區域集中供冷:防暑降溫新方式
眼下雖已立秋,但我國江西省、廣東(dong) 省等地暑熱未消,高溫“餘(yu) 額”仍比較充足。
今年入夏以來,我國多地經曆了持續高溫天氣。隨著夏季高溫現象愈發普遍、高溫天氣逐漸向春秋兩(liang) 季伸展現象越發明顯,空調已成為(wei) 室內(nei) 降溫不可或缺的設備之一。除了家用空調,近年來一種新的降溫方式——區域集中供冷逐漸進入大眾(zhong) 視野。
這個(ge) 夏天,深圳前海地區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(wei) 周邊近100萬(wan) 平方米的寫(xie) 字樓提供集中供冷服務。除深圳外,上海、武漢、濟南、西安等地也紛紛試運行區域集中供冷係統。
集中供冷係統,類似一台“超級空調”:通過建立集中供冷站點和搭建相應的配送管線,將冷水或者冷風傳(chuan) 送給建築物,可以同時為(wei) 區域內(nei) 的大量用戶提供服務。
那麽(me) ,區域集中供冷係統是如何製冷的?其製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(guan) 專(zhuan) 家。
不僅(jin) 能製冷,還可降噪除菌
與(yu) 傳(chuan) 統家用空調依靠製冷劑製冷不同,區域集中供冷係統製冷依靠的是水。區域集中供冷係統通常由能源站(冷熱源)、輸送管網、換冷(熱)站和用冷末端(如風機盤管)組成,多利用能源站間與(yu) 建築群間的區域供冷管網傳(chuan) 輸冷水,整個(ge) 供冷係統類似人體(ti) 的心髒及血液循環係統。
夏季供冷時,區域集中供冷係統會(hui) 將低溫水輸送到供冷區域內(nei) 的換熱站,通過冷交換後再將水輸送到用戶的末端風盤係統。隨後,風機會(hui) 不斷吹拂充滿低溫水的水管,產(chan) 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,但區域集中供冷係統的調溫能力不差,而且還可以降噪、除菌,是名副其實的“全能選手”。
區域集中供冷用戶可以根據實際使用需求,對溫度、濕度等靈活地進行調節,保證室內(nei) 空間溫度和濕度的穩定性。同時,區域集中供冷還可以減少室內(nei) 空調設備帶來的噪音和震動,改善室內(nei) 空間聲環境。如果在區域集中供冷終端裝置前安裝相關(guan) 設備,其還可以實現空氣過濾、消毒等,降低細菌、病毒、灰塵等汙染物的數量,改善室內(nei) 空氣質量。
位於(yu) 山東(dong) 省濟南市CBD片區的山東(dong) 港口大廈亞(ya) 朵S酒店已經開展集中供冷,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常快,而且一直能穩定保持在26攝氏度左右,降溫效果非常好。”
針對夏季空調管道通冷水後管壁結露的問題,區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係統,可以將冷凝水進行有效收集,再統一排出建築物外,不會(hui) 對用戶的使用體(ti) 驗造成影響。
當前,區域集中供冷的適用場所主要為(wei) 大學城、商務區、工業(ye) 園等人口密集的城市公共區域。這些場所製冷需求較高、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(wei) ,我國集中供冷需求正處於(yu) 增長階段。隨著中國城市的持續快速擴張,大型商業(ye) 建築、購物中心、酒店和工業(ye) 設施以及民用建築等對集中製冷係統的需求還會(hui) 不斷增加。
供冷方式多樣,可進行定製化設計
早在1998年,原國家計劃委員會(hui) 等機構便聯合印發了《關(guan) 於(yu) 發展熱電聯產(chan) 的若幹規定》,鼓勵各地區積極發展城市熱水供應和集中供冷,擴大夏季製冷負荷,提高全年運行效率。自此,全國各地開始了區域集中供冷係統建設的初步探索。
廣州大學城是我國最早進行集中供冷的區域之一。廣州大學城采用的是“冰蓄冷”技術,即大學城內(nei) 的各個(ge) 冷站在夜間用電低穀時段進行製冰蓄冷,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,轉化為(wei) 冷氣,給人們(men) 帶來清涼。據廣州城投集團大學城公司相關(guan) 技術人員介紹,廣州大學城區域集中供冷係統相比傳(chuan) 統的中央空調、VRV空調係統和分體(ti) 空調,可以降低空調峰值負荷至少30%。
目前我國區域集中供冷方式多樣,廣州大學城采取的蓄冰製冷模式隻是其中之一。按照製冷技術不同,集中供冷方式通常可以分為(wei) 電製冷(蓄冰製冷等)和熱驅製冷(熱泵製冷、燃氣鍋爐製冷等)。而根據采用的冷(熱)源差異來區分,集中供冷方式又可以分為(wei) 利用電能、太陽能、地熱能、空氣能等不同能源進行製冷。
