蓄冷技术在区域供冷

蓄冷技术在区域供冷（精选1篇）

篇1：蓄冷技术在区域供冷

东华大学环境科学与工程学院

低碳城市建设与区域供冷技术报告

丁淑红

（东华大学环境科学与工程学院，上海，2111256）

[摘要] 本文介绍我了国低碳城市建设以及在建设中出现的问题，回顾了区域供冷技术的历史发展及现状，总结了区域供冷技术的特点，并对区域供冷技术在低碳城市建设中的发展进行了展望。

[关键字] 低碳，城市，区域供冷

TECHNICAL REPORTS OF LOW-CARBON URBAN CONSTRUCTION AND

DISTICT COOLING

Abstract describes the problems of our low-carbon urban construction and construction, reviews the historical development of district cooling technology and current status, summarizes the characteristics of district cooling technology, and district cooling technology in the construction of low-carbon city development of the prospects.Key wordslow-carbon，urban，distict cooling引言

随着我国经济的快速发展，城市化进程的不断加速，工业化发展不断深入，能源与资源消耗屡创新高，环境压力也非常严峻。目前我国已有房间空调器1亿台，商用空调120万套，空调能耗已占全国耗电量的15%左右。夏季用电高峰时，空调用电量甚至达到城镇总用电量的40%。几乎所有新建的商业建筑、办公建筑、娱乐场所、医院以及改造过的上述建筑中都设置了中央空调系统，这些设施给人们带来舒适生活的同时，也带来了严重的能源与环境问题，设备使用效率低，管理落后，运行不经济，浪费能源，污染环境。

发展既节能、环保又经济可行的制冷技术成为实现我国可持续发展伟大目标中的重要组成部分，区域供冷技术提供了一种灵活的、节能的供冷方案。本文主要介绍我国低碳城市建设以及在建设中出现的问题，回顾了区域供冷技术的历史发展及现状，总结了区域供冷技术的特点，并对区域供冷技术在低碳城市建设中的发展进行了展望。低碳城市建设

2.1低碳城市

城市是碳排放最主要的来源。我国有600多个城市.对其中287个地级以上城市进行统计.这些城市的能耗占全国总能耗的55.48%,co2排放量占全国总排放量的58.84%.如果把其余的城市、集镇都加进来.能耗占社会总能耗的80%以上1。

低碳城市是指以低碳经济为发展模式及方向、市民以低碳生活为理念和行为特征、政府公务管理层以低碳社会为建设标本和蓝图的城市。低碳城市可以概括为低碳经济、低碳建设、低碳社会三方面全面建设的城市。

2008年初，原建设部与世界自然基金会ＷＷＦ在上海和保定开展低碳经济示范试验工作，开始从低碳建设方面试点低碳城市，重点从城市生态环境建设、低碳社区建设、发展可再生能源、低碳化城市交通体系建设等方面进行低碳管理的创新，取得了一定成效。

到2050年，中国的城镇化水平将达到70%一7500。中国城市的单位能耗和资源消耗所创造的价值要在2000年的基础上提高15-20倍，而按照低碳城市的发展力一案，到2035年就能实现温室气体总体排放的零增长，提早实现联合国提出的“‘四倍跃进”的目标2。

2.2我国城市发展存在的问题

我国城市在发展中面临着严峻的挑战：第一，城市中的能源消耗急剧增加。我国城镇既有建筑约200亿㎡，并以每年20亿㎡的速度增加3；第二，在城市中，能源利用导致的城市环境问题日益突出；城市空气质量、水环境质量、交通噪声、城市固体垃圾处理等与环境密切相关的指标虽然逐年得到改善.但是依然存在严重问题；第三，能源和环境问题同人类生产和生活的各种活动密切相关.具有长期性和惯性.非常复杂；第四，长期以来.我国城市的水、电力、天然气等部门在规划、建设阶段“各自为战”，造成的基础设施重复建设情况严重，效率不高。

我国大多数城市处于快速发展的阶段.城市类别繁多，特点各异：有的以白然资源开发为主，有的以制造加工为主，各种不同类型的城市在低碳城市建设的定位迥异，进行低碳化建设的力一法和途径也各不相同；而我国城市地理位置不同.文化风俗差异很大，应针对地力一特点进行低碳建设。区域供冷技术

