区域集中供冷供热探讨概要

三、区域集中供冷供热

1.研究内容

1.1.现状分析及存在问题

现状：区域空调已历经了多年发展，在世界各地创造了大量成功运作的案例。有些国家由于其本身所处地理位置和自身资源条件的限制，在其能源供应领域中，区域空调系统是仅次于燃气、电力的第三大公益事业，约有90%的中央空调都采用环保节能的非电空调，其中区域空调项目多达250个；自上世纪90年代开始，区域空调在欧美国家进入快速发展时期，迄今为止，在美国投资建设的区域空调项目亦达约130个；马来西亚、新加坡也分别建设了几十个区域空调项目。这些项目提供的空调面积为30万平方米到500万平方米。中国的区域空调尚处于探索、起步阶段，在上海、江苏等城市已经有建成使用的成功案例，目前成都尚无区域空调的案例。

存在问题：一是区域空调所需的资源供应存在不确定性；二是缺少统一的规划，主要是分布式能源的规划与管网规划、电网规划以及整个城市发展规划的关系；三是并网标准的缺失；四是缺乏合理的价格体系和机制。

1.2.区域集中供冷供热可行性、必要性研究

随着中国经济总量的增长，增长与能耗矛盾日益突显，节能、降耗、循环、高效作为经济增长方式的政策提到前所未有的高度，各地方积极响应中央号召，将建立节约型社会，大力发展循环经济政策变成具体实施方案，切实落实到具体工作中去，下大力气狠抓落实，大力推进节能工程。这要求城市的基础建设必须具有前瞻性，这为区域空调发展提供了一个良好的契机。

所有技术均为国内自行开发，区域空调作为一个成熟的产品在全球已得到广泛应用，国内多家品牌作为非电空调全能供应商为其中包括巴塞罗那世界文

化论坛（西班牙）、马德里新机场（西班牙）、奥斯汀多蒙商业中心（美国)、第18空军基地（美国)、中央政府新城（马来西亚）等上千个项目提供主机，并为部分项目提供了整套的区域空调解决方案，充分验证了区域空调技术的可行性和可靠性。

节省初投资：区域空调投资变原政府投资为社会投资，变使用者投资为第三方投资，与传统的自建方式相比，客户只需通过入网费的形式支付相当低的费用就可以享受到完整的中央空调服务，投资将通过能源服务中的赢利分多年逐步回收，从而可以大幅减少客户的资金压力，降低了中央空调的使用门槛。

运营费用低：由于空调系统可采用一切热源，能够有效进行能源的梯级、循环技术利用，提高了能源利用率，从而降低运行费用10%～30%；同时采用大型机组，COP高，系统配比合理，运行费用大幅降低；运用自动计量系统，按量收费，价格长期稳定、透明，保证在当地处于同比最低水平，真正拥有市场竞争优势。

节省土地使用：在市中心寸土寸金的地区，集成式的能源站，使众多的传统小机房合而为一，大大节省机房占地。提高了土地资源的利用效率。

环境的友好性：区域空调可以使用任何热源来制冷、采暖，特别是可以利用发电尾气、蒸汽，工业废热、区域内垃圾集中处理而产生的沼气以及太阳能。在顺应国家能源梯级利用，发展分布式能源战略的同时，大幅减少SO2、CO2 等有害气体的排放。100万m2的建筑区域如采用非电区域空调，每年将可减排二氧化碳2.6万吨、二氧化硫1200吨、氮氧化物100吨、煤渣3000吨、粉尘200吨，相当于营造1100亩热带雨林或种植20万棵大树。区域空调营造和谐环保的室外环境和“六度”皆优的室内环境，参与创造友好型人居环境，真正使群众的生活环境和质量得到明显改善，提高城市的综合竞争力。

运行的稳定性：每个冷热站3套机组以上，互为备用；每种设备可备有2～3种能源，如某种能源中断，另一种可及时弥补，确保100%不中断空调。每台机组建立完备的技术档案，并为每种机型备足了保养及维修所需的备件。由于采用了用维护代替维修的服务理念和365天24小时因特网监控，把所有隐患消灭在萌芽，从而确保每台机组终身零停机故障，保证了每台机组寿命超过20年。市场的适应性：近十几年来，我国国民经济持续增长，人民生活水平和消费能

力不断提升，民众对生活品位和生活质量要求日益提高，对节能环保的中央空

调需求日益旺盛。

1.3.区域集中供冷供热设置位置及建设规模

成都金融总部商务区位于成都市南部，三环路与外环路之间，高新区东部和锦江区西部，北起繁雄大道---石胜路；南至孵化园北干道---外环路500米绿带边线；西连天府大道；东临新成仁路西侧，含河心岛，约3.5平方公里。

