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摘要：多能互补清洁供热技术以智能微网、天然气三联供和分布再生能源为依托，通过能源阶梯利用与多能协同供应方式，打造智慧能源模式，为城市发展助力。事实证明，该技术可以使常规模式难以避免的资源被大量浪费等问题得到有效解决，应当引起重视。
关键词：智慧供热;供热行业;发展
1 多能互补可行性
随着社会的发展，可以用来对能源进行监控、管理与控制的技术趋于完善，如果从应用形式的角度进行分析，多能互补的效果得以实现所依托的基础通常是综合能源系统，该系统的作用主要是通过自动协调能源增进程度的方式，确保运行效果可以得到显著提高。这里要明确1点，综合能源系统涉及的内容较多，既包括常规的水电热，还包括其他新型能源供给。在对多能互补系统进行构建时，相关人员应该对产生能量到存储能量的全过程加以重视，以对各个环节进行优化为前提，以增强系统的可靠性与稳定性为目的，通过对现有的能源系统进行集成应用的方式，确保能源利用率可以得到显著提升，其生产成本也会随之减少。
2 多能互补应用研究
传统的片区能源模式得运行原理是以片区为载体，对各类能源进行输入或者输出，随着运行时间的延长，该模式的不足也得到了直观展示，即无法做到能源科学互补以及有效集约。由于该模式需要大量的设备作为依托，因此，能源及土地资源被浪费的情况难以避免。除此之外，受道路等因素的影响，对输送管网进行建设的效率难以提高，这并不利于城市的发展。
3 技术应用实例分析
3.1 替代燃煤锅炉
3.1.1 改造方案
有关人员从该校的建设程序和大气治理要求出发，先后多次前往现场进行实地勘察，根据勘察结果反复调整改造方案，保证给出方案与学校的改造需求相符，即基于燃气锅炉和空气能源热泵，通过集成优化及多能互补的方式，高效完成改造燃煤锅炉房的相关工作。
3.1.2 改造内容
结合该校供热负荷区和锅炉房规模可知，要想充分利用该场地，关键是以汽水热力站为基础，对能源站进行新建，并保证新建能源站均有长期运行所需系统相对应，例如自控系统/用电系统/热力系统/空气源热泵。
3.2 污水源热泵供热
3.2.1 改造计划
某水质净化厂为当地污水源热泵应用示范点，有关人员计划对原有系统进行全面改造，制定的改造计划如下：首先，购入污水源热泵机组，取代了原有热源，为净水设备运行提供支持;其次，对燃气发电机组和配套余热回收装置进行安装，前者功率为1 000 k W，后者为1 300 k W;再次，由于该场所在地区有极寒天气存在，因此，需要引进可起到调峰热源作用的燃气锅炉;最后，将光伏发电系统加装在屋面上即可。
3.2.2 改造内容
3.2.2. 1 燃气锅炉
基于燃气锅炉开展的供暖工作，其特点主要体现在以下4个方面：1）便于操作。有关人员可以通过按键、显示屏对锅炉状况进行实时了解，使下一步操作更加明确。2）安全可靠。处于运行状态的真空热水锅炉，由于内部为负压状态，因此，即使存在操作失误出现的超压情况，仍旧能够保证开关电源在第一时间被切断。3）节能高效。真空运行锅炉的沸点较低，其热效率较原有设备更高，且具有良好的换热性，另外，真空密封炉体的辐射散热较小。4）成本低、经济性佳。由于锅炉无补水需求，因此，不需要对补水和处理水的系统进行设置，将进出水口和用户进行直接连接即可，可以大幅减少购买设备的成本随之减少。
3.2.2. 2 燃气内燃机
能源站现有燃气发电机组规格为1 000 k W，对烟气余热进行回收的装置，规格为1 300 k W，发电机组发出的电能都可以通过电缆并入供电系统，为相关设备提供运行所需要的电能。用电峰段，设备运行所依托的电能来源为燃气内燃机，而用电谷段，向设备供电的主体转为市电，这样设计的目的是充分利用峰谷电价存在的差异，降低运行成本。
