）：冷热电三联供系统研究（４
区域供冷和区域供热
湖南大学 殷 平☆
摘要 区域供能是冷热电三联供系统（的重要组成部分，对国内已建的区域供能系ＣＣＨＰ）尤其是对区域供冷系统的经验和教训进行总结十分重要和必要。关于区域供冷系统，作者统，
的观点是：冷价不是判断区域供冷系统经济性的指标，热网是影响区域供能系统经济性的主要因素，目前的设计方法需要改进和提高；并非任何一种冰蓄冷技术都适合在区域供能系统中应不合理的应用将适得其反；输送半径是个不确定性参数，合理确定供能面积和最远距离更用，
为重要；负荷密度和同时使用系数决定了系统的负荷特性，需要正确设计，综合利用能源；地表水是区域供能系统的理想冷热源之一，需要因地制宜地利用；燃气ＣＣＨＰ系统是解决南方地区区域供热的最佳选择。
关键词 冷热电三联供系统 区域供冷 区域供热 冰蓄冷 热泵
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｃｏｍｂｉｎｅｄｃｏｏｌｉｎｈｅａｔｉｎａｎｄｏｗｅｒ ｇｇｐ
）：４Ｄｉｓｔｒｉｃｔｃｏｏｌｉｎａｎｄｈｅａｔｉｎｓｓｔｅｍｓ（ ｇｇｙ
ＢｙＹｉｎＰｉｎｇ★
Ａｂｓｔｒａｃｔｉｓｔｒｉｃｔｅｎｅｒｓｕｌｓｓｔｅｍｉｓａｎｉｍｏｒｔａｎｔａｒｔｏｆｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｃｏｏｌｉｎｈｅａｔｉｎａｎｄ Ｄ ｐｇｙｐｐｙｙｐｇｇ
）ＣＣＨＰｓｓｔｅｍ．Ｉｔｉｓｖｅｒｉｍｏｒｔａｎｔａｎｄｎｅｃｅｓｓａｒｔｏｓｕｍｍａｒｉｚｅｔｈｅｅｘｅｒｉｅｎｃｅａｎｄｌｅｓｓｏｎｓｏｆｔｈｅｏｗｅｒ（ ｐｙｙｐｙｐ
ｄｉｓｔｒｉｃｔｅｎｅｒｓｓｔｅｍ，ｅｓｅｃｉａｌｌｔｈｅｄｉｓｔｒｉｃｔｃｏｏｌｉｎｓｓｔｅｍ，ｂｕｉｌｔｉｎＣｈｉｎａ．Ａｓｔｏｄｉｓｔｒｉｃｔｃｏｏｌｉｎｓｓｔｅｍ， ｇｙｙｐｙｇｙｇｙ ｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｃｏｌｄｉｓｎｏｔａｎｉｎｄｅｘｔｏｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｏｆｔｈｅｄｉｓｔｒｉｃｔｃｏｏｌｉｎｓｓｔｅｍｏｉｎｔｓｒｉｃｅｕｄｅ ｙｇｙｐｐｊｇ ａｎｄｈｅａｔｉｎｎｅｔｗｏｒｋｉｓａｃｈｉｅｆｆａｃｔｏｒａｆｆｅｃｔｉｎｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｏｆｔｈｅｓｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｎ ｇｇｙｙｇ
；ｕｓｅｄｎｏｗｎｅｅｄｔｏｂｅｉｍｒｏｖｅｄａｎｄａｄｖａｎｃｅｄｉｔｉｓｎｏｔａｎｆｏｒｍｏｆｉｃｅｓｔｏｒａｅｔｈａｔｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｍｅｔｈｏｄｓ ｐｙｇ ；ａｌｉｎｔｏｔｈｅｄｉｓｔｒｉｃｔｃｏｏｌｉｎｓｓｔｅｍ，ａｎｄｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅａｌｉｃａｔｉｏｎｗｉｌｌｒｅｓｕｌｔｉｎｕｎｄｅｓｉｒａｂｌｅｒｅｓｕｌｔｓｔｈｅ ｐｐｙｇｇｙｐｐ
，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｄｉｕｓｉｓａｎｕｎｃｅｒｔａｉｎａｒａｍｅｔｅｒａｎｄｉｔｉｓｍｏｒｅｉｍｏｒｔａｎｔｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｒｅａｓｏｎａｂｌｔｈｅｅｎｅｒ ｐｐｙｇｙ
；ｓｕｌａｒｅａａｎｄｔｈｅｆａｒｔｈｅｓｔｄｉｓｔａｎｃｅｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌｏａｄｄｅｎｓｉｔａｎｄｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｕｓｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｐｐｙｙ ｓｓｔｅｍｌｏａｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｓｓｔｅｍｓｈｏｕｌｄｂｅｄｅｓｉｎｅｄａｎｄｕｔｉｌｉｚｅｅｎｅｒｔｈｅｒｏｅｒｌ ｙｙｙｇｇｙｐｐｙ
；ｃｏｍｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｓｕｒｆａｃｅｗａｔｅｒｉｓｏｎｅｏｆｉｄｅａｌｃｏｏｌｉｎａｎｄｈｅａｔｉｎｓｏｕｒｃｅｓｆｏｒｔｈｅｄｉｓｔｒｉｃｔｅｎｅｒｓｓｔｅｍ， ｐｙｇｇｇｙｙ ；ｗｈｉｃｈｎｅｅｄｓｔｏｂｅｆｕｌｌｕｓｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｔｏｔｈｅｌｏｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｎａｔｕｒａｌａｓＣＣＨＰｓｓｔｅｍｉｓｔｈｅｂｅｓｔ ｙｇｇｙ ｃｈｏｉｃｅｆｏｒｄｉｓｔｒｉｃｔｈｅａｔｉｎｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｒｅｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａ． ｇｇ
，，，Ｋｅｗｏｒｄｓｏｗｅｒｏｍｂｉｎｅｄｃｏｏｌｉｎｈｅａｔｉｎａｎｄｓｓｔｅｍ，ｄｉｓｔｒｉｃｔｃｏｏｌｉｎｄｉｓｔｒｉｃｔｈｅａｔｉｎｉｃｅｓｔｏｒａｅ ｃ ｙｇｇｐｙｇｇｇ ｈｅａｔｕｍ ｐｐ
，，ｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＣｈａｎｓｈａＣｈｉｎａ★Ｈ ｙｇ
０ 引言
由于性质决定，区域供能（供冷和供热）系统是区域性燃气ＣＣＨＰ系统必不可少的重要组成部分。
国内暖通空调界曾就夏热冬２００７—２０１１年，
）冷地区和夏热冬暖地区（以下简称“南方”是否适合建设区域供冷系统展开过一场辩论，正方和反方
的观点均十分鲜明，互不相让，针锋相对，这场辩论当时一度突破了暖通空调的专业范围，扩大到报
①☆
殷平，男，大学，教授１９４４年３月生，
５１００６５广州市天河区员村西街２号大院４５号１３９Ｃ（）０１３９０２２５０７５６
：Ｅ－ｍａｉｌｉｎｉｎ＠ｖｉ．ｓｉｎａ．ｃｏｍｐｇｙｐ：收稿日期２０１３－０５－１０
纸、网络等媒体。但是最近两年，反方的声音已经越来越小，究其原因，比较复杂。由于我国国情所可以说这场辩论已经不仅仅是纯学术的争论、限，
各方势力博弈的结果，区域供冷仍然在我国南方地区推广，且规模越来越大。
回顾这场辩论，焦点主要集中在：１）区域供冷是否节能？２）区域供冷是否可以减少污染物排）区域供冷的输配系统经济性如何？４）区放？３
域的负荷特性是否适合采用区域供冷？５）区域供冷可否利用天然冷源和废热？笔者无意参加这场辩论，更无意挑起新的论战，只是想结合近几年参与多项区域供能工程实践的体会，对区域性燃气对已建和ＣＣＨＰ系统中必不可少的区域供能系统，在建的区域供能系统阐述自己的看法。
１ 现状
在讨论燃气ＣＣＨＰ系统中的区域供能系统之前，有必要回顾国内已建和在建的区域供冷和区域只供热的区域供热项目由于仅限于北方供热项目，
地区，且条件特殊和优越，所以本文不涉及。由于所以这里所述国内区域性燃气ＣＣＨＰ刚刚起步，区域供能不限于区域性燃气Ｃ也包括ＣＨＰ系统，其他区域供能项目。
在讨论区域供冷时，有两个代表工程一定会被提到，其一是北京中关村科技园，其二是广州大学有关这两个工程的论文、报道、报告已经不下数城，
百篇，见诸杂志、书籍、会议和网络。由于种种原因，据悉这两项工程的经济效益均未能达到设计指标，尤其是广州大学城区域供冷系统饱受社会诟病，被指责为制冷效率低，冷价几乎与电价同价，是浪费能源之举等等，成为反方反对在南方建设区域供冷项目的主要依据之一。平心而论，作为中国最所留下的经验早建设的两项冰蓄冷区域供冷工程，
和教训是十分宝贵的，由于受到诸多条件的限制，其中很多非技术因素并不为一般人所知，因此一味指责是不公平的。
最近参观者众多的另一项代表工程是广州珠江新城区域供冷工程，该工程一期供冷量为１０５），蓄冰量２ＭＷ（３００００ｒｔ８８３１２ｋＷ·ｈ（８２０００
２
·ｈ），，供冷服务面积为１ｒｔ００万ｍ２０１０年３月开由于广州市物价始部分运行。该工程从建设开始，
（，局核准的冷价为０．所以遭到８００１元／ｋＷ·ｈ）
“了媒体的狂轰乱炸：找出了一个由于空调系统设
，“计方案不合理而空调运行能耗很大的实例”区域，“集中供冷服务，令买家望而却步”集中供冷，赶走等等。该工程是继广州大学城之后，另一个买家”
