1、关于城市区域供冷系统的探究摘要：能源的有效利用可以保证可持续发展的实现。研究表明，集中式区域供冷是现代空调发展的重要方向，特别是在负荷密集、人员众多的 CBD 中央商务区，区域供冷更能带来巨大的环境效益和社会效益。本文结合珠江新城核心区区域供冷项目，探讨区域供冷系统的意义，再分析我国区域供冷系统的问题与解决措施，最后对城市区域供冷系统进行展望。 关键词：珠江新城核心区；区域供冷系统 中图分类号：S625.5+3 文献标识码：A 文章编号： 前言 随着我国经济的快速发展，人民生活水平得到了不断提高，城市化建设不断加速，工业化发展趋势不断深入，能源与资源消耗屡创新高。特别是以建筑业为代表的行业及其
2、相关行业的高速发展(如供热通风与空调行业)在很大程度上反应了我国的高经济发展速度的现状和趋势。发展既节能、环保又经济可行的制冷技术将成为我们实现我国可持续发展伟大目标中的重要一环，区域供冷为我们提供了一种灵活的、设计中应该认真参考的绿色供冷方案。 1.珠江新城核心区区域供冷项目简介 珠江新城是广州市未来的中心商务区，区内有密集的商业建筑，除东、西塔、地下空间等三个大型项目外，还有由政府主导的公共建筑如广州歌剧院和广州图书馆等，空调总装机容量约 60000RT，且都在核心区内，相距不远，平均冷需求密度高，具备采用区域集中供冷的规模和效益。采用区域集中供冷的能源利用率明显优于单体建筑物中央空调和分
3、体空调系统。可大幅度提高能源利用率，减少用电峰值负荷，优化变配电网系统，减少市政电力建设投资。 2.珠江新城核心区区域供冷项目的意义 珠江新城核心区集中供冷项目意义重大，技术可行，周边环境得到改善，节约了冷却用水，减少了空调散热及噪声对环境的污染，节约了能耗，提高了空调系统的可靠性和有效性，给这个 CBD 中央商务区带来巨大的环境效益和社会效益。具体表现在以下几个方面： 2.1 提高能源利用率 珠江新城核心区区域供冷项目采用冰蓄冷技术，可以能有效减轻电网高峰负荷压力，增加谷期用电，平衡电网峰谷负荷，具有可观的经济效益和社会效益。同时由于主要设备数量上的减少，可集中选用大型高效的设备，可以采用先
4、进的节能控制技术及调节方法。 2.2 节省项目建设投资 与各单体建筑独立设置中央空调系统相比，珠江新城核心区区域供冷系统可减少制冷机组总的装机容量 30%40%。由于制冷机组总装机容量的减少，相应变配电系统的初投资、制冷机房、变配电房的面积也相应减少。 2.3 优化区域环境 珠江新城核心区采用区域供冷系统，可以大大减少设备安装空间，减少甚至取消了单体建筑独立设置中央空调系统所必需的室外机、冷却塔等室外散热设备，消除了采用冷却塔所带来的噪声、飘水、局部热岛效应等问题，提升了区域内各大楼的建筑品质，营造了舒适和谐的区域环境。 2.4 减少空调系统日常运营费用 珠江新城核心区区域供冷利用峰谷电价相差
5、 3 倍以上的差价，采用冰蓄冷系统，减少运行费用。选用大型优质高效设备，解决不同区域单体建筑空调设备质量参差不齐，设备效率低等问题，提高设备能效。综合考虑不同单体建筑空调的同时使用系数，可减少设备总的装机容量，减低营运成本。可减少日常维护管理工作，减少维修和管理人员数量，减少空调系统日常运营费用。 2.5 提高空调系统的安全性和有效性 珠江新城核心区区域供冷系统采用集中供冷可使设备得到充分有效利用，集中机房设备可使设备安全性得到保障，集中管理可减少管理人员数量，使管理人员素质大大提高。管理水平的提高及控制调节的现代化，将使整个系统的安全性和有效性大大提高。 3.区域供冷存在的问题及解决措施 3
