去,被譽為熱量的“搬運工”。也正因此,這一更加直接的轉(zhuǎn)化過程避免了能量形態(tài)轉(zhuǎn)化中的大量損耗,直接提升了能源利用效率。隨著雙碳政策拉開了能源系統(tǒng)高效化、潔凈化變革的序幕,未來的十年,也被認為是熱泵產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的十年。

事實上,早在多年前,在環(huán)境政策的推動下,美的就認為傳統(tǒng)供熱模式已無法滿足所有應用場景的需求。因此,美的基于自身優(yōu)勢產(chǎn)品為和用戶最終需求的變革,打造覆蓋工業(yè)、商業(yè)、住宅、農(nóng)業(yè)等不同場景的多套全場景解決方案,是美的本次發(fā)布的最終考量。

如何做到根植于用戶需求?美的樓宇科技水機產(chǎn)品公司研發(fā)總監(jiān)駱名文表示,解決方案的創(chuàng)新,根本要考慮幫助場景解決怎樣的問題。以工業(yè)為例,其碳排放占據(jù)全社會總量的近60%,同時具有較高的能源成本敏感性,因此要從降本增效出發(fā),通過合理的系統(tǒng)匹配,采用高溫螺桿熱泵、空氣源熱泵與節(jié)能控制系統(tǒng)的組合,同時可融合余熱回收系統(tǒng)。此外,針對工業(yè)場景有著較為復雜的運營管理,方案可結(jié)合美的自身研發(fā)的CPC智能控制系統(tǒng),針對不同的溫度條件,可單獨或與低溫空氣源熱泵耦合運行,極大提升能源利用效率。

圖文:美的樓宇科技水機產(chǎn)品公司研發(fā)總監(jiān)駱名文

現(xiàn)場講解美的多場景熱泵解決方案

與工業(yè)截然不同的是,農(nóng)牧漁場景碳排放尚未被列入重點監(jiān)管行業(yè),但多樣化的水質(zhì)環(huán)境,對設(shè)備可靠性有著較高的要求。美的采用水側(cè)套管換熱器,集中排水、輪換化霜等措施,讓設(shè)備更加耐壓耐腐。例如,美的為農(nóng)業(yè)場景打造的單熱烈焰系列實現(xiàn)了供暖/制熱水一機兩用,低溫耦合/高溫直供多種模式,在南北方均有較強的適應性。

此外,學校、度假村、醫(yī)院、洗浴中心等場景,不僅隨時有大量熱水需求,更對產(chǎn)品潔凈度、適應性有著極高的需求。美的直熱循環(huán)系列熱泵,實現(xiàn)增壓&循環(huán)泵二合一,不僅兼容南、北方氣溫條件,更具有多段定時定溫功能集中用水和隨時用水場景,滿足了大用水量、潔凈用水的需求。

即便是無熱力管網(wǎng)覆蓋、輸配管徑小、末端多元化的分布式集中供熱等特殊場景,美的也有相應對策。美的采取烈焰進行分布式集中供熱+智能管理APP+多元末端相集成的形式實現(xiàn)精準溫控。同時,可實現(xiàn)空氣源烈焰與高溫螺桿或高溫離心熱泵耦合供熱,解決長距離輸送和高溫熱水需求難題。即便是在諸如礦井等特殊環(huán)境,美的熱泵依舊有著發(fā)揮的空間,美的空氣源烈焰+空調(diào)箱組合方案,同時實現(xiàn)乏氣回收熱量,防爆的同時,保證設(shè)備高效節(jié)能。

由產(chǎn)品走向全場景的轉(zhuǎn)變,佐證了“把復雜留給美的,讓用戶更簡單”的品牌理念。如今,其業(yè)務(wù)涵蓋了離心熱泵、磁懸浮熱泵、螺桿熱泵、渦旋熱泵等,覆蓋不同制熱量和能力段、多種熱源利用形式的熱泵產(chǎn)品,形成了全場景解決方案的護城河。自該理念提出以來,美的供熱解決方案持續(xù)成長,在不少領(lǐng)域落地。2022年美的在中國中央空調(diào)出口總額中占比為29%,位列第一,其中僅空氣源熱泵產(chǎn)品的出口就同比增長超過160%。