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(guan) 負責人介紹,電製冷方式和普通家用空調的製冷方式類似,但其總體(ti) 能耗更低、製冷效率更高;而熱驅製冷主要利用熱量交換的原理進行製冷,其中熱泵製冷是利用天然地理環境進行製冷,比電製冷投入的成本更低,也更加綠色環保。
以地源熱泵製冷技術為(wei) 例,該技術利用地底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,水溫就可以自然降低到20攝氏度左右,然後再通過進一步製冷將水溫降低到7攝氏度後再向建築物供冷。
“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製冷。”國家電投上海電力前灘智慧能源中心相關(guan) 負責人表示。
除此之外,熱泵製冷還可以利用水、沼氣等其他自然資源來進行製冷,其原理都是通過熱交換方式進行天然降溫。同時,相比電製冷,利用自然資源進行製冷,係統運行更加穩定。
“總體(ti) 而言,集中供冷的方式沒有定式,要根據區域內(nei) 具體(ti) 的環境條件進行定製化設計,進而提供定製化供冷服務。”國家電投上海電力前灘智慧能源中心相關(guan) 負責人介紹。
能源利用率高,提升室內(nei) 空間美觀度
相比家用空調,區域集中供冷係統的最大優(you) 勢是製冷效率高、能源利用率高。
“目前普通室內(nei) 空調最高能達到一級能效,即3.0的製冷效率,也就是說一分電能產(chan) 生三分冷量;而冷站的製冷效率能達到6.0,即一分電能產(chan) 生六分冷量。”國家電投上海電力前灘智慧能源中心相關(guan) 負責人表示,冷站的製冷效率大約是普通空調的兩(liang) 倍。
製冷效率的提高意味著溫室氣體(ti) 排放量的降低。通過集中供冷,區域內(nei) 的公共建築可以擺脫分散式的製冷係統,以更高效的方式達到同樣的降溫效果,節能效果顯著,減排效益巨大。對於(yu) 用戶而言,采用區域集中供冷還可以增加室內(nei) 空間的美觀程度,避免安裝、維修普通空調帶來的種種不便。
“有了區域集中供冷,就不用安裝室內(nei) 空調和空調外機,隻需要在屋內(nei) 牆壁上開設通風口即可。同時,用戶也不用擔心室內(nei) 溫度過高或過低,可以根據使用需求調節風速和冷熱,保證室內(nei) 環境的舒適性。”國家電投上海電力前灘智慧能源中心相關(guan) 負責人還介紹,區域集中供冷還可以省去分散式空調維修的麻煩,提高製冷服務質量。區域集中供冷能夠實現對冷卻係統的集中管理和監控。專(zhuan) 業(ye) 維修人員可以實時監測冷卻機組的運行狀態,及時發現和處理故障,確保設備的正常運行。與(yu) 此同時,運維團隊通過對冷水循環管網的監測,能夠全麵把握、及時調整供冷情況,為(wei) 用戶提供更加穩定、可靠的服務。
“像我這種占地麵積有幾百平方米的店,裝一套中央空調要花好幾萬(wan) 元,如果撤店還要移機,前前後後都是成本。”在濟南市CBD片區從(cong) 事餐飲行業(ye) 的張先生表示,區域集中供冷設備從(cong) 交房時便已安裝完畢,不需要後期再額外花錢加裝。
對用戶而言,除了前期投入成本較低,集中供冷係統的使用成本也相對可控。“集中供冷的費用按用冷量來結算,掛表計量,每季度交一次,如果不使用則無任何費用。”同樣在濟南市 CBD片區開商鋪的王先生告訴記者,相較使用空調繳納電費而言,這種計費方式在某種程度上緩解了商戶的資金周轉壓力。
延伸閱讀
大規模推廣麵臨(lin) 挑戰
區域集中供冷好處雖多,但要大規模推廣仍然麵臨(lin) 一些挑戰。
與(yu) 國際頂尖製冷企業(ye) 相比,國內(nei) 相關(guan) 企業(ye) 在製冷技術和設備上存在一定的差距。
“目前,在我國集中供冷行業(ye) ,一些技術壁壘有待突破,製冷設備也有待進一步改進升級。隻有硬實力提升,才能最大程度上降低供冷能耗,提升供冷效率。”國家電投上海電力前灘智慧能源中心相關(guan) 負責人表示。
除此之外,冷站一旦發生故障,可能會(hui) 中斷區域內(nei) 多個(ge) 建築物的製冷,因此對於(yu) 醫院、食品公司和製藥企業(ye) 等依賴連續製冷的場所來說,采用集中供冷方式存在一定的風險。
經濟因素也是阻礙區域集中供冷大範圍推廣的主要因素之一。集中供冷最好落地在人口基數較大、人口集中度較高的區域,區域內(nei) 的人口越密集,分攤到每個(ge) 人的供冷成本就越低。
“如果一個(ge) 區域內(nei) 的用戶對集中供冷的接受程度和使用意願普遍偏低,那麽(me) 冷站就很難繼續維持運轉。”國家電投上海電力前灘智慧能源中心相關(guan) 負責人表示。(科技日報 記者 都 芃 實習(xi) 生 王孫偉(wei) )
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