该系统运行强调以热定电，先保证发电量可以为能源站现有水泵及热泵机组的日常运行提供支持，再将多余电量并入当地电网。而处于运行状态的内燃发电机形成的烟气，通常由回收装置负责预热及二次利用。
该设备的技术优势包括3点：1）以天然气为主要燃料，借助天然气三联供方式，对能源进行阶梯利用，可以确保天然气利用效率得到大幅提高。2）有良好的安全性和环保性，可以通过削峰填谷的方式，为相关单位带来更为可观的经济效益。3）节能减排效果突出，在保证天然气得到充分利用的前提下，应用双重削峰填谷的方式，保障能源供应环节的安全。
3.2.2. 3 空气源热泵
该项目计划配备了2台空气源热泵机组，作为厂房冷源/热源，机组规格为70 k W，其他参数见表6。由于该机组的热媒为制冷剂，因此在温度较低的冬季，只需消耗较少电能就能够将空气热能转化成高温位热能，用来对末端系统运行所需要的循环水进行加热。
3.2.2. 4 污水源热泵
城市污水主要为生活污水、工业废水，污水热源泵的特点是将城市污水转化成建筑冷热源，要想使主机长期处于高效运行状态，关键是有适宜的温度和稳定的水量。该项目计划对3台水源热泵机组进行综合应用，并通过加设管壳换热器的方式，保证热源稳定。
该机组的运行原理如下：在温度较高的夏季，将建筑物热量向水源进行转移，温度较低的水源可大量带走建筑物热量;在温度偏低的冬季，先由水源负责对热量进行提取，再借助热泵机组对热量做提温处理，并向建筑物内部运输。正常情况下，水源热泵每消耗约1 k W能量，就可以向用户提供4 k W冷量/热量。
3.2.2. 5 光伏发电与互补发电
3.2.2. 5. 1 光伏发电
厂房内部建立了光伏电站，该电站发电量可以满足能源站办公及日常运行。目前，得到大范围推广与应用的太阳能发电技术，主要包括光热电转换和光电直接转换，该项目所采用的技术为光热电转换，该技术強调基于太阳能组件，经由串并联方式，获得发电所需要的光伏阵列，借助直流配电设备对太阳能做汇流处理，获得仅需要进行逆变就可以为日常生活及办公所用的直流电，而直流电转化成交流电所依托设备，主要为逆变器。
在外墙或是屋顶上对光伏阵列进行安装，既不需要占用有限的土地资源，同时还能够将屋顶打造成清洁的小型发电站，在节约电力支出的基础上，使屋面隔热性得到改善，即将光伏产品与能源站屋顶结合，使屋顶更节能。
3.2.2. 5. 2 互补发电
互补发电系统的核心设备为风力发电机，该发电机的组件较多，主要有灯杆、互补控制器、单晶硅太阳能、免维护蓄电池和LED光源与灯具。风力发电机基于磁悬浮技术，可基于磁悬浮技术+永磁发电机，使无噪声、低风速启动的设想成为现实，只要有风力作用，该电机就能长期处于转动状态，通过对磁力线进行切割的方式，向厂房内部提供需要的交流电。
3.2.3 改造效果
事实证明，经过该次改造，该项目平均每年可节约标煤重量为2 750 t，二氧化碳排放量较之前减少了5 400 t左右，二氧化硫排放量也减少了约11 t。虽然相较于上1个项目，该项目烟尘排放量的变化并不明显，但是改造前后的差值仍然能够达到0.6 t，具有借鉴及推广意义。
4 结语
通过该文的分析可以看出，当前，清洁能源得到了持续开发，多能互补的清洁供热技术逐渐引起了人们的关注，该技术的优势除了可以使能源得到阶梯化应用外，还能够为智慧能源模式构建助力。未来该技术仍将是研究重点，围绕其具体应用进行探讨是很有必要的。
参考文献
[1]丁月清，洪增林，张亚鸽，等.关中地区清洁能源供暖综合效益评价——西安某商业建筑的案例实证[J].自然资源学报，2020，35（11）：2759-2769.
[2]胡志鹏，刘华凯，郝占栋.1种太阳能热辅助溴化锂吸收式制冷机组空调系统的应用研究[J].制冷与空调（四川），2020，34（4）：477-480，499.