城市供熱系統(tǒng)的變革將帶來巨大的減碳空間,而眼下,正是走向更廣闊城市空間的最好時機。

打造穩(wěn)定可靠的品質(zhì)保證

一臺汽車最快不到 24小時就可以從零部件變成整機下線,但相比之下,熱泵缺更加復雜。由于使用條件往往存在于各種極端環(huán)境,也正因此,新品的迭代,要經(jīng)歷不同工況,不同材料的嚴格測試,去發(fā)掘和執(zhí)行每一個微小細節(jié)的提升,往往一次測試周期往往就要超過半年以上,出場設(shè)備要經(jīng)歷各種復雜工況驗證。

這兩年,美的樓宇科技的熱泵產(chǎn)品研發(fā)版圖,不僅囊括了西部炎熱的沙漠盆地,也包括高寒高海拔地區(qū)。在這個長流程、高要求、大規(guī)模的研發(fā)競賽中,美的空氣源熱泵先后獲評“教育部高等學?？茖W研究優(yōu)秀成果”中國節(jié)能協(xié)會“節(jié)能減排科技進步獎”“廣東省優(yōu)秀科技成果”,省部級獎項的數(shù)量在行業(yè)名列前茅,為用戶帶來的不僅是終端用戶的舒適體驗,更多的是穩(wěn)定可靠的品質(zhì)保證。

在漠河境內(nèi)的北極村,美的聯(lián)合了賽寶研究所展開產(chǎn)品測試。這里一年中有8個月處于冬季,極端氣溫環(huán)境長達4個月以上。零下40℃的低溫對多聯(lián)機和空氣源熱泵產(chǎn)品整機運行的化霜能力的考驗是嚴峻的,同時考驗的還有極寒環(huán)境下產(chǎn)品低溫制熱性能的嚴苛檢測。據(jù)美的樓宇科技教授級高級工程師張光鵬博士介紹:“一方面要在實驗室內(nèi)手動模擬凍雨等復雜環(huán)境,另一方面,產(chǎn)品也要到實地去經(jīng)歷復雜工況的測試。環(huán)境范圍囊括了溫零下30度到50度的氣溫,25度到60度的水溫,同時還要進行凍雨模擬、干燥模擬等極端氣候測試,測試周期達到半年以上,設(shè)備要經(jīng)歷的這樣的打磨。”

在這樣的嚴苛測試條件下,美的在熱泵產(chǎn)品核心部件積淀了海量的專利技術(shù),掌握了關(guān)鍵設(shè)備的修改、優(yōu)化能力,不斷突破新的標準。以天氟地水系統(tǒng)為例,采用直流變頻壓縮機、直流變頻電機和搭配直流變頻的室內(nèi)機,噴氣增焓加持,降低了直流、交流轉(zhuǎn)換的能量消耗。此外,室內(nèi)機換熱器搭載了C形換熱器一體式設(shè)計,同比行業(yè)主流V型換熱器平均提升8.15%,整套機組APF最高可做到5.3,IPLV最高做到7.5,讓整套系統(tǒng)在能效上遙遙領(lǐng)先行業(yè)均值。此外,在設(shè)計上,美的以釋放用戶空間價值為本,天氟地水搭配的室內(nèi)機全系列內(nèi)機厚度深度大大降低,從設(shè)計上和安裝上都釋放了吊頂空間。

圖為:美的全變頻空氣源熱泵兩聯(lián)供機組

也正因此,美的眼中的產(chǎn)品價值,正在從產(chǎn)品生產(chǎn)到產(chǎn)品創(chuàng)造,從市場銷售到標準引領(lǐng)。2016年,由于京津冀遭遇大范圍霧霾,燃煤污染與降霾需求形成了突出矛盾,“煤改電”被深入推廣。彼時,住建部與中國節(jié)能協(xié)會熱泵專委會等部門合作,將空氣源熱泵供熱產(chǎn)品納入了可再生能源產(chǎn)品范圍,在該項政策的強力推動下,逐步確定了以“空氣源熱泵為主”的清潔取暖技術(shù)路線,為以點帶面把熱泵供暖推廣到全國“煤改電”打下了堅實的基礎(chǔ),美的亦是這項政策的重要參與者和推動者。

業(yè)內(nèi)人士稱,熱泵行業(yè)具有較高的技術(shù)壁壘和經(jīng)驗壁壘,眼下,行業(yè)產(chǎn)能將逐步集中于頭部企業(yè)。許多企業(yè)已經(jīng)在試圖擺脫低端發(fā)展模式,以適應用戶的對低碳、高效、經(jīng)濟的進階需求,探尋著更多的解決方案和應用場景。

