区域供冷供热:在中国处于起步阶段,具有长足发展空间
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区域供冷供热:在中国处于起步阶段,具有
长足发展空间
目录
一、区域供冷供热发展概况 (2)
1.1 技术背景 (2)
1.2 技术特点 (3)
二、国际区域供冷供热发展情况 (4)
三、广东区域供冷供热发展情况 (5)
3.1 广州大学城分布式能源系统 (5)
3.1.1 系统规模 (5)
3.1.2 实际运行情况 (7)
3.2 珠江新城集中供冷系统 (7)
3.2.1 系统规模 (8)
3.2.2 实际运行情况 (9)
四、政策支持 (10)
一、区域供冷供热发展概况
1.1 技术背景
区域供冷是在区域供热的基础上发展起来的,区域供热以其节约能源保护环境的特点在世界范围内都得到了迅速的发展,许多城市建立了区域供热系统。区域供冷是在近几十年才发展起来的,特别是随着石油价格的日益飞涨,能源及环境问题日益受到世界各个国家的重视,区域供冷才有了良好的发展势头。
我们认为,区域供热供冷系统,尤其是供冷系统近年来得到长足发展的原因包括:一、的近几年来,供热企业面临的压力越来越大,一方面煤炭价格大幅上涨,另一方面供热设备利用率又偏低,这使得许多供热企业举步维艰;二、目前,我国城市居民夏季制冷主要采用分体式电空调,不但能耗高,而且存在着噪声、滴水扰民、室外机影响建筑物美观等问题;
三、空调中制冷剂氟立昂的使用,受到环保专家的普遍质疑。2013年,国家首次给空调使用设定了控制温度,从中可以看出空调制冷面临的尴尬。
图1 区域供冷供热示意图
区域供冷供热系统整体的寿命大约在15~20年,主机的寿命约20年左右(不同冷熟源有所不同),集中供冷系统的功能是向用户提供冷气及冷冻水,集中供热系统的功能是向用户提供暖气或热水。
实现集中供冷,技术层面上对供热企业来说并不很困难,只需要对原有的热力站加以改造,安装制冷设备即可,供冷管道可以与供热管道共用。理论上来,只要有集中供热的地方都能实现集中供冷,经过改造之后的热力站能成为集供热、供冷、供生活热水功能于一身的“集中能源站”。
1.2 技术特点
建立集中供冷系统,除节约投资及节能效果明显外,还有以下优点:
供冷系统采用的冰蓄冷技术实现电力“移峰填谷”,转移电力高峰负荷,平衡电力供应,缓解建设电网的压力;
节约了大量的空调设备及配套变配电设施的用房面积,减少了日常维护和管理人员,减少了冷却塔漂水对城市环境的影响;
节能减排,因“移峰填谷”的效应,可大大减少碳等燃烧物排放时对空气造成的污染; 有利于优化城市整体规划,提升城市形象;
集中供冷提高了空调服务的可靠性和有效性;
由于噪声源相对集中,制冷区域会降低噪音1至2个分贝;
室外大量冷水管网,可制冷区域平均环境温度降低2至3度,减少城市热岛效应;
废气集中排放,制冷区域室外空气品质得到提升;
扩展性强,
哪里需要新增大楼或居民小区,管道接过去即可完成。
图2 办公楼全日用电情况图3 采用冰蓄冷后全日用电情况
冰蓄冷技术应用的基本原理就是利用夜间低谷时的电能来制冰并将冰蓄存起来,在白天用电高峰的时候,用蓄存的冰作为冷源供给空调系统,这样白天很多空调设备就不必要运行,减轻了白天电网的高峰负荷,达到了电网“削峰填谷”提高能源利用效率的目的。同时,由于实施的是集中供冷的方式,减少了空调降温所要消耗的能源。
图4 夜间低谷电流蓄冰图5 白天用夜间蓄冰进行供冷
二、国际区域供冷供热发展情况
表1 国际区域供冷供热发展情况
国家时间案例
美国1961年早在20世纪40年代就提出了区域供冷的概念。最早的区域供冷于
1961年开始于美国的哈特富德(Hartford),但受到当时技术条件的
影响,其系统的热力系数很低,经济性比较低,甚至无法和传统的
空调系统相比,因此发展并不顺利。
日本始于20世
纪70世代其间日本经济正处于高速发展期,加上石油危机的影响,政府大力支持发展大阪世博会的区域供冷工程,随着技术的日益成熟,目前成为亚洲应用该技术最成功的国家。
法国La Défense 1967年区域供冷系统现在发展为全世界最大的区域供冷系统之一(1997年的供冷能力达到了220MW)。
挪威1989年第一个北欧区域供冷工程。
瑞典斯德哥尔摩20世纪90
年代中期
市内大型区域供冷项目,经过几次不断的扩充,到2004年底市内主
要有9个大小不同的系统,总体供冷能力达到了324MW,其需冷单
位超过500个,供冷面积有700万平方米,管线长度达到76km,成
为了世界上最大的区域供冷工程之一,更重要的是,它主要是利用
深层海水、湖水、地下水,因此成为世界上其它国家应用该技术模
仿的对象。
目前全世界已建成的区域供冷工程主要集中在美国、日本、法国和北欧一些国家,仅美国和瑞典就有100多个,其中法国和瑞典的区域供冷技术应用比较领先,特别是瑞典在利用海水方面,其首都斯德哥尔摩市利用海水免费制冷和地下含水层进行蓄热相结合进行供冷,正常情况下仅采用免费制冷就能满足用户冷量要求,系统整体能效比达到了12-14,这是其它的任何供冷系统都不能与之相比的。
在供冷过程中可以利用低温海水、湖水、地下水等自然冷量,这种技术被称为免费供冷技术(free cooling),其原理是利用低温海水、湖水与室内温度的差别,通过简单的热交换方式将室内热量传给湖水、海水等介质,从而达到制冷的目的。这种方式的能效比是传统方式的几十倍,然而需敷设较长管线,其一次性投资比较高。
在我国由于自身经济条件的影响及观念的落后,区域供冷一直没有得到很好的发展,目前才刚刚起步,现在在中国只有几个工程投入使用或正在规划中,其中有广州大学城、广州珠江新城供冷系统、北京中关村、上海外滩的中央商务区,大连小平岛和星海湾项目也正在建设或酝酿当中。