南方地區利用余熱進行區域供熱供冷的應用分析

摘要：隨著經濟發展和生活水平的提高，南方地區亦開始采暖，且形式多樣化，本文針對利用余熱進行區域性供熱供冷的案例進行分析及經濟技術比較，證實了這種局部供熱的方式在城市新區的可行性。

關鍵詞：南方地區；城市新區；區域性供冷供熱；經濟可行性

0 引言

隨著經濟發展和生活水平提高，人們對居住環境、舒適性的要求也越來越高。目前，南方的大中城市大多數商業采用燃氣鍋爐，大多數住宅裝有分散采暖設施，其中主要為冬夏兩用的空調熱泵，個別住戶采用燃氣壁掛爐或電熱采暖裝置，較多居民采用電加熱輻射器、電暖風機、油汀、電熱毯作為輔助取暖設備。

不論制冷、采暖均是以消耗能源為代價，因此需求側的舒適性與供應側的能耗控制成為一對矛盾，在夏熱冬冷地區需要探求一個能夠兩者兼顧的解決方案。在城鎮化加速推進，城市老城區日趨成熟，城市新區不斷外擴、新建建筑大規模建設的背景下，對城市新區的能源規劃也提出了挑戰：是照搬老城區的經驗完全根據最終使用要求按需配置？還是在建設伊始就前瞻性考慮、綜合規劃、統籌配置？答案顯然是后者，尤其是對位于電廠/熱電廠供熱范圍內的城市新區，推進利用余熱進行區域供熱供冷就是一個破解矛盾、兩者兼顧的解決方案。

1 區域供熱供冷的現實依據

區域供熱供冷的現實依據，究其根本，在于新建建筑滿足電、冷、熱需求時一般以電為主、少數熱電聯供、極少數熱電冷聯供，從而在能源配置時產生差異，由于規模和累加效應，對一個城市新區的能源規劃和配置將產生巨大的影響。

因此，通過對現實問題的總結并吸取經驗教訓，再加以有針對性、有前瞻性的規劃來引導發展，結合對技術的合理應用，在滿足城市電、冷、熱的基本要求的同時實現環境友好、可持續發展的目標，是一個必須要正視、重視的課題。

2 區域供熱供冷的案例簡介

2.1 蘇州月亮灣

蘇州月亮灣科教創新區項目設置能源中心1個，覆蓋區域內20余幢建筑，總建筑面積為110萬平米，區域內建筑功能以商務辦公、酒店、商業、數據中心為主。能源為電廠提供的蒸汽參數1.0MPa，230℃，制冷供回水溫度5.5/12.5℃，采暖供回水溫度65/55℃，最遠端的用戶距能源中心1.2km。詳見圖一區域供熱供冷簡圖。

圖一 區域供熱供冷簡圖

2.2 紹興迪蕩新城CBD

紹興迪蕩新城CBD項目設置能源中心1個，覆蓋區域內10余幢建筑，總建筑面積為80萬平米，區域內建筑功能以商務辦公、酒店、商業為主。能源為電廠提供的蒸汽參數0.7MPa，170℃，制冷供回水溫度6/13℃，采暖供回水溫度65/55℃，最遠端的用戶距能源中心1.0km。

2.3 長興總部經濟園區

長興總部經濟園區項目設置能源中心4個，已建成的1號能源站覆蓋區域內15幢建筑，總建筑面積為50萬平米，區域內建筑功能以商務辦公、酒店、商業為主。能源為電廠提供的蒸汽參數1.0MPa，180℃，制冷供回水溫度6/13℃，采暖供回水溫度65/55℃，最遠端的用戶距能源中心0.9km。主管網與各建筑物采用間接連接的方式，換熱站設置于各建筑物地下室，利于控制及計費。

2.4 紹興萬昌小區

小區住宅建筑總面積73240㎡，其中多層21385㎡，小高層住宅16470㎡，高層住宅35385㎡。在建一個區域空調能源中心，熱源來自紹興新民電廠，蒸汽參數0.7MPa，170℃，制冷供回水溫度7/14℃，地暖供回水溫度40/30℃，采暖外網通過采暖供、回水管道實現熱水循環及熱量傳遞，主管路鋪設在地下室頂板，通過管路閥門調節其流量，從而達到采暖標準溫度。主管網與各建筑物采用直接連接的方式。

3.商業用戶區域供熱供冷的經濟性分析

3.1 工程概況

以項目最遠端用戶明珠商務大廈為例進行經濟性分析，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。

該建筑夏季空調最大冷負荷為3186kW，冬季供暖最大熱負荷為1900kW；系統設置2臺1800kW板式換熱器，3臺18.5kW水泵、控制及計量系統一套。

3.2 經濟性分析

3.2.1初投資分析

該系統的入網費202萬元，含換熱機房內所有設備及控制系統；與常規制冷系統相比，初投資節省196.9萬元，具體見表一、常規公建建筑空調系統主要設備投資。

3.2.2運行費用分析

本項目按照計量收費，各用戶可按照自己的需要控制和調節冷熱量，提高舒適性的同時提高人為節能意識。

以明珠商務大廈為例，每層空調面積900m2，2012年5月1日—2013年2月28日，用戶一年的制冷采暖費用平均為23元/m2?年，僅相當于采用燃氣鍋爐的采暖費用，可見，在南方地區利用余熱進行區域供熱供冷是經濟可行的。

4.結論

通過對南方地區利用余熱進行區域性供熱供冷的應用及經濟性分析，證明了具有余熱條件的新區采用區域供熱供冷的方式是經濟可行的。結合明珠商務大廈項目的經濟性比較分析得出：

1）對于多業態且相對集中的建筑群而言，區域供冷供熱系統在初投資及運行費用上均具有明顯的優勢。在提高舒適性的情況下，初投資至少可減少50%，運行費用至少可減少30%，且回收周期短，具有良好的經濟效益。

南方地區地區住宅與商業建筑、公共建筑比較，相似點是同樣有制冷、采暖的需求，差異在于使用時段、使用時間、使用率。所以對于住宅不應僅局限于滿足采暖需求，而應具有前瞻性地將滿足制冷、采暖需求整體考慮。在達到一定入住率、使用率的條件下，區域集中供冷供熱將比自行配置分體空調、油汀、地暖更節能、更經濟、舒適性更高。同時在一個區域內，商業建筑、公共建筑與住宅在制冷、采暖的時間和使用上又有著較好的互補性。因此，將既有的區域供冷供熱原理、技術、模式應用于有余熱的新區是經濟可行的。