[3]周立德，公佩暖.多能互补在南方区域清洁供冷供热系统中的应用[J].节能与环保，2020（合刊1）：95-96.
关键词：智慧供热;供热行业;发展
1 多能互补可行性
随着社会的发展，可以用来对能源进行监控、管理与控制的技术趋于完善，如果从应用形式的角度进行分析，多能互补的效果得以实现所依托的基础通常是综合能源系统，该系统的作用主要是通过自动协调能源增进程度的方式，确保运行效果可以得到显著提高。这里要明确1点，综合能源系统涉及的内容较多，既包括常规的水电热，还包括其他新型能源供给。在对多能互补系统进行构建时，相关人员应该对产生能量到存储能量的全过程加以重视，以对各个环节进行优化为前提，以增强系统的可靠性与稳定性为目的，通过对现有的能源系统进行集成应用的方式，确保能源利用率可以得到显著提升，其生产成本也会随之减少。
2 多能互补应用研究
传统的片区能源模式得运行原理是以片区为载体，对各类能源进行输入或者输出，随着运行时间的延长，该模式的不足也得到了直观展示，即无法做到能源科学互补以及有效集约。由于该模式需要大量的设备作为依托，因此，能源及土地资源被浪费的情况难以避免。除此之外，受道路等因素的影响，对输送管网进行建设的效率难以提高，这并不利于城市的发展。
3 技术应用实例分析
3.1 替代燃煤锅炉
3.1.1 改造方案
有关人员从该校的建设程序和大气治理要求出发，先后多次前往现场进行实地勘察，根据勘察结果反复调整改造方案，保证给出方案与学校的改造需求相符，即基于燃气锅炉和空气能源热泵，通过集成优化及多能互补的方式，高效完成改造燃煤锅炉房的相关工作。
3.1.2 改造内容
结合该校供热负荷区和锅炉房规模可知，要想充分利用该场地，关键是以汽水热力站为基础，对能源站进行新建，并保证新建能源站均有长期运行所需系统相对应，例如自控系统/用电系统/热力系统/空气源热泵。
3.2 污水源热泵供热
3.2.1 改造计划
某水质净化厂为当地污水源热泵应用示范点，有关人员计划对原有系统进行全面改造，制定的改造计划如下：首先，购入污水源热泵机组，取代了原有热源，为净水设备运行提供支持;其次，对燃气发电机组和配套余热回收装置进行安装，前者功率为1 000 k W，后者为1 300 k W;再次，由于该场所在地区有极寒天气存在，因此，需要引进可起到调峰热源作用的燃气锅炉;最后，将光伏发电系统加装在屋面上即可。
3.2.2 改造内容
3.2.2. 1 燃气锅炉
基于燃气锅炉开展的供暖工作，其特点主要体现在以下4个方面：1）便于操作。有关人员可以通过按键、显示屏对锅炉状况进行实时了解，使下一步操作更加明确。2）安全可靠。处于运行状态的真空热水锅炉，由于内部为负压状态，因此，即使存在操作失误出现的超压情况，仍旧能够保证开关电源在第一时间被切断。3）节能高效。真空运行锅炉的沸点较低，其热效率较原有设备更高，且具有良好的换热性，另外，真空密封炉体的辐射散热较小。4）成本低、经济性佳。由于锅炉无补水需求，因此，不需要对补水和处理水的系统进行设置，将进出水口和用户进行直接连接即可，可以大幅减少购买设备的成本随之减少。
3.2.2. 2 燃气内燃机
能源站现有燃气发电机组规格为1 000 k W，对烟气余热进行回收的装置，规格为1 300 k W，发电机组发出的电能都可以通过电缆并入供电系统，为相关设备提供运行所需要的电能。用电峰段，设备运行所依托的电能来源为燃气内燃机，而用电谷段，向设备供电的主体转为市电，这样设计的目的是充分利用峰谷电价存在的差异，降低运行成本。
该系统运行强调以热定电，先保证发电量可以为能源站现有水泵及热泵机组的日常运行提供支持，再将多余电量并入当地电网。而处于运行状态的内燃发电机形成的烟气，通常由回收装置负责预热及二次利用。