被批判的区域供冷典型。与广州大学城区域供冷项目一样，该工程很多内情并未公开，仅仅以冷价一项指标就彻底否定该工程的冰蓄冷区域供冷系统也是有失公允的。
作为２００７年国家节能示范项目的三亚亚龙湾区域供冷工程一期目前已经投入运行，当地政府评价甚高。该工程一期供冷量为３１２４０ｋＷ（８８５０ ），·ｈ），蓄冰量为８建筑ｒｔ９６５８ｋＷ·ｈ（２５５００ｒｔ
２
。除了转移峰值电量外，面积为４其他７．６９万ｍ该工程获得政府的可观详细经济数据不清。据悉，
所以冷价明显低于一般工程。对于这项财政补贴，
海南发改委有关部门闭口不工程的实际经济性，原因不详。谈，
“十一五”国家科技支撑计划项目研究课题之采一的重庆江北嘴中央商务区区域供冷供热项目，用了江水源地源热泵系统作为冷热源，该项目一期已经投入运行。该项目是目前国内设计参数和经济数据十分齐全的一项工程，值得后行者很好地学习。
天津文化中心区域供能工程采用了多项先进技术，以地源热泵（包括地埋管地源热泵和地下水为主，夏季融合了冰蓄冷系统和冷却塔地源热泵）
调峰技术，冬季则采用了城市热网调峰技术，该工程无论是设计方案、新技术综合还是经济效益均可称得上是国内区域供能的样板工程。
珠海横琴岛燃气ＣＣＨＰ工程是目前国内在建的最大的三联供项目，该工程电站与制冷站分设，电站燃气轮机装机功率为３燃气轮机功１２０ＭＷ（ ，汽轮机发电量为８×１率为８×３９０ＭＷ，６０ＭＷ）一期燃气轮机发电量为７共设１８０ＭＷ，１个制冷站，总冷量为９总１１ＭＷ。一期建设４个制冷站，冷量３均控制在１０ＭＷ。供冷半径除个别建筑，一期４个制冷站及冷水管网总投资１５００ｍ内，
供热管网总投资８总计９１７５７万元，４５２万元， 其中建筑工程１设备购１００２０９万元（７３６７万元、
。该项目规置５安装工程２３７３０万元、９１１２万元） 值得国内空调界跟踪调查研究。模宏大，
令人遗憾的是，国内支持区域供冷的一方的宣传重点往往放在以下几点：节约标准煤数量，节约
用水量，减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放量等，如果是冰蓄冷，则还有转移峰值用电量。大部这些数据分工程的实际投资和运行记录并未公开，均不为外界所知，批评者所依据的数据主要来源于项目的可行性报告、评审会以及公开发表的论文和资料等。笔者曾对广州大学城能源站近两年逐时运行记录进行过统计和分析，其结果与广州大学城能源站可行性报告中列出的数据差异明显。因此这些工程的经济性究竟如何？只有投资方和运营方才清楚。以往对暖通空调典型工程的评价往往局限于设计阶段的数据分析，由于各种原因，很少见到这些典型工程的实际投资和运行费用分析，因如果要真正做到减少投此外界的评价难以全面，
节能减排，这一缺陷应该尽快弥补。资，
细颗粒物和雾霾天气已成为近年来举国上下
１］
，空气中的细颗粒关心的大事。国内外研究表明［
减少雾霾天气已成了当务之中的细颗粒物浓度，
急，在此形势下，部分大中城市的电网开始松绑，同一批燃气意一些燃气ＣＣＨＰ系统并网且上网，
尤其是区域性的燃气ＣＣＣＨＰ工程，ＣＨＰ工程正在兴建。与此同时，多项与此相关的区域供冷和区域供热项目也应运而生。虽然环境保护的大幕开启，使得反对在南方地区建设区域供冷项目的声音渐弱，但是国内区域供冷的现状应引起学术界的反思和深入研究，同时也应引起政府相关部门和经营者的关注，切不能一叶遮目。２ 问题讨论
２．１ 经济性
区域供冷是否节能是国内关于区域供冷辩论的主要焦点之一。事实上区域供冷系统节能的多反映的是该系统运行费用的高低。评价燃气少，
包括区域供能系统的经济性不应通过ＣＣＨＰ系统，
简单的初投资和运行费用计算，而应按照国家有关规定进行全面的财务分析。
国内暖通空调界的绝大多数人并不赞成采用家用空调的能耗与区域供冷系统的能耗进行比较。随着社会的进步，人民生活水平的提高，势必会出更健康、价格更高的技术和产现更多令人更舒适、
品。经济比较应基于相同水准的产品或系统，集中空调系统比较的对象应该也是集中空调系统。
对于燃气Ｃ用户对电价非议最少，ＣＨＰ系统，因为无论是直供，还是上网后由电网供电，燃气ＣＣＨＰ系统电价均不会高于市电的价格。包括非燃气Ｃ争议最大ＣＨＰ系统的区域供能系统在内，“的就是冷价和热价，冷价等于电价”是对区域供冷最激烈的批评之一。表１是国内已经投入运行的部分有代表意义的区域供冷工程的冷价和热价。
（）元／ｋＷ·ｈ
江北嘴中央商务区
重庆０．５７ ０．８４
江水源热泵＋冰蓄冷
创意天地武汉０．６８０．６８ＣＣＨＰ冰蓄冷
项目名称
