區(qū)域集中供冷:防暑降溫新方式
眼下雖已立秋,但我國江西省、廣東省等地暑熱未消,高溫“余額”仍比較充足。
今年入夏以來,我國多地經(jīng)歷了持續(xù)高溫天氣。隨著夏季高溫現(xiàn)象愈發(fā)普遍、高溫天氣逐漸向春秋兩季伸展現(xiàn)象越發(fā)明顯,空調(diào)已成為室內(nèi)降溫不可或缺的設(shè)備之一。除了家用空調(diào),近年來一種新的降溫方式——區(qū)域集中供冷逐漸進入大眾視野。
這個夏天,深圳前海地區(qū)的集中供冷項目施工進入尾聲,不久將投入運行,該冷站可以為周邊近100萬平方米的寫字樓提供集中供冷服務(wù)。除深圳外,上海、武漢、濟南、西安等地也紛紛試運行區(qū)域集中供冷系統(tǒng)。
集中供冷系統(tǒng),類似一臺“超級空調(diào)”:通過建立集中供冷站點和搭建相應(yīng)的配送管線,將冷水或者冷風傳送給建筑物,可以同時為區(qū)域內(nèi)的大量用戶提供服務(wù)。
那么,區(qū)域集中供冷系統(tǒng)是如何制冷的?其制冷效率和使用成本如何?帶著這些問題,科技日報記者采訪了相關(guān)專家。
不僅能制冷,還可降噪除菌
與傳統(tǒng)家用空調(diào)依靠制冷劑制冷不同,區(qū)域集中供冷系統(tǒng)制冷依靠的是水。區(qū)域集中供冷系統(tǒng)通常由能源站(冷熱源)、輸送管網(wǎng)、換冷(熱)站和用冷末端(如風機盤管)組成,多利用能源站間與建筑群間的區(qū)域供冷管網(wǎng)傳輸冷水,整個供冷系統(tǒng)類似人體的心臟及血液循環(huán)系統(tǒng)。
夏季供冷時,區(qū)域集中供冷系統(tǒng)會將低溫水輸送到供冷區(qū)域內(nèi)的換熱站,通過冷交換后再將水輸送到用戶的末端風盤系統(tǒng)。隨后,風機會不斷吹拂充滿低溫水的水管,產(chǎn)生冷氣再被輸送到用戶所在空間。
雖然名字中帶有“集中”二字,但區(qū)域集中供冷系統(tǒng)的調(diào)溫能力不差,而且還可以降噪、除菌,是名副其實的“全能選手”。
區(qū)域集中供冷用戶可以根據(jù)實際使用需求,對溫度、濕度等靈活地進行調(diào)節(jié),保證室內(nèi)空間溫度和濕度的穩(wěn)定性。同時,區(qū)域集中供冷還可以減少室內(nèi)空調(diào)設(shè)備帶來的噪音和震動,改善室內(nèi)空間聲環(huán)境。如果在區(qū)域集中供冷終端裝置前安裝相關(guān)設(shè)備,其還可以實現(xiàn)空氣過濾、消毒等,降低細菌、病毒、灰塵等污染物的數(shù)量,改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。
位于山東省濟南市CBD片區(qū)的山東港口大廈亞朵S酒店已經(jīng)開展集中供冷,該酒店工作人員張子浩表示:“客人反饋,集中供冷的降溫速度非???,而且一直能穩(wěn)定保持在26攝氏度左右,降溫效果非常好。”
針對夏季空調(diào)管道通冷水后管壁結(jié)露的問題,區(qū)域集中供冷的末端散冷裝置——風機盤管通常自帶冷凝水收集系統(tǒng),可以將冷凝水進行有效收集,再統(tǒng)一排出建筑物外,不會對用戶的使用體驗造成影響。
當前,區(qū)域集中供冷的適用場所主要為大學城、商務(wù)區(qū)、工業(yè)園等人口密集的城市公共區(qū)域。這些場所制冷需求較高、用電量較大,利用集中供冷的方式可以大幅降低能源損耗。
湖南大學土木工程學院教授張泉認為,我國集中供冷需求正處于增長階段。隨著中國城市的持續(xù)快速擴張,大型商業(yè)建筑、購物中心、酒店和工業(yè)設(shè)施以及民用建筑等對集中制冷系統(tǒng)的需求還會不斷增加。
