在集中供暖系统基础上集中供冷的探究.doc

1、在集中供暖系统基础上集中供冷的探究报告书D H C集中供暖系统基础上集中供冷的探究1目 录 摘 要： .2关键词： .2ABSTRACT.2KEYWORDS.21.引 言 .22.集中供冷供热系统发展现状 .22.1 国外 DHC 发展现状 22.2 国内 DHC 发展状况 33. 集中供冷的方式与优点 33.1 集中供冷的方式 33.2 集中供冷的优势 .54 集中供冷的推广模式 .54.1 集中供冷推广中的瓶颈 64.1.1 集中供冷前期投入较大 64.1.2 规模经济难以实现 64.1.3 国家相关的产业政策力度不够 64.1.4 现行住房空间高度难以满足集中供冷设备要求 74.1.5

2、居民对集中供冷的认知度低，观念淡薄 74.2 集中供冷推广模式 74.2.1 争取政府更大的支持力度 74.2.2 与热力公司通力合作 84.2.3 与房地产商进行合作 95.结语 .9参考文献： 10集中供暖系统基础上集中供冷的探究2摘要：集中供冷系统可以分为四个部分：冷源、冷却水系统、冷水系统和末端用户。该系统是建立在计算机技术、通信技术、电子技术等技术基础之上的一门新兴的技术。集中供冷是在集中供暖的基础上发展而来的，众所周知，只有在冬季采暖期，供热企业的设备才能投入使用，其他时间，设备均处于闲置状态，设备利用率为 40%左右。如果能结合并成功运行“集中供冷” ，这样就可以在一定程度上提高

3、原有供热设备的利用率。全球资源不断枯竭，发展集中供冷系统能减少能源的浪费，保护环境，美化城市形象，并且能够提高居民的生活水平。集中供冷系统正在研究中，有的城市也在试验，但面临的主要问题是推广和普及以及工程造价等。因此，我们做本次项目的关键在于解决推广和普及问题。关键词：集中供冷 制冷机 节能 房地产ABSTRACTKEYWORDS1.引言近年来，随着人们对工作和生活居住环境舒适性要求的日益提高， 建筑物供冷装置已成为必备设施。而采用空调、风扇的传统供冷方式日益暴露出效率低下、环境破坏严重、资源耗费大、维护费用高等弊端。人们对于新型供冷方式的吁求也越来越高。鉴于此，我们小组本着有益环保、高效利用

4、资源、经济可行的原则，通过对集中供冷现状的调查分析与研究，提出了自己的一些观点与建议。2.集中供冷供热系统( District Heating and Cooling ,简称 DHC )发展现状2.1国外 DHC发展现状 在欧美等先进国家，DHC 的应用己经有较长的历史，也很普遍。美国从 1877年，德国从 1893 年，俄罗斯从 1903 年就有了区域供热工程。集中供冷则开始于二十世纪三十年代，当时西方的蒸汽式集中供热系统为了平衡蒸汽全年负荷、提高锅炉运行效益，开始鼓励除供暖和热水供应外，在建筑集中供暖系统基础上集中供冷的探究3物内设蒸汽涡轮冷冻机或吸收式制冷机，使用蒸汽来制冷. 1962

5、年美国哈特福德( Hartford ) 市煤气公司以四台燃煤气锅炉( 共 150t/h ) 产生的蒸汽通过蒸汽透平驱动 5 台离心式制冷机(共 15000RT ) ，建造了第二个供热同时供应商业性空调用冷水的集中供冷供热系统。此后，出现了一个世界性的集中供冷供热迅速发展时期。与中国隔海相望的岛国日本国土面积小而人口密度非常大，公寓型的住宅区发展迅速，城市中的写字楼、宾馆等高层建筑也比较密集。这种高密度的建筑群适合采用区域供冷供热 ( DHC )的能源方式，再加之 DHC 系统所具有的能耗效率高、保护大气环境的优点，使得六十年代末期 DHC 技术在缺少能源、大气污染越来越严重的日本也得到了迅速而

