近年來，能源、特別是電能緊缺己經(jīng)成為阻礙我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個重要因素。電力緊缺狀況在神州大地頻頻出現(xiàn)，其中以經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的長江三角洲和珠江三角洲情況較為嚴(yán)重，部分內(nèi)陸工業(yè)欠發(fā)達(dá)地區(qū)也出現(xiàn)了意想不到的電力供應(yīng)緊張狀況，引起了對節(jié)電問題的新關(guān)注，而社區(qū)集中供熱供冷是一種節(jié)約能源的新方式。

一、節(jié)約能源的一種新方式-集中供冷供熱

在供電緊張的困擾下，城市“集中供冷”無疑是環(huán)保節(jié)能的新方式，在有條件的社區(qū)和城市，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一管理、集約化經(jīng)營的集中供冷、集中供熱事業(yè)前景看好。在一個供熱季過去，眾多供熱企業(yè)面臨著人員設(shè)備閑置等新問題，如何提高供熱設(shè)備利用率，使其創(chuàng)造更多的價值?探索“集中制冷”是一條供熱企業(yè)發(fā)展之路，也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展之機(jī)遇。我國早在建國初期，學(xué)習(xí)蘇聯(lián)經(jīng)驗，重視發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)建設(shè)。在供熱機(jī)組占全部火電設(shè)備總?cè)萘恐?，?952年的2%增加到1957年的17%，僅低于蘇聯(lián)，居世界第二位。在經(jīng)歷了七十年代的發(fā)展低潮后，隨著改革開放和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國熱電聯(lián)產(chǎn)又取得了很大進(jìn)步。到1999年底，我國單機(jī)容量6000kw以上的熱電機(jī)組裝機(jī)容量達(dá)2815.9萬kw，占同期同容量火電機(jī)組的13.30%。這些機(jī)組主要以煤為燃料，即熱電廠是由燃煤鍋爐和抽凝(或背壓)汽輪機(jī)組構(gòu)成。

現(xiàn)在，社區(qū)集中供冷沒有社區(qū)集中供熱應(yīng)用廣泛，但由于其在經(jīng)濟(jì)上的吸引力也正在世界范圍內(nèi)慢慢被提倡和應(yīng)用。1962年美國在Harfordeity，Conneetieut建成世界上最早的社區(qū)集中供冷系統(tǒng)，并可同時供應(yīng)蒸汽。日本的社區(qū)集中供冷發(fā)展最快而歐洲也己有多個熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)投入運(yùn)行。熱電冷聯(lián)產(chǎn)形式的社區(qū)集中供冷在我國剛剛起步，但發(fā)展迅速。全國多個城市擁有在燃煤熱電廠基礎(chǔ)上建立的熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，如濟(jì)南熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的供冷總?cè)萘拷鼛啄昙簭臒o發(fā)展到49.6Mw，杭州兩個正在建設(shè)的熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)供冷總?cè)萘繉⒊^120MW。

集中供冷系統(tǒng)，除節(jié)約投資及節(jié)能效果明顯外，還有以下優(yōu)點:有利于優(yōu)化城市整體規(guī)劃，提升城市形象;由于噪聲源相對集中，制冷社區(qū)會降低噪音1至2個分貝;室外大量冷水管網(wǎng)，使制冷社區(qū)平均環(huán)境溫度降低2至3度，廢氣集中排放，制冷社區(qū)室外空氣品質(zhì)得到提升，擴(kuò)展性強(qiáng)，哪里需要新增大樓或居民小區(qū)，管道接過去即可完成。因此，不管從節(jié)能環(huán)保的角度，還是從經(jīng)濟(jì)利益的角度，集中供冷供熱己成為解決能源問題的一條可行的新途徑了。

二、社區(qū)集中供冷供熱系統(tǒng)

社區(qū)集中供冷供熱是指對一定社區(qū)內(nèi)的建筑物群，由一個或多個能源站制得熱水，冷水等冷熱媒，通過社區(qū)管網(wǎng)提供給最終用戶，實現(xiàn)用戶制冷或制熱要求的系統(tǒng)。通常包括五個基本組成部分:能源站(ThermaIproduction plant)，能源儲存站(Thermalenergy storage)，輸送管道(Transmissionline and Distribution line)和末端設(shè)備(Consumer building containing in-buildingequipment)，以及計算機(jī)管理軟件。

其中能源站為產(chǎn)生冷量和熱量設(shè)備的統(tǒng)稱，包括熱電廠，社區(qū)鍋爐房，各種制冷機(jī)組等。在進(jìn)行社區(qū)供冷供熱系統(tǒng)設(shè)計的時候，可以根據(jù)所在地的條件，對冷熱源進(jìn)行自由的選擇，如當(dāng)?shù)赜袩犭姀S，則可以直接利用熱電廠的蒸汽，用來進(jìn)行制冷和制熱。

能源儲存站是重要的削峰填谷的手段，雖然它的存在往往被視為可有可無，但其實它對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性有著重要的貢獻(xiàn)。

