關(guān)于城市區(qū)域供冷供熱的思考

摘要：站在能源利用率、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境等等諸如此類的多個(gè)角度出發(fā)，在一些人口較為密集的地方，城市中央空調(diào)的發(fā)展方向是在空間區(qū)域集中供給。該篇文章主要思考了城市區(qū)域供冷供熱的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：城市區(qū)域;供冷供熱;思考

引言：

在城市中合理應(yīng)用區(qū)域供冷供熱，可以集中供應(yīng)空調(diào)冷熱源，與環(huán)保節(jié)能的目標(biāo)保持一致，促使建筑熱環(huán)境和外部環(huán)境得到優(yōu)化，減少城市熱島效應(yīng)，易于得到政府、電力相關(guān)部門的支持與贊同。同時(shí)，在城市進(jìn)行區(qū)域供冷供熱推廣，就會(huì)面臨一些問(wèn)題。

一、城市區(qū)域供冷供熱的優(yōu)缺點(diǎn)

（一）優(yōu)點(diǎn)

可以充分運(yùn)用空調(diào)冷熱源集中設(shè)置，利用不同時(shí)使用的特點(diǎn)，有效降低配電系統(tǒng)容量和冷熱源的配置;因集中設(shè)置，是可以采用一些環(huán)保、高效的大型設(shè)備。減少碳排放，減少二氧化硫、氮氧化物的排放，減輕城市熱島效應(yīng)。美化建筑物外立面，增加城市屋頂花園。對(duì)供冷供熱的市場(chǎng)化、商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化可以提高運(yùn)用專業(yè)化的手段得以實(shí)現(xiàn)，通過(guò)市場(chǎng)化的手段和專業(yè)化的團(tuán)隊(duì)管理，對(duì)資源進(jìn)一步優(yōu)化配置和調(diào)節(jié)需求。

（二）缺點(diǎn)

區(qū)域供冷所用的管網(wǎng)的冷水供水的溫度要比常規(guī)空調(diào)低，輸配管網(wǎng)要比常規(guī)空調(diào)長(zhǎng)，會(huì)損失相對(duì)較高的輸送冷量和功耗。然而，提高大型設(shè)備的效率是有限制的，不一定能彌補(bǔ)增加的輸配管網(wǎng)能耗。由于輸配管網(wǎng)長(zhǎng)，增加大量投資，占用城市道路管路路由，增加維修難度和維修成本。供熱時(shí)，系統(tǒng)有可能長(zhǎng)時(shí)間在低負(fù)荷下運(yùn)行，要小于供冷部分的部分負(fù)荷時(shí)段，使系統(tǒng)效率降低。系統(tǒng)效率因輸配管網(wǎng)使用的水泵功耗增加而有所減少，由于輸配管網(wǎng)內(nèi)部水溫升高和水泵散熱，使輸送到用戶的有效輸能量減少。所以，如果不提高區(qū)域供冷系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平，有時(shí)甚至不如單體建筑的常規(guī)空調(diào)[1]。

二、有待解決的相關(guān)問(wèn)題

（一）舒適性問(wèn)題

為了減少輸配能耗，區(qū)域供冷一般提供3-13℃冷水， 45-37℃熱水。由于提供了低溫冷水，對(duì)建筑物內(nèi)部的除濕供能相當(dāng)好。由于提供的水溫低，末端用戶有足夠的溫度處理空間，能進(jìn)行寬屏的空氣熱濕處理，能用于各種民用建筑，提高室內(nèi)舒適度。

但是，因?yàn)槟茉凑境袎簡(jiǎn)栴}和水力平衡困難等問(wèn)題，區(qū)域供冷冷水在末端用戶處一般不上樓，在末端建筑地下室板換間換熱后，就回水至能源站。 這對(duì)于超高層建筑來(lái)說(shuō)，就有一定的局限性。 超高層建筑需要在中間布置換熱器轉(zhuǎn)換， 對(duì)于需要布置兩級(jí)以上的中間換熱器的超高層，會(huì)導(dǎo)致最末端風(fēng)機(jī)盤管或者空調(diào)器的供回水溫度偏高，導(dǎo)致房間除濕能力下降， 結(jié)果是房間溫度能滿足要求，但是感覺(jué)悶熱。 一些超高層的解決方案是，高區(qū)進(jìn)行溫濕度獨(dú)立控制，溫度系統(tǒng)采用區(qū)域供冷冷源進(jìn)行2-3次換熱后使用;濕度系統(tǒng)，在樓頂單獨(dú)設(shè)立小型空調(diào)冷水機(jī)組補(bǔ)充，提供7-12冷水，給室內(nèi)除濕。

