国家气候中心监测数据显示,今年6月至7月上旬,全国平均高温日数5.3天,为1961年以来历史同期最多,综合强度为1961年以来第6强。
在高温“超长待机”模式下,空调变成不可或缺的“续命神器”,而与此同时,关于集中供冷的话题也引发了越来越多的讨论。
尤其是在济南CBD片区试行集中供冷之后,有关“不开空调也能将室温保持26℃”的报道,对于酷暑难耐的人们来说,充满了吸引力。
毕竟在炎炎夏日,如果能像集中供暖一样实现集中供冷,“幸福指数”必然会得到大幅提升。
不过,相比北方已经试行了数十年的集中供暖,集中供冷对大部分人而言显然还很陌生。集中供冷是否涉及现有市政设施改造、供冷费怎么收、什么条件能大面积推广等,都是大家关注的话题。
制冷效果不错
据报道,从今年起,济南CBD片区开始集中供冷模式试运行,已经覆盖该片区商场、写字楼等约21万平方米范围。
济南CBD片区
值得关注的是,济南CBD片区采用了国内最大规模的冷暖同供网,冬天供暖夏季供冷——同一套管网系统,无疑可以节省重复建设成本和空间资源。
那么,“制冷”与“制热”模式的切换是如何实现的?其实,管网中的媒介始终是水,供冷还是供热取决于水温的高低。
冬季集中供暖时,热源采用章丘电厂余热,通过43.8公里的长输管网将热水输送到CBD片区,再通过热力交换站,将热水送到每一位用户的末端系统,例如暖气片、地暖等。
夏季集中供冷时,使用南部能源中心冷源,利用CBD区域内现有冬季供热管网,把冷冻水输送到位于区域内的换热站,通过冷交换后将7℃-9℃的冷冻水输送到用户的末端风盘系统。
此外,集中供冷也可以手动调节温度。据了解,济南CBD片区用户末端散冷设施均采用风机盘管形式,该种设备自带温度控制面板,用户可以根据需求自主调节室内温度。
“室内保持在26℃左右,效果非常好。供冷费按用冷量来结算,挂表计量,如果不使用无任何费用。”在济南CBD片区办公的山东港口物流集团酒店管理公司综合部张梓浩说。
负责济南CBD集中供冷的山东睿冠电能热力有限公司董事长崔玥曾对媒体介绍,从目前片区已经使用集中供冷的用户反馈来看,效果不错。
“从运行初期到现在,用户有一个逐渐认知的过程,就像上世纪90年代初济南刚开始集中供暖时一样。”崔玥说。
一位业内人士告诉中国新闻周刊,济南CBD片区得以实行集中供冷,与2017年5月济南市政府编制的《济南CBD城市设计及导则》有关,里面规定该片区在沿用济南市原有集中供热的基础上,同时采用区域集中供冷。
“现在集中供冷的应用仍很局限。一般情况下,在大型商场、车站、写字楼以及医院、实验室、工厂等特殊场所,才能看到。CBD片区为商业集聚区,区域内冷热需求的建筑密度大,且较为集中。这是该片区能同时实现冬季供暖夏季集中供冷的重要前提条件。”该业内人士说。
这种商业集聚区使用集中供冷相比自己建设空调设备,不但减少了机房占地、冷却塔屋面占地,且减少了建筑用于空调制冷的电增容费,而且无空调外挂机影响建筑美观。
同圆设计集团总工程师李刚曾表示,在商业集聚区,可以利用不同功能商业楼宇用能需求高峰时间不同的特点,配合冰蓄冷和水蓄冷系统的设计,充分利用峰谷电差价蓄冷调峰,既降低了系统运行费用,又实现了电网的削峰填谷。
据估算,未来济南CBD片区供冷面积达到220万平方米以后,每年可以减少大约12万吨的二氧化碳排放量,大约相当于1万户家庭整个夏季空调制冷所产生的碳排放。
尚处起步阶段
集中供冷的概念早在20世纪40年代就有人提出,但一直到1961年,美国康涅狄格州首府哈特福德(Hartford)才开始尝试集中供冷。但受到当时技术条件的影响,其系统的热力系数很低,且经济性也不高,甚至无法和传统的空调系统相比,因此发展并不顺利。
之后,日本、法国、挪威、丹麦、瑞典等国家都有所尝试。一些北欧国家尤其擅长利用海水、湖水、地下水等自然冷量制冷。
在集中供冷领域,中国目前还处于起步阶段。
当前,我国城市居民夏季制冷主要采用分体式电空调,该制冷方式从发电、输电,到空调室内外气体的热量传递,都在不断加剧“热岛效应”。
此外,空调制冷还存在能耗高、滴水扰民、室外机影响建筑物美观等问题,空调中制冷剂氟立昂的使用,也受到环保专家的普遍质疑。因此,对于生态环境而言,空调并不是那么“友好”。
2000年,中国印发《关于发展热电联产的规定》,鼓励各地区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。自此,中国城市步入了建设区域供冷系统的探索。
当前,我国广州大学城、深圳前海区、北京中关村科技园等区域也采用了集中供冷方式,并已投入运行。