6、广泛的应用。在日本政府的积极促进下，在经历了由 70 年代的两次石油危机和后来的经济衰退所导致的 DHC 事业的发展延缓期之后，进入 80 年代以来，DHC 事业随着国民经济和大都市的繁荣发展而得到蓬勃的发展。2.2国内 DHC发展状况近十几年来，集中供冷供热在我国也有了一定的发展。1986 年国务院以国发(1986)22 号文件转发关于加强城市集中供热供冷管理工作的报告以后， 集中供热在我国的北方地区有了较大发展，热电联产、热电冷联产开始受到重视。北京、天津、上海、西安、杭州、青岛均进行了一系列集中供冷供热可行性研究，并有亚运村、北京大学、山东淄博、天津港保税区、武汉沌口开发区等数个工程实例

7、。和发达国家相比，我国的集中供冷供热在商业化程度、筹措资金、统一规划、 采用节能新技术新方法等方面都还存在不少的问题。在南方炎热地区，夏季的集中供冷也还没有得到开发实用.这都是需要研究并解决的问题。3. 集中供冷的方式与优势3.1集中供冷的方式集中供冷是指通过小区内的管网向用户输配供应冷源机房生产的冷水，以满足用户空气调节的需要。集中供冷系统可以分为四个部分：冷源、冷却水系统、冷水系统和末端用户。该系统是建立在计算机技术、通信技术、电子技术等技术基础之上的一门新兴的技术。与传统的控制方案不同，集中供冷协调控制系统把集中供暖系统基础上集中供冷的探究4整个集中供冷系统（除开末端用户部分）作为自己的

8、优化控制目标，不再只是孤立地对各个部分进行控制，而是充分考虑到各个部分之间的相互影响。在集中供冷协调控制系统中，它不仅利用最新的计算机通信技术把整个系统有机的联合起来，而且还利用人工智能新技术对整个系统的控制过程进行最优化的处理，最后，它利用节能效果极佳的变频技术使整个系统真正在最节能最高效的状况下运行。以下是集中供冷系统的基本原理：（1）集中供冷冷源使用的能源，可以分为电力方式、热力方式和混合方式。其中热力方式包括燃气、燃油、燃煤、外部供汽四种情况，混合方式指电力与热力兼有的方式。与以上三种能耗方式对应，集中供冷系统常用的冷源设备主要是离心式（或螺杆式）制冷机和吸收式制冷机（包括直燃吸收式制

9、冷机和蒸汽型吸收式制冷机） 。（2）集中供冷系统的供冷范围比较大，这就使得冷水输送系统的消耗的能量非常大，而且室外管网的初投资和管网的冷损失也随着增大。通过对整个系统的优化分析，发现当维持冷水机组的供水温度不变而提高回水温度时，可以提高整个集中供冷系统的经济性。经过详细计算确定，集中供冷系统的最佳供回水温差为 T=89。（3）集中供冷协调控制系统分别采集集中供冷系统中的冷却水流量、冷冻水流量、冷却水入口温度、冷冻水出口温度、冷却水塔风机功率及开启台数、冷却水泵功率及开启台数、冷冻水泵功率及开启台数、机组的能耗量（燃料量或耗电量）等参数后，在中央控制计算机上运用人工智能方法对这些参数进行优化组合

10、，以求出整个集中供冷系统在当前负荷下的最优状态设定点，然后将优化后的系统控制变量再传送到系统中各设备的现场执行器，从而达到最大限度地节约能耗的目的。（4）集中供冷冷水输送系统采用二次泵分散的变流量系统，对各个分散二级泵的控制采用开度法进行控制，即根据各自系统内各个控制阀的开度来对变速水泵进行控制。具体步骤如下：当本系统中所有末端设备的控制阀没有一个处于全开时，且此时系统内所有的负荷都得到满足时，则水泵慢慢降低速度；当本系统内有负荷没有得到满足，且此时该末端设备的控制阀处于全开时，则慢慢加大水泵的转速；当本系统中末端设备的所有控制阀有一个或多个处于全开时，且此时集中供暖系统基础上集中供冷的探究5

