如何理解區域供冷（一）

王釗  陳卓倫  張宇翔

編寫者的話：區域供冷技術在國內應用有了十幾年的歷史，從區域供冷在國內發展的初期就有不同的觀點，不同觀點的討論有利于技術的發展，特別是有些技術問題的深入討論，對提高設計水平有益，區域供冷在國內的應用近幾年發展較快，為了區域供冷技術的進步，我們計劃根據我們十幾年的工程實踐和研究，編寫這個系列的文章，本文是第一部分，計劃編寫的第二部分是區域供冷在國內的發展簡介，第三部分是對廣州已運行的實際工程的數據進行的分析。

1. 如何看待一個技術的應用  

    任何技術或設備，一定有其優點和缺點，有適用的條件。區域供冷技術也是一樣。區域供冷主要的缺點是冷水輸送距離增加所帶來的三個問題：

1) 輸送能耗高

2) 管網投資大

3) 管網的冷損失多

其中，除涉及投資外的其它兩個問題可以通過管網冷水的溫升去說明。

   區域供冷的優點是：

1) 減少區域內總的空調裝機容量，目前設計一般可以減少20~30%；

2) 減少區域內單體建筑空調系統的設備用房、與其配套的變、配電系統和設備用房；

3) 取消區域內單體建筑的冷卻塔；

4) 減少區域內單體建筑的空調運維人員和運維成本；

5) 由于空調總的裝機容量的減少，在市政建設中的輸電、變電設備都相應的減少；

6) 區域供冷可以采用大型的制冷設備和變配電設備等，大型空調主機和變配電設備的效率均高于小型設備。 

    上述這些優缺點的比較是在區域的范圍內進行，區域供冷核心是“區域”。有兩個基本的原則：

1) 在區域的范圍內比較

    比較區域供冷的的利與弊，即不能忽視問題的存在，要更多的從區域的角度看其優點，比如節約土地、減少管理人員、減少總的設備數量和投資、減少設備維護的成本等等，在區域范圍內比較系統的集約化，區域供冷系統的優勢才能體現。

2) 全生命周期內的綜合經濟比較

    一般空調設備的合理使用壽命是20年，綜合全生命周期內所有投入及支出作為評判的依據，而不能僅僅以輸送能耗這一個指標為評判依據。

    總之，判斷區域供冷系統的優劣性，應該從區域范圍出發，而不是僅針對一個單體，以全生命周期內綜合技術經濟分析為依據，如果利大于弊，這種系統就是合理、可行的。對一種技術一味的強調其缺點，甚至全面否定，避而不談其優勢是不科學的。

2. 區域供冷的適用條件

    原則上講，區域供冷技術的應用面較廣，各類建筑均可以接入。比如住宅，在一定區域內，住宅的使用時間和商業、辦公等的使用時間不同，有一定的錯峰能力，但是由于住宅在使用的個性化方面存在很多無法解決的實際問題，因此無論在規范和工程實踐中，基本上都不考慮該類建筑。目前業內認同觀點，區域供冷系統的服務對象基本是以公共建筑為主，特別強調的是以本身就采用中央空調的公共建筑為主。同時對空調負荷密度也有要求。

    由于土地的價值越來越高，目前規劃建設的新區或老城改造的區域，容積率一般都較高，為區域供冷技術的應用提供了基礎條件。

3. 區域供冷與用冷量 

   日常生活中，大家習慣調侃電力公司為“電老虎”，可謂強勢。我們每個人對強勢的公共產品的態度如何？我們會為了迎合一個強勢的產品去更多使用它嗎？如果100W/m2冷負荷就可以滿足室內的溫度要求及使用的舒適度，一般不會因為那個產品強勢就多用，就多花自己的錢去討好一個強勢的產品，就用到130w/m2。國內區域供冷設計及使用實踐中是沒有出現過類似的事情，在法治健全的發達國家，在能源利用效率全球領先的國家該類事件出現的可能性就更低。

    如果情況屬實，是不是有其他的原因，還是強勢引起的，是否可以通過經濟手段去調節這個問題。

    區域供冷系統強勢嗎？在國內十幾年的發展歷程來看，根本談不到強勢。從開始使用至今，每一個區域供冷項目的建設都是經過反復的論證，反復的與用戶解釋協調，政府為用戶的利益出臺多個保證服務質量、限制價格上漲的規定。例如，中斷供冷的賠付協議等，目前的電力、自來水、煤氣等公共產品，幾乎沒有對用戶有中斷服務賠付協議。區域供冷系統正是由于業內的不同意見導致無法強勢。

4. 區域供冷與空調負荷

    空調負荷的變化是在0~100%之間，不管是多聯機、中央空調，還是區域供冷，這個變化特點是由末端用戶本身的空調負荷特性所決定的，并不是由于采用的區域供冷系統而產生的。  

    采用中央空調系統的建筑，確實都會面臨一個低負荷以及隨著用戶負荷變化而調節的問題。這個問題，無論是何種中央空調系統，都要采取相應的方法去應對。

    目前，國內區域供冷與單體建筑的連接，大多數是采用間接連接的方式。這種連接方式，基本上對室內的系統設計、末端設計和末端設備的調節不會產生變化（除非用戶側采用其他的方案提高對區域供冷冷源的利用效率）。實際上，區域供冷系統對單體建筑用戶基本上就是替代了冷源部分。

5. 區域供冷與中央空調

    論證區域供冷系統可行性的合理方法是與單體建筑采用中央空調去比較。

1) 以建筑面積看。國內很多區域供冷項目制冷站服務的建筑面積在50~100萬平方米，超過100萬平方米的較少。但是，現在很多城市在建或已落成的大型城市綜合、大型交通樞紐的單體建筑面積已有50萬平方米，最大的有80~110萬平方米。因此，區域供冷系統與單體中央空調系統在建筑面積上的界限并不明顯。

2) 以供冷半徑看。大型交通樞紐(如高鐵站、機場航站樓)的供冷距離也有幾百米甚至1公里以上，而深圳前海一個供冷能力為50000冷噸制冷站的供冷距離也只有800~1200米。

    綜上所述，區域供冷與大型建筑的中央空調之間沒有一個嚴格的界限，更多的差異是投資方式、運營方式和市政建設的關系上。

    區域供冷系統一般都作為能源投資項目，把冷水作為商品買賣的。這些變化有利于運營方通過各種有效手段，提高能源利用效率，對節能是正面的。因此，單純的否定區域供冷值得商榷。

6. 解讀規范的關注點

2012年執行的《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》GB50736-2012，對區域供冷的有關條文，重點內容如下：

1） 區域供冷是可采用的技術，用詞是“可”，要求進行技術經濟的可行性分析。

2） 強調適用對象是采用中央空調的公共建筑。

3） 強調使用區域是容積率高或空調冷負荷密度高的區域。

4） 明確了供冷半徑，防止輸送能耗高。

5） 規定了供回水的溫差，減少輸送能耗和管網投資。

6） 限制管網的沿程冷損失或溫升占總供冷量的比例。

7） 強調供冷站要位于負荷中心。

    這些條文充分的分析研究了區域供冷的缺點，目的是通過規范，盡量克服區域供冷的缺點，發揮優點，提高設計水平及能源利用效率。