供冷方式多樣,可進行定制化設(shè)計
早在1998年,原國家計劃委員會等機構(gòu)便聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的若干規(guī)定》,鼓勵各地區(qū)積極發(fā)展城市熱水供應(yīng)和集中供冷,擴大夏季制冷負荷,提高全年運行效率。自此,全國各地開始了區(qū)域集中供冷系統(tǒng)建設(shè)的初步探索。
廣州大學城是我國最早進行集中供冷的區(qū)域之一。廣州大學城采用的是“冰蓄冷”技術(shù),即大學城內(nèi)的各個冷站在夜間用電低谷時段進行制冰蓄冷,白天再融冰供冷,通過輸送管道將冷凍水輸送到各用戶終端,轉(zhuǎn)化為冷氣,給人們帶來清涼。據(jù)廣州城投集團大學城公司相關(guān)技術(shù)人員介紹,廣州大學城區(qū)域集中供冷系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的中央空調(diào)、VRV空調(diào)系統(tǒng)和分體空調(diào),可以降低空調(diào)峰值負荷至少30%。
目前我國區(qū)域集中供冷方式多樣,廣州大學城采取的蓄冰制冷模式只是其中之一。按照制冷技術(shù)不同,集中供冷方式通??梢苑譃殡娭评?蓄冰制冷等)和熱驅(qū)制冷(熱泵制冷、燃氣鍋爐制冷等)。而根據(jù)采用的冷(熱)源差異來區(qū)分,集中供冷方式又可以分為利用電能、太陽能、地熱能、空氣能等不同能源進行制冷。
較早開展集中供冷項目的國家電投上海電力前灘智慧能源中心相關(guān)負責人介紹,電制冷方式和普通家用空調(diào)的制冷方式類似,但其總體能耗更低、制冷效率更高;而熱驅(qū)制冷主要利用熱量交換的原理進行制冷,其中熱泵制冷是利用天然地理環(huán)境進行制冷,比電制冷投入的成本更低,也更加綠色環(huán)保。
以地源熱泵制冷技術(shù)為例,該技術(shù)利用地底100米以下地源恒溫的特性進行工作。在夏天,即使地表溫度超過40攝氏度,地下溫度仍然能夠恒定在15攝氏度到20攝氏度之間。水流通過地下管道進入地下循環(huán),水溫就可以自然降低到20攝氏度左右,然后再通過進一步制冷將水溫降低到7攝氏度后再向建筑物供冷。
“這種方式利用地下淺層地熱資源恒溫的特性來降溫,幾乎可以說是零成本免費制冷?!眹译娡渡虾k娏η盀┲腔勰茉粗行南嚓P(guān)負責人表示。
除此之外,熱泵制冷還可以利用水、沼氣等其他自然資源來進行制冷,其原理都是通過熱交換方式進行天然降溫。同時,相比電制冷,利用自然資源進行制冷,系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定。
“總體而言,集中供冷的方式?jīng)]有定式,要根據(jù)區(qū)域內(nèi)具體的環(huán)境條件進行定制化設(shè)計,進而提供定制化供冷服務(wù)?!眹译娡渡虾k娏η盀┲腔勰茉粗行南嚓P(guān)負責人介紹。
能源利用率高,提升室內(nèi)空間美觀度
相比家用空調(diào),區(qū)域集中供冷系統(tǒng)的最大優(yōu)勢是制冷效率高、能源利用率高。
“目前普通室內(nèi)空調(diào)最高能達到一級能效,即3.0的制冷效率,也就是說一分電能產(chǎn)生三分冷量;而冷站的制冷效率能達到6.0,即一分電能產(chǎn)生六分冷量?!眹译娡渡虾k娏η盀┲腔勰茉粗行南嚓P(guān)負責人表示,冷站的制冷效率大約是普通空調(diào)的兩倍。
