写字楼楼体不见一台外挂机,却能让1.7万平方米办公区域保持凉爽,这是青岛市南区福州南路的中天恒大厦,作为全国首个既有建筑光储直柔项目,依托磁悬浮制冷黑科技,实现了整栋写字楼的“集中供冷”。青岛能源集团数据显示,目前青岛市已有19处场所采用“集中供冷”模式,通过海水源热泵、地源热泵、磁悬浮冷水机组等新能源多元技术路径,实现了高效节能与低碳减排的双重突破。
光储直柔+磁悬浮:
“无空调外机”清凉样本
“整栋大厦没安一台空调,却比传统中央空调更舒适。”青岛能源热电集团第三热力生产与安全服务科副科长申甲介绍,这座建于2000年的大厦,2023年完成用能系统升级,成为清华大学江亿院士光储直柔示范项目,搭载直流磁悬浮冷水机组,实现“光伏发电-直流供能-水蓄冷调节”全链条绿色供冷,项目实现了柔性用能,通过数字平台实时匹配光伏出力与负荷需求,动态调整冷站运行模式,夏季高峰时段减少电网依赖度超50%。
在中天恒大厦的楼顶,记者看到,屋顶布满了光伏板,这些分布式光伏年发电量达15.7万度,覆盖建筑40%的空调供冷用电,直流配电系统直接驱动设备,减少交直流转换损耗,综合能效提升14%,在大楼内,空调面板显示制冷温度为21℃。“普通电器用交流电时,整流损耗不可避免,我们从源头实现‘绿电直供’。”申甲解释,项目打通“源网荷储”全链条,构建750V直流配电网络,年节省损耗电量1.2万kWh。磁悬浮冷机(国内首台750伏纯直流制冷机)根据电价和光伏出力智能调节,水蓄冷系统在低谷蓄能、高峰释能,全年节省电费18万元。此外,项目还与周边建筑实现“冷热电”联供,为酒店提供低碳生活热水,满足其全年全时段的需求。
“磁悬浮机组运行噪音仅65分贝,比写字楼常规空调低15分贝。”申甲说,项目通过分层计量表实时监测各楼层用冷量,用户按需付费,如同“用多少冷交多少费”。该项目年减排二氧化碳136吨,相当于种植7400棵树,节约标准煤55吨,绿电替代化石能源比例超35%,已入选联合国开发计划署优秀案例,并获评“山东省建设科技示范工程”,技术路径已推广至全国12个园区。
“花式”供冷:
多元技术适配不同场景
青岛集中供冷并不是单一技术的存在,各个项目因地制宜采用多元技术。奥帆中心利用海岸线优势,建成海水源热泵供冷系统,每年7月1日至9月30日为1.76万平方米区域供冷。“系统抽取海面下12-15米的海水,通过压缩机提取热能实现制冷,能效比达4.5,是传统空调的1.5倍。”申甲介绍,该系统无需冷却塔,避免了噪音和热污染。
在古镇口科教园区,中国石油大学(华东)21.3万平方米建筑采用“地源+空气源”热泵复合系统。项目设东西两大能源站,西区优先运行地源热泵,高温时启动冷水机组；东区则“冷水机组为主、空气源为辅”。“结合学校寒暑假用能特点,设备装机容量按设计负荷减配30%,低负荷时优先用可再生能源。”项目负责人说,该模式使供能运行费用降低25%,年减碳量超80吨。
青岛市市立医院东院的“节能改造”同样亮眼。该院原采用溴化锂直燃机供冷,2024年改造为两台高效离心式冷水机组后,年减碳量达218吨,相当于减少11.9万立方米天然气燃烧或种植11900棵树。
从写字楼到居民楼:
集中供冷走进寻常百姓家
集中供冷不仅在商业建筑拥有良好的应用,在居民小区集中供冷也不少见,不过目前多数以新建小区为主,开发商建造时多以“中央空调”宣传。市北区玲珑郡小区采用地源热泵风机盘管系统,每年6月15日至9月25日为业主供冷。“地下埋管系统利用土壤恒温特性,夏季将室内热量转移至地下,制冷能效比达4.2。”小区物业负责人介绍,系统运行10年来,室温稳定在24℃-26℃,业主反映“比空调舒适,不干燥”。
为保障供冷效果,青岛能源集团建立“全天候运维”机制。“供冷前需清理管道、测试水泵和风机,汛期还要调整运行参数。”申甲说,去年玲珑郡小区供冷季,工作人员累计巡查设备200余次,处理管道漏点3处,确保供冷稳定。
集中供冷的“集约优势”在商业建筑中尤为凸显。传统写字楼每栋需设300平方米制冷机房和顶楼冷却塔,而集中供冷通过区域能源站集中制备,可节约土地资源50%以上。节能降碳成效显著。数据显示,青岛19处集中供冷场所年总节电量超800万千瓦时,减碳量达1500吨。其中,商业建筑平均节能率35%,居民小区达41.8%。“集中供冷不仅是‘清凉工程’,更是‘双碳’工程。”青岛能源集团相关负责人表示,目前全市正推进李村河污水处理厂再生水能源利用项目,预计今年10月投用后,年用再生水1000万吨,为市北片区供冷供热,减少碳排放12万吨。
“集中供冷”在青岛很多新建小区早已应用,比如很多小区宣传的中央空调其实就是集中供冷。不过,集中供冷推广仍需突破瓶颈。“既有建筑改造需铺设管网,每户成本约5000元,且需整栋楼业主同意。”业内人士坦言,目前集中供冷主要覆盖新建小区和公共建筑,老城区改造起来困难重重,后续仍需相关政策支持。
“集中供冷”的原理与冬季的“集中供暖”一致,都是通过调节水的温度以及管道输送,来制冷或制热。不像家用空调,用制冷剂氟立昂靠输电来进行内外热传递,既耗电又耗能。“集中供冷”其实并不是这两年才出现的。早在2000年,我国就印发了《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。
青岛“集中供冷”的花式应用,多数都是因地制宜的新能源,从奥帆中心的海水源到中天恒大厦的光储直柔,从高校园区的地源热泵到写字楼、居民小区的磁悬浮机组,青岛正以新能源绿色等多元技术路径书写集中供冷的“绿色答卷”。