该设备的技术优势包括3点：1）以天然气为主要燃料，借助天然气三联供方式，对能源进行阶梯利用，可以确保天然气利用效率得到大幅提高。2）有良好的安全性和环保性，可以通过削峰填谷的方式，为相关单位带来更为可观的经济效益。3）节能减排效果突出，在保证天然气得到充分利用的前提下，应用双重削峰填谷的方式，保障能源供应环节的安全。
3.2.2. 3 空气源热泵
该项目计划配备了2台空气源热泵机组，作为厂房冷源/热源，机组规格为70 k W，其他参数见表6。由于该机组的热媒为制冷剂，因此在温度较低的冬季，只需消耗较少电能就能够将空气热能转化成高温位热能，用来对末端系统运行所需要的循环水进行加热。
3.2.2. 4 污水源热泵
城市污水主要为生活污水、工业废水，污水热源泵的特点是将城市污水转化成建筑冷热源，要想使主机长期处于高效运行状态，关键是有适宜的温度和稳定的水量。该项目计划对3台水源热泵机组进行综合应用，并通过加设管壳换热器的方式，保证热源稳定。
该机组的运行原理如下：在温度较高的夏季，将建筑物热量向水源进行转移，温度较低的水源可大量带走建筑物热量;在温度偏低的冬季，先由水源负责对热量进行提取，再借助热泵机组对热量做提温处理，并向建筑物内部运输。正常情况下，水源热泵每消耗约1 k W能量，就可以向用户提供4 k W冷量/热量。
3.2.2. 5 光伏发电与互补发电
3.2.2. 5. 1 光伏发电
厂房内部建立了光伏电站，该电站发电量可以满足能源站办公及日常运行。目前，得到大范围推广与应用的太阳能发电技术，主要包括光热电转换和光电直接转换，该项目所采用的技术为光热电转换，该技术強调基于太阳能组件，经由串并联方式，获得发电所需要的光伏阵列，借助直流配电设备对太阳能做汇流处理，获得仅需要进行逆变就可以为日常生活及办公所用的直流电，而直流电转化成交流电所依托设备，主要为逆变器。
在外墙或是屋顶上对光伏阵列进行安装，既不需要占用有限的土地资源，同时还能够将屋顶打造成清洁的小型发电站，在节约电力支出的基础上，使屋面隔热性得到改善，即将光伏产品与能源站屋顶结合，使屋顶更节能。
3.2.2. 5. 2 互补发电
互补发电系统的核心设备为风力发电机，该发电机的组件较多，主要有灯杆、互补控制器、单晶硅太阳能、免维护蓄电池和LED光源与灯具。风力发电机基于磁悬浮技术，可基于磁悬浮技术+永磁发电机，使无噪声、低风速启动的设想成为现实，只要有风力作用，该电机就能长期处于转动状态，通过对磁力线进行切割的方式，向厂房内部提供需要的交流电。
3.2.3 改造效果
事实证明，经过该次改造，该项目平均每年可节约标煤重量为2 750 t，二氧化碳排放量较之前减少了5 400 t左右，二氧化硫排放量也减少了约11 t。虽然相较于上1个项目，该项目烟尘排放量的变化并不明显，但是改造前后的差值仍然能够达到0.6 t，具有借鉴及推广意义。
4 结语
通过该文的分析可以看出，当前，清洁能源得到了持续开发，多能互补的清洁供热技术逐渐引起了人们的关注，该技术的优势除了可以使能源得到阶梯化应用外，还能够为智慧能源模式构建助力。未来该技术仍将是研究重点，围绕其具体应用进行探讨是很有必要的。
参考文献
[1]丁月清，洪增林，张亚鸽，等.关中地区清洁能源供暖综合效益评价——西安某商业建筑的案例实证[J].自然资源学报，2020，35（11）：2759-2769.
[2]胡志鹏，刘华凯，郝占栋.1种太阳能热辅助溴化锂吸收式制冷机组空调系统的应用研究[J].制冷与空调（四川），2020，34（4）：477-480，499.
[3]周立德，公佩暖.多能互补在南方区域清洁供冷供热系统中的应用[J].节能与环保，2020（合刊1）：95-96.