物是形成灰霾天气的主要成因，而近年来我国灰霾空气质量的下降与煤炭消耗量激增有天数的增加、
直接关系。近１我国能源消耗增长了一倍０年来，且能源结构中煤炭所占比例超过７煤炭消多，０％，费从２０００年的１４．４５亿ｔ增长到了２０１０年的，相当于美国的３倍，印度的６倍，是全球３２．４亿ｔ
最大的煤炭消费国。煤炭燃烧后产生的大气污染物主要包括二氧化硫、一氧化碳、悬浮颗粒物、氮氧化物等。我国燃煤产生的二氧化硫排放量占全国同类排放物总排放量的７二氧化氮的排放量５％，占全国同类排放物总排放量的８一氧化氮排５％，放量占全国同类排放物总排放量的６总悬浮０％，颗粒（排放量占总排放量的７ＴＳＰ）０％。而在形成二次细颗粒物的主要前体物Ｓ以燃煤为ＯＮＯ２，ｘ，主的电力行业排放分别占４７％，５８％。降低大气
表１ 国内部分项目的冷价和热价
中关村科技园
所在城市冷价热价备注
冰蓄冷
平均冷价
冰蓄冷
北京０．７８５
大学城广州０．７８３
珠江新城广州０．８００１
文化中心天津０．７２５ ０．３８２ 地源热泵＋冰蓄冷
不同工程的冷、热价相差较 由表１可以看出，大，由于区域供能基数较大，所以冷、热价对运行管理公司的经济效益影响明显，对于表１中的数据有必要加以分析讨论。目前国内区域供能系统的冷、热价的高低并不能真实地反映区域供能系统的经
济性，因为影响区域供能系统经济性的因素繁多，表１中冷价最高的广州珠江新城区域供冷系统其招标的单位冷量初投资却最低，而冷价最低的重庆江北嘴中央商务区的招标的单位冷量初投资却最高。
２．１．１ 初装费
初装费对区域供能系统的冷、热价的影响十分各地所包含的收费项目不同，明显。所谓初装费，
上海包括３部分，即区域供能用户侧接入费、计量，费和用户使用费（或称基础设施使用费）其他城市
２］
。图１是一个标准的用户接入口［。接入费”统称“
国内在建的燃气ＣｋＷ，ＣＨＰ能源站不包括冷热源
机房，能源站占地面积即使十分紧凑也达到０．５
２
／不同位置的地价相差十ｋＷ。目前不同城市、ｍ
２，分悬殊，京沪部分地区已超过１万元／因此地ｍ
价已成为区域燃气ＣＣＨＰ能源站初投资重要组成不可忽视。部分，
国内在进行区域供能和分散集中供能经济性比较时，往往忽略了分散集中供能机房的投资，文］献［在进行珠海横琴岛区域供冷经济分析时，给３出了由于采用区域供冷系统而减少的分散集中供
２
冷机房占地面积所带来的经济效益，办公９万ｍ
２
建筑，冷量为１旅馆建筑，冷３８５３ｋＷ，３．５万ｍ
采用区域供冷后，减少制冷机房面量为３２３８ｋＷ，
２２
，按照当地地价４．计，节约积２２０７ｍ２５万元／ｍ
按银行利率７．每年投资９３７９．８万元，４８％计算， 折合成冷价，可减少冷减少运行费用７０１．６万元，
１压差控制阀 ２电动蝶阀 ３水过滤器 ４手动蝶阀 ５板式换热器６比例调节电动调节阀 ７流量计 ８温度传感器 ９变流量冷水泵１０ＰＩＤ控制器
（）。这是一种十分有意义的价０．３０８３元／ｋＷ·ｈ 因为目前区域供冷之所以在南方难经济分析方法，
以推广，一个关键问题是用户往往只计算两种不同只关注冷价的高低，的供冷方式运行费用的差异，
而不考虑分散式集中供能系统由于机房占地和冷如果设计热源设备的节省每年所带来的经济效益，师给出综合考虑的计算结果，用户会客观对待区域供能这一技术。２．１．３ 热网
南方区域供冷被反方诟病的另一个主要原因就是长距离、小温差、大流量、能量高损耗导致的输配系统的超高初投资和运行费用。事实上，区域性燃气Ｃ即输配系统有其自己的ＣＨＰ系统的热网，）冷水、特点：热水共网；１２）枝状管网系统；３）多）直埋管系统。由于科学技术的发展，泵系统；当４区域供冷系统的输送距离控制在一个合理的范围区域供冷系统管道冷量损失已经不是影响区域内，
供冷系统的主要因素，管道冷量损失一般仅占总冷量的１％～４％。不过区域供能系统存在的问题仍然不少，需要引起国内空调界的重视。
）除了超大型区域性燃气Ｃ区１ＣＨＰ系统外，域性燃气ＣＣＨＰ系统一般均是由同一能源站向园区所有建筑物供能，因此设计通常采用枝状管网系从在建的统。枝状管网系统的优化设计十分重要，几个区域性燃气Ｃ枝ＣＨＰ系统的热网设计来看，状管网系统均未优化，过于简单，不尽合理，直接影
图１ 用户接入口示意图
由图１可知，用户接入口的初投资不菲。区域供能的室外管网一般是按照铺设到建筑物红线外用户接入口（俗称板换间）由用户投资，１ｍ为准，
由区域供能建设方采购、安装和调试，只有少数建设方将外网投资延伸到板式换热器用户侧。目前各项工程收费标准不一。根据调查，国内最高的接入费已经超过２００元／ｍ。以长江流域一个建筑
