区域能源系统概述（集中供热、供冷）

（一）区域能源系统的概念

区域能源系统，像城市给水、电力一样是一项公用事业，是城市的基础设施之一，是为了满足某一特定区域内建筑群落的集中供冷、供热需求，由专门的分布式能源站集中制造冷水、热水等，通过区域管网进行供给的一个或多个大规模生活热水、中央空调冷、热源系统。

区域能源系统的实施需要一定的基础条件。如果在某一区域内建筑物集中，或者规划进行集中建设，该区域具备以下三个条件就可以实施区域能源系统：平均冷、热需求密度高；明确、稳定的冷热负荷，用户的加入计划明确；可确保区域分布式能源站及区域管网的布置规划能够实施。

（二）区域能源的特点

（1）能源供应可靠、稳定、利于采用先进技术。多能源、多机组提高了可靠性与稳定性；专业化管理团队是驾驭复杂的先进技术的基础。

（2）节约能源。与单体建筑自建能源站的分散能源系统相比，区域能源系统通常可节能15%—25%。因为大容量机组的效率更高，多台机组系统更容易实现高效率运行，更加专业化的管理可以显著降低能源消耗。

（3）节约投资。根据不同建筑单体使用时间及负荷的变化，综合考虑同时使用系数，减少设备总装机容量与机房占用的建筑面积。实践表明，即便不考虑节约的建筑面积所带来的商业价值，也可实现约15%的投资节约。

（4）对环境更友好。由于区域能源系统的冷却塔、烟囱等设备集中设置，利于采用更有效的措施以降低这些设备噪音、振动和废热污染。此外，屋顶无须装设冷却塔，使建筑师在设计建筑的外观时有较大弹性，建筑天台的设计可以加入较多美化元素，改善“第五立面景观”。

（5）提高单体建筑空间商业价值。使用区域供冷系统的单体建筑可以节省约75%能源站房面积，同时还能实现现场零排放以及更好的景观效果。

（6）减少系统运行维护工作量。可以减少单体建筑日常维护工作及减少维护和管理人员。

（三）天津市区域供冷、供热系统案例

1.天津市文化中心集中能源站

图9-2　天津市文化中心(www.xing528.com)

作为天津“城市名片”的文化中心项目（图9-2），是天津市对外交流的文化窗口。天津文化中心可持续能源系统结合规划设计特点，引入区域能源概念，设立的能源站空调工况总装机容量16035冷吨，该能源站充分利用了深层地热、浅层地热和冰蓄冷等可再生能源，能为近100万平方米的建筑提供空调冷、热源。

考虑到文化中心项目的各建筑业态特征、管理权属、供冷及供热半径等因素的不同，尤其是各建筑负荷特征各不相同，存在较大的错峰性，因此结合地下空间设置了西区、南区、北区三座地源热泵集中能源站，总供冷负荷为85875千瓦，总供热负荷为51936千瓦。能源站工艺系统形式为设有冷、热调峰复合以冰蓄冷技术的三工况水/地源热泵系统，其中冷调峰为下沉安装的鼓风式冷却塔，最大限度地减少了对景观的影响；热调峰为热电厂提供的市政热网，调峰比例25%；冰蓄冷采用主机上游、串联布置、钢盘管冰槽蓄冰、外融冰取热方式；地源热泵分为两种形式：西区采用250米/400米深16对浅层地下水水源热泵系统，水源井布置于生态岛；南区、北区为垂直土壤埋管地源热泵系统，3789孔埋管位于景观湖底，充分利用了自然资源并与景观有机结合。

文化中心综合能源站基于可再生能源的深层地热、浅层地热与冰蓄冷技术的耦合，并复合以调峰冷源、热源的多元化能源系统，用于超大规模公用建筑组团的区域供冷、供热，这在国内和国际尚无先例。据测算，与传统的能源形式相比，每年可节约标准煤8000吨，减少二氧化碳排放2万多吨、减少二氧化硫排放200多吨、减少氮氧化物排放80吨，节水10万多吨，节能率为36%以上。随着国家基础建设的发展及能源形势的日趋紧张，该项目的建成及成功运行，将填补类似项目能源应用技术的空白，并可作为示范项目复制推广。

2.中新天津生态城2#能源站

图9-3　中新天津生态城

中新生态城（图9-3）位于天津滨海新区东北部的汉沽地区，规划面积约34.2平方千米，定位为宜居示范的国际化新城，参与国际生态环境建设的交流展示窗口。“绿色、节能、生态、环保、可持续发展”是中新生态城的特色。为了实现这一目标，生态城在建设过程中积极吸收国外先进技术及经验，并通过增强自主研发与创新最大限度地进行能源集成开发，实现能源综合利用的最大化收益。

其中，动漫园2#能源站是生态城目前规模最大的能源站，是全国首例实现多种能源技术智能耦合高效利用的微网能源站，可为动漫园内动漫主楼、创展大厦、创智大厦、创研大厦、读者大厦、美星影视6栋共24万平米公建供热、供冷。动漫园2#能源站集成了四大节能技术：地源热泵技术，光伏发电技术，水蓄能、燃气三联供等清洁能源和节能技术，并辅以电制冷、市政热源等传统能源技术，实现了可再生能源、清洁能源和传统能源的充分高效科学耦合。

中新生态城为国内外拥有可再生能源和节能等先进技术的企业到生态城做示范项目提供了优惠条件，使生态城成为可再生能源领域先进技术的展示场和集合地，体现了可持续发展的规划设计理念，具有很强的示范意义。

3.于家堡能源站

于家堡位于天津市塘沽区海河北岸，东、西、南三面临海河，北到新港路，规划用地面积3.44平方千米，是滨海新区中心商务商业区的核心地区。从规划伊始，于家堡金融区就在探索一条绿色低碳的城市发展道路，与过去单纯关注单项减碳技术或单个绿色建筑的模式不同，于家堡金融区从城市综合开发层面开辟了一条节能减碳的道路。

于家堡能源站采用冰电制冷+市政热网的供冷热方案，实现了电网“削峰填谷”，有宏观节能意义。在优化区域能源供给和利用方面，于家堡深入研究区域能源结构，开展区域供冷、供热专项研究，综合利用城市电厂余热、峰谷电力、冰蓄冷等低碳能源和技术，在城市开放空间和公共绿地，结合地下停车规划设计了若干个能源中心，取代了在单体建筑物内设置供冷、供热机房的传统模式，最大限度地集约利用能源和土地，为于家堡金融区提供了绿色能源，优化区域的能源供给和利用方式，成为于家堡金融区在区域低碳模式中探索的一大亮点。

于家堡能源站的建设运营将会有效推动于家堡金融区低碳示范镇的建设，实现起步区内全面低碳排放，降低区域内人均和单位国内生产总值（GDP）的碳排放量，进而将于家堡金融区打造成为以低能耗、低污染、低排放为基础的城市发展新模式的低碳金融区。