3.1区域供冷技术的定义

区域能源对节能减排、建设低碳城市具有重要的意义，它能够合理用能、科学用能、综合用能、集成用能。中国的区域能源发展始于建国初期，北方地区最先开始发展区域能源系统，主要以区域供热为主，在中国的600多个城市中有400多个热力公司在从事区域供热。由于节能减排形势的紧迫，在中国由分散供

冷向集中供冷，现又向区域供冷发展，已形成一个趋势。

区域供冷技术是指集中生产并输配冷量。冷量以冷冻水为载体被中心制冷工厂生产出来并通过埋入地下的管道输往办公写字楼、工业建筑和住宅建筑中去带走室内空气的热量，实现空调的舒适要求或生产的工艺要求4。典型的区域供冷系统包括下列部件：中央供冷站——提供冷冻水用作冷却服务。冷冻水分配网络——分配冷冻水到用户大厦。换热站——将区域供冷系统的冷冻水连接到大厦本身的空调系统。

3.2区域供冷技术的国内外发展与现状

1961年美国的哈特富德((Hartford)最早的商业化的区域供冷工程，1967年开始登陆欧洲大陆，地点是法国5。目前法国和瑞典是欧洲区域供冷发展最成熟也是技术最先进的两个国家。

1970年的大阪世博会、日本政府的大力支持、相关法规的出台以及当时日本繁荣的经济背景促成了亚洲第一个大型区域供冷项目的实现.。

1989年，第一个北欧区域供冷工程诞生于挪威，紧接着瑞典斯德哥尔摩的市内大型区域供冷项目经过两年的精密筹划后于1995年正式投入使用，经过几次不断的扩充系统供冷能力，到目前为止该系统成为了世界上最大的区域供冷工程之一，更重要的是从经济和环保的角度讲，是世界上最成功的区域供冷的典范6。挪威、瑞典和丹麦等地的区域供热供冷技术非常具有特色，它们普遍采用海水、湖水、地下水、工业废水和城市污水等作为冷源，或者利用生物质和垃圾焚烧作为热源。

近来，荷兰的阿姆斯特丹、加拿大的多伦多以及中东的沙特阿拉伯成为了区域供冷发展的新的亮点，几个超大型的区域供冷项目正在建设中或即将投入使用。

我国区域供冷技术的应用刚刚起步，但发展迅速。2002年完成的深圳大学城采用区域供冷系统，总供冷量为28136 kW，供给一期工程的3所大学的空调系统。北京中关村西区建设中采用了外融冰式蓄冷的区域供冷技术，一期装机容量为28 136 kW，二期为158265 kW7，为区内地下空间和地上建筑提供空调冷冻水。制冷站建设采用模块方式，可按不同开发阶段和冷水需求情况进行建造，利于资金安排，也能准确地把制冷站设置在最大负荷的建筑物附近。中关村广场计划建两个外融冰式冷站，1#冷站已于2004年底完工，并在2004年4月开始为家乐福大型超市供冷:敷设在地下管廊内的主供回水管为环状管网，2个冷站通过环状管网相互连接，保证系统的可靠性，区域供冷能够做到全年24 h不间断提供空调冷冻水8。

3.3 区域供冷技术的特点

3.3.2区域供冷技术的优点

（1）节能，降低用电负荷，节约能源，符合可持续发展战略与节能要求。区域供冷采用集中的大容量制冷机组不仅效率比分散式空调高的多，而且能耗也降低很多。大型制冷机组的能效比可达4以上，分散式机组的能效比通常小于

2.2。

（2）保护环境，大型机组与单独设置的机组相比大大减少制冷剂的使用，可以起到防止大气污染的作用，美化环境，符合绿色建筑、健康住宅的健康舒适节能环保的要求，有经济社会效益。

（3）节省建筑空间，通过使用中央冷站的冷媒，各个建筑物不需要单独设置空调设备间，同时楼顶也不需要安装冷却塔，减少了投资，可以做成绿色屋顶，不仅降低负荷，也起到一定美化效果。