２
２
，面积为４发电容量为１００万ｍ３５ＭＷ的燃气
如果按国内目前接入费的平均值ＣＣＨＰ工程为例，
２
收费，总接入费的收入高达４亿元，已１００元／ｍ经占到制冷站总投资１３．５亿元的３０％。如果保持资本金内部收益率仍然为１冷（热）价就可０％，（降低到０．以从原来的０．３９元／ｋＷ·ｈ）２６８元／（）。由于初装费是平摊到园区内各个用户ｋＷ·ｈ
身上，一次缴纳，并不明显，较之按季需缴纳的冷（热）费更容易被用户所接受，因此初装费成为燃气起到重要的平衡作用。ＣＣＨＰ系统的重要经济杠杆，２．１．２ 机房地价
区域燃气Ｃ以ＣＨＰ能源站的占地面积较大，广州大学城能源站为例，一期１５６ＭＷ能源站占
２
（地４不包括热水制备站、制冷站、供气调５７４８ｍ ２
，／压站）单位发电量占地面积已经达到２．３７ｍ
响到系统的经济性。
）缺少实用性管网水力计算软件，一般采用２
其结果不但水力平衡性假设速度法或等比摩阻法，
差，水泵扬程高，管网初投资也居高不下，管网设计计算水平的高低直接影响到燃气ＣＣＨＰ系统的经不同设计单位设计的管网系济性。同一个项目，
统，其预算可以相差几倍，管网系统投资一项就可能占到区域性燃气ＣＣＨＰ系统总投资的２０％以上。
）国内区域供冷系统管网内的水流速普遍偏３
／低，主干管的水流速低于２ｍ明ｓ已是司空见惯，显低于国外区域供冷水流速，这已成为导致管网初投资过高的主要原因之一。
）区域供能系统的水系统一般采用多级泵系４
其中一级泵定流量，二级泵变流量和三级泵定统，
（或变）流量组合形式较多。传统的做法是一级泵系统和二级泵系统之间，二级泵系统和三级泵系统软之间采用板式换热器隔断。由于自动控制设计、件，以及自控仪器仪表、执行元件水平的大幅度提直供系统已经在国内工程中使用，方法一是取高，
消一级泵系统和二级泵系统中的板式换热器，方法二是系统之间的板式换热器全部取消。板式换热器的取消不但节约了大量投资，同时供水温度也可以提高，经济性得以改善。但是要在区域供能系统不但对设计、对自控系中实施直供系统并不容易，
统，而且对调试和管理水平都提出了很高的要求，一个环节的缺失很可能导致整个系统的失败。在直供系统中，逆向混水现象极易发生，结果会导致供水温度升高，无法保证系统按设计要求温度运行。“暖通空调在线”网站的行业动态中有关这一课题的讨论虽然知之者甚微，但是十分精彩，其中资深网民荔枝兔的精彩点评值得一读。
）水泵能耗过大是区域供冷系统中普遍存在５
的一个问题，导致这一现象的原因是：①水力计算过于保守；②管网布置不合理；③输送距离过长；④设备安全系数过大；⑤自动控制设计落后。其后果不但可能影响到系统的经济性，而且系统中水量过大使得大温差变成常规温差，同时水泵温升过高也提高了供水温度。２．２ 冰蓄冷
冰蓄冷技术在我国已经推广应用２是０余年，一项成熟的技术，它可以利用峰谷电价差提高系统
的经济性，可以实施大温差，可以增加系统运行时间。因此在区域供冷和燃气ＣＣＨＰ系统中应用，除了已为广大暖通空调专业人员认同外，政府决策部门和投资方一般也能接受。
在区域供冷系统中，应用冰蓄冷技术实现冷水侧大温差的意义远大于利用峰谷电价差来提高系统经济性的意义，因为热网投资在区域供冷系统中所占比例直接影响到系统的经济性，１０℃温差已经普遍被采用。但是冰蓄冷技术在燃气ＣＣＨＰ系需要高度重视：统中应用有几个问题，
）冰蓄冷分为静态蓄冰和动态蓄冰，静态蓄１
冰主要有外蓄冰冰盘管（外融冰和内融冰）和封装，冰（冰球）动态蓄冰主要有冰浆、制冰滑落式（片冰式）和过冷水。使用静态蓄冰技术时，为获得低温国内已建的几个著名的区域供冷系统水和大温差，
都采用了冰盘管外融冰系统。可是最近国内出现了内融冰冰盘管中标区域供冷工程的例子，设计参数为３℃／由于内融冰冰盘管融冰初期出水１３℃，温度为３～４℃，经过板式换热器后至少升温１℃，加上水泵和管道温升将无法保证用户侧的设计参如果用户侧还有板式换热器，冷水初温至少会数，
升至６℃以上，后果严重。
）国内冰蓄冷工程融冰末期的出水温度高于２
这一现象不但出现在静设计温度的现象十分普遍，
采用制冰滑落式和过冷水技术的动态态蓄冰系统，
蓄冰系统也经常出现。这一问题之所以未引起广泛重视，主要是由于国内绝大部分的冰蓄冷系统采加上系统总的制冷量大于设用的仍然是常温系统，
计负荷，问题未能全面暴露。如果在区域供冷系统中采用低温大温差技术，融冰末期出水温度高的现象必须重视。