光儲熱柔,“碳”尋更多可能

技術(shù)能力不再成為企業(yè)與行業(yè)的發(fā)展阻力,美的樓宇科技也在不斷拓寬自己固有的優(yōu)勢領(lǐng)域。2021年,美的樓宇科技研究院成立,并發(fā)布iBUILDING美的樓宇數(shù)字化平臺。基于iBUILDING打造的數(shù)字化底層能力,美的全系列熱泵產(chǎn)品不僅能實現(xiàn)多個城市配套場景的深度定制,還能實時監(jiān)控能源、溫度數(shù)據(jù),設(shè)備行為,供暖需求曲線,為用戶降本增效。同時,智能識別系統(tǒng)情況,防止凍管、堵管、缺水、干燒等問題的發(fā)生。

圖為:美的光儲熱柔綜合能源解決方案展區(qū)

與供熱全場景解決方案同時發(fā)布的,還有全場景光儲熱柔解決方案。發(fā)布會上,美的樓宇科技數(shù)字化業(yè)務(wù)架構(gòu)中心負責人王坐中表示,iBUILDING美的樓宇數(shù)字化平臺已孵化出多個樓宇減碳方式,其中即包括光儲熱柔。以iBUILDING數(shù)字化平臺為底座,從建筑出發(fā),重新定義著建筑樓宇的未來能力,通過暖通空調(diào)的建筑負荷感知與預測技術(shù),系統(tǒng)可以精準進行預冷預熱控制,提高使用舒適度,同時實現(xiàn)光伏-儲能-熱泵/空調(diào)等用能設(shè)施耦合控制。

圖為:美的樓宇科技數(shù)字化業(yè)務(wù)架構(gòu)中心負責人王坐中

現(xiàn)場講解美的光儲熱柔解決方案

光伏、熱泵、儲能不是簡單的產(chǎn)品組合,而是通過“數(shù)字化”技術(shù),實現(xiàn)1+1+1>3的解決方案。如果說“柔性控制”是這套解決方案的核心競爭力,那對于終端用戶,它又能帶來怎樣的價值?對此,美的也給出了自己的答案。

一是增加綠電的消納,達到整體綠色低碳。柔性智能的方案能夠更好地發(fā)揮算法能力,可以根據(jù)當?shù)仉妰r情況及用戶用電曲線智能生成能源控制策略,光儲熱柔系統(tǒng)可以智能生成控制策略,利用峰谷電價、峰平電價,獲取最大電價收益,光儲的最優(yōu)配置又使得光伏綠電100%自發(fā)自用,整體達到高效綠色低碳。

二是實現(xiàn)綠色低碳的運維。以服務(wù)區(qū)充電站場景為例,隨著光儲充系統(tǒng)被越來越多的應用到高速服務(wù)區(qū),柔性算法會結(jié)合電價情況、服務(wù)站用電曲線、新能源汽車充電數(shù)量,智能生成能源控制策略,實現(xiàn)服務(wù)站動態(tài)削峰增容,實現(xiàn)服務(wù)站綠色低碳運維。

三是降低終端業(yè)主的運營成本。提高運維效率。整套方案可根據(jù)現(xiàn)場勘測、實際用電負荷、用電需求、空調(diào)熱水需求、電價政策等內(nèi)容,然后定制整套的光儲熱柔解決方案。在空調(diào)系統(tǒng)上,能夠提供設(shè)備級、系統(tǒng)級的方案,能效較常規(guī)系統(tǒng)提高20%以上,為物業(yè)人員簡化運維、方便管理;為消費者,我們提供舒適健康的購物體驗,同時,降低城市商業(yè)綜合體、辦公樓的運營成本。,

在上述場景的基礎(chǔ)上,基于iBUILDING的柔性控制,也在由此及彼,由近及遠,走向了虛擬電廠,走向更多的領(lǐng)域,實時負荷全面在線監(jiān)測,及時進行需求響應,助推國家用電側(cè)改革。

在王坐中看來,當前,光儲熱柔的推廣,已經(jīng)擁有了良好的政策環(huán)境,在我國能源管理體制改革下,電、水、氣、熱(冷)等不同品類由分散管理轉(zhuǎn)向相對集中的統(tǒng)一的管理已是重要趨勢,未來,建筑能源生產(chǎn)、消費的邊界逐漸模糊,新的建筑能源系統(tǒng)重新定義建筑的減碳方式。

回過頭看,由產(chǎn)品到全場景解決方案,美的在供熱產(chǎn)業(yè)近幾年的足跡,佐證了美的產(chǎn)業(yè)藍圖的構(gòu)建路線圖。可以肯定的是,為用戶帶來高效、低碳、經(jīng)濟的舒適空間,美的的探索不會止步,也將重新定義建筑簡單的新方式。