冬天供熱工況時(shí)，傳統(tǒng)中央空調(diào)，采用熱水鍋爐，經(jīng)板換后給空調(diào)器和風(fēng)機(jī)盤管提供60-50℃熱水，室內(nèi)效果相當(dāng)好，水泵輸送能耗也低。對(duì)于區(qū)域供熱系統(tǒng)，北方一般采用熱電廠集中供暖方式，舒適性很好。南方一般采用熱泵機(jī)組，出水溫度為45℃，經(jīng)過(guò)區(qū)域管網(wǎng)到末端建筑后為44℃，換熱上樓，再次換熱，溫度就比較低，室內(nèi)舒適度不佳。如換用高溫?zé)崴畽C(jī)組或熱水鍋爐，初投資增加，系統(tǒng)能效比降低。所以規(guī)劃階段應(yīng)通盤考慮。

（二）可靠性問(wèn)題

傳統(tǒng)單體建筑中央空調(diào)，如果主機(jī)故障，會(huì)停止供能或者降低供能。采用區(qū)域供冷供熱，一般都是配置多臺(tái)主機(jī)，主機(jī)同時(shí)出故障的情況非常低，一臺(tái)出故障檢修時(shí)，對(duì)室內(nèi)效果影響相對(duì)很低。因區(qū)域供冷供熱，需要專業(yè)的公司、專業(yè)的團(tuán)隊(duì)，對(duì)設(shè)備的檢修保養(yǎng)、運(yùn)維，都是專業(yè)化，所以比傳統(tǒng)單體建筑中央空調(diào)更可靠。

但是區(qū)域供冷也有致命弱點(diǎn)，輸配管網(wǎng)長(zhǎng)，一般又在市政道路上。 一旦輸配管網(wǎng)被鉆破或者爆管，引起的事故是一片區(qū)域，比傳統(tǒng)單體建筑中央空調(diào)影響還大。所以規(guī)劃時(shí)建議采用環(huán)網(wǎng)形式，加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)管，加強(qiáng)輸配管網(wǎng)的巡視，建立與相關(guān)單位的有效溝通機(jī)制。

（三）成本問(wèn)題

區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)的建設(shè)成本會(huì)高于傳統(tǒng)中央空調(diào)。主要有一下幾個(gè)因素： 一是增加輸配管網(wǎng)建設(shè)成本。無(wú)論采用管廊還是直埋保溫管形式，都將大大增加初投資。二是增加能源設(shè)備成本。因區(qū)域供冷供熱一般會(huì)采用低溫大溫差供水，會(huì)增加蓄冰系統(tǒng)，這將大大增加投資。

因?yàn)閷⑸虡I(yè)建筑與住宅建筑進(jìn)行相關(guān)的對(duì)比下，住宅使用空調(diào)的數(shù)量不多，在收費(fèi)單價(jià)中獲取的利潤(rùn)也并不是很高，投資回報(bào)率很低，所以很難運(yùn)作這樣獨(dú)立的投資行為，其具備一定難度系數(shù)。因此，花費(fèi)于建造城市區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)的相關(guān)成本金額，應(yīng)該是由相關(guān)的房地產(chǎn)開發(fā)商進(jìn)行必要的承擔(dān)，但是為了減少成本，可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)戶內(nèi)系統(tǒng)分段建造等等相關(guān)的環(huán)節(jié)和技術(shù)模式。

采用區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)后，也有節(jié)約成本的方面。一是開發(fā)商建設(shè)成本節(jié)約。開發(fā)商節(jié)約了主機(jī)機(jī)房和鍋爐房面積，可用于車庫(kù)和庫(kù)房。節(jié)約了擺放冷卻塔的屋面，可用于建設(shè)屋頂花園或停機(jī)坪。二是節(jié)約了專業(yè)人員的配置，減少運(yùn)行維護(hù)人工成本。三是公用事業(yè)投資運(yùn)營(yíng)商減少投資。由于減少了供配電容量，發(fā)電企業(yè)減少發(fā)電設(shè)備，電網(wǎng)企業(yè)減少輸配電投資。

（四）收費(fèi)問(wèn)題

一般情況下，區(qū)域供冷供熱收費(fèi)對(duì)于公共建筑，業(yè)主很少存在一些原則上的歧義，但他們的內(nèi)心多半是希望所花費(fèi)的費(fèi)用是和以往傳統(tǒng)模式的使用費(fèi)相差不多（從舒適性的角度來(lái)看，城市區(qū)域供冷供熱是比單元式空調(diào)和傳統(tǒng)單體中央空調(diào)要強(qiáng)的，所以有助于業(yè)主樂(lè)于接受實(shí)際所花的費(fèi)用比傳統(tǒng)模式高出一籌）。維持該項(xiàng)系統(tǒng)運(yùn)作的最基本原因就是針對(duì)城市區(qū)域供冷供熱制定出一套科學(xué)合理的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。