）区域供冷系统目前一般采用冷水侧大温差３
（。由于水系统设计问题，国内区域供８℃，１０℃）冷系统的冷水侧大温差实际上常常只有５℃，甚至更小，应引起注意。２．３ 输送半径
区域供冷输送半径是国内区域供冷系统中一个研究课题，表２是部分研究成果。
表２ 区域供冷最佳输送半径
文献
［］４
输送半径）１１０℃冷水温差。
１０００
［］５５０＜９
［］６６５０
［］７
１）
１８１２
ｍ
由表２可知，不同研究者得出的结论并不一致。笔者认为，区域供能系统的输送半径是一个不如果以区域供能系统的总能耗最小为确定的变量，
目的，企图通过数学的手段来寻求最佳的室外管网输送半径，这种方法是值得商榷的。确定合理的供能面积和限制最远距离似乎更为重要。
对多个已建和在建的区域性燃气冷热电供能面积和最远输送距离ＣＣＨＰ系统进行分析，与以下因素有关：１）园区形状；２）能源站位置；３）交通要道的布置；４）冷水温差；５）容积率；６）各种建筑物的功能和负荷特点；７）气候特点；８）气价和热（冷）价。上述任何因素的变化，都会影需要具体问题具体计响区域供能系统的总能耗，算分析。
２．４ 容积率和负荷特性
容积率受到普遍的关在规划区域供能系统时，
注，甚至成为能否立项的关键因素。事实上由于容积率只是一个小区的总建筑面积与用地面积的比率，并不能真正反映负荷的特点，而负荷密度和同时使用系数更能反映供能负荷的特性。南方区域供能的负荷特性是反方反对在南方推广区域供冷间歇供冷和同时使用系数低是的另一个重要理由，主要问题。
事实上，如同北方热电厂夏季热量不能充分合在南方即使是综合热效率超过理利用的道理一样，
８０％的区域燃气ＣＣＨＰ系统也存在诸多能源不能合理利用的地方，关键是如何根据不同园区的负荷特点，通过合理的设计，能源的综合利用使得综合热效率进一步提高。
）根据调查，在空房率零的上海某住宅小区，１
区域供能系统的同时使用系数也只有５０％左右，而在经常有一定空房率的广州住宅小区，区域供能系统的同时使用系数只有３０％～４０％。所以除了少数高档住宅小区外，住宅小区一般不适宜单独采用区域供能系统，甚至也不适合建设燃气ＣＣＨＰ系统。而对于以旅馆和餐馆为主的旅游区，由于客流量变化大，即使有政府补贴，相当一部分业主也不愿意由区域供能系统供能，在这些地区是否适合建设燃气ＣＣＨＰ能源站或区域供能系统也是值得考虑的。
）除了住宅小区外，一个园区往往是由不同２
功能的建筑组成，其负荷特性不尽相同，在区域供
能系统设计时不能面面俱到，因小失大。笔者参与设计的夏热冬暖地区的一个燃气Ｃ总ＣＨＰ系统，
２２
，其中只有１为旅建筑面积达到５００万ｍ０万ｍ
馆建筑，需要全年供热，空调季节２其余４ｈ供冷，
均为商业建筑和办公建筑，只有在空调季节的白天建筑投资方最后同意旅馆建筑独立供热需要供冷，
和供冷的方案，这样不但减少了热水管网的投资，同时也避免了超低空调负荷时的供冷。
）在夏热冬冷地区的商业园区，燃气Ｃ３ＣＨＰ系统不但会遇到冬夏夜间余热利用的问题，过渡季节的余热如何利用也是一个难题。笔者在武汉的一个工程中建议采用动态制冰的冰浆技术，除了夏冬季同槽蓄热外，过渡季节除季夜间采用冰蓄冷、
还可以利用余热制冰，由于城市用了电制冷制冰，
销路可以保证，大大改善了燃气Ｃ冰量大，ＣＨＰ系统的经济性。
２．５ 地源热泵
土壤、地下水、地表水）作为区域供冷以地源（和区域供热的冷热源，从理论上来说由于采用的是应该是一种理想的能源，值得大力推可再生能源，
广。但是这３种地源由于条件的限制，只能在少数虽然项目不多，但是对已条件具备的工程中应用，建项目应该很好总结。
由天津市建筑设计院设计的天津文化中心区采用了具有冷、热调峰设域供冷和区域供热项目，
施的复合式三工况地源热泵系统，以地源热泵（包括地埋管地源热泵和地下水地源热泵）为主，夏季综合了冰蓄冷系统和冷却塔调峰技术，冬季则采用了城市热网调峰技术。该项目服务面积７８５５１０
２
，设计冷负荷８单位面积冷负荷１ｍ５８７５ｋＷ，０９ ２／，设计热负荷５单位面积热负荷Ｗｍ１９３８ｋＷ， ２
／，蓄冰量２冷却塔调峰６６Ｗｍ２１２４１ｋＷ·ｈ， ，市政热网调峰１６６００ｔ５１００ｋＷ。该项目总投资
４２３００万元。系统ＣＯＰ自动监测数据为３．１～
实测冬季Ｃ夏季Ｃ３．４，ＯＰ为３．１８７，ＯＰ为３．１８。该项目融合了多种先进技术，通过科学分析、精心设计、现场实测、悉心总结，成为国内区域供冷和区域供热的一个样板工程。
由中国建筑设计研究院设计的重庆江北嘴中央商务区区域供冷供热是国内另一项区域供冷和区域供热的样板工程。该项目采用嘉陵江水作为热泵机组的冷热源，夏季采用电制冷＋冰蓄冷技
