坐标吐鲁番！集中制冷与供热一体化：水源热泵系统的魅力

7月27日，新疆气象台发布高温预警：7月27日至31日，新疆大部迎来今年入夏以来最强的一次高温过程，平原区大部都在37℃以上，尤其是南疆盆地的大部、东疆以及北疆准噶尔盆地边缘区域，最高温度将达40℃以上，其中吐鲁番市、哈密市局部可达45℃以上。

“虽然外面很热，但是我家里的温度一直能保持在24℃左右，比较稳定。”7月28日，国家新能源示范城市暨自治区和谐生态城区和城乡一体化吐鲁番示范区(以下简称“吐鲁番新能源示范区”)阳光园小区一区18号楼，居民单青打开风机盘管制冷器的控制面板，展示这套冷气片的制冷效果。控制面板上，有外部温度显示、冷水温度显示和风速控制模式等，冷水温度为10℃。居民可随时调整风速大小，进而控制家中温度。

7月28日，国家新能源示范城市暨自治区和谐生态城区和城乡一体化吐鲁番示范区内，集中供冷地下机房设备正在运行。天山网-新疆日报记者魏永贵摄

“阳光园小区建成于2013年，是我们集中供冷的大型小区之一。在吐鲁番新能源示范区，集中供冷面积达90万平方米，覆盖居民5797户以及14个单位、两条商业街。”吐鲁番能惠新能源有限责任公司总经理黄历东说。

当前，随着夏季高温现象日益突出和普遍化，国内众多城市如深圳、三亚、武汉等已开始探索“区域集中供冷”，一批集中供冷试点工程先后投入使用。而在新疆，较大规模的集中供冷仅吐鲁番这一家。

那么，集中供冷在技术上有哪些要求?从成本和居民承受力上看，它有没有推广普及的可能呢?记者在吐鲁番新能源示范区就此进行了调查。

地下水源热泵技术成熟

地处吐哈盆地的吐鲁番市是我国气温最高的地区，被称为“火洲”，曾录得49.6℃的最高气温纪录和82.3℃的最高地表温度。今年6月23日15时左右，吐鲁番市火焰山景区内巨型“金箍棒”温度计显示，这一区域地表温度达81℃。

6月份以来，吐鲁番市高昌区城区气温一般在43℃左右，而居民室内的适宜居住温度为24—28℃，温差达十几摄氏度。

“从物理学上讲，能量是守恒的。如果采用电力制冷等技术把这十几摄氏度的温差降下来，成本会比较高。”黄历东介绍，吐鲁番新能源示范区内的集中供冷与集中供热是一体化的，采用的是地下水源热泵技术，“我们这片区域，地下水水温常年保持在18℃左右。我们抽出这18℃的水，提掉热量，把冷水送到末端的风机盘管系统，实现集中供冷;把这一过程反过来，把水加热到42℃，送到末端，就是集中供热。”

在吐鲁番能惠新能源有限责任公司地下机房，记者观察了这套冷热交换的机器系统，包括3台冷凝式冷热水处理交换机、控制系统和抽水、回水系统。用手触摸出水管、循环水管和回水管，温度明显不同。

国家新能源示范城市暨自治区和谐生态城区和城乡一体化吐鲁番示范区地下水源热泵项目夏季运行原理图。

“抽出来的水是18℃，提掉8℃热量后，输出去的水是10℃，在居民家中转一圈后，回水是32℃。”黄历东说，地下水循环回来后，百分之百全部回注地下，不存在任何超采问题，“回注地下的水是32℃，经地下砂砾层冷却后，又变成了18℃，等于是让砂砾层把热水给冷却了，很大程度上降低了我们的运行成本。”

据测算，在地下砂砾层的参与下，采用这种地下水源热泵技术制冷，能效比为1∶4，简单讲就是1份的电量能产生4份的冷量。而家庭空调中，最高的一级能效比为大于1∶3.6;中央空调系统最高的一级能效比为大于1∶3.4。地下水源热泵技术制冷的能效比均高于家庭空调和中央空调系统。

