南方地區(qū)利用余熱進(jìn)行區(qū)域供熱供冷的應(yīng)用分析

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平的提高，南方地區(qū)亦開始采暖，且形式多樣化，本文針對(duì)利用余熱進(jìn)行區(qū)域性供熱供冷的案例進(jìn)行分析及經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，證實(shí)了這種局部供熱的方式在城市新區(qū)的可行性。

關(guān)鍵詞：南方地區(qū)；城市新區(qū)；區(qū)域性供冷供熱；經(jīng)濟(jì)可行性

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平提高，人們對(duì)居住環(huán)境、舒適性的要求也越來越高。目前，南方的大中城市大多數(shù)商業(yè)采用燃?xì)忮仩t，大多數(shù)住宅裝有分散采暖設(shè)施，其中主要為冬夏兩用的空調(diào)熱泵，個(gè)別住戶采用燃?xì)獗趻鞝t或電熱采暖裝置，較多居民采用電加熱輻射器、電暖風(fēng)機(jī)、油汀、電熱毯作為輔助取暖設(shè)備。

不論制冷、采暖均是以消耗能源為代價(jià)，因此需求側(cè)的舒適性與供應(yīng)側(cè)的能耗控制成為一對(duì)矛盾，在夏熱冬冷地區(qū)需要探求一個(gè)能夠兩者兼顧的解決方案。在城鎮(zhèn)化加速推進(jìn)，城市老城區(qū)日趨成熟，城市新區(qū)不斷外擴(kuò)、新建建筑大規(guī)模建設(shè)的背景下，對(duì)城市新區(qū)的能源規(guī)劃也提出了挑戰(zhàn)：是照搬老城區(qū)的經(jīng)驗(yàn)完全根據(jù)最終使用要求按需配置？還是在建設(shè)伊始就前瞻性考慮、綜合規(guī)劃、統(tǒng)籌配置？答案顯然是后者，尤其是對(duì)位于電廠/熱電廠供熱范圍內(nèi)的城市新區(qū)，推進(jìn)利用余熱進(jìn)行區(qū)域供熱供冷就是一個(gè)破解矛盾、兩者兼顧的解決方案。

1 區(qū)域供熱供冷的現(xiàn)實(shí)依據(jù)

區(qū)域供熱供冷的現(xiàn)實(shí)依據(jù)，究其根本，在于新建建筑滿足電、冷、熱需求時(shí)一般以電為主、少數(shù)熱電聯(lián)供、極少數(shù)熱電冷聯(lián)供，從而在能源配置時(shí)產(chǎn)生差異，由于規(guī)模和累加效應(yīng)，對(duì)一個(gè)城市新區(qū)的能源規(guī)劃和配置將產(chǎn)生巨大的影響。

因此，通過對(duì)現(xiàn)實(shí)問題的總結(jié)并吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，再加以有針對(duì)性、有前瞻性的規(guī)劃來引導(dǎo)發(fā)展，結(jié)合對(duì)技術(shù)的合理應(yīng)用，在滿足城市電、冷、熱的基本要求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，是一個(gè)必須要正視、重視的課題。

2 區(qū)域供熱供冷的案例簡(jiǎn)介

2.1 蘇州月亮灣

蘇州月亮灣科教創(chuàng)新區(qū)項(xiàng)目設(shè)置能源中心1個(gè)，覆蓋區(qū)域內(nèi)20余幢建筑，總建筑面積為110萬平米，區(qū)域內(nèi)建筑功能以商務(wù)辦公、酒店、商業(yè)、數(shù)據(jù)中心為主。能源為電廠提供的蒸汽參數(shù)1.0MPa，230℃，制冷供回水溫度5.5/12.5℃，采暖供回水溫度65/55℃，最遠(yuǎn)端的用戶距能源中心1.2km。詳見圖一區(qū)域供熱供冷簡(jiǎn)圖。

圖一 區(qū)域供熱供冷簡(jiǎn)圖

2.2 紹興迪蕩新城CBD

紹興迪蕩新城CBD項(xiàng)目設(shè)置能源中心1個(gè)，覆蓋區(qū)域內(nèi)10余幢建筑，總建筑面積為80萬平米，區(qū)域內(nèi)建筑功能以商務(wù)辦公、酒店、商業(yè)為主。能源為電廠提供的蒸汽參數(shù)0.7MPa，170℃，制冷供回水溫度6/13℃，采暖供回水溫度65/55℃，最遠(yuǎn)端的用戶距能源中心1.0km。

2.3 長(zhǎng)興總部經(jīng)濟(jì)園區(qū)