制冷效率的提高意味著溫室氣體排放量的降低。通過集中供冷,區(qū)域內(nèi)的公共建筑可以擺脫分散式的制冷系統(tǒng),以更高效的方式達到同樣的降溫效果,節(jié)能效果顯著,減排效益巨大。對于用戶而言,采用區(qū)域集中供冷還可以增加室內(nèi)空間的美觀程度,避免安裝、維修普通空調(diào)帶來的種種不便。
“有了區(qū)域集中供冷,就不用安裝室內(nèi)空調(diào)和空調(diào)外機,只需要在屋內(nèi)墻壁上開設(shè)通風口即可。同時,用戶也不用擔心室內(nèi)溫度過高或過低,可以根據(jù)使用需求調(diào)節(jié)風速和冷熱,保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性。”國家電投上海電力前灘智慧能源中心相關(guān)負責人還介紹,區(qū)域集中供冷還可以省去分散式空調(diào)維修的麻煩,提高制冷服務(wù)質(zhì)量。區(qū)域集中供冷能夠?qū)崿F(xiàn)對冷卻系統(tǒng)的集中管理和監(jiān)控。專業(yè)維修人員可以實時監(jiān)測冷卻機組的運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)和處理故障,確保設(shè)備的正常運行。與此同時,運維團隊通過對冷水循環(huán)管網(wǎng)的監(jiān)測,能夠全面把握、及時調(diào)整供冷情況,為用戶提供更加穩(wěn)定、可靠的服務(wù)。
“像我這種占地面積有幾百平方米的店,裝一套中央空調(diào)要花好幾萬元,如果撤店還要移機,前前后后都是成本?!痹跐鲜蠧BD片區(qū)從事餐飲行業(yè)的張先生表示,區(qū)域集中供冷設(shè)備從交房時便已安裝完畢,不需要后期再額外花錢加裝。
對用戶而言,除了前期投入成本較低,集中供冷系統(tǒng)的使用成本也相對可控?!凹泄├涞馁M用按用冷量來結(jié)算,掛表計量,每季度交一次,如果不使用則無任何費用?!蓖瑯釉跐鲜?CBD片區(qū)開商鋪的王先生告訴記者,相較使用空調(diào)繳納電費而言,這種計費方式在某種程度上緩解了商戶的資金周轉(zhuǎn)壓力。
延伸閱讀
大規(guī)模推廣面臨挑戰(zhàn)
區(qū)域集中供冷好處雖多,但要大規(guī)模推廣仍然面臨一些挑戰(zhàn)。
與國際頂尖制冷企業(yè)相比,國內(nèi)相關(guān)企業(yè)在制冷技術(shù)和設(shè)備上存在一定的差距。
“目前,在我國集中供冷行業(yè),一些技術(shù)壁壘有待突破,制冷設(shè)備也有待進一步改進升級。只有硬實力提升,才能最大程度上降低供冷能耗,提升供冷效率?!眹译娡渡虾k娏η盀┲腔勰茉粗行南嚓P(guān)負責人表示。
除此之外,冷站一旦發(fā)生故障,可能會中斷區(qū)域內(nèi)多個建筑物的制冷,因此對于醫(yī)院、食品公司和制藥企業(yè)等依賴連續(xù)制冷的場所來說,采用集中供冷方式存在一定的風險。
經(jīng)濟因素也是阻礙區(qū)域集中供冷大范圍推廣的主要因素之一。集中供冷最好落地在人口基數(shù)較大、人口集中度較高的區(qū)域,區(qū)域內(nèi)的人口越密集,分攤到每個人的供冷成本就越低。
“如果一個區(qū)域內(nèi)的用戶對集中供冷的接受程度和使用意愿普遍偏低,那么冷站就很難繼續(xù)維持運轉(zhuǎn)。”國家電投上海電力前灘智慧能源中心相關(guān)負責人表示。(科技日報 記者 都 芃 實習生 王孫偉)
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