近期,多地高温持续,空调负荷不断增加,为了应对高温,全国多个城市开始探索“区域集中供冷”。什么是集中供冷?效果怎么样?
近期,多地高温持续,空调负荷不断增加,为了应对高温,全国多个城市开始探索“区域集中供冷”。什么是集中供冷?效果怎么样?
入伏后,广州高温预警持续,正值暑期客流高峰的广州图书馆,每天要接待几万名读者。为了保持凉爽,这里的一百多个出风口从早九点到晚九点持续运转,而这样大量持续的供冷,并不是由一台台空调,而是由冷冻水管来完成。
广州图书馆资产与物业管理部部门主任 黄臻雄:从冷站过来的两条供给的冷水管,进来的温度恒定在2℃左右,出水的温度大概在7℃,整体温差在4℃以上。我们买冷水,费用比自建冷源要低很多,同时会节省大量用电。
一进一出两条水管,配合水泵就可以完成供冷,这些源源不断输送来的冷水,来自距离图书馆不到一公里的冷站。
广东广州某能源有限公司总经理 滕林:这个就是系统里的蓄冰池,在夜间低谷电价的时候,蓄出来一定量的冰。
白天像现在用冷的时间,高温水进来以后,把冰融掉,水温降下去,再通过二次泵送到用户侧,去冷却用户的空调系统。
滕林告诉记者,每年夏季,夜间0点到次日8点的低谷电价是0.19元/千瓦时,白天的尖峰电价是1.63元/千瓦时。
他们利用8倍的电价差,在夜间用便宜的电尽可能多蓄冰,输送给周边地铁、剧院、写字楼等200万平方米的建筑。目前,包括济南、三亚、深圳在内,全国多地都在探索集中供冷模式。
对用户来说,买冷水比安装空调更加经济环保。那么,跟北方的集中供暖相对应,集中供冷适合在哪些地区使用,投资这种项目的经济效益又如何?
四川省眉山市的一个工业园区,运营着一个集中供冷暖项目。负责人称,当地冬季湿度大、气温低,有供暖的需求;同时夏季高温时间长,园区企业密集,供冷需求也很大。于是他们设计建造了这套既能供冷又能供暖的综合能源系统。
四川眉山某能源项目负责人 孙凯:一年有5个月供暖季、5个月供冷季、2个月新风季。夏季供冷、冬季供暖,使用同一套设备、同一根管道,最大保证整个能源使用优势。
集中供冷的加入,让原本在夏季闲置的供热管道也能发挥作用,这大大节省了重复建设成本和空间资源。业内人士指出,此类项目属于重资产投资,投资回报周期较长。
记者采访中发现,集中供冷具有集约用地、高效节能、错峰降容等特点,比较适合在城市CBD等商业楼宇高密度集中的区域推广应用,缓解这些地区此前大量安装空调带来的热岛效应。
未来能否推广到居民用户,有赖于技术带来的成本持续降低。
对于蓄冷,我国也已提出了相应的规范。根据《GB 50174-2017数据中心设计规范》(以下简称规范),采用冷冻水空调系统的A级数据中心宜设置蓄冷设施,蓄冷时间应满足电子信息设备的运行要求。截至2022年6月底,我国在用数据中心机架总规模超过590万标准机架,服务器规模近2000万台。
截至2021年底,全国在用超大型、大型数据中心已超过450个。天眼查数据显示,截至目前,我国有数据中心相关企业151.3万余家。
数据中心有相当一部分电力用在芯片散热上,减小散热消耗、提升用能效率,成为数据中心绿色运行的重要方向。当前,很多企业将目光放在散热和用能技术上。
目前,工信部正在推动加快先进绿色技术产品应用,鼓励应用高密度集成等高效IT设备、液冷等高效制冷系统,支持探索利用锂电池等作为数据中心多元化储能和备用电源装置。
水蓄冷技术利用峰谷电价差,在低谷电价时段将冷量存储在水中,在白天用电高峰时段使用储存的低温冷冻水提供空调用冷。
当空调使用时间与非空调使用时间和电网高峰和低谷同步时,就可以将电网高峰时间的空调用电量转移至电网低谷时使用,达到节约电费的目的。
蓄冷技术的进步主要分为两方面,一方面是智能化技术的提高,不论是削峰填谷,对于蓄冷温度的控制,均需要结合数据中心的状况来进行,唯有高智能化手段,才能在现有基础上进一步实现把控与协调的精准性,提升能源的使用效率;
另一方面,基于蓄冷的技术需要不断进步,目前相关探索也在增多,如动态冰蓄冷系统的发展,其中的冰浆系统,由于效率高、体积小、故障率极低,性能明显优于制冰滑落式机组和过冷水制冰系统,已成为数据中心冰蓄冷系统的可选技术之一。
水蓄冷空调具有投资小,运行可靠,制冷效果好,经济效益明显的特点,每年能为用户节省可观的中央空调年运行费用,还可实现大温差送水和应急冷源,相对于冰蓄冷系统投资大,调试复杂,推广难度较大的情况来说,水蓄冷具有经济简单的特点,可利用大型建筑本身具有的消防水池来进行冷量储存。
所以水蓄冷技术具有广阔的发展空间和应用前景,其社会效益体目前可以平衡电网负荷,减少电厂投资,净化环境,符合国家产业政策发展方向。
根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国水蓄冷空调市场深度全景调研及投资前景分析报告》显示:
水蓄冷空调是利用电网的峰谷电价差,夜间采用冷水机组在水池内蓄冷, 白天水池放冷而主机避峰运行的节能空调方式。
该技术在20世纪30年代开始应用于美国,在70年代能源危机中得到发达国家的大力发展。从美国、日本、韩国、中国台湾等较发达的国家和地区的发展情况来看,冰蓄冷已经成为中央空调的发展方向。
比如,韩国明令超过2000㎡的建筑,必须采用冰蓄冷或煤气空调,日本超过5000㎡的建筑物,就在设计时考虑采用冰蓄冷空调系统。
很多国家都采取了奖励措施来推广这种技术,比如韩国转移1kW高峰电力,一次性奖励2000美金,美国一次性奖励500美金等等。
以水作为蓄冷介质的水蓄冷空调系统重要方式之一,也是建筑节能环保的又一种形式。因其系统简单并可节约空调系统运行费用,水蓄冷技术在建筑空调中显示出了较为广泛的适应性。
中国建筑能耗快速增长,其中,空调、供暖和热水能耗占比最大;建筑面积快速增长;城镇和公共建筑面积每年增加约10亿平米;空调、供暖和生活热水能耗超过建筑能耗60%。
水蓄冷技术被列入其中新建数据中心或在用数据中心改造领域,可利用数据中心峰谷电价差,在夜间电价低谷时段启动备用主机给蓄冷设备蓄冷,白天电价高峰时段释冷。
当发生停电事故时,蓄冷设备切换为释冷模式,与二次循环泵,循环水管路及末端空调机组成应急冷系统为数据机房供冷。预计未来5年在大型数据中心应用领域平均以100%的年增速增长。
更多行业详情请点击中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国水蓄冷空调市场深度全景调研及投资前景分析报告》。
报告对行业相关各种因素进行具体调查、研究、分析,洞察行业今后的发展方向、行业竞争格局的演变趋势以及技术标准、市场规模、潜在问题与行业发展的症结所在,评估行业投资价值、效果效益程度,提出建设性意见建议,为行业投资决策者和企业经营者提供参考依据。
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