合肥住宅集中供冷（热）发展与问题

李 磊 （合肥热电集团有限公司，安徽 合肥 230000）

1 概述

合肥位于夏热冬冷地区，夏季炎热，冬季寒冷，2020年底新发布的《合肥市城市集中供热管理条例》中规定：“供热企业一般应当每年12月5日至次年3月5日向居民用户供热；每年6月5日至当年9月5日向居民用户供冷。”但是根据天气情况，实际每年的供冷季和采暖季的时间都比条例规定的时间要长，条例规定的制冷季每年的时间为90天，但合肥一般在每年的5月中下旬就开始集中供冷，9月中下旬供冷季结束，实际集中供冷时间长达120天左右，每年实际集中供热时间约为100天。

基于供冷期比供暖期长的实际情况，而且合肥没有北方城市的供暖期长，在合肥地区实施热电联产集中供热，为了提高管网和设备的综合利用率，所以才逐步发展利用热电联产进行集中供冷，整个城市的集中供热管网选择为蒸汽管网，覆盖所有的工商业及居民用户。截至2020年底，合肥热电集团每年蒸汽的供应量为466.73万吨，年发电量为5.56亿kW·h；自营6个热源厂，还有2个外购热电厂，自营的燃煤锅炉总数为19台，锅炉的总容量1915t/h；发电机组共14台套，装机容量为174MW；服务的各类工商业用户合计410家，服务居民用户为12万户；供热总面积为2500万m²，其中地源热泵为主的区域能源供能面积近200万m²。

小区蒸汽集中供冷（热）系统原理图

2 住宅集中供冷（热）开始的设计

合肥从2004年开始试点住宅小区的集中供冷（热），从南国花园小区开始。小区建筑面积17.7万m²，总住户1249户，设计集中供热供冷，还有一年四季的生活热水。热源采用市政蒸汽管网，由义井路接蒸汽支线进入小区，作为蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组的热源，进入机组的蒸汽压力为0.6MPa，在小区内部设置独立的地下室制冷供热机房一座，夏季利用蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组提供7℃的冷冻水供水，经过庭院二次管网的输送，至各居住用户末端的风机盘管，循环后12℃的冷冻水回到机组当中；冬季由蒸汽进入汽水换热器换热后提供60℃的采暖供水，经过庭院二次管网的输送，至各居住用户末端的风机盘管，循环后50℃的采暖回水回到换热器；生活热水采用容积式换热器，设计出水温度为60℃，通过循环水泵输送到各居民用户家中的用水设备。

居住用户除去卫生间外，每个房间的末端设备为风机盘管，每个风机盘管的回水支管上都设置电动二通阀，可以对房间温度进行独立的控制；入户为三根水管，分别为供冷（热）供水、供冷（热）回水以及生活热水供水，在入户的供冷（热）供水支管上依次设置关断球阀、Y型过滤器、计量用冷热量表和锁闭阀，供冷（热）回水支管上设置关断球阀和测温球阀，所有居民用户的供热供冷的用量采用冷热量表进行计量，生活热水供水上设置热水表进行计量。

3 初期住宅集中供冷（热）目前存在的问题

由于当初为合肥市第一个集中供冷（热）的小区，在设计、施工以及运行上都没有相应的参考及相关的经验，导致后期存在一些问题，具体如下。

①设计制冷机组偏大的问题。按照当时的设计和安装，设计选用3台一样大小的蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组，每台参数为300万大卡，按照建筑面积折合单平方冷指标为60W/m²，设计选用2台260万大卡和1台125万大卡汽水热交换器，折合单平方热指标为42W/m²。至目前为止，经过十几年的入住，南国花园小区的用户使用率为89.3%，已经入住率算比较高的小区了，但是夏季只在最热的时候才会开两台供冷机组，一般情况下只会开一台，三台蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组存在设计指标偏大的问题，设备利用率和使用效率偏低。

②机房的设计问题。由于机房的地下室位置在小区的中央，机房不在住宅的正下方，但是与上方住宅的结构有连接，虽然机房采取了降噪措施，虽然噪声指标达标，但是仍然有低频噪音通过结构传至住宅区域，引起居住用户的相关投诉。