11、系统内民有的负荷都得到满足时，则水泵速度维持不变。（5）集中供冷自动计费系统采用三级结构：计费管理主机、区域管理器和现场数据采集器。计费管理主机与管理中心之间采用 LonWorks（连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题 。 ）现场总线进行连接。3.2 集中供冷的优势由于集中供冷的规模效应，使得它在防止大气污染、提高能源利用率、有效利用空间与资金、美化城市形象等方面具有十分突出的优点，非常符合绿色建筑、健康住宅的健康、舒适、节能、环保的要求，因而有着

12、重大的经济效益和社会效益，是现代化住宅小区建筑空调发展的必然趋势。建立这样一种集中供冷协调控制系统，可以带来如下效益：（1）巨大的经济效益a.运行费用低。住宅小区安装集中供冷协调控制系统，与空调所耗费的电量相比，在同等时间、同等面积的情况下，所需费用可以节省 30%以上。b.安装成本低。与普通空调相比，两者的一次性投资基本持平，有的甚至可低于普通空调系统。（2）明显的社会效益a.节约煤炭资源，有利于可持续发展；b.有利于改善居民生活条件；c.有利于提高城市品位；d.有利于形成新产业（3）显著的环境效益 a.降低大气污染。目前最普遍的采暖方式是燃煤供暖，燃煤要排放废气、废水、废渣，成为大气、土壤

13、和水污染的元凶，地源热泵技术可以避免燃煤采暖造成的污染环境问题。 b.减少温室气体排放。传统空调在炎热的夏季将热排放到室外的大气中，地源热泵技术是将热排入地下，因而可以达到减少温室气体排放的目的。集中供暖系统基础上集中供冷的探究64集中供冷的推广模式经过我们的调查分析，发现集中供冷在推广过程中还存在一些困难，针对这些问题，我们将提出自己的意见和解决方法。4.1集中供冷推广中的瓶颈4.1.1 集中供冷前期投入较大 首先，输冷管道比供热管道在保温密封程度方面的要求高，冷气管道的保温材料稍有缝隙，就会在冷气管道外表产生冷凝水、结霜，造成能源消耗。 此外，用户家中现有的暖气片无法发挥散冷作用，要统一改

14、装风机盘管风口。风机盘管风口的原理类似空调室内机的出风口，通过这个风口供热或供冷。 其次，由于管道设施指标要求很高，改造的一次性投入花费也比较高。经初步核算，包括管道改造施工、安装风机盘管风口等费用，房间每平方米的改造费用在 200 元以上。按照一套 80 平方米的普通居民住房计算，这项改造一次性投入就得近两万元。再次，制冷管道改造时，需要做增减管线、墙体穿洞等施工，现在居民家中多数都装修过，重新铺设管线会对居民家中原有的装修造成损坏。同时，与安装集中供热管道一样，如果一栋居民楼中安装输冷管道的住户达不到一定比例，整栋楼都无法施工。 4.1.2 规模经济难以实现从技术经济的层面上看，影响集中供

15、冷推广的最大瓶颈是“规模经济”因素。据相关数据显示，启动集中供冷的关键是要达到一定的需求量。集中供冷设备和配套设施一次性投入较大，一个供冷能力为 2.5 万平方米的制冷站，用户单位需要投资 400 万元。太原市热力公司利用的第一发电厂供热能力达到 1000 多万平方米，其中一台大型锅炉供热能力就有 500 万平方米，这样的大型供热锅炉最少要有 100 万平方米的供冷用户。集中供暖系统基础上集中供冷的探究74.1.3 国家相关的产业政策力度不够 从产业政策的层面看，规定太过笼统，缺少配套实施细则。早在 2000 年 8月，有关部门就出台了关于发展热电联产的规定 。其中的第二条明确提到，在进行热电