三、落實(shí)開展的必要條件

區(qū)域供冷供熱在城市的發(fā)展中具備良好的前景，特別是城市核心區(qū)域。但是區(qū)域供冷供熱作為目前社會(huì)的新事物，廣泛運(yùn)用于多個(gè)領(lǐng)域，要使其得到落實(shí)就需要具備一些不可缺少的條件。

（一）投資方面

在進(jìn)行城市區(qū)域供冷供熱建設(shè)時(shí)，如前所述，需要適當(dāng)性的增加投資金額，相關(guān)的開發(fā)商以及業(yè)主站在利益的角度，可以回避這項(xiàng)投資作為目的，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的契機(jī)是相關(guān)的投資商積極參與城市區(qū)域供冷供熱的相關(guān)投資[2]。然而辦公、商業(yè)、住宅等等諸如此類的這種類型建筑都被區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)所大面積覆蓋，并且在住宅占比不高的前提條件下，相關(guān)的投資運(yùn)營(yíng)的方式才有較大的可能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，值得推薦的是在推廣區(qū)域供冷供熱在多功能城市中。針對(duì)一些城市內(nèi)部的住宅區(qū)，開發(fā)商的建安成本需要添加該項(xiàng)投資;政府為了推進(jìn)節(jié)能減排，為了實(shí)現(xiàn)的碳排放峰值和碳中和承諾，有很多鼓勵(lì)政策，包括補(bǔ)貼措施，能源投資公司可以積極爭(zhēng)取。

（二）實(shí)施方面

即使具備較為成熟的區(qū)域供冷供熱構(gòu)成元素中的設(shè)備以及技術(shù)，但是其為一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，應(yīng)該做到從多過(guò)程環(huán)節(jié)中始終保持原則，如方案設(shè)計(jì)、開展施工、調(diào)試設(shè)備、正常運(yùn)行等等諸如此類。然而因?yàn)樵O(shè)備供應(yīng)商、開發(fā)商難以擁有較強(qiáng)的綜合實(shí)施能力，所以應(yīng)對(duì)區(qū)域供冷供熱集成商進(jìn)行相關(guān)的培育及訓(xùn)練，最好成立專業(yè)的能源公司，促使城市區(qū)域供冷供熱從規(guī)劃、設(shè)計(jì)方案到最終運(yùn)行管理都能夠得到有效可信的堅(jiān)實(shí)保障?？梢圆捎猛顿Y方投資，專業(yè)能源公司全過(guò)程咨詢，項(xiàng)目建成后由專業(yè)能源公司運(yùn)行管理的模式，也可以采用由專業(yè)能源公司投資加運(yùn)行管理模式。

（三）管理

保障系統(tǒng)盈虧以及系統(tǒng)服務(wù)供應(yīng)的重要環(huán)節(jié)，就是運(yùn)行管理城市區(qū)域供冷供熱。不僅僅有以往傳統(tǒng)意義上的設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的維修保養(yǎng)等管理工作，目前更加重要的是設(shè)備“節(jié)能”運(yùn)作方面的相關(guān)工作，所以一些公司專業(yè)于管理城市區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)，需要把目標(biāo)定為“管理能源”或者是“管理設(shè)備”，并且成為城市區(qū)域供冷供熱工程開展的重要環(huán)節(jié)。

四、結(jié)束語(yǔ)

正確預(yù)測(cè)負(fù)荷分布和需求，是促使城市區(qū)域供冷供熱成為成功的關(guān)鍵一步。通過(guò)仔細(xì)研究調(diào)查，最好的方法是進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，這是有助于精準(zhǔn)預(yù)測(cè)負(fù)荷的，有利于得到合理的、經(jīng)濟(jì)的、科學(xué)的的相關(guān)匹配系統(tǒng)，以及一些運(yùn)行模式。把當(dāng)?shù)厥菍?shí)際情況進(jìn)行充分結(jié)合，在城市內(nèi)部實(shí)施開展相關(guān)區(qū)域供冷供熱的建設(shè)工作，借鑒中國(guó)北方地區(qū)人們的城市區(qū)域供冷供熱理論，從中獲取一定的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鮑勁松.城市住宅區(qū)區(qū)域供冷供熱分析[J].工程與建設(shè)，2005，019（006）：514-515.

[2]姜軍利.區(qū)域集中供冷供熱系統(tǒng)建設(shè)實(shí)例分析[J].低碳世界，2015（8）：202-203.

【作者簡(jiǎn)介】

姓名：寧紹龍;出生年月：70.11;性別：男;民族：漢;籍貫：湖南隆回;職務(wù)/職稱：總工;學(xué)歷：本科;研究方向：區(qū)域供冷應(yīng)用;單位信息：重慶市江北嘴水源空調(diào)有限公司;所在省市 ： 重慶市;郵編 ： 400023

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