合肥住宅集中供冷（熱）發(fā)展與問題

李 磊 （合肥熱電集團有限公司，安徽 合肥 230000）

1 概述

合肥位于夏熱冬冷地區(qū)，夏季炎熱，冬季寒冷，2020年底新發(fā)布的《合肥市城市集中供熱管理條例》中規(guī)定：“供熱企業(yè)一般應(yīng)當(dāng)每年12月5日至次年3月5日向居民用戶供熱；每年6月5日至當(dāng)年9月5日向居民用戶供冷?！钡歉鶕?jù)天氣情況，實際每年的供冷季和采暖季的時間都比條例規(guī)定的時間要長，條例規(guī)定的制冷季每年的時間為90天，但合肥一般在每年的5月中下旬就開始集中供冷，9月中下旬供冷季結(jié)束，實際集中供冷時間長達120天左右，每年實際集中供熱時間約為100天。

基于供冷期比供暖期長的實際情況，而且合肥沒有北方城市的供暖期長，在合肥地區(qū)實施熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱，為了提高管網(wǎng)和設(shè)備的綜合利用率，所以才逐步發(fā)展利用熱電聯(lián)產(chǎn)進行集中供冷，整個城市的集中供熱管網(wǎng)選擇為蒸汽管網(wǎng)，覆蓋所有的工商業(yè)及居民用戶。截至2020年底，合肥熱電集團每年蒸汽的供應(yīng)量為466.73萬噸，年發(fā)電量為5.56億kW·h；自營6個熱源廠，還有2個外購熱電廠，自營的燃煤鍋爐總數(shù)為19臺，鍋爐的總?cè)萘?915t/h；發(fā)電機組共14臺套，裝機容量為174MW；服務(wù)的各類工商業(yè)用戶合計410家，服務(wù)居民用戶為12萬戶；供熱總面積為2500萬m2，其中地源熱泵為主的區(qū)域能源供能面積近200萬m2。

小區(qū)蒸汽集中供冷（熱）系統(tǒng)原理圖

2 住宅集中供冷（熱）開始的設(shè)計

合肥從2004年開始試點住宅小區(qū)的集中供冷（熱），從南國花園小區(qū)開始。小區(qū)建筑面積17.7萬m2，總住戶1249戶，設(shè)計集中供熱供冷，還有一年四季的生活熱水。熱源采用市政蒸汽管網(wǎng)，由義井路接蒸汽支線進入小區(qū)，作為蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組的熱源，進入機組的蒸汽壓力為0.6MPa，在小區(qū)內(nèi)部設(shè)置獨立的地下室制冷供熱機房一座，夏季利用蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組提供7℃的冷凍水供水，經(jīng)過庭院二次管網(wǎng)的輸送，至各居住用戶末端的風(fēng)機盤管，循環(huán)后12℃的冷凍水回到機組當(dāng)中；冬季由蒸汽進入汽水換熱器換熱后提供60℃的采暖供水，經(jīng)過庭院二次管網(wǎng)的輸送，至各居住用戶末端的風(fēng)機盤管，循環(huán)后50℃的采暖回水回到換熱器；生活熱水采用容積式換熱器，設(shè)計出水溫度為60℃，通過循環(huán)水泵輸送到各居民用戶家中的用水設(shè)備。

居住用戶除去衛(wèi)生間外，每個房間的末端設(shè)備為風(fēng)機盤管，每個風(fēng)機盤管的回水支管上都設(shè)置電動二通閥，可以對房間溫度進行獨立的控制；入戶為三根水管，分別為供冷（熱）供水、供冷（熱）回水以及生活熱水供水，在入戶的供冷（熱）供水支管上依次設(shè)置關(guān)斷球閥、Y型過濾器、計量用冷熱量表和鎖閉閥，供冷（熱）回水支管上設(shè)置關(guān)斷球閥和測溫球閥，所有居民用戶的供熱供冷的用量采用冷熱量表進行計量，生活熱水供水上設(shè)置熱水表進行計量。

3 初期住宅集中供冷（熱）目前存在的問題

由于當(dāng)初為合肥市第一個集中供冷（熱）的小區(qū)，在設(shè)計、施工以及運行上都沒有相應(yīng)的參考及相關(guān)的經(jīng)驗，導(dǎo)致后期存在一些問題，具體如下。

①設(shè)計制冷機組偏大的問題。按照當(dāng)時的設(shè)計和安裝，設(shè)計選用3臺一樣大小的蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組，每臺參數(shù)為300萬大卡，按照建筑面積折合單平方冷指標(biāo)為60W/m2，設(shè)計選用2臺260萬大卡和1臺125萬大卡汽水熱交換器，折合單平方熱指標(biāo)為42W/m2。至目前為止，經(jīng)過十幾年的入住，南國花園小區(qū)的用戶使用率為89.3%，已經(jīng)入住率算比較高的小區(qū)了，但是夏季只在最熱的時候才會開兩臺供冷機組，一般情況下只會開一臺，三臺蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組存在設(shè)計指標(biāo)偏大的問題，設(shè)備利用率和使用效率偏低。

②機房的設(shè)計問題。由于機房的地下室位置在小區(qū)的中央，機房不在住宅的正下方，但是與上方住宅的結(jié)構(gòu)有連接，雖然機房采取了降噪措施，雖然噪聲指標(biāo)達標(biāo)，但是仍然有低頻噪音通過結(jié)構(gòu)傳至住宅區(qū)域，引起居住用戶的相關(guān)投訴。