为满足总部商务区分期开发的需要，集中区域空调面积为290万平方米（`包括公共区地下空间商业开发部分29万平方米），以锦江为界在锦江东西两侧区域内适当位置分别设置集中区域冷热站，为成都金融总部商务区中央空调系统提供冷热源，以满足该商务区发展的需要。每个冷热站占地面积均约为4500平方米。每个冷热站地面冷却塔占地面积约为1800平方米。

1.4.区域集中空调系统方案研究

区域集中空调采用冷热电联产系统解决建筑物电、冷、热等全部需要的建筑能源系统，系统具有能源利用率高、没有供电线损以及平衡能源的优点。

能源利用效率高：目前，我国大约1/4以上的能源消耗在建筑物上，以提供照明、制冷、采暖、卫生热水、通风等。过去人们研究、开发以及商业化的节能努力都主要着眼于设备本身，而冷热电联产系统将发电和空调系统合为一个系统，集成和优化多种设备，实现终端能源的梯级利用和高效转换，以避免了远距离输电和分配损失，使得能源利用总效率由发电25％～35％，提高到70%～90%以上，大幅度降低建筑能耗。

环境价值：冷热电联产系统的广泛应用将大大减少温室气体和污染物的排放量，大力推广将有效减少SO2、CO2和NO x等污染物的排放，对于缓解我国的环境压力具有非常重要的社会意义。

应用前景：冷热电联产系统能削减夏季电力峰值、填补夏季燃气谷值，提高电力和燃气的负荷率，减少公用事业投资，属合理用能系统；系统设计简便、施工周期短、自动化运行管理等优点也使广大工程技术人员所接受，因此，冷热电联产系统成为目前世界各国大力提倡的新技术。

大多数建筑都要求两路电源，或者需要自备发电机组以保证电力安全供应；为了保证健康舒适的室内环境，也同时需要有高可靠性的中央空调设备来提供必不可少的冷、暖需求。冷热电联产系统作为一个集成化的供能中心，发电机与电网共同构成大楼的双电源，发电尾气和燃料共同构成空调系统的双能源，有效地保证了建筑中冷、热、电的安全供应。建筑耗能中空调所占比重很大，达到30％以上，应用冷热电联产系统，空调可以全部或者部分利用发电余热，在初投资增加极少的情况下，大幅降低空调耗能成本。对于有一定密度的建筑群，例如科技园、医院、学校、住宅小区等，冷、热、电的需求量非常大，往往需要建设相当规模的能源中心，对其进行合理配置很重要，此时应用冷热电

联产系统，安全、节能、环保的优势就更加明显。在区域建筑群中，由于单个建筑功能、使用时间各不相同，负荷需求互相补充，因此，可以大大减小设备容量，降低初投资；同时设备占地面积减小，更容易实现高效运行，降低运转费用。

1.5.集中冷热源方案研究

区域供冷范围：成都金融总部商务区规划总面积约3.5平方公里。成都金融城区域集中空调面积290万平方米（含地下空间商业开发）。本区域集中空调用于满足该区内商务、商业、行政办公楼宇及公共设施用冷，具体范围详见如下平面图所示：

（其中未在区域供冷规划范围区域内的建筑供冷需求由用户自建冷站解决）

指标，对冷负荷进行估算的过程见下表：

热量需求预测：根据成都金融总部商务区内总建筑面积以及不同建筑的热负荷指标，对热负荷进行估算的过程见下表：

锦江西区域总热负荷约为1.70万kW

锦江东区域总热负荷约为2.48万kW

东、西区冷热站内设置溴化锂空调机组，通过溴化锂机组产生低温冷冻水或高温热水，并通过公共管道输送到各建筑物实现集中供冷供热，在实现区域热、电、冷三联供的同时，使得一次能源得到梯级综合利用，采用溴化锂空调机组的意义深远。

能源综合利用率较高：冷热电三联供由于建设在用户附近，不但可以获得40%左右的发电效率，还能将中温废热回收利用供冷、供热，其综合能源利用率可达80%以上。另外，与传统长距离输电相比，它还能减少6-7%的线损。

对燃气和电力有双重削峰填谷作用：大量的空调用电使得夏季电负荷远远超过冬季，一方面给电网带来巨大的压力，另一方面造成冬季发电设施大量闲置。

具有良好的经济性：每1立方米天然气在三联供系统能产生2.9度电及3.9KW 蒸汽，燃气锅炉供热仅能产生8.7KW蒸汽。

具有良好的环保效益：与煤相比减少二氧化碳58%，二氧化硫99.99%，颗粒物95%等。

增强建筑物能源供应的安全性：大幅度提高建筑物用能的电力供应安全性。尤其对于学校、医院

1.6.区域集中供冷供热线路敷设方案研究

本项目设置地下综合管廊，区域集中供冷供热管网主管线敷设于地下综合管廊中，冷热水管采用分别设置与共用管系相结合的敷设方式，采用自控系统手段保障系统的正常运行。

根据本项目估算冷负荷量，冷热站分别引出两对DN800的管进入管廊，管廊内为一对DN800的冷冻水管。

根据本项目估算热负荷量，冷热站分别引出两对DN400的管进入管廊，管廊内为一对DN400的高温热水管。区域集中供冷供热管网规划面积290万平方米（含地下空间商业开发）。