供熱供冷管網(wǎng)是將冷量和熱量送至用戶的通路，它如同連接各個建筑的道路，其控制的范圍，平衡性和合理性直接決定了社區(qū)集中供冷供熱系統(tǒng)的成功與否，也關(guān)系到它在濟(jì)性上縣蕃可行。

用戶端的連接是一個大型社區(qū)集中供冷工程中至關(guān)重要的部分，這不僅僅是因為這一部分是整個社區(qū)集中供冷系統(tǒng)中實現(xiàn)為用戶端供冷這一終極目標(biāo)的最后一步，更是因為正是系統(tǒng)連接的這些客戶的采取何種供冷方式供冷將最終決定該社區(qū)集中供冷系統(tǒng)整體的節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性，如果在這部分發(fā)生問題，潛在的社區(qū)集中供冷用戶們出于供冷安全的考慮將采用其他的供冷方案，而社區(qū)集中供冷的最大優(yōu)點在于其規(guī)模效應(yīng)引起的其他諸如節(jié)能、高靈活性等超出傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)點，一旦用戶端冷負(fù)荷不夠穩(wěn)定或過小，社區(qū)集中供冷將完全沒有任何優(yōu)勢可言，甚至不如傳統(tǒng)的、獨(dú)立的分散式的供冷技術(shù)。

最后，計算機(jī)控制系統(tǒng)管理控制著冷量和熱量的流動，作為整個系統(tǒng)的大腦在發(fā)生情況時馬上作出反應(yīng)，處理問題。

三、社區(qū)集中供冷供熱系統(tǒng)的優(yōu)點

1、運(yùn)行的高能效

一個大型的中心制冷工廠與許多分散的小制冷機(jī)組相比可以得到更多、更細(xì)致的分析和更好的設(shè)計，而且由于連接用冷用戶數(shù)量巨大，各用戶冷負(fù)荷的同時利用系數(shù)小于1，這將在一定程度上降低系統(tǒng)的整體供冷能力的需求，同時可以使得系統(tǒng)的工作曲線維持一個比較平緩的模式，從而使得系統(tǒng)可以實現(xiàn)一個較高的運(yùn)行能效或COP值。

大型制冷工廠幾乎可以采取各種能源制冷，尤其是廉價的能源，比如工業(yè)廢熱，海水或湖水的自然冷量。

蓄冷技術(shù)可以實現(xiàn)削峰填谷技術(shù)，從而減輕電力系統(tǒng)在夏天冷需求達(dá)到高峰時對其他用電企業(yè)、單位和發(fā)電廠的壓力，同時，利用低谷電可以使得社區(qū)集中供冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性更好。而且采取蓄冷技術(shù)可以降低系統(tǒng)的總制冷能力，利用夜間冷負(fù)荷低的時候使大型制冷機(jī)組連續(xù)高效的工作并將產(chǎn)出的冷量以冰或冷凍水的形式儲存起來以備白天使用，從而降低了整個系統(tǒng)的供冷機(jī)組的裝機(jī)能力要求。

2、環(huán)境的保護(hù)

對于同等制冷能力的幾部大型制冷機(jī)組和分散的許多的小制冷機(jī)組來說，大型機(jī)組不僅需要少得多的制冷劑，而且可以更好地處理制冷劑在工作及回收時的泄漏問題。一旦特殊的或更嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)出臺，比如CFC和HCFC的淘汰，大型的制冷工廠可以更快的和更經(jīng)濟(jì)的采取技術(shù)措施來達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求。由于大的制冷機(jī)的高能效的不間斷的運(yùn)行，制取同樣冷量的電耗的大大減少將大大降低溫室氣體的排放，尤其對像中國這樣的以煤電為主的、自然化石能源資源按人口分配又極其稀缺的國家來說，節(jié)能還將意味著發(fā)電廠本地的酸雨問題將不至于更加嚴(yán)重。

3、建筑空間利用率和建筑美觀性的提高

采用社區(qū)集中供冷后，建筑的業(yè)主就可以大大減少在建筑內(nèi)安裝設(shè)備室所需的空間，因為不需要再在樓宇里安裝自己獨(dú)立的制冷機(jī)了，而這些節(jié)省下來的空間可以被用來出售或租賃以賺取更多的收入。而且，取消了設(shè)備間還意味著消除了制冷機(jī)在樓內(nèi)工作或起停時所產(chǎn)生的噪音，而原來設(shè)置干房頂或室外的冷卻塔也不復(fù)存在了，節(jié)省下來的空間可以用于安裝衛(wèi)星接受天線等通訊設(shè)備，也可以考慮建立一個大的溫室植物暖房以加強(qiáng)建筑的美觀和欣賞價值，同時還能充分利用空間并賺取更多的收益。

取消難看的冷卻塔的好處不僅釋放了有限的、昂貴的空間，實現(xiàn)了提高美觀和收益的目的，而且還消除了采用冷卻塔所帶來的釋放羽狀水蒸氣和產(chǎn)生軍團(tuán)菌的問題。在有的地方冷卻塔甚至是不能安裝的，比如像巴黎這樣的古都，為了和城市眾多的歷史性的建筑進(jìn)行協(xié)調(diào)。在美麗的凱旋門面對的香謝麗舍大街上的商業(yè)樓宇外安裝冒著水蒸汽的難看的冷卻塔是絕對不可容忍的，因此巴黎采取了社區(qū)集中供冷，將冷卻塔挪到了不存在影響古建筑的美觀的地方，而且制冷機(jī)組采取埋地的安裝，從而將制冷系統(tǒng)的視覺污染減到最小。

