华中科技大学能源学院   陈焕新 贺梅葵 谢军龙 舒朝晖

摘要  区域供冷系统在节能、环保和运行管理等方面具有明显的优势，与国外相对先进成熟的技术相比，在我国尚处于起步阶段，在湖北地区还未见实施。简述了区域供冷和新型管理模式的特点和发展优势，介绍了区域供冷的国内外发展历程、现状以及国内的发展展望。结合湖北地区的特点，对区域供冷新型管理模式在湖北地区的应用前景做了概括的分析。

关键词  区域供冷；新型管理模式；应用前景分析

0 引言

    随着人们生活水平的提高和城市化的高速发展，工业化发展势头逐步加大，能源与资源消耗逐渐攀升。建筑能耗所占社会商品能源总消耗量的比例持续增加， 目前建筑能耗站总能耗的30%左右，据2006年全国政协调研组的一组调查发现，我国将近99%的建筑属于高耗能建筑，新建房屋有95%以上是高耗能建筑；其中暖通空调系统能耗占建筑能耗的50%~70%，我国空调高峰负荷已经超过 4500万kW，相当于2.5倍三峡电站满负荷电力。发展既节能、环保又经济可行的制冷技术，促进建筑节能的发展，是缓解能源紧张、解决社会经济发展与能源供应不足这对矛盾的最有效措施之一，将为我国节约型社会的建设中的重要组成部分。区域供冷系统在节能、环保和运行管理方面有特殊的优势，成为目前建筑节能中极具竞争力的一种方案。

    区域供冷 (District Cooling)是指为了满足某一特定区域内多个建筑物的冷负荷需求，由供冷站集中生产冷冻水，冷量以冷冻水为载体通过埋入地下的管道输送到用户端，带走室内空气的热量，实现建筑物的空调的舒适要求或生产的工艺要求。区域供冷系统由中心制冷站、冷冻水输配管网、冷用户3部分组成，应用于冷负荷密度高以及年冷负荷系数大的地方，如工业建筑群、人口稠密的城市商业区等，区域供冷系统可视为大规模的中央空调系统，其用户可以包括一个区域内的公寓、写字楼、酒店、商场、机关、医院等建筑[1]。

1 区域供冷系统的优点和国内外发展状况

1.1 区域供冷系统的优点

    区域供冷系统与传统空调系统相比具有以下特点和优势：

    （1）运行效率高，部分负荷下调节方便。区域供冷系统选用大型优质高效的制冷机组，传统空调系统部分负荷时一般采用调节制冷机组，使制冷机的运行效率下降；而区域冷冻站由于其供冷范围大，用户多，在部分负荷时，多采用台数控制调节，并不降低单台制冷机的性能，使其始终在满负荷下运行，运行能效高，缓解城市电力紧张问题。

    （2）可以利用低品位能源和一次能源。在电力比较紧张的地区，区域冷冻站可以直接使用一次能源来驱动吸收式制冷机。当区域供冷站建立在热电厂附近时，可以利用废热，让燃气轮机、燃气发动机等驱动发电机或制冷机，实行热、冷、电三联供，充分利用低品味能源，进一步提高能源利用率，其节能效果将更为明显。

    （3）区域供冷系统运行的环保效益好。第一，减少噪声污染和城市热岛效应。由于区域供冷系统所负担的各建筑物不用装设制冷机和散热冷凝器，可大大减少噪声、振动、热卷流和废热污染。第二，减少对臭氧层有破坏的制冷剂的使用。目前许多区域供冷系统可采用氨作为制冷剂的机组来制冷，或者使用溴化锂机组，从而彻底消除CFC等对臭氧层的破坏。使用CFC制冷剂的大型机组相对于同样制冷能力的多台小型制冷机组而言，需要的制冷剂量少，并能够更好地处理制冷剂在工作及回收时的泄漏问题。

    （4）提高建筑空间利用率和美观性。采用区域供冷后，建筑的业主不需要再在楼宇里安装独立的制冷机组，就可以大大减少在建筑内安装设备室所需的空间，与传统空调相比，平均可节省75%的机房空间。区域供冷系统内的各栋建筑物不需要单独设置冷却塔，消除了挂在墙上分体空调的室外机，提高了建筑的美观性。

1.2 区域供冷系统的国内外发展状况

    区域供冷系统在世界范围内的发展已颇具规模。法国是采用电驱动制冷机进行区域供冷最多的国家， 这是因为法国在夏天有比较低的核电价格；而在美国、日本和德国通常不采用独立的区域供冷系统， 而是采用将其结合到热电冷三联供的大系统中。

    世界上最早的商业化的区域供冷工程始于 1961年美国的哈特富德(Hartford)，6 年之后区域供冷系统在法国的 La Défense 登陆欧洲大陆，该系统现在发展成为全世界最大的区域供冷系统之一。美国能源部近二十年来主要从建立高质量传输介质、新型设备部件、系统分析评价等各方面大力发展区域供冷供热技术。美国将区域供冷和蓄冷技术相结合，取得了良好的效果。如在德州贝当的李氏学院区域供冷系统(蓄冷容量19.47MWh)以及约翰•霍普金斯大学在马州劳利的应用物理实验室(蓄冷容量30MWh)，其夜间制冰每年分别节省153000美元及250000美元，带来了巨大的节能效益[2,3]。