1.7. 相关附属设施

水系统采用大温差、变频系统，降低水泵电耗和输送损失。 冷热站统一由专业工程师进行集中维护，24小时专业人员值守。 用户只需通过管道接驳即可直接使用，操作简便，运行可靠性大大提高。先进的智能化群控系统，更高的安全可靠性。

智能控制系统示意图

负荷输送回路

集中供冷站

数据中心供冷站

建屋供冷站

教投供冷站

数据传输回路

中央监控站

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与国际接轨的能源管理系统

1.8.投资建设运营管理方案

成本效益最大化的需求，引发客户从自行管理楼宇向“专业化、社会化管理”转变；企业持续经营的需求，引发空调厂家从空调制造商向“空调服务商”转变。资金由空调制造商投，技术空调制造商出，风险空调制造商担，效益共同分享的投资管理模式值得采用，即合同能源管理模式。

合同能源管理模式是以节能设备为基础，以投资改造为基本特征，以节能省钱为目的，以合同形式保障客户的权益。

中央空调是建筑最核心、最昂贵的设备之一，任何微小的失误将会遭受众多的投诉，也给客户带来有形的经济损失和无形的声誉损失。同时，中央空调也是运行费用弹性最大的设备，空调费用低的每年每平方米仅30元，高的超过200元。因此中央空调系统的正常、合理的运行管理需要一个专家，他可以解决中央空调系统从主机到末端的所有难题，同时需要一个管家，他可以承担从主机到末端的操作、维保、清洗、能源采购和结算等数百项繁琐、复杂的工作。专家＋管家的管理模式可以使用户避免由于人员流动、责任缺位、管理失误、技术低下、市场欺诈等一系列因素带来的许多烦恼和巨大风险。

通过合同能源管理模式，空调制造商依靠多年积累的节能技术和服务工程师团队，精确对应当地环境和用户个性化需求，从技术改造、运行调节和优化管理三个层面挖掘中央空调节能潜力，给使用客户免去人员开支、管理风险、隐性成本（精力、时间），最终在使用客户能源财务报表上体现惊人的数据，节约运行费用约20%。同时，空调制造商为客户提供空调能耗审计、节能诊断、选型顾问、设备运行、系统维保、末端清洗、水质管理等集约式管理服务,免除使用客户花费在中央空调系统上的精力和时间，利于使用客户将精力集中到主业，提升其核心竞争力。中央空调寿命在于产品质量，更在于正确的操作和保养，空调商的服务工程师对系统进行定期检测和专业化保养，不间断对系统进行联网监控，延长空调设备寿命，提高投资效率。

运营及收费：作为市政配套设施的区域空调系统能够直接提高区域内土地价值，免除建设项目冷热源及配套设施的投资。部份初投资通过收取入网费或包含在土地出让金内回收，其余投资及50年内设备更换投资等通过节能运行管理回收。

市政配套费：夏天提供空调用冷水，冬天提供空调用热水两种能源。每建筑平米收费100元。（参考：中国北方集中供热地区均将市政热力作为市政配套工程，向使用方收取入网费或开口费。以北京为例，市政供热每建筑平米收费80元，天津每建筑平米收费120元。）

能源服务收费：能源费 = 固定费+流量费

固定费：1.5元/m2月（每年收取12个月）

流量费：冷0.40元/kWh, 热 0.35元/kWh

办公建筑能源费参考：55元/ m2年

用户方获得的入网保障：用户可得到一个专家加管家的15~50年服务，服务价格低于同类型建筑能源支出10%以上，可由物价局监管。

服务方应获得的保障：获得排他性的特许经营权。

1.9.分期实施方案

区域空调系统实施分为三个阶段。

第一阶段用户级实施阶段，用户实现系统的正常运转，用户内部数据采集、传输、处理、控制使设备良好运转；

第二阶段区域级实施阶段，区域内用户自身系统良好运转并将信号传给上一级天府新城区域管理中心对区域内的各种设备数据进行分析，最终是区域内设备系统良好运转；

第三阶段市级实施阶段，城市级管理者综合各区域设备系统情况进行统一管理使资源得到良好配置，达到智能管理的目的。