（4）不存在户式的安全隐患，消除了设备间制冷装置的运行噪声。使人们的生活，工作，学习环境更加的舒适，健康。

3.2.3 区域供冷技术的缺点

（1）区域供冷系统的造价较高，由行政主管部门筹措资金，在资金量大时会遇到很大的困难。实际上多年来困扰我国区域供冷技术发展的最大障碍就是这个问题，不少地方政府对区域供冷的优势看得很透彻，但是由于后期实施过程中的资金困难不得不放弃。解决这个问题，应变国家投资的方式为广泛吸收社会资本进入这个领域，独立的投资运营商对区域供冷技术的发展能起到很大的推动作用。另外，可以借鉴日本政府在区域供冷技术推广发展上的做法，从立法、政府补贴、建立示范工程、低利率融资、低电力资费及给予建筑补助资金等方面促进其发展，引导社会资本进入到区域供冷领域。

（2）潜在的环境问题。虽然区域供冷技术缓解了对臭氧层的破坏，并减轻了分散式空调系统造成的城市热岛效应，但它在利用地表水、地下水作为冷源时，却带来了不可预计的生态问题。目前，大多数工程的分析结果是水体升温并为对藻类植物及海洋生物造成明显的影响，然而对水体环境及微生物的长期影响并未进行深入的分析研究9。也可能因制冷剂泄漏造成对地下水、地表水的污染;直接利用地下水作为冷源时回灌不利造成地面下沉等严重问题。

4区域供冷技术的发展展望

区域供冷技术与其他多种技术的联合应用是其很好的发展方向。其中包括冰蓄冷技术，水源热泵技术(海水源热泵、污水源热泵)，大温差、小流量技术。

4.1与冰蓄冷技术的联合应用

对于人口密集、空间紧张的城市来说，建筑物空调需要的冷热量采用区域集中供给是城市中央空调的发展方向，不仅能更好地保护环境，更能提高能源利用

效率。电能是一种清洁的能源，在世界各国能源系统中都占有最大的比例，同时它也代表了21世纪环保能源发展的方向。从20世纪60年代开始，各国力公司开始实行峰谷电分时段计费政策，许多工程技术单位借这一契机，发展了利用夜间廉价电力的蓄能技术，利用电力在电价低谷时段蓄能，将蓄好的能量在白天电价高峰段使用，从而节省整个系统的运行费用，实现了电负荷与冷负荷的移峰填谷[4].这一技术对宏观上平衡城市电力供应有着重大的经济和社会效益。正是由于电力蓄能技术本身所具有的强大发展潜力，使其与代表城市中央空调发展方向的区域供冷系统能够完美地结合在一起并在世界各国得到了广泛的应用。

4.2与热泵技术的联合应用

区域供冷技术与热泵技术联合应用，其水源可以因地制宜利用海水、城市污水、江河湖泊作为冷/热源。我国北方的一些沿海海域水温条件比较理想，适合于发展海水源热泵。同时一些城市具有比较完备的城市污水处理系统，城市污水来源稳定，污水中的冷/热量不加以利用也要白白排放到环境中去。我国南方地区有着众多的江河湖泊，地表水资源丰富，水温变化范围比空气小，换热性能比空气好，是热泵比较理想的冷/热源。

4.3与大温差、小流量技术的联合应用

空调水系统的投资及能耗在整个空调系统中占有非常重要地位。采用大温差、小流量技术的制冷系统越来越受到设计师的青睐，因为这是一个减少系统投资、降低能耗的先进理念。采用大温差、小流量系统，冷冻水温差从常规的5℃(7/12℃提高到6～10℃，却水温差从5℃(32/37℃)提高到7℃(32/39 ℃)或8℃(32/40℃)，整个系统的水管路管径减小，水泵流量降低，节省了设备初投资和运行成本。大温差、小流量系统的目的是优化空调系统各设备间的能耗配比，在保证舒适度的前提下，减少冷量输送的能耗，或是减少冷却塔和末端空调箱的能耗，同时降低系统投资。与区域供冷技术结合后其节省投资和运行成本的量早非常可观的。5小结

区域供冷技术的应用需要多方面的努力，现阶段因为各方面的原因，包括经济基础的不同，人们思惩观念上的差异，区域供冷技术仅在我国的小范围内进行了应用，但随着人们思想观念的转变以及现有工程示范作用的逐步体现，区域供冷技术在我国还有很大的发展空间。要充分利用国外的先进技术发展我国跳区域供冷事业，为节能减排建设低碳城市，实现“零”碳排放做出贡献。

参考文献

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[2] 中国低碳生态城市发展战略主报告[M].北京:中国城市出版社.2009

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