术。该项目的供冷供热范围是江北嘴中央商务区
２
的公共建筑，分两期实Ａ和Ｂ两区域内３３２万ｍ
设置１，施，２号两个能源站。空调冷负荷为２０２．６２
／、单位面积空调负荷为：办公建筑１ＭＷ（００Ｗｍ
２２２／、／、／、商场１酒店８住宅６地５０Ｗｍ０Ｗｍ５Ｗｍ２
／），供暖热负荷为７单位面下商场１２５Ｗｍ７ＭＷ（
２／、／积供暖负荷为：办公建筑３商场２５Ｗｍ５Ｗ２２２
、／、／、酒店４住宅３地下商场１ｍ０Ｗｍ０Ｗｍ５２／）。同时使用系数为办公建筑０．商场０．Ｗｍ７、５、
必须实事求是，应逐项分析资金的走向。
）采用地表水地源热泵作为冷热源时，地表２
以月平均温度为依据的方法水温的取值必须慎重，
是不合理的。笔者委托有关单位对珠江、奉化江、黄浦江和广州南湖的水温进行过实测，结果表明，平均水温明显偏离当地月平均温度。当采用地表水地源热泵作为冷热源时，必须以实测值作为依据。以武汉为例，２０１１年７月实测平均气温为高于历年平均值０．最高室外温度２８．４５℃，６５℃，
为３所７℃。由于２０１１年７月长江水深只有５ｍ，以平均水温高达３在最高气温下水温超过２．２℃，３４℃。２０１２年被否决的武汉市一个以长江水作
其可行性报告夏季为冷热源的燃气ＣＣＨＰ工程，冷却水温就是以武汉市夏季室外平均气温作为设如果此项目上马，后果难以预料。计参数，
）采用地表水地源热泵作为冷热源时，应注３
意江水实际深度和取水点的距离。武汉水文地质大队给出的汉口站１９５２—２００２年的平均水深为可是长江三峡大坝建成后，长江水位急１７．０１ｍ，
最浅为４．剧下降，２０１１年４—８月最深为６ｍ，５加上热污ｍ。水深变浅导致除了表面水温升高外，
水面和水底的温差变小，长江、黄浦江、珠江、奉染，
化江夏季水面和水底实测温差均小于０．２℃。与此同时取水距离延长，水泵能耗明显增加。）采用地表水地源热泵作为冷热源时，水处４
理设备的选择十分重要。区域供能系统由于冬夏所需地表水水量巨大，而地表水，尤其是江水，除了重金属处理外，除砂任务繁重，水处理系统的初投资在区域供能系统中所占比例居高不下，明显影响到区域供能系统的整体经济性。对于水处理，设计师一般习惯采用主要用户为集中空根据笔者调系统的水处理设备制造厂家的设备，
的比较，当水量相同、指标相同时，专门为电厂和化工厂服务的水处理设备制造厂家的水处理设备的价格要低得多。另一方面在设备初投资中比例最大的除砂设备，不同设备的性价比也相差悬殊，需要反复斟酌和比较。２．６ 供暖
除了夏热冬暖地区的大多数建筑，其他地区的冬季一般都需要供暖。燃气公共建筑和商业建筑，
除了采用内燃机作为原动机ＣＣＨＰ系统冬季供暖，有可能余热不足外，余热均可满足供暖的需求。
酒店０．住宅０．５５、３。夏季联合供冷冷水初温３温差１冬季热水初温４温差８℃。江℃，０℃；５℃，
，水冬季平均温度１极限７℃）温差６℃（极限０℃（；，夏季平均温度２极限３温差６３．７℃）７℃（０℃）
。根据重庆市政府招标：极限５℃）二期工程建℃（
供热总负荷设规模为供冷总负荷８５７０６ｋＷ， 集中供冷供热建筑面积为１２８１３０ｋＷ，４５．９５万
２
。建设内容为２号能源站８套机组及其配套设ｍ
智能监控及计量收费系统、室外管网工程和二施、
期取水工程。二期工程总投资３其中２１４５万元， 工程建设其他费建筑安装工程费用２６２７１万元， 用１基本预备费用２建设期贷２０７万元，２０３万元， 铺底流动资金１款利息２３５３万元，１１万元。这项 工程得到了重庆市建委的大力支持，重庆市节能中心和重庆建筑技术发展中心自始至终领导这项工并得到了重庆大学和中国建筑西程的建设和运行，
南设计研究院的帮助。对于这项工程，中国建筑设计研究院在项目的可行性研究、江水源调查、设备选型、设计方案制定方面所投入的力量之大，所完成的工作之细，考虑问题之全面在国内空调工程中实属罕见。
由于地埋管和地下水地源热泵系统在区域供以下仅对地表冷和区域供热中应用的可能性极小，
水地源热泵系统在区域供冷和区域供热系统应用中存在的几个问题加以讨论：
）工程总投资的控制。国内已建的采用地源１
作为冷热源的区域供冷、供热工程，初投资普遍偏高，其后果一是需要提高冷、热价或接入费，以弥补初投资过高的不足，结果导致园区内用户不愿意使用集中供冷、热；二是银行贷款难以偿还，经济性太个别差。已投入使用的此类工程出现了上述问题，江水源区域供冷供热工程的单位造价已超过了燃气Ｃ因此可行性分析报告的财务分析ＣＨＰ工程，
