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如何理解区域供冷(一)

作者:王钊 陈卓伦 张宇翔 2015-03-19 15:24:53
 

如何理解区域供冷(一)

王钊  陈卓伦  张宇翔

 
 
编写者的话:区域供冷技术在国内应用有了十几年的历史,从区域供冷在国内发展的初期就有不同的观点,不同观点的讨论有利于技术的发展,特别是有些技术问题的深入讨论,对提高设计水平有益,区域供冷在国内的应用近几年发展较快,为了区域供冷技术的进步,我们计划根据我们十几年的工程实践和研究,编写这个系列的文章,本文是第一部分,计划编写的第二部分是区域供冷在国内的发展简介,第三部分是对广州已运行的实际工程的数据进行的分析。

 

1. 如何看待一个技术的应用  

    任何技术或设备,一定有其优点和缺点,有适用的条件。区域供冷技术也是一样。区域供冷主要的缺点是冷水输送距离增加所带来的三个问题:

1) 输送能耗高

2) 管网投资大

3) 管网的冷损失多

其中,除涉及投资外的其它两个问题可以通过管网冷水的温升去说明。

   区域供冷的优点是:

1) 减少区域内总的空调装机容量,目前设计一般可以减少20~30%;

2) 减少区域内单体建筑空调系统的设备用房、与其配套的变、配电系统和设备用房;

3) 取消区域内单体建筑的冷却塔;

4) 减少区域内单体建筑的空调运维人员和运维成本;

5) 由于空调总的装机容量的减少,在市政建设中的输电、变电设备都相应的减少;

6) 区域供冷可以采用大型的制冷设备和变配电设备等,大型空调主机和变配电设备的效率均高于小型设备。 

    上述这些优缺点的比较是在区域的范围内进行,区域供冷核心是“区域”。有两个基本的原则:

1) 在区域的范围内比较

    比较区域供冷的的利与弊,即不能忽视问题的存在,要更多的从区域的角度看其优点,比如节约土地、减少管理人员、减少总的设备数量和投资、减少设备维护的成本等等,在区域范围内比较系统的集约化,区域供冷系统的优势才能体现。

2) 全生命周期内的综合经济比较

    一般空调设备的合理使用寿命是20年,综合全生命周期内所有投入及支出作为评判的依据,而不能仅仅以输送能耗这一个指标为评判依据。

    总之,判断区域供冷系统的优劣性,应该从区域范围出发,而不是仅针对一个单体,以全生命周期内综合技术经济分析为依据,如果利大于弊,这种系统就是合理、可行的。对一种技术一味的强调其缺点,甚至全面否定,避而不谈其优势是不科学的。

2. 区域供冷的适用条件

    原则上讲,区域供冷技术的应用面较广,各类建筑均可以接入。比如住宅,在一定区域内,住宅的使用时间和商业、办公等的使用时间不同,有一定的错峰能力,但是由于住宅在使用的个性化方面存在很多无法解决的实际问题,因此无论在规范和工程实践中,基本上都不考虑该类建筑。目前业内认同观点,区域供冷系统的服务对象基本是以公共建筑为主,特别强调的是以本身就采用中央空调的公共建筑为主。同时对空调负荷密度也有要求。

    由于土地的价值越来越高,目前规划建设的新区或老城改造的区域,容积率一般都较高,为区域供冷技术的应用提供了基础条件。

3. 区域供冷与用冷量 

   日常生活中,大家习惯调侃电力公司为“电老虎”,可谓强势。我们每个人对强势的公共产品的态度如何?我们会为了迎合一个强势的产品去更多使用它吗?如果100W/m2冷负荷就可以满足室内的温度要求及使用的舒适度,一般不会因为那个产品强势就多用,就多花自己的钱去讨好一个强势的产品,就用到130w/m2。国内区域供冷设计及使用实践中是没有出现过类似的事情,在法治健全的发达国家,在能源利用效率全球领先的国家该类事件出现的可能性就更低。

    如果情况属实,是不是有其他的原因,还是强势引起的,是否可以通过经济手段去调节这个问题。

    区域供冷系统强势吗?在国内十几年的发展历程来看,根本谈不到强势。从开始使用至今,每一个区域供冷项目的建设都是经过反复的论证,反复的与用户解释协调,政府为用户的利益出台多个保证服务质量、限制价格上涨的规定。例如,中断供冷的赔付协议等,目前的电力、自来水、煤气等公共产品,几乎没有对用户有中断服务赔付协议。区域供冷系统正是由于业内的不同意见导致无法强势。

4. 区域供冷与空调负荷

    空调负荷的变化是在0~100%之间,不管是多联机、中央空调,还是区域供冷,这个变化特点是由末端用户本身的空调负荷特性所决定的,并不是由于采用的区域供冷系统而产生的。  

    采用中央空调系统的建筑,确实都会面临一个低负荷以及随着用户负荷变化而调节的问题。这个问题,无论是何种中央空调系统,都要采取相应的方法去应对。

    目前,国内区域供冷与单体建筑的连接,大多数是采用间接连接的方式。这种连接方式,基本上对室内的系统设计、末端设计和末端设备的调节不会产生变化(除非用户侧采用其他的方案提高对区域供冷冷源的利用效率)。实际上,区域供冷系统对单体建筑用户基本上就是替代了冷源部分。

5. 区域供冷与中央空调

    论证区域供冷系统可行性的合理方法是与单体建筑采用中央空调去比较。

1) 以建筑面积看。国内很多区域供冷项目制冷站服务的建筑面积在50~100万平方米,超过100万平方米的较少。但是,现在很多城市在建或已落成的大型城市综合、大型交通枢纽的单体建筑面积已有50万平方米,最大的有80~110万平方米。因此,区域供冷系统与单体中央空调系统在建筑面积上的界限并不明显。

2) 以供冷半径看。大型交通枢纽(如高铁站、机场航站楼)的供冷距离也有几百米甚至1公里以上,而深圳前海一个供冷能力为50000冷吨制冷站的供冷距离也只有800~1200米。

    综上所述,区域供冷与大型建筑的中央空调之间没有一个严格的界限,更多的差异是投资方式、运营方式和市政建设的关系上。

    区域供冷系统一般都作为能源投资项目,把冷水作为商品买卖的。这些变化有利于运营方通过各种有效手段,提高能源利用效率,对节能是正面的。因此,单纯的否定区域供冷值得商榷。

6. 解读规范的关注点

2012年执行的《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012,对区域供冷的有关条文,重点内容如下:

1) 区域供冷是可采用的技术,用词是“可”,要求进行技术经济的可行性分析。

2) 强调适用对象是采用中央空调的公共建筑。

3) 强调使用区域是容积率高或空调冷负荷密度高的区域。

4) 明确了供冷半径,防止输送能耗高。

5) 规定了供回水的温差,减少输送能耗和管网投资。

6) 限制管网的沿程冷损失或温升占总供冷量的比例。

7) 强调供冷站要位于负荷中心。

    这些条文充分的分析研究了区域供冷的缺点,目的是通过规范,尽量克服区域供冷的缺点,发挥优点,提高设计水平及能源利用效率。

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责编:donglip
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