    日本对区域供冷的研究要比欧美晚几十年，但普及的速度相当快，特别是伴随着产业结构和都市构造的改变，区域供冷事业已成为新都市基础设施系统中重要的一个环节。如日本新宿新都心区域冷暖房，实现用户建筑面积220万平方米，制冷设备总容量5.9万冷吨，区域配管总长8km，采用热电联产力一式后节约能源达33.50%[4,5]。

    瑞典则凭借其独一无二的海洋冷源优势，拥有着世界上最大的区域供冷工程之一，其COP值达到了13左右，使其无论从经济还是环保上都成为最成功的区域供冷的典范。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[6]。

    在中国，区域供冷也已有十多年的历程，但由于种种原因，发展比较缓慢。随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，特别是在近几年国内夏季电力的不断紧缺及对建筑节能关注的推动下，区域供冷技术在东部、南部地区已经有了长足的发展。我国已建成的区域供冷区域有广州某高档住宅小区、广州大学城、上海路易•凯旋宫住宅小区、中关村西区、上海浦东国际机场区域供冷系统、湖南长沙某住宅小区、清华大学区域供冷系统等[7]。同时也有很多地方在拟建区域供冷系统，将促进区域供冷系统的进一步发展。

2 区域供冷新型管理模式介绍和特点

    区域供冷新型管理模式采用独立的公司运营机制，采用能源管理模式，专门公司提供区域供冷系统、输送管网和建筑物空调系统设计，完成区域内建筑空调的安装和调试；采用集中化、专业化的管理，优化设计供冷区域内建筑能源系统结构，提高能源的利用率；完成供冷区域内空调系统的运行管理、设备保养维护及更换以及节能管理；实现区域内一体化管理。区域内的用户只需要缴纳入网费、使用费，让供冷系统与用户完全独立开来，为用户带来节能效益的同时带来了管理上的便利。

    区域供冷新型管理模式主要有以下几方面的优点：

    （1）节省用户初投资。用户不用购置空调机组，只是缴纳一定的入网费，节省了空调的初投资和采购机组的人力财力；用户不需要建立机房，提升建筑物有效的使用空间，节省的建筑面积可以出租、出售，为用户带来经济效益。

    （2）机组运行维护质量的提高和费用的节省。新型管理模式拥有专业的维护管理人员，并予以严格、过硬的培训，负责区域内机组、空调系统的运行管理，区域供冷内用户就不再需要去自己雇人维护制冷系统；实现区域内计算机控制系统， 进一步提高了供冷的质量、可靠性和系统的安全性。采用先进的技术，大大减少了总体的维护工作人员和维护费用。

3 区域供冷新型管理模式在湖北地区的应用前景分析

    我国建筑能耗在全国能源总消耗量中达到30％，是发达国家的3倍多；湖北省位于我国中部地区，属典型的冬冷夏热地区，建筑能耗比例更高，接近35％，在建立节约型社会的今天，降低建筑物能耗成为湖北省大力投资建设的新目标。作为湖北省会的武汉市成为中部崛起的中心，经济和工业发展迅速，带动了建筑行业快速发展。武汉市地处我国长江中游，气夏季高温干旱，白天烘烤，夜间无风闷热，“热岛效应”突出;冬季常有低温、冰冻，日照少，湿度大，“冷湖效应”显著。与此同时，相关部门对降低地区内的建筑能耗有着极大的关注。有专家提出，将区域供冷与热电联产相结合是解决武汉地区建筑高能耗的一种切实可行的空调运行模式[8]。

    在湖北地区实施区域供冷新型管理模式，将为湖北地区建筑耗能用户减少运行管理费用和提供管理上的便利，为湖北省的“节能降耗”工程做出重大贡献，也将吸引更多的商家来湖北投资。从总体上看来，将为湖北省带来可观的节能效益、环境效益和社会效益，带动湖北的经济的进一步发展。

4 结论

    区域供冷由于其在诸多领域的优势，在欧美、日等国应用颇为广泛，作为一种先进的供冷方式，在湖北地区的兴起是指日可待；配合新型的管理模式，将带来更大的巨大的市场发展潜力和价值将成为湖北地区节能产业的新选择。同时，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。只有多方的联合协作，才能让区域供冷新型管理模式在湖北地区得到更快的发展，为社会创造更大的效益。

参考文献

[1] 惠荣娜，徐 奇，李德英等.我国区域供冷的现状及发展[J].建筑节能，2007，3：47-49

[2] Jacob kaminsky. District heating and cooling technology research and development overview of the U.S. department of energy program[J]. Office of building and community, U.S.DOE.

[3] Porter, R. W. Economic distribution distance for cogenerated district heating and cooling. Energy (Oxford),1985,10(7):851-859

[4] 马德明.实现区域供热供冷的思考[J].城市，2003 (5): 58

[5] 王智伟,李筱玫,近藤高志.区域供冷供热在东京汐留北地区的工程应用[J].建筑热能通风空调,2005,24(6):53-57

[6] 王刚.瑞典区域供冷技术对中国的启示[J].建筑热能通风空调，2004, 23(3): 24-29

[7] 宋孝春.中关村西区区域供冷设计技术分析[J].暖通空调,2004,10 : 88-90

[8] 李玉云,张春枝,曾省稚.武汉市公共建筑集中空调系统能耗分析[J]，暖通空调,2002,4 : 85-87　

贺梅葵，女，1983年9月生，在读硕士研究生

华中科技大学沁苑东九529室  联系电话：13477023655    E-mail：tmjiabei927@163.com

陈焕新， 1964.5，男，教授，华中科技大学能源与动力工程学院，430074，13072773246，E-mail：chenhuanxin@tsinghua.org.cn