“在新能源制冷及供热领域，地下水源热泵技术是比较成熟的，但是有一个制约条件，就是冷水或者热水的供应要稳定，量要比较大，回注更不能出现问题。”黄历东说，疆内很多地区很难同时具备这些条件。有个地州曾有一个试点项目，因地层地质构造问题，循环回来的水无法回注，违反了地下水使用管理规定，项目终止。目前，国内一些地方在试点利用水库或者湖泊下层冷水，来实现制冷目的。

集中供冷费用可承受

“冬季交集中供热费，夏季交集中供冷费，加起来只有3000多元，对我来讲没啥压力。”谈起集中供冷的费用问题，吐鲁番新能源示范区鸿景园小区35号楼住户阿不力克木·阿不力孜说。

鸿景园小区有50栋楼，是吐鲁番能惠新能源有限责任公司集中供冷的较大片区。7月28日，记者在小区内走访了多户居民，家家室内凉爽宜人。

“集中供冷期一般是从5月中旬开始，到9月结束，时长4个半月左右。”黄历东说，集中供冷费用的收取标准在吐鲁番市没有先例，在全疆也没有参照标准，经测算和审批，基本上是按照集中供热的标准来收的，“吐鲁番市集中供热的收费标准是每平方米18.6元，集中供冷是每平方米18元，比供热少6毛钱。”

吐鲁番新能源示范区集中供冷区域的居民住宅面积在80—90平方米之间。按90平方米计算，全年“冷暖”费用为3294元，其中集中供冷费用为1620元。记者询问了鸿景园小区多位居民，他们均表示缴纳集中供冷费用没有压力，可以承受。

“与安装家用空调相比，这一费用稍有些高。但是从使用的体验和便利性上讲，集中供冷有优势。”黄历东介绍，吐鲁番新能源示范区的集中供冷系统，2013年与各小区住宅、商业门面、各单位办公楼同步配套建设，总投资1.9亿元，是国家、自治区和吐鲁番市的新能源应用示范项目。在建设时，专家们对末端风盘系统的制冷控制面积进行了仔细测算，家家户户安装的风机盘管制冷器完全能够满足居民和商户需求，居民和商户也很满意。十几年来，公司收取集中供冷费用没有遇到任何问题。

记者了解到，因集中供冷效果好，吐鲁番新能源示范区内集中供冷区域的住宅作为二手房入市交易时，房价比高昌区其他地段的二手房普遍要高。阿不力克木说，每到周末，亲戚朋友都喜欢来他家里串门，“我家里冬暖夏凉，哪个房间的温度都舒服，他们很喜欢。”

发展集中供冷大有可为

尽管在夏季高温中，供冷问题很受人们关注，但从我区民生建设角度看，解决供热问题比供冷问题更重要。

新疆冬季漫长寒冷，抓好冬季供暖，是各地政府普遍重视的一项工作。自治区住房和城乡建设厅有关负责人表示，冬季供暖是重要的民生工程，也是事关人民群众切身利益的“暖心工程”。当前和今后，要持续抓好集中供热工作，确保城乡居民温暖过冬。

“在解决好城乡供暖问题之后，发展集中供冷大有可为。”哈密豫新能源产业研究院院长、河南援疆专家盛伟教授说。

盛伟是中国电子节能技术协会清洁能源专委会副主任，是国内能源领域知名专家。他说，集中供冷的前景非常好，要因地制宜探索和应用各项节能减排新技术。从运营层面讲，集中供冷需要解决3个问题，一是要解决好远距离输送冷水过程中的冷量损失问题，二是要解决好循环水回注问题，三是要加强综合利用，把现有的供热系统管网利用起来，减少二次改造，以节省成本。

“采用地源热泵等技术实现集中供冷，必须与小区住宅楼建设、办公楼建设同步配套。”黄历东认为，对于大量已建成的住宅，如果要实现集中供冷就需要二次改建，投入成本太大，而且一个小区里如果使用集中供冷的家庭太少，那么平摊的成本也会很高。上海市有多座新建大楼采用了直接电力制冷站供冷模式，利用冷水循环制冷，能效比达到中央空调系统的1.5—2倍，节能减排效果显著，这对新疆也有借鉴意义，“配合分散式光伏建设，在新建办公建筑上实行集中供冷大有可为。”