6、.1 管道冷损问题 这是制约区域供冷大范围推广的关键问题之一。从冷冻站到用户的供冷半径越大，管道冷损失越大，供冷的效率越低，使得区域供冷的经济性降低。如果盲目的追求新技术而不考 虑其适用性，将无法达到理想效果。下面以一个具体例子说明冷损量的大小对区域供冷技术的影响。 由于冷水的供回水温差与热水相比小的多，所以同样的温度变化幅度冷损是热损的 3 倍左右。由此可见，1的温度变化对于冷水系统来说都是巨大的浪费。管道冷损及水泵温升导致冷水温升达 15-2，使供回水温差不能增大，输送能耗不能减少末端设计运行效率明显下降，投资增加，冷损增大导致制冷量也加大，所以从冷冻站出来的冷媒要严格保温，降低冷损。有的
7、学者研究的结果表明使用管道直埋技术的保温性能优越，不仅可以降低冷损而且施工工艺简单有效，质量易控制。 3.2 建设的规模确定问题 区域供冷系统规模的确定要充分考虑不同建筑物负荷特点，做到合理的搭配，充分利用大容量冷站的互补性，发挥区域供冷的优势。很多的建筑都是白天用冷多于晚上，而白天的电价比晚上有时高好几倍。此时只有最大程度上发挥冰蓄冷的优势，才能节省更多的运行成本。大部分的用冷单位在晚上十点以后用冷量急剧下降，经过严密的计算得到最优化的系统容量对于整个系统是至关重要的。冰蓄冷设备的初投资以及使用过程的运行费用，对于区域供冷来说是节能还是造成浪费，都是需要进行经济技术分析的。另外设计的时候严格
8、控制设计温度，进行准确的负荷计算，同时要采取良好的末端控制。 3.3 供冷价格问题 建立合理、公平的收费制度是推广区域供冷迫在眉睫的任务。只有合理解决收费问题才能使人们采用这种供冷方式。 3.4 管道系统问题 管道系统通常很大，水泵扬程也比一般的大很多。系统承压大于10MPa 时，管道阀门及设备的承压大，系统投资大。管道系统过大，水利平衡难保证，管道设计时阻力大。 4.区城供冷系统在我国的应用前景分析 区域供冷在世界范围内已经成为一种商业化的、十分成熟的供冷技术，我们可以预见到大型制冷机的冷端，包括电驱动和各种热源驱动的吸收式制冷机和低温的深层海水或湖水技术的采用将会在不远的未来在巨大的中国供
9、冷市场寻找到机会，尤其是近年来国内大力开发和鼓励利用天然气能源，比如最近的中国政府和澳大利亚政府、印尼政府以及俄罗斯政府的液化天然气的一些购买项目，国内的西气东输项目，所有这些都可能为将来在我国最发达的几个大都市中发展环保的、以天然气为能源的热电冷三联供的项目提供必要的条件。在各大南方城市，尤其是上海、广州、深圳等地区，冷量需求较高、商业化建筑密集、同时电力又比较缺乏，可以利用当地潜在的天然水体作为廉价的冷源，发展区域供冷来解决当地政府一些头痛的缺电、环保问题。 区域供冷系统在我国由于经济上和观念上的认识差异，目前较少采用，但其作为一种先进的供冷方式，在我国的兴起指日可待。我国现阶段应结合国情
10、对区域供冷的可行性做充分论证，先试点建设一批中、小型区域冷冻站，积累投资、运行、管理等方面的数据，为发展大型区域冷冻站创造条件。区域供冷的技术目前己经相当成熟，在制冷端可以是各种可以利用资源的不同组合，要结合当地的实际情况达到最优的搭配，但如何降低冷冻水在输送上的运行能耗是需要共同进行研究的。我们应该在现有的实际工程的基础上积极进行运行管理的探索，分析系统的运行能耗，最大可能的降低运行费用。 区域供冷是一项系统工程，涉及面广，投资数额大，需要政府、企业和学术界的广泛合作，政府给予政策扶持，企业筹集建设资金，学术界在技术上予以支持。只有这样，区域供冷才会在我国发展、成熟、壮大。 5.总结 随着中国经济的持续高速发展，在大中型城市中出现了越来越多的高密度的功能一体化的建筑群，如商业办公建筑群、居民居住区建筑群、大学科技城建筑群等。这为区域供冷技术发展提供了广阔的前景空间，然而目前我国的区域供冷工程还存在很多不足，实践证明，区域供冷的推广也只有建立在合理的经济技术分析的基础上，才能取得较好的预期效果。 参考文献： 1路延魁,空气调节设计手册M,北京:中国建筑工业出版社,1995. 2张朝辉,区域供冷技术的应用与技术条件,煤气与熟力,2007(03).
