区域供冷技术国内外应用现状概述

张朝伟，郄艳敏

(天津海运职业学院，天津 300457)

区域供冷技术国内外应用现状概述

张朝伟，郄艳敏

(天津海运职业学院，天津 300457)

随着我国国民经济的飞速发展，城市化建设不断加速，工业化发展不断深入，能源与资源消耗量逐步提升。同时，建筑物使用者对建筑物内舒适性要求不断提升，建筑能耗持持续迅速增长趋势。而在建筑能耗中，空调能耗又占有主要比例，约为2/3左右。在此背景下，区域供冷技术逐渐引起人们的重视,区域供冷技术不仅可以为企业节约资金，设计得当更能节约能源,目前已成为发达地区的重要标志。

区域供冷；空调能耗；节能；经济发展

0 引 言

环境和能源问题一直以来是全世界备受关注的两个问题，也是我国重大战略重点。如何控制传统能源消费对环境的影响将成为我国社会和经济发展的重要问题。根据我国前瞻产业研究院《2013-2017年中国智能建筑行业市场前景与投资战略规划分析报告》数据显示，我国建筑能耗约占社会总能耗的33%，而且随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑耗能比例最终还将上升至35%左右，建筑能耗成为社会总能耗的耗能大户。而中央空调能耗目前占到建筑能耗的40%以上，被建筑行业称作耗能大户。所以对中央空调系统得当选型、合理配置，采取合理节能措施，对于降低建筑能耗意义重大，有专家指出每降低10%的空调能耗，就至少能节省5%以上的建筑成本。

一种新的供冷方式——区域供冷，逐渐引起人们的重视。在我国一些城市如广州、珠海等地率先采用区域供冷技术，天津市滨海新区于家堡金融商务区将建设8座供冷中心，服务面积约为690万m2，将采用冰蓄冷的方式进行区域供冷，不仅可以为企业节约资金，更能节能30%～35%。区域供冷已经成为发达地区的重要标志。

1 区域供冷系统简介

区域供冷系统(District Cooling System)指为满足规划区域内建筑的冷负荷需求，在一个建筑群设置一个或多个大规模的制冷能源站集中生产冷冻水，通过管网将冷冻水输送到各用冷末端，末端装置以风机盘管最为常见，向每座建筑物提供空调冷量。这样各座建筑物内不必单独设置空调冷源，从而避免到处设置冷却塔。由于各座建筑的空调负荷不可能同时出现峰值，因此制冷机的装机容量会小于分散设置冷机时总的装机容量，从而有可能减少冷机设备的初投资。

2 区域供冷技术国外发展及应用

2.1 美国区域供冷技术的发展及应用

在20世纪70年代，美国纽约世界贸易中心采用双效吸收式制冷技术区域供冷系统供冷量达到172 MW，是当时世界上最大规模的区域供冷系统，之后在芝加哥等美国大城市又出现了电力压缩式制冷区域供冷项目。在美国区域供冷技术在统一规划的单一业主单位应用最为广泛，截止1980年，美国已经有超过2 000所大学采用区域供冷技术，输配管网总长度接近3 500 km。90年代后冷热电联产的区域供热供冷技术(District Heating and Cooling，DHC)逐渐成熟，成为当时区域供冷技术的主要技术，从而在美国区域能源普及的大城市形成了一批专门从事区域供热供冷投资建设和运营管理的公司。而后美国又出现了区域供冷与冰蓄冷技术相结合的项目，1993年，迈阿密大学使用冰蓄冷系统替代原有的传统的冷水系统区域供冷站，大大降低了运行成本，取得良好效果。

2.2 欧洲国家区域供冷技术的发展及应用

欧洲北部与南部气候气候不同，南欧气候属于典型的地中海型，冬季温和多雨， 夏季炎热干燥，北欧地处北温带向北寒带交界处，大部分地方终年气温较低。南欧的供冷负荷约比北欧的供冷负荷增加20%。在这种气候条件下，欧洲的区域供冷系大多是在已有的区域供热管网基础上增加制冷设备而形成。

在南欧，区域供冷技术应用最为成熟的是法国，在20世纪60年代法国的巴黎就出现了区域供冷系统，截止到2009年底，法国已有8个大型区域供冷站提供650 MW的制冷量，由于法国在核电技术的领先，因此在法国大多数区域供冷系统采用电力压缩式制冷形式。在德国的柏林和汉诺威的区域供冷系统的供冷容量也都超过30 MW。

在北欧，瑞典、挪威、丹麦等国家由于得天独厚的地理优势，这些国家的区域供冷系统大多采用海水、湖水、地下水等廉价的天然冷源。例如，瑞典首都斯德哥尔摩位于辽阔的波罗的海西岸，坐落在梅拉伦湖入海处，市区分布在14座岛屿和一个半岛上，在市区高密度冷负荷用户附近恰好有廉价的天然冷源，采用海水源区域供冷系统，系统制冷的能量大部分来自于波罗的海20 m以下的海水，只有在海水温度不能足够满足供冷量时，进入热交换器的海水首先通过热泵机组被冷却到一个合适的温度，再通过运输管线进入冷战进入城市。这种充分利用天然冷源的方式在经济性方面具有很大的优势，同时斯德哥尔摩市具有集中高密度的冷负荷用户，使其区域供冷项目成为在经济性和使用效果完美结合的成功案例。同时也为我国沿海地区开发区域供冷技术提供了先进经验。

2.3 亚洲国家区域供冷技术的发展及应用

在东亚，区域供冷技术比较发达的国家是日本，日本的区域供冷技术最早应用在1970年的大阪世博会，之后日本东京晴海Triton广场和新宿新都心的区域供冷供热项目都是比较成功的区域能源系统工程。截止到2005年，日本的区域供冷供热项目(DHC)共有154个。目前的日本已经把区域供冷供热技术和自来水和电力同样当做公用事业看待。