16、联产项目规划时，应积极发展城市热水供应和集中供冷，扩大夏季制冷负荷，提高全年运行效率。鼓励使用清洁能源，鼓励发展热、电、冷联产技术，以提高热能综合利用效率。但在实际操作层面，缺乏配套的实施细则，集中供冷长期处于“纸上谈兵”的处境。4.1.4 现行住房空间高度难以满足集中供冷设备要求集中供冷设备中风管对于房间高度的最低要求是 3 米，而老居民小区的房高大都在 2.6 米左右，这就无疑给集中供冷系统的推广戴上了无形的“紧箍咒” 。4.1.5 居民对集中供冷的认知度低，观念淡薄我国居民对集中供冷认知度极低，即使在建筑工程、空调制造、城市公用事业的专业人士那里，也很少有人能对集中供冷细说端详。在传统的

17、“制冷观念”中，以房间、家庭、工作单位为单元，营造“小而全”的小环境，习惯于“各自为政”和“万事不求人” 。人们当初在接受集中供热时也经历了一个习惯调适过程。许多人认为集中供热对于他们来说属于“温饱”性需求，而集中供冷却是一种奢侈品同时，由于我国压缩制冷空调机目前已有的大量产能，也对迅速大面积推开“集中供冷”形成实际上的抵制。4.2集中供冷推广模式4.2.1 争取政府更大的支持力度每年夏天大部分城市都会遭遇“电荒” ，推广集中供冷，减少空调的使用可以在很大程度上缓解这一状况。集中供冷由于其巨大的经济效益、社会效益、环境效益，日益受到了政府的重视。国家计委会同国家经贸委、建设部和国家环保总局曾出

18、台了关于发展热电联产的规定 。其中的第二条明确提到，各地区在集中供暖系统基础上集中供冷的探究8制定发展规划时，应坚持环境保护基本国策，认真贯彻执行“能源节约与能源开发并举，把能源节约放在首位”的方针，按照建设部、国家计委关于加强城市供热规划管理工作的通知的规定（建城 1995 126 号） ，认真编制和审查城市供热规划。依据本地区城市供热规划 、 环境治理规划和电力规划编制本地区的热电联产规划 。在进行热电联产项目规划时，应积极发展城市热水供应和集中制冷，扩大夏季制冷负荷，提高全年运行效率。前不久政府建设部委托中国建筑研究院空气调节研究所撰写中华人民共和国国家标准集中式空调系统经济运行（征求意

19、见稿） ，标准中提出，按节能、环保、经济的原则和GB126（标准）的要求，有条件的地方，应采用区域供冷或热、电、冷三联产技术，有余热（如蒸汽、热水和窑炉排放热等）可供利用的地方，应优先选用溴化锂吸收式冷水机组作为空调系统的冷源，并对空调系统经济运行和技术管理方面做了详尽的规定。因此，得到地方政府的支持，获得政策优惠将会对项目的推广起到很大帮助。但在实际操作层面，政府的相关规定只是给集中供冷技术提出了一个方向，缺乏配套的实施细则，集中供冷将长期处于“纸上谈兵”的处境。我们小组认为，政府应该在原有关于集中供冷技术的规定上，增加相应的配套实施细则，比如政府可以对开展集中供冷项目的热力公司给予政策上的