广州大学城是我国最早实行集中供冷的区域之一,也是当时全球供冷量最大的区域供冷项目之一。
该大学城由10所大学及中心区构成,工程总建筑面积约800万平方米,大学城能源系统采用了分布式能源系统(又称“冷热电三联供”),整个系统由分布式能源站、区域供冷系统和集中生活热水系统组成。
分布式能源站以液化燃气为燃料,燃烧获得燃气,燃气先用来发电,余热产生的部分蒸汽通过集中生活热水系统向大学城区供应热水,另一部分蒸汽进入区域供冷系统,这种类似家用空调的装置产生2.5℃左右的冷水,冷水通过与风扇交换热能产生冷气,颇受当地师生喜爱。
与此同时,今年7月,深圳前海5号冷站“集中监控和展示中心”宣布正式启用。前海5号冷站是前海区域集中供冷系统的中心站,也是前海深港合作区前湾片区的首个冷站,目前已为前海嘉里中心、前海中集国际中心等10余家建筑综合体集中供冷。
“集中监控和展示中心”的正式启用,意味着未来运行管理人员可通过集中监控系统,远程操控前海所有冷站设备的“中心站”,实现前海区域供冷系统的集中调度、控制和管理,大大提高系统管理效能。
但并不是每个集中供冷项目都能顺利推进。
2014年,太原供冷项目由于道路改造与热源电厂的拆除,不得不面临暂停的厄运。
时间回到2000年,当年太原市热力公司为提升供暖设备使用率,在原有设备基础上进行了改造,改变了供暖设备过去“冬季运作夏季闲置”的状况,每年集中供冷时间为6月20日—8月20日。
但在运行的十多年时间里,太原实际的供冷面积不到5万平方米,使用集中供冷的单位,也仅有太原火车站、太原市公安局、美特好超市(五一店)3家单位。而数据显示,太原市集中供冷能力已达100万平方米。
当时,该项目负责人称,由于社会公众认识不到位,造成集中供冷项目难推广,过低的使用率让制冷设备“名存实亡”,使得该项目运行15年也仅能够维持成本。
“经济账”难算
集中供冷在商业区实现了试运行,但如何才能走进千家万户,在住宅中大面积使用?
现阶段,我国冬季供热取暖属于“温饱型”的刚性需求,夏季供冷则属“享受型”的软性消费,对于很多用户而言,供冷是一种生活质量的改善而非保障性因素,因此并不是所有的人都愿意为此买单。
理论上来说,只要有集中供热的地方都能实现集中供冷,无论是对原有的热力站加以改造,安装制冷设备,还是重新铺设冷暖同供管网——经过改造之后的热力站成为集供热、供冷、供生活热水功能于一身的“集中能源站”。
然而在实际操作层面上,要面对的问题却有很多。吴小龙曾做过估算,“成本并不低”。
据了解,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,居民家中现有的暖气片无法发挥散冷作用,要统一改装风机盘管风口。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。
制冷管道改造时,还需要做增减管线、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。再加上由于管道设施指标要求很高,造成改造的一次性投入花费并不低。
“对于已经完成装修,并购置好空调的住宅用户,很少愿意再额外支付供冷费。”吴小龙坦言,“除非像北方的供暖设备,预先安置在即将交付的新房中,用户才会慢慢习以为常。”
由此可见,建成住宅的难以改造以及新建住宅的契机缺乏,成为集中供冷走进百姓生活的阻力之一。
供冷费也是人们较为关心的话题之一。
吴小龙介绍,当前冷站的辐射范围在5公里之内,不像集中供暖,管道可以铺得很长。由于使用规模无法扩大,随着供应成本的提高,企业受困于有限的用户和过低的使用率,往往造成运营上的困难。
在北方,供暖期可长达5个月,较少会有人去停暖气,但集中供冷不同,如果觉得气温不合适,可以随时手动关掉。“假设一个小区供冷面积为10万平方米,而往往实际使用面积只有3到4万平方米。”吴小龙说。
他谈道,在部分南方已推广集中供冷的小区,每月供冷费在700元左右,“略高于空调费。”
吴小龙和团队曾在南方做过一个大范围调研,关于是否要实行集中供冷。调查初期,参与调研人员几乎踊跃支持,但到了真正付费时,却发现愿意买单的人数远远低于预期。
“南方其实早就有不少集中供冷项目,为何缺乏宣传?因为严格来说没有一个真正挣钱的。”他说。
因此,对于投资方而言,如何算好“经济账”成为一大难题。
吴小龙认为,集中供冷虽然属于民生工程,但如何将其做成一个完整的、具有可复制性的盈利项目,才是集中供冷能否大面积推广的关键因素。