区域供冷与分布式冷热电联供系统-综合新能源论文(1)

引 言提高能源的利用效率是人类社会实现可持续发展的重要内涵。追求“规模效益”的化石能源发电的大机组、大电厂、大电网为代表的第一代能源系统耗费大量投资和损耗于长距离电力输送，降低了能源总体利用效率，并且增加了环境污染。

世界各国都在积极开发建设第二代能源系统，其特点是：

（1）燃料的多元化；

（2）冷热电联产，并且就地联合直供；

（3）与大电网联接、互补，形成网络，增加了安全保障；

（4）系统组合灵活多样，可以采用智®能控制和信息化管理；

（5）高标准的环保水平；

（6）由于大幅度减少了电网投资、输变损耗和运营费用，总的能源利用效率和经济性优于大电网。北方的集中供热使第二代冷热电/分布式能源系统（CCHP/DES）的经济规模扩大到10-100MW，从而在效率和经济性方面比小型和微行CCHP/DES有较大提高。

近年来快速发展区域供冷系统，则给DES/CCHP第二代能源系统在南方以及夏热冬冷地区能够以较大的规模、更高的效率向前发展，提供了重要基础。1. 区域供冷系统区域供冷系统（District Cooling System，DCS），类似如北方的城市集中供热系统的，是在一定规模的区域内，由专门的制冷站集中制造冷冻水，通过冷冻水管网络向各用冷建筑物输送，从而提供制冷空调服务的系统[1, 2]。

区域供冷系统可视为大规模的中央空调系统，✍其用户可以包括公寓、写字楼、酒店、商场、机关、医院以及住宅。区域供冷系统适合应用在冷负荷密度高以及年冷负荷系数大的地方，如工业建筑群，人口稠密的城市商业区等。

区域供冷系统由中心制冷站、冷冻水输配管网、冷用户三部分组成。中心制冷站通过各种方式生产冷冻水。

其设备包括制冷机以及附属设备、蓄冷设备、热交换设备以及控制装置。冷冻水输配管网将中心制冷站生产的冷冻水输送至各用户。

冷用户是需要制冷空调的建筑物，装有末端的冷热交换设备。区域供冷相对于传统的中央空调以及分体空调具有以下特点和优势：

1)．能源利用效率高。区域供冷系统选用大型优质高效的制冷主机在高负荷率下运行，效率高。与传统的中央空调系统比较，一般可节约大约35%的能源；

2)．同时使用系数小，制冷主机装机容量小。区域供冷系统所负担的建筑物数量多，各建筑物的用冷特性存在差异，其同时使用系数小于1；在有些建筑物类型多样，比例搭配适中的案例，可以小到0.7。

这将显著降低区域供冷系统的主机的装机容量，节省初投资；

3)．减少运行管理人员，提高维护质量。区域供冷系统的设备在区域供冷站内集中管理，自动化程度高。相对于各个楼宇的中央空调系统，用户可以大大减少甚至不设全职运行管理的人员；

4)．环保优势明显。（a）减少噪音污染 由于区域供冷系统所负担的各建筑物不用装设制冷机和散热冷凝器，可大大减少噪音、振动、热卷流和废热污染。

（b）减少制冷剂的使用及其对臭氧层的破坏。大型机组不仅需要少得多的制冷剂，而且⌛可以更好的处理制冷剂在工作及回收时的泄漏问题和采用更环境友好的制ฏ冷剂，例如氨；从而彻底的消除CFC等对臭氧层的破坏；（c）减少城市热岛效应；特别是因集中冷却而可采用水源热泵的地方。

5)．有利于采用蓄冷技术。区域供冷则不存在机房空间的限制，所负担的用户数量大，用户的用♀冷特性各异，从而可以较大规模的采用蓄冷技术，充分体现其经济优势与电网的“移峰填谷”的作用；

6)． 建筑美观性和空间利用率的提高。区域供冷系统所负担的各建筑物不需要设置冷却塔，消除了挂在墙上的分体空调的室外机，提高了建筑的美观性。

采用区域供冷后，建筑的业主不需要在楼宇中安装制冷机，大大减少在建筑内安装设备室所需的空间。一般估计，与传统的空调机组比较，区域供冷系统平均可节省75%的机房空间。

区域供冷DCS从上世纪60年代开始出现，90年代开始大规模发展。目前发达国家已经有数百个DCS。

近年来我国也开始发展DCS，如北京中关村西区的DCS，广州大学城DCS等。 我国夏季电力供应高峰不足而低谷过剩的矛盾日益突出，各大电网的峰谷差均已超过设计值的30%，个别甚至达到50%。

这在很大程度上是由于我国目前的中央空调系统与家用空调的一次能源以电为主所造成的。据统计，一些经济发达省份和大、中城市，城市高峰电负荷的30%以上是空调用电。