上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 上海市 200091
摘要：通过对南方区域供冷供热特点的分析，提出多能互补、区域集中供冷供热方式在南方区域清洁供冷供热系统中的应用优势，多能互补方式的区域供冷供热系统能大幅度提高清洁能源和可再生能源能源利用率,减少环境污染。
关键词：多能互补；南方区域清洁；供冷供热系统中的应用
引言
随着经济发展和人们对于建筑环境要求的不断提升，南方地区的供冷供热问题一直备受关注。单一能源品种的利用现阶段已受到多方掣肘，因此在未来发展过程中，建设多种能源有机整合、集成互补的综合能源体系正成为大趋势。根据项目周边能源资源条件，合理匹配多种能源形式，建设基于多能互补方式的区域供热制冷系统，能很好地解决南方缺少集中热源、缺少集中市政热力管网等等问题。
1基本概念
多能互补分布式综合供能系统是面向终端用户电、热、冷、气、水等多种用能需求，统筹传统能源和新能源，配套多能协同供应分布式供能设施(含电力、燃气、热力、供冷、供水等基础配套设施)，并借助物联网技术、智能化调度技术实现产、输、配(含存储)、消有机协调的清洁、高效、智能的一体化供能系统。与传统供能系统相比，多能互补分布式综合供能系统具有显著的特征，主要表现在以下4个方面。1）传统能源与可再生能源协同供能。传统供能系统以利用单一化石能源为主，多能互补分布式综合供能系统注重传统能源与可再生能源(如光伏、风电、地热、水电、生物质能等)协同供能，在能源转化利用过程中，优先转化与消纳供能区域内的可再生能源，实现供能过程的低碳化和绿色化。2）能源转化与能源产品利用高效化。系统一般采用冷热电三联供技术、能源梯级利用技术、余热或废热回收技术等，面向终端用户电、热、冷、气、水等多种用能需求，实现能源高效转化；能源产品输、配、消过程直接面对用户，避免了远距离输送造成显著的线损和管损。3）能源输入与能源输出多元化。在能源输入方面，系统采用传统能源与可再生能源协同供能，能源输入的形式有燃气、光伏、风电、地热、水电、生物质能、废热、污水等多元输入；在能源输出方面，用户有电、热、冷、气、水等多种直接与间接的能源需求，因此系统能源产品输出多元化。4）产、输、配、消等过程智能化。多能互补分布式综合供能系统整体装机规模偏小，系统设备集成多样化，系统能源输入、输出多元化，因此导致系统管理和能源调度难度较大。基于智能化技术，实现产、消实时互动，多种能源形态协同转化、多种类型分布式能源系统协调运行，实现产、输、配、消等过程智能化管控，保障综合供能稳定、高效、安全运行。
2南方供热现状
(1)中央供暖服务对象以非居住为主，在武汉、长沙、南京、苏州、上海、宁波、合肥等南方城市，中央供暖服务的非居住用户比例较高。以合肥地区为例，目前合肥热电集团是该市唯一的热电联产企业，服务性行业用户370多个，服务居民区172个，全年非居住供暖占总供暖的75%，居民供暖比例仅为25%，其他南方城市居民的比重较低。(2)居民用户的集中供热范围小，分散供热范围不同于访北强制供暖区，南方地区的集中供热范围相对小，其中非居住用户也为主，居民用户的集中供热范围小；另一方面，随着生活条件的改善，南方居民根据地方条件，采用燃气小型锅炉、电加热等分布式、多样化供暖方式，满足南方居民个人的供暖需求。以合肥地区为例，全市居民用户集中供暖的地方为172个地区，约11万户，居民用户集中供暖范围不到10%，居民大多数采用分散供暖方式。(3)近年来南方城市冬季供暖需求日益增高。南方的低温、极热天气经常出现，冬天的潮湿、夏天的炎热、多雨，对水冷/加热的需求也越来越迫切。通过水冷/加热改善生活条件，提高生活质量的呼声越来越高。南方冷却/加热和北供暖也成为国民的需要。(4)南方城市受多因素影响，集中供暖成本高。与北方城市相比，南方地区每年居民供暖周期短，一般只有3个月。这意味着在建设费高的城市供热设备中，设备利用率低，设备资源浪费。
因此，在供暖期短、投资多、运营费高的情况下，很难广泛普及南方地区居民的中央供暖。
3区域集中供冷系统的优化研究
随着我国城市化进程的加快，众多高新技术园区和科技新城陆续出现，相应的能源、交通等基础设施建设需求不断增加。与此同时，为了满足更高的生活质量要求，还出现了区域中央空调系统。区域冷却系统是一种冷却系统，专用冷却站集中准备冷水，通过区域管网提供冷却水，以满足特定区域内多个建筑物的空调要求。目前我国的中央空调系统主要集中在广州、深圳等空冷季节场、冷气量大的南部地区，系统设计和盈利能力比较简单。许多北方地区冷却时间短，销售量不足，严重阻碍了中央空调系统的发展。冷需求通常集中在工作日的工作时间，季节性、时间特征明显，冷量比南方城市要大，因此只以传统的中央空调方式投资工程，运营压力更大。集中式冷却项目的成功应用，为国内正在建设的地区能源集中冷却模型提供了参考，并为城市能源规划提供了新的思路。
4集中供冷供热系统的优势
近年来，随着环境保护力度的逐渐加大，对供热行业的环保要求逐步提高，利用清洁能源进行供热已成为全行业聚焦的主题之一。智慧供热也成为行业的发展趋势，不同单位和部门都在用自己的理解和方式阐释和演绎实践着智慧供热的理念。自动化工程及应用作为智慧供热的基础，在供热行业中发挥了重要的作用，尤其在多能互补供热系统中，合理、完善的自动化控制系统能够使设备的使用更加安全、稳定、简单、高效，最终实现满足使用功能条件下的系统节能。(1)电网的负荷率增加，空调负荷集中在电网过载的电网上，根据我国气候条件，年平均工作时间不到800h小时(北方时间短，南部时间长)，空调使用期限平均负荷率只有40%，空调设备供电的这种分配传输费用一年仅使用数百小时。利用率很低，正常电费回收难以弥补其损失，导致发电成本上升，最终会降低电力产业的利润率。我国还处于空调发展的初期随着空调的发展对电力负荷特性的影响也越来越大。因此低估对电力产业经济的影响开发上述中央加热和制冷系统的联合生产方式，就可以解决这个问题。(2)为了缓解燃气调峰问题，燃气火力发电厂一般可以采用双燃料系统，如果天然气供应出现问题，及时切换其他燃料，确保加热和冷却。根据发达国家的经验，通过天然气管网系统内的双燃料燃烧室切换其他燃料是解决管网调峰的最佳经济手段。解决环境问题的同时，通过解决天然气合理利用的投资，减少管网调峰投资和损失，解决城市供热冷却系统建设或改造资金，最终实现电力建设商品化，减少电力输电投资和损失，相对减少对电网调峰压力。
结束语
目前集中供冷供热技术有很多形式，但又都有一定的局限和缺点，为了保障城市节能环保的可持续发展，集中供冷供热必须进行技术革新和设备更新，降低热供应的能耗，提高供应效率。随着国家、社会对集中供冷供热认识越来越深入，环保意识与排放限制越来越严格，今后更先进、全面的供能技术一定会不断涌现。
参考文献
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