③生活熱水問題。當(dāng)時上集中生活熱水設(shè)備是考慮為提升居住用戶的生活品質(zhì)，但是隨著時間的運行，發(fā)現(xiàn)集中生活熱水有一定的弊端，集中生活熱水需要24h進行供應(yīng)，循環(huán)泵需要24h運行，能耗大，在輸送時會有熱量的損失，在夜間低用量時的損耗更大，而且由于循環(huán)只能到達立管不能到達用水點，用戶在使用過程中會放一定量的冷水才能出熱水，有一定的計量糾紛，而且在過渡季節(jié)蒸汽支線的熱損也較大。

④運行維護問題。目前集中供冷（熱）的站房相對于單集中供熱的機房復(fù)雜程度更高，傳統(tǒng)的集中供熱站可以實現(xiàn)無人值守自動控制，但是集中供冷站房設(shè)備復(fù)雜，自控要求更高，需要更高素質(zhì)的人員去站房進行控制和運行。

4 合肥集中供冷（熱）發(fā)展和使用

合肥集中供冷（熱）經(jīng)過十幾年的發(fā)展，截至2020年底，合肥采用市政蒸汽進行集中供冷（熱）的小區(qū)12個，共計17517戶，建筑面積為213.68萬m2，這里面不包括采用地源熱泵區(qū)域能源以及單獨的地源熱泵供冷（熱）的小區(qū)，具體數(shù)據(jù)見下表。

合肥目前集中供熱的收費情況按照面積計費供熱的建筑面積144m2以內(nèi)（含144m2）的，執(zhí)行第一階梯供熱價格為21.5元/m2，建筑面積144m2以上的部分，執(zhí)行第二階梯供熱價格23元/m2。按計量表計費的供熱的基本熱價為9.5元/m2，計量熱價為0.15元/kW·h基本熱價不可抵扣使用費，計量熱價為0.35元/kW·h基本熱價可以抵扣使用費。經(jīng)過統(tǒng)計，采用按照計量收費用戶采暖的使用費一個采暖季大約為16±2元/m2，比按照面積的第一階梯供熱價格為21.5元/m2中位值低25.5%。

合肥市熱電聯(lián)產(chǎn)住宅集中供熱（冷）用戶使用統(tǒng)計表

合肥集中供冷（熱）從南國花園小區(qū)最先開始全部都采用按照表計進行計量，經(jīng)統(tǒng)計2020年全年平均家庭的使用費約為2627元，平均建筑面積供熱價格為26元/m2，含一個采暖和制冷季的總費用，由于生活習(xí)慣以及供熱系統(tǒng)形式的不同，相比于傳統(tǒng)單采暖，使用風(fēng)機盤管的居住用戶要比使用面積居住用戶費用低很多。

在后面的新建的集中供冷（熱）小區(qū)在初始開始進行設(shè)計的時候就盡量考慮前期發(fā)生的問題。最初只有南國花園和元一濱水城兩個小區(qū)配套建設(shè)集中生活熱水，后續(xù)建設(shè)所有的集中供冷（熱）小區(qū)都再沒有進行建設(shè)。

在集中供冷（熱）小區(qū)機房設(shè)計的前期就和土建的設(shè)計院進行配合，優(yōu)化站房的選址位置，盡量選用地下車庫的角落，局部進行加深，考慮后期的設(shè)備維修運輸通道，遠(yuǎn)離和居住建筑的上部，減少低頻振動。

在機組的設(shè)計方面，由于小區(qū)的入住率是一個逐步增長的過程，在交房期的前幾年的入住率相對較低，如果選擇一樣大機組就會使機組在初始階段在效率非常低的工況之下運行，對運行來講非常的不經(jīng)濟，所以選擇大小匹配的機組以適應(yīng)這一過程，例如在后續(xù)建設(shè)的陽光里等小區(qū)選擇這一配置，分別為1臺200萬大卡和1臺400萬大卡的蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組，在負(fù)荷小的時候開小機組，在負(fù)荷稍大的時候開大機組，在負(fù)荷最大的時候兩臺機組全開，盡量保證機組在最佳工況下運行，效率最大化。

在設(shè)計上按照住宅的圍護結(jié)構(gòu)進行負(fù)荷的計算，并參考實際的成熟小區(qū)的實際運行數(shù)據(jù)，例如在陽光里小區(qū)的按照建筑面積折合單平方冷指標(biāo)為43W/m2，比南國花園設(shè)計時降低了28.3%，并采用全部變頻的水泵，配合管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計，降低運行的能耗。

5 結(jié)論

合肥住宅集中供冷（熱）發(fā)展經(jīng)過了十幾年的發(fā)展，主要目的是解決特殊地域城市蒸汽熱網(wǎng)在采暖季和其他季節(jié)蒸汽供應(yīng)量差距大的問題，提高管網(wǎng)和熱電廠設(shè)備的綜合利用率。在初期建設(shè)和運行的時候存在諸多的問題，但隨著時間的發(fā)展和技術(shù)的進步，住宅集中供冷（熱）要控制單個小區(qū)的建設(shè)規(guī)模，盡量靠近城市熱力主管網(wǎng)，不斷進行優(yōu)化設(shè)計，降低運行的能耗。