探究区域供冷在小区建筑中使用的优越性条件

探究区域供冷在小区建筑中使用的优越性条件

王明超

华南理工大学建筑设计研究院广东省广州市510641

摘要：随着政府提出的资源节约型、环境友好型社会创建目标影响力不断提升，区域供冷逐渐成为业界关注的焦点，基于此，本文围绕区域供冷进行了简单分析，并详细论述了区域供冷在小区建筑中使用的优越性条件，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。

关键词：区域供冷；小区建筑；综合能源价格

前言

受经济快速发展、现代化进程不断加速影响，近年来我国民众生活水平提升迅速，夏季制冷需求耗电占城市用电的比例也在不断上升，据权威机构调查显示，我国现阶段建筑能耗占城市用电的30%，而空调能耗则占据建筑能耗的65%，由此可见探究区域供冷在小区建筑中使用优越性条件研究具备的较高现实意义。

1.区域供冷概述

1.1发展概述

相较于发展较为完善的区域供热，我国区域供冷的兴起时间并不长、发展也尚处于起步阶段，但随着粗放型经济增长方式引发的环境污染、能源消耗问题日渐显著化，区域供冷开始逐渐成为各界关注获得焦点。区域供冷概念最早提出于上世纪40年代，但我国2000年左右才引入区域供冷概念，这就使得相较于发达国家，我国区域制冷领域的发展较为落后，区域供冷在各地的应用仍属于试点阶段也直观证明了这一点。

1.2组成与适用条件

区域供冷系统主要由四部分组成，即冷源、制冷站、输配管网、末端用户，其中区域供冷系统可使用的冷源包括区域供热系统热泵冷端、低温水换热制冷、电驱动或大型热源驱动，区域供冷的应用需首先结合当地实际选择冷源。值得注意的是，区域供冷虽然具备多方面优势，但并不适用于所有建筑，只有拥有足够空间建设区域能源站、冷负荷密度高、年用冷量大的区域才适合建造区域供冷系统，我国现阶段的新建高层小区多具备大型化、密集化、完善化特点，这使得其具备建立区域供冷的基础条件，较为适合区域供冷开展各类探索[1]。

1.3优势分析

结合北京中关村西区区域供冷系统、广州大学城供冷系统等区域供冷应用实例，可以发现区域供冷具备如下几方面优点：（1）能效较高。由于区域供冷采用了大型供冷机组制冷，且热源来源较为广泛，这就在客观上提升了区域供冷能效。（2）缓解电网压力。区域供冷一般会采用冰蓄冷技术，这就使得其能够利用高峰低谷电价优势降低用电高峰其开机时长，用电负荷削峰填谷的目的也将由此实现。（3）便于管理维护。相较于分散的供冷系统，区域供冷仅需专业人员负责机房的统一管理，由此即可降低供冷维护费用、提升系统使用寿命。（4）保护环境。分散式空调系统很容易引发城市热岛效应、破环臭氧层，但区域供冷却能够有效抑制这类影响的出现。（5）改善建筑物外观。区域供冷的开展可省去空调室外机、中央空调冷却塔，这不仅能够改善建筑物外观，更能够有效降低空调室外机带来的噪声污染[2]。

2.区域供冷在小区建筑中使用的优越性条件

2.1小区空调系统模拟

为直观了解区域供冷在小区建筑中使用的优越性条件，研究采用了DeST模拟软件开展模拟，由此对比分散式空调系统、集中式中央空调系统、区域供冷系统的各自优势，首先应建立典型小区模型，为提升研究的实践价值，本文选择了由板式高层建筑住宅楼（总高56m，20层）、板式高层建筑商务楼（总高30m，10层）、幼儿园（总高8m，2层）、商店（总高18m，4层）、商务会所（总高9m，2层）、社区服务中心（总高8m，2层）组成的商住一体化的小区作为实例。

选取研究实例所在城市的气象参数作为计算值，使用DeST-h模拟住宅楼、公共建筑的冷负荷，具体模拟结果如下所示：（1）住宅楼冷负荷模拟结果。最大冷负荷出现在4990小时（7月27日20点），最大冷负荷为3225kW、最大单位面积冷负荷为124w/m2，不保证50h的逐时冷负荷为2232kW、单位面积为93w/m2，模拟对象建筑总面积为24000m2。（2）公共建筑冷负荷模拟结果。可得出最大冷负荷为615kW、最大单位面积冷负荷为179w/m2，不保证50h的逐时冷负荷为520kW、单位面积为150w/m2。

表1为VRV户式中央空调空调系统下各建筑物参数和综合能源价格，由此可直观了解不同建筑物的制冷需求，而集中式中央空调系统应用中住宅楼、办公楼的综合能源价格分别为0.377元/kWh、0.593元/kWh，可见集中式中央空调系统在住宅楼的应用较为经济，VRV户式中央空调空调系统在办公楼中的应用较为经济。

表1VRV空调系统下各建筑物参数和综合能源价格

2.2区域供冷系统经济性分析

开展同类模拟并加入容积率作为变量，分别开展“1栋住宅+1栋办公楼”、“2栋住宅+4栋办公楼”、“3栋住宅+6栋办公楼”、“4栋住宅+8栋办公楼”、“5栋住宅+10栋办公楼”、“6栋住宅+12栋办公楼”等10种容积率区域供冷设备选型分析，并由此计算得出不同容积率区域供冷系统综合能源价格，可发现区域供冷系统应用中的综合能源价格直接受到建筑容积率影响，即建筑容积率越大、综合能源价格越小，其中建筑容积率为3.25万m2/ha时区域供冷系统的综合能源价格为0.333元/kWh，对比上文研究可以直观发现，只有当建筑物容积率大于1.654元/kWh（“5栋住宅+10栋办公楼”情况下建筑物容积率为1.654元/kWh），区域供冷系统在住宅楼、办公楼中的应用才能够取得优于集中式中央空调系统与VRV户式中央空调空调系统的经济效果。

2.3不同供冷半径的区域供冷系统分析

为更直观了解区域供冷在小区建筑中使用的优越性条件，本文开展了不同供冷半径的区域供冷系统分析，参考研究得出不同供冷半径综合能源价格，可直观发现区域供冷系统负荷侧单位冷量直接随供冷半径变大而变大，而当供冷半径为275m时，区域供冷系统综合能源价格为0.380元/kWh，这种情况下，相较于集中式中央空调系统与VRV户式中央空调空调系统，区域供冷系统可更好服务于住宅楼、办公楼。

结论

综上所述，区域供冷在小区建筑中使用的优越性条件较为严格，文章的第二节证明了这一点。而在此基础上，本文涉及的小区空调系统模拟、区域供冷系统经济性分析、不同供冷半径的区域供冷系统分析等内容，则证明了研究的实践价值。因此，在区域供冷相关的理论研究和实践探索中，本文内容可发挥一定参考作用。

参考文献

[1]苏斌,赵凯,赵本坤.区域供冷系统能源站冷负荷预测及同时使用系数的确定[J].重庆建筑,2014,13(09):12-14.

[2]殷平.冷热电三联供系统研究(4):区域供冷和区域供热[J].暖通空调,2013,43(07):10-17.