4、維護(hù)的高質(zhì)量

采用社區(qū)集中供冷后用戶就不再需要去自己維護(hù)制冷系統(tǒng)了，所有在中心制冷工廠的技術(shù)維護(hù)管理人員都受過嚴(yán)格、過硬的培訓(xùn)，輔助以先進(jìn)的計算機(jī)控制系統(tǒng)，供冷的質(zhì)量、可靠性和系統(tǒng)的安壘性都可以得到很大的提高。由于采用了先進(jìn)的技術(shù)，工作量大大降低了。工作人員大大減少了，這樣維護(hù)的費(fèi)用也大大降低了。

5、系統(tǒng)的高可靠性

社區(qū)集中供冷系統(tǒng)的可靠性是分散小系統(tǒng)所無法比擬的。根據(jù)歐洲的經(jīng)驗，社區(qū)集中供冷保證供冷的可靠性在99.70%以上，正是因為如此高的可靠性，連一般的醫(yī)院和食品冷凍廠都取消了備用供冷設(shè)備，從而降低了開銷。

四、社區(qū)集中供冷供熱系統(tǒng)的潛在問題

1、巨大的初投資

在這個現(xiàn)實世界中沒有任何一種工程解決方案是完美無缺的，這句話同樣也適用于社區(qū)集中供冷。巨大的初投資使得仿佛可以引領(lǐng)供冷革命的社區(qū)集中供冷技術(shù)蒙上了經(jīng)濟(jì)是否可行的巨大的疑惑陰影，這一缺陷尤其在一個已經(jīng)建立好供冷解決方案的地區(qū)想進(jìn)行供冷技術(shù)升級、改進(jìn)的情況下顯露無疑。而如果是在一個新建的集中商業(yè)區(qū)(cBD)的供冷設(shè)計時就考慮這種方案，這種缺點可以降到最低。

2、復(fù)雜的商業(yè)管理

除了每一個成功的社區(qū)集中供冷工程都要考慮當(dāng)?shù)馗鞣N外部情況和條件等復(fù)雜性，最難掌握的還是采取最適當(dāng)?shù)墓芾矸绞?。其中包括在不同的地區(qū)對不同的客戶簽訂不同的冷量價格的合同，步步為營的模塊式的設(shè)計戰(zhàn)略以避免系統(tǒng)的制冷能力和傳輸能力設(shè)計過大，準(zhǔn)確的長期預(yù)測和適當(dāng)?shù)亩唐诮ㄔO(shè)的成功結(jié)合以避免出現(xiàn)短期內(nèi)初投資無法產(chǎn)生效益而帶來的投資風(fēng)險，等等。由于多種因素的共同影響，一個成功的、賺錢的社區(qū)集中供冷的商業(yè)管理模式是非常的難得的，它不能在其他地方照抄的，成功的技術(shù)設(shè)計但是失敗的管理導(dǎo)致的賠錢的社區(qū)集中供冷工程并非在少數(shù)。

3、環(huán)境問題

雖然節(jié)能和制冷劑的減排帶來了可觀的環(huán)境效應(yīng)，但是當(dāng)采用利用低溫海水或湖水，抑或是采用蓄水層中的冷水進(jìn)行廉價冷卻的時候，所帶來的環(huán)境污染和水溫升高后的潛在的生態(tài)污染還應(yīng)該經(jīng)過謹(jǐn)慎的論證后才能確定最終的供冷方案，畢竟我們要遵守“科技以人為本”的設(shè)計方針。

4、美觀和娛樂問題

同樣，如果采用海水或湖水的廉價冷量進(jìn)行社區(qū)集中供冷，巨大的冷水管道會造成視覺污染，而且浮在水面的輸水管道還會迫使以娛樂目的的行船被迫改變航向。

五、結(jié) 論

社區(qū)集中供冷供熱是一種既傳統(tǒng)又新興的供冷供熱方式，較之常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)來說存在著很多明顯的優(yōu)點，但同時也存在著許多需要解決的問題。在我國社區(qū)集中供冷供熱的發(fā)展還處在起步階段，這使我們可借鑒的經(jīng)驗較少，但同時也給了我們發(fā)展新思路的空間從國外的經(jīng)驗來看一個社區(qū)集中供冷供熱系統(tǒng)是否成功有以下因素決定:冬冷夏熱，人口稠密的地區(qū)或使用率高的建筑，周邊有較為便宜的能量來源，熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的成熟及實施環(huán)境，有效率的管理，合理的資金投入及政策引導(dǎo)等。

總之，如何在社區(qū)集中供冷供熱的實施中，體現(xiàn)人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展，能源的合理利用和經(jīng)濟(jì)利益的最大化是社區(qū)集中供冷供熱是否能快速地，良性的發(fā)展的關(guān)鍵。