20、优惠：减免税收、政策倾斜，并且可以给与一定的财政补贴。同时，政府可以加大对集中供冷技术的科研开发力度，设立专项基金，从而鼓励科研人员积极参与集中供冷技术的研究。4.2.2 与热力公司通力合作我们项目的首要实施合作人就是各地的热力公司，因此获取热力公司的支持成为我们的首要任务。目前，全国各地得到热力公司，只有太原、青岛等少数热力公司开展了集中供冷技术的应用探索，大部分公司都只专注于冬天的供暖项目。冬天过后，这些热力公司的供暖设备都会处于闲置状态，这对于公司是巨大的浪费，而且公司还要付出大量的维护成本，尤其是在煤炭价格不断提高的今天，很多热力公司已经不堪重负。在夏天提供集中供冷，对于热力公司也是一

21、种“自救”行为。应该会得到大部分热力公司的积极响应。对于电力公司来说，输冷管道比供热管道在保温密封程度方面的要求高，冷气管道的保温材料稍有缝隙，就会在集中供暖系统基础上集中供冷的探究9冷气管道外表产生冷凝水、结霜，造成能源消耗。因此，热力公司应该在原有供暖设备的基础上进行改良，从而适合夏季供冷、冬季供暖的要求。这样可以大大提高热力公司的效益。4.2.3 与房地产商进行合作 由于风管对于房间高度的最低要求是 3 米，我们在推广中应选取房高满足要求的小区。而老居民小区的房高大都在 2.6 米左右，因此我们的项目主要面向新建的居民小区。通过与房地产商的合作，在新住宅小区设计时，就充分考虑到满足集中供

22、冷设备的要求，为风管的架设预留空间。集中供冷是一种绿色环保的新技术理念，符合人们追求健康环保的需求。这样，房地产商也可以把集中供冷作为新住宅小区的卖点进行宣传，从而吸引更多购房者的青睐。而且房地产商把集中供冷技术应用于新房开发中，减少空调的使用，有利于减少氟利昂的排放，减少大气污染，保护环境，符合党和国家提出的“科学发展观”的要求，可以向政府申请政策支持。既实现了房地产商的经济效益，又促进集中供冷技术得到进一步推广，从而实现我们与房地产商的双赢。5.结语在集中供冷技术的调查研究中，我们对几家热力公司进行了访谈，并且对居民和诸如超市、大型商场等人流密集区进行了走访，由于集中供冷技术属于前沿技术，

23、普通居民对其知之甚少。我们所作的分析与研究仅限于理论上的分析与研究。 作为一个庞大而复杂的系统， 集中供冷还有许多方面需要进行深入而全面的研究， 如:热电冷三联供技术， 余热、 废热及未利用能的利用，系统的协调控制，等等。集中供冷技术具有提高能源利用效率、 防止大气污染、 有效利用建筑空间及美化城市形象等优点， 非常值得在现代化城市中推广应用。我们小组的研究工作对集中供冷的原理和优势进行了初步分析，探究了集中供冷技术的推广模式。我们对集中供冷技术的前景充满希望，相信随着经济发展、社会进步，集中供冷理念将逐步被人们接受，再加上国家政策的鼓励与扶持，集中供冷技术将会惠及集中供暖系统基础上集中供冷的

24、探究10千家万户，为人们在炎热的夏季送去习习凉风。参考文献：1国家经贸委、建设部和国家环保总局. 关于发展热电联产的规定2中国建筑研究院空气调节研究所. 中华人民共和国国家标准集中式空调系统经济运行（征求意见稿）3陈晓. 居民小区集中供冷系统的技术及经济性分析.湖南大学硕士学位论文 2002（3）4 王炤坤，王昭.我国城市“集中供冷”亟待破冰.经济参考报.20055吴娃娃. 热力企业掘金集中供冷6 赵健鹏.青岛推广集中供冷面临四难题. 青岛新闻网7 龙惟定. 绿色建 筑的暖 通空 调设 计. 现代空 调 ( 1 ) . 北京: 中国建筑工业出版社，1999.8 范存养，龙惟定.上海空调的发展及其用能和环境问月. 第十一届全国暖通空调技术信息网大会论文集. 北京:中国建筑工业出版社，2001.