南方地区，不以燃气ＣＣＨＰ系统和热电联产系统的余热作为热源的区域供热，冬季热源是个大在环问题。以燃煤锅炉作为热源的区域供热系统，境保护呼声越来越高的今天，已是寸步难行。即使是像上海张江高科技园区的集中供暖系统，由于燃通煤循环流化床锅炉采用了硫排放污染防治技术，过了环境评估，但是今后在大中城市也难以复制。“多项调查研究结果表明，十二五”期间大气污染控制基本是通过电厂脱硫实现的，到“十二五”末，电厂脱硫装机已经达到整体装机的８这意味着０％，每发１ｋＷ·ｈ电排放的ＳＯ２已经比美国的电厂低。但是与此同时，脱硫带来的污染物总量削减却加速了给新的大煤电机组挤出了更多的发展空间，火电装机总量达到了新煤电的扩张。２０１０年末，与装机量一起激增的，是氮氧化物２００５年的两倍，
这直接导致了大气环境的恶化。然而除去排放量，
二氧化硫以及氮氧化物，燃煤产生的大气污染中，还有汞、多环芳烃等许多有毒、有害污染物尚未纳入控制范围内，因此，单纯控制末端污染排放而不对于大气污染控制来说，无疑是事控制煤炭消费，
倍功半。如果采用燃气锅炉替代燃煤锅炉，没有政超高的热价将带来一系列新问题。地源热府补贴，
泵是一种理想的热源，但是对于区域供热，可能只有江水源热泵，或海水源热泵在某些项目中是可行毕竟条件有限，难以推广。的，
虽然在最近的“南方是否需要集中供暖”的“大讨论中，小区供热”受到政府官员、媒体和普通百姓的交口称赞，但是这一大受欢迎的好办法在南方将极大地受制于热源。由于在夏热冬冷地区，公共建筑和商业建筑空调供暖需要同时提供，所以除了少数项目外，区域供冷的规划根本往往会由于冬季无法实施区域供热而无须反对，
夭折。显然燃气ＣＣＨＰ系统是解决南方地区区域供热的最佳选择。３ 结论
随着区域性燃气Ｃ３．１ 为了保护环境，ＣＨＰ系统
的兴起，将有更多的区域供能系统（包括在我国的南方地区）开始建设，总结已建区域供能系统的经验和教训十分重要。
３．２ 由于影响国内区域供冷系统冷价的非技术性因素较多，因此不能以冷价作为判断区域供冷经济性的指标。将家用空调和区域供能系统进行经济
比较也是有失公允的。
提３．３ 热网是影响区域供能系统的最主要因素，
高国内热网的设计水平是当务之急。
３．４ 冰蓄冷技术可以提高燃气ＣＣＨＰ系统的经
但是并非任何一种冰蓄冷技术都适合在区域济性，
供能系统中应用，不合理的应用将适得其反。区域供能系统不存在最３．５ 由于影响因素繁多，佳的输送半径，应该确定合理的区域供能面积，并限制最远输送距离。
３．６ 负荷密度和同时使用系数是影响区域供能经济性的重要因素，应根据不同建筑的负荷特性正确综合利用将大幅度提高区域供能系统的经济设计，性。
符３．７ 利用地表水作为区域供能系统的冷热源，合充分利用和开发可再生能源的全球战略，但是要不但要因地制宜，而且需要一系列高新取得成功，技术相配合。
３．８ 燃气ＣＣＨＰ系统是解决南方地区区域供热的最佳选择。
４ 致谢
本文在撰写过程中，得到重庆大学刘宪英教授，同济大学龙惟定教授，天津市建筑设计院伍小亭总工、王砚高工，中国中元国际工程公司李著萱总工的指导和帮助，在此表示诚挚的谢意。参考文献：
［］——ＰＭ灰霾元凶—１２．５与 绿色和平组织．全国通缉，
／：∥ｗｗｗ．燃煤污染［ＥＢＯＬ］．［２０１３］．ｈｔｔｐｒｅｅｎｅａｃｅ．ｇｐ
／／／／／ｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｒｃｈｉｎａｚｈｒｅｏｒｔｓｐｇｐ
／／／ｃｌｉｍａｔｅｅｎｅｒ２０１１ＰＭ２５－ｇｙ
［］２ 中国电力投资集团南方分公司．珠海市横琴新区冷
［／供热设计技术导则（２０１２年５月修订版）ＥＢＯＬ］．［］：／２０１３．ｈｔｔｄｏｃ８６．ｃｏｍ７９３３８７７８７４４９．∥ｗｗｗ．－ｐｐｈｔｍｌ
［］区域集中供冷和中央空调系统的研究比较３ 侯震林．
［］（）：企业技术开发，Ｊ．２０１１，３０２１２４－２６
［］］刘谨．区域供冷系统及其供冷半径探讨［４Ｊ． 朱纪军，
（）：制冷，２００４，２３１６９－７２
［］冯圣红．区域供冷系统最佳供应半径的研究５ 姜凯，
［／］：ＥＢＯＬ］．［２００８．ｈｔｔｃｆｄ．ｃｎｋｉ．ｃｏｍ．ｃｎ∥ｗｗｗ．ｐｐ［］杨俊，龙惟定．区域供冷系统最佳供应半径６ 张思柱，
］（）：研究［暖通空调，Ｊ．２００８，３８４１１６－１１９
［］仵浩，华贲．区域供冷系统经济供冷距离研究７ 康英姿，
［］（）：Ｊ．暖通空调，２０１０，４０８１３５－１３９