長(zhǎng)興總部經(jīng)濟(jì)園區(qū)項(xiàng)目設(shè)置能源中心4個(gè)，已建成的1號(hào)能源站覆蓋區(qū)域內(nèi)15幢建筑，總建筑面積為50萬平米，區(qū)域內(nèi)建筑功能以商務(wù)辦公、酒店、商業(yè)為主。能源為電廠提供的蒸汽參數(shù)1.0MPa，180℃，制冷供回水溫度6/13℃，采暖供回水溫度65/55℃，最遠(yuǎn)端的用戶距能源中心0.9km。主管網(wǎng)與各建筑物采用間接連接的方式，換熱站設(shè)置于各建筑物地下室，利于控制及計(jì)費(fèi)。

2.4 紹興萬昌小區(qū)

小區(qū)住宅建筑總面積73240㎡，其中多層21385㎡，小高層住宅16470㎡，高層住宅35385㎡。在建一個(gè)區(qū)域空調(diào)能源中心，熱源來自紹興新民電廠，蒸汽參數(shù)0.7MPa，170℃，制冷供回水溫度7/14℃，地暖供回水溫度40/30℃，采暖外網(wǎng)通過采暖供、回水管道實(shí)現(xiàn)熱水循環(huán)及熱量傳遞，主管路鋪設(shè)在地下室頂板，通過管路閥門調(diào)節(jié)其流量，從而達(dá)到采暖標(biāo)準(zhǔn)溫度。主管網(wǎng)與各建筑物采用直接連接的方式。

3.商業(yè)用戶區(qū)域供熱供冷的經(jīng)濟(jì)性分析

3.1 工程概況

以項(xiàng)目最遠(yuǎn)端用戶明珠商務(wù)大廈為例進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，建筑面積26500m2，其中地下面積為2590m2，地上建筑面積為23910m2，建筑高度60.3m，地下室為設(shè)備用房、汽車庫，地上18層，主要功能為茶吧、餐廳、客房、辦公樓等。

該建筑夏季空調(diào)最大冷負(fù)荷為3186kW，冬季供暖最大熱負(fù)荷為1900kW；系統(tǒng)設(shè)置2臺(tái)1800kW板式換熱器，3臺(tái)18.5kW水泵、控制及計(jì)量系統(tǒng)一套。

3.2 經(jīng)濟(jì)性分析

3.2.1初投資分析

該系統(tǒng)的入網(wǎng)費(fèi)202萬元，含換熱機(jī)房?jī)?nèi)所有設(shè)備及控制系統(tǒng)；與常規(guī)制冷系統(tǒng)相比，初投資節(jié)省196.9萬元，具體見表一、常規(guī)公建建筑空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備投資。

3.2.2運(yùn)行費(fèi)用分析

本項(xiàng)目按照計(jì)量收費(fèi)，各用戶可按照自己的需要控制和調(diào)節(jié)冷熱量，提高舒適性的同時(shí)提高人為節(jié)能意識(shí)。

以明珠商務(wù)大廈為例，每層空調(diào)面積900m2，2012年5月1日—2013年2月28日，用戶一年的制冷采暖費(fèi)用平均為23元/m2?年，僅相當(dāng)于采用燃?xì)忮仩t的采暖費(fèi)用，可見，在南方地區(qū)利用余熱進(jìn)行區(qū)域供熱供冷是經(jīng)濟(jì)可行的。

4.結(jié)論

通過對(duì)南方地區(qū)利用余熱進(jìn)行區(qū)域性供熱供冷的應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)性分析，證明了具有余熱條件的新區(qū)采用區(qū)域供熱供冷的方式是經(jīng)濟(jì)可行的。結(jié)合明珠商務(wù)大廈項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性比較分析得出：

1）對(duì)于多業(yè)態(tài)且相對(duì)集中的建筑群而言，區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)在初投資及運(yùn)行費(fèi)用上均具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在提高舒適性的情況下，初投資至少可減少50%，運(yùn)行費(fèi)用至少可減少30%，且回收周期短，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

南方地區(qū)地區(qū)住宅與商業(yè)建筑、公共建筑比較，相似點(diǎn)是同樣有制冷、采暖的需求，差異在于使用時(shí)段、使用時(shí)間、使用率。所以對(duì)于住宅不應(yīng)僅局限于滿足采暖需求，而應(yīng)具有前瞻性地將滿足制冷、采暖需求整體考慮。在達(dá)到一定入住率、使用率的條件下，區(qū)域集中供冷供熱將比自行配置分體空調(diào)、油汀、地暖更節(jié)能、更經(jīng)濟(jì)、舒適性更高。同時(shí)在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，商業(yè)建筑、公共建筑與住宅在制冷、采暖的時(shí)間和使用上又有著較好的互補(bǔ)性。因此，將既有的區(qū)域供冷供熱原理、技術(shù)、模式應(yīng)用于有余熱的新區(qū)是經(jīng)濟(jì)可行的。