黄淮地区城市采暖与制冷模式技术经济探讨

摘要：根据黄淮地区城市冬季采暖与夏季制冷实际存在的模式，从工程造价、年运行总成本、技术特点等方面数据进行具体分析，明确了居民用户及商业、公用建筑采暖与制冷的最佳模式，对节能减排工作的开展有重要指导意义。

关键字：黄淮地区采暖模式制冷模式技术经济

中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

黄淮地区处于温带季风气候带，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，四季分明。

城市居民夏季绝大部分采用分散的电空调制冷，有极少数小区采用地源热泵模式，商用建筑、公用建筑大都采用电力中央空调或溴化锂机组制冷。冬季采暖模式较多，绝大部分小区采用热电厂区域集中供热，少部分采用燃气分户壁挂炉采暖和燃气热水锅炉集中供暖。

由于黄淮地区冬季与夏季持续时间较长，随着人们生活水平的提高，对冬季采暖和夏季制冷要求渐高，因此最佳采暖与制冷模式的选取与环保、节能以及老百姓的生活密切相关，意义重大。

2 黄淮地区城市采暖与制冷模式

2.1 采暖模式

黄淮地区城市采暖模式有地源热泵模式、燃气热水锅炉集中供暖模式、燃气分户壁挂炉采暖模式、热电厂集中供热模式、家用空调采暖模式。

2.1.1 采暖模式简介

地源热泵是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移并与建筑物完成热交换的一种技术。地源热泵制冷工况与制热相同，都属于逆卡诺循环，只是冷媒的反向流动。

燃气热水锅炉集中供暖是在系统中设置循环水泵，靠水泵的机械能，使热水锅炉产生的采暖热水在系统中强制循环，为区域供暖。燃气分户壁挂炉是小型化的燃气热水锅炉，采暖原理与热水锅炉相同。

热电厂集中供热模式，蒸汽源是热电联产机组的排汽，压力通常为0.78-1.27MPa，通过城市供热管网接至居民小区换热站，经汽-水换热器转换为采暖热水，为居民户供暖。热电联产机组能将热效率提高到85%，比大型凝汽式机组（热效率40%）要高很多，节能减排效果明显。

2.1.2 采暖模式年运行成本分析

据《采暖通风与空气调节设计规范》，居民小区综合热指标取54W/m2。以采暖总面积为10万平方米的某小区为例，采暖总负荷为5400KW。年采暖周期90日，日采暖时间14小时。根据不同采暖模式的工程建设造价及采暖费用计算比较年运行成本，如表1所示。

表1居民小区不同采暖模式年运行成本分析表

2.2 制冷模式

黄淮地区城市制冷模式有地源热泵模式、家用空调制冷模式、电力中央空调及溴化锂机组制冷模式。

2.2.1 制冷模式简介

地源热泵制冷模式既适用于居民小区又适用于商业建筑、公共建筑。

电力中央空调制冷模式适用于商业建筑、公共建筑和冷链物流业，以电力作为驱动能源，配套冷水塔及其循环系统作为机组的对外散热，室内配套风机盘管及冷冻水的循环系统，并配备专用机房。

溴化锂机组又称溴化锂吸收式制冷机，水作为制冷剂，溴化锂作为吸收剂。其中蒸汽双效型溴化锂冷水机组，采用热电厂集中供热蒸汽作为驱动能源，蒸汽工作压力范围0.4-0.8MPa。配套设施及适用范围与电力中央空调相同。

2.2.2 制冷模式年运行成本分析

2.2.2 1 居民小区制冷模式年运行成本分析

据《采暖通风与空气调节设计规范》，居民小区综合冷指标取100W/m2。以制冷总面积为10万平方米的某小区为例，制冷总负荷为10000KW。年制冷周期90日，日制冷时间14小时。根据不同制冷模式的工程建设造价及制冷费用计算比较年运行成本，如表2所示。

表2居民小区不同制冷模式年运行成本分析表

2.2.2 2 商用及公用建筑制冷模式年运行成本分析

据《采暖通风与空气调节设计规范》，商用及公用建筑综合冷指标取140W/m2。以制冷总面积为5万平方米的某建筑为例，制冷总负荷为7000KW。年制冷周期90日，日制冷时间10小时。根据不同制冷模式的工程建设造价及制冷费用计算比较年运行成本，如表3所示。

表3商用及公用建筑不同制冷模式年运行成本分析表

3 黄淮地区城市居民小区采暖与制冷模式技术经济分析

黄淮地区城市居民小区冬季采暖与夏季制冷模式通常有五种组合形式。据表1及表2，五种组合形式年运行总成本分析如表4所示

表4居民小区采暖与制冷模式年运行总成本分析表

据表4数据分析

1）第1种地源热泵模式，虽然采暖与制冷运行费用较低，但系统投资大、年运行总成本高。而且地源热泵技术在我国起步较晚，设计和施工队伍技术力量良莠不齐，很多技术还待进一步提高和成熟。地源热泵技术的发展必须要坚持科学发展观，做到与自然环境的和谐统一。

2）第2种与第3种模式采暖年运行总成本过高，随着新建燃气热水锅炉的增多，冬季极易形成天然气消耗高峰，影响采暖效果。天然气价格上调是大势所趋，年运行成本将会阶阶攀升，势必增加消费者生活支出。

3）第4种模式年运行总成本较低，技术成熟且简便实用，热电厂集中供暖体感舒适度高、采暖效果最好，因此最适用于普通居民户。

4）第5种模式家用空调采暖与制冷，采用电力作为唯一能源，虽然设备投入较低，但依据目前家用空调的COP，运行不节能也不经济，而且家用空调冬季采暖效果不理想、体感舒适度极差。

4 黄淮地区城市商用及公用建筑采暖与制冷模式技术经济分析

以采暖与制冷总面积5万平方米的某建筑为例，综合热指标取50W/m2，冷指标取140W/m2。据表1、表3，商用及公用建筑采暖与制冷年运行总成本分析如表5所示。

表5商用及公用建筑采暖与制冷模式年运行总成本分析表

据表5数据分析

对于商用及公用建筑，地源热泵模式虽然采暖与制冷运行费用较低，但设备折旧费较高而且采暖制冷效果与技术成熟度不如第2、第3种模式。第2种模式与第3种模式相比年运行总成本低，而且蒸汽双效型溴化锂机组的使用，可以削减夏季电负荷高峰，增加热电厂夏季热负荷，降低发电机组发电标煤耗，提高热电联产水平，节能减排效果明显。

5 结论

从工程建设造价、年运行总成本、技术特点比较黄淮地区城市冬季采暖与夏季制冷实际存在的模式，热电厂蒸汽集中供暖+家用空调制冷是普通居民户的最佳选择模式，热电厂蒸汽集中供暖+溴化锂机组制冷则是商业建筑、公共建筑的最佳选择模式。

参考文献：

[1]贺平 孙刚.供热工程[M],北京:中国建筑工业出版社,1993

[2]郑体宽.热力发电厂[M],北京:中国电力出版社,2001

[3]H2蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组产品说明书/劳特斯中央空调产品说明书