③生活热水问题。当时上集中生活热水设备是考虑为提升居住用户的生活品质，但是随着时间的运行，发现集中生活热水有一定的弊端，集中生活热水需要24h进行供应，循环泵需要24h运行，能耗大，在输送时会有热量的损失，在夜间低用量时的损耗更大，而且由于循环只能到达立管不能到达用水点，用户在使用过程中会放一定量的冷水才能出热水，有一定的计量纠纷，而且在过渡季节蒸汽支线的热损也较大。

④运行维护问题。目前集中供冷（热）的站房相对于单集中供热的机房复杂程度更高，传统的集中供热站可以实现无人值守自动控制，但是集中供冷站房设备复杂，自控要求更高，需要更高素质的人员去站房进行控制和运行。

4 合肥集中供冷（热）发展和使用

合肥集中供冷（热）经过十几年的发展，截至2020年底，合肥采用市政蒸汽进行集中供冷（热）的小区12个，共计17517户，建筑面积为213.68万m²，这里面不包括采用地源热泵区域能源以及单独的地源热泵供冷（热）的小区，具体数据见下表。

合肥目前集中供热的收费情况按照面积计费供热的建筑面积144m²以内（含144m²）的，执行第一阶梯供热价格为21.5元/m²，建筑面积144m²以上的部分，执行第二阶梯供热价格23元/m²。按计量表计费的供热的基本热价为9.5元/m²，计量热价为0.15元/kW·h基本热价不可抵扣使用费，计量热价为0.35元/kW·h基本热价可以抵扣使用费。经过统计，采用按照计量收费用户采暖的使用费一个采暖季大约为16±2元/m²，比按照面积的第一阶梯供热价格为21.5元/m²中位值低25.5%。

合肥市热电联产住宅集中供热（冷）用户使用统计表

合肥集中供冷（热）从南国花园小区最先开始全部都采用按照表计进行计量，经统计2020年全年平均家庭的使用费约为2627元，平均建筑面积供热价格为26元/m²，含一个采暖和制冷季的总费用，由于生活习惯以及供热系统形式的不同，相比于传统单采暖，使用风机盘管的居住用户要比使用面积居住用户费用低很多。

在后面的新建的集中供冷（热）小区在初始开始进行设计的时候就尽量考虑前期发生的问题。最初只有南国花园和元一滨水城两个小区配套建设集中生活热水，后续建设所有的集中供冷（热）小区都再没有进行建设。

在集中供冷（热）小区机房设计的前期就和土建的设计院进行配合，优化站房的选址位置，尽量选用地下车库的角落，局部进行加深，考虑后期的设备维修运输通道，远离和居住建筑的上部，减少低频振动。

在机组的设计方面，由于小区的入住率是一个逐步增长的过程，在交房期的前几年的入住率相对较低，如果选择一样大机组就会使机组在初始阶段在效率非常低的工况之下运行，对运行来讲非常的不经济，所以选择大小匹配的机组以适应这一过程，例如在后续建设的阳光里等小区选择这一配置，分别为1台200万大卡和1台400万大卡的蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组，在负荷小的时候开小机组，在负荷稍大的时候开大机组，在负荷最大的时候两台机组全开，尽量保证机组在最佳工况下运行，效率最大化。

在设计上按照住宅的围护结构进行负荷的计算，并参考实际的成熟小区的实际运行数据，例如在阳光里小区的按照建筑面积折合单平方冷指标为43W/m²，比南国花园设计时降低了28.3%，并采用全部变频的水泵，配合管网的优化设计，降低运行的能耗。

5 结论

合肥住宅集中供冷（热）发展经过了十几年的发展，主要目的是解决特殊地域城市蒸汽热网在采暖季和其他季节蒸汽供应量差距大的问题，提高管网和热电厂设备的综合利用率。在初期建设和运行的时候存在诸多的问题，但随着时间的发展和技术的进步，住宅集中供冷（热）要控制单个小区的建设规模，尽量靠近城市热力主管网，不断进行优化设计，降低运行的能耗。