西亚的阿联酋是在亚洲另一个区域供冷技术发展迅速的国家，西亚的炎热气候和阿联酋雄厚的经济实力成为该国发展区域供冷系统的主要因素，现在该国已经区域供冷技术作为基础设施进行建设。

3 我国区域供冷技术的发展及应用

随着我国经济不断发展，城市化进程不断加速，大型中心商务区、大学城、各类高新产业园、物流中心、机场等设施不断建设，这些建筑物或建筑群对于能源方面的要求都较原先建设项目相比有了大幅度提高，区域供冷技术逐渐受到城市规划和建设者的高度关注。目前，我国各地已有大批区域供冷项目已经成功建设或者即将上马。

在我国区域供冷项目中最具代表性的项目是广州大学城区域供冷项目，广州大学城位于广州市番禺区小谷围岛，总体规划面积近17.9 km2，可容纳18～20万学生，规划总人口35万人。大学城总体规划建设于2003年1月正式启动，2004年9月1日一期工程正式完工。大学城内包括中山大学、华南理工大学、华南师范大学、广州大学、广东外语外贸大学、广州中医药大学、广东药学院、广东工业大学、广州美术学院、星海音乐学院等十所高校。

目前已建成十所大学使用区域供冷的单体建筑约280栋，总建筑面积近352万m2，占规划总装机冷量的约65%。该项目由华南理工大学建筑设计研究院进行规划设计，通过对外部条件(电力、热源、天然气等燃料、水源条件)、冷站规模、初投资与运行费用、维护费用和能源规划等因素综合考虑，广州大学城区域供冷项目共设有4个区域冷冻站(如图1所示)。1号冷站位于南岸能源站内，采用溴化锂和常规电制冷机组，小谷围岛上2号、3号、4号冷站分别位于华南理工大学、商业中心北区及广州美术学院旁，采用冰蓄冷系统，冷水管网总长度将近120 km。

图1 广州大学城区域供冷系统冷冻站布置

广州大学城区域供冷项目国内较早的、规模较大的区域供冷项目，为我国区域供冷项目的实施提供了宝贵的经验。截至2012年底，广州大学城区域供冷系统已投入使用7个供冷季。实践表

明，该系统从技术角度分析是成功的，它不仅实现了最大半径3 000 m的区域供冷，而且系统综合能效比达到3.5以上。但业界专家指出广州大学城设计冷负荷过大，导致冷源系统低负荷下运行，出现冷价过高的情况，存在进一步优化的空间。

北京的中关村西区区域供冷项目是我国北方一个具有代表性的区域供冷工程。中关村西区区域供冷项目位于北京海淀区海淀镇，占地总面积514 400 m2，规划地上建筑面积100万m2，地下建筑总面积50万m2。主体功能以金融资讯、科技贸易、行政办公、科技会展为主，并配有商业、酒店、文化、康体、娱乐、大型公共绿地等配套公共服务功能。中关村西区建设中采用了冰蓄冷的区域供冷技术，冷冻站设计供冷能力达到40 000 kW，满足地上地下150万m2建筑的用冷负荷。通过几年供冷季数据显示，基本实现了采用冰蓄冷区域供冷技术的削峰填谷的设计目的。

4 结束语

在我国区域供冷技术相对于区域供热技术属于比较新的概念，但不能将区域供冷与区域供热等同看待，因为冷热负荷特征有着本质区别，热负荷相对稳定，需要连续供暖，而冷负荷是有变化的，一般不需要连续供冷。另外供冷区域中建筑物的冷量需要可能是不同步的，会造成用冷不均衡。因此，不能简单地将区域供冷技术等同于区域供热技术一样进行推广，区域供冷技术需要特种的适用场合和技术保障。对于区域供冷技术的推广要深入研究其特点和适用范围，研究不同建筑群的用能特点，构建评价体系，并根据各地能源情况选择区域供冷方法，才能真正实现区域供冷技术在环保、经济和节能方面的优势，创造良好的社会效益。

[1] 马宏权，龙惟定.区域供冷系统的应用现状与展望[J].暖通空调，2009(10)：82-96.

[2] 黄建恩， 冯 伟. 区域供冷系统经济性分析[J]. 流体机械，2007(1)：103-105.

[3] 周 璇，闫军威，朱冬生，等. 区域供冷节能计费系统设计与实现[J].暖通空调，2008(12)：127-129.

[4] 殷 平.冷热电三联供系统研究(4):区域供冷和区域供热[J]. 暖通空调，10-17.

An Overview of the Application Status of the Regional Cooling Technology in China and Abroad

ZHANG Chao-wei, QIE Yan-hong

(Tianjin maritime Career Academy, Tianjin 300457, China)

With the rapid development of China's national economy, the construction of urbanization continues to accelerate, the industrialization development has been deepened, and the consumption of energy and resources has been gradually improved. At the same time, the building users of the building comfort requirements continue to improve; building energy consumption continues to grow rapidly. In the building energy consumption, air conditioning energy consumption and the main proportion, about 2/3. In this context, the regional cooling technology has gradually attracted people's attention, the regional cooling technology can not only save money for the enterprise, but also can save energy, and it has become an important symbol of the developed area.

Regional cooling; Air conditioning energy consumption; Energy saving; Economic development

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.12.015

2015-10-27

2015-11-09

天津市津南区科技计划项目

张朝伟(1985-)，男，天津市，本科，讲师，工程师，研究方向为通风与空调工程、建筑节能、项目管理教学与研究。

TU831.6

B

1009-3230(2015)12-0045-03