低碳技术 为什么集中供热可行,集中供冷不行?

82510 0 0 0 关键词: 低碳技术 余热回收 集中供热   

2025
08/13
11:06
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低碳传动器
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导读

集中供热和集中供冷都存在严重的弊端,也有一定的优势。集中供热的优势高于弊端,因此在北方城市普遍应用;集中供冷的弊端远大于优势,所以发展严重受限,只在少数项目上应用。但是,以工业余热驱动的集中供冷大幅度提高技术优势,又有了足够的可行性。为什么北方地区常见城市集中供热系统,但全国都罕见大规模集中供冷系统

集中供热和集中供冷都存在严重的弊端,也有一定的优势。集中供热的优势高于弊端,因此在北方城市普遍应用;集中供冷的弊端远大于优势,所以发展严重受限,只在少数项目上应用。但是,以工业余热驱动的集中供冷大幅度提高技术优势,又有了足够的可行性。


为什么北方地区常见城市集中供热系统,但全国都罕见大规模集中供冷系统呢?


先来看集中供热系统,北方的集中供热为什么会蓬勃发展?


核心原因是供热的主要燃料是煤。煤必须使用大型锅炉集中燃烧的方式,才能达到85%-90%的效率,也才有足够的空间和动力去实施脱硫、脱硝、除尘等环保措施,实现煤的清洁高效利用。

集中供热也存在很多弊端,主要体现在以下几方面:

第一,管网投资高,占用空间多,施工期间严重影响城市的正常运行,隐性损失大。

第二,管网输配距离长、范围广,热量损失大,还存在跑冒滴漏现象,加剧了能源浪费。

第三,热网循环泵能耗大,包含一次网循环泵、二次网循环泵等,这是集中供热的重要能耗之一。

第四,集中供热容易出现管网水力失调的现象,产生热量不均、过量供热等严重问题。

可以说,燃煤集中供热“百害而一利”,但仅其中的“一利”,就足以推动集中供热的实施。近年来快速发展的余热回收技术就是针对集中供热系统开发的,而未来的余热共享系统,更是依靠集中供热管网,使得以前“不得已而为之”的集中供暖成为了新技术的载体。

但是,不是所有的供热方式都适合集中供暖。以北方清洁供热改造方式之一的“煤改气”为例,不应简单地把集中供热的燃煤锅炉改为燃气锅炉。燃气并没有集中燃烧的必要,但要承受集中供热的弊端,“百害而无一利”。宝贵的燃气资源,应该作为集中供热余热回收设备的驱动能源,降低总体能耗,或者分散到户使用燃气壁挂炉供暖,杜绝大范围输送损失。

从集中供热的利弊分析来看,同样可以得出结论——集中供冷并不可行。主要原因在于以下几点:

首先,集中供冷系统的输送距离长、占用空间多、输送能耗大、能量损失严重等问题仍然存在。

其次,绝大多数制冷系统采用电动压缩式制冷机,这种设备的集中设置和分散布置并没有明显的效率区别。

集中供冷站采用大型制冷机,压缩机效率高,水冷冷却塔的冷却温度低,这些都使大型制冷机的COP高于小型制冷机或户式空调,这是集中供冷的主机优势。

然而,考虑到集中供冷管网的泵耗、各种损失等情况,综合COP并没有明显区别。因此,集中供冷的“利”不明显,无法抵消系统的“弊”。

此外,供冷和供热负荷的特性不同,也影响到集中供冷的实施。

供暖时,室外温度-10℃,与室内18℃之间有接近30℃的温差,如果墙体没有被加热,会有明显的冷感。因此,供暖的重要任务是加热墙体,需要持续稳定地供暖。(我们经常发现,即使供热量差不多、室外温度差不多,刚开始供热时感觉冷得多,但快结束供暖时又觉得热很多。这就是墙体蓄热带来的体感差别。)

供冷时,室外温度35℃,与室内26℃之间的温差不足10℃,内墙表面温度基本都在人体表面温度以下,因此不会给人体增加热感,只要室内空气温度合适,感觉就会舒适。制冷不需要影响墙体,只要解决人体、设备产热及太阳辐射等热量即可。这种热量是多变的,冷负荷变化幅度大,需要制冷系统灵活调节。

稳定的热负荷使得集中供热容易管理,而集中供冷则放大了多变冷负荷的影响,调节难度很大,也限制了集中制冷的发展。

综上所述,集中供热在以煤为主的场景是合适的,集中供冷在以电力驱动的场景中并不适用。

不过,这也不是说集中制冷完全不可行。很多工业企业存在大量工业余热,可以作为吸收式制冷机的免费驱动能源。在这种情况下,即使考虑到集中供冷管网投资、输送泵耗、各种损失等弊端,零能耗的余热制冷也会成为决定性因素,低运行成本的“利”远大于集中供冷的“弊”,可以实施集中供冷。

 
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