合肥住宅集中供冷（熱）發展與問題

李 磊 （合肥熱電集團有限公司，安徽 合肥 230000）

1 概述

合肥位于夏熱冬冷地區，夏季炎熱，冬季寒冷，2020年底新發布的《合肥市城市集中供熱管理條例》中規定：“供熱企業一般應當每年12月5日至次年3月5日向居民用戶供熱；每年6月5日至當年9月5日向居民用戶供冷。”但是根據天氣情況，實際每年的供冷季和采暖季的時間都比條例規定的時間要長，條例規定的制冷季每年的時間為90天，但合肥一般在每年的5月中下旬就開始集中供冷，9月中下旬供冷季結束，實際集中供冷時間長達120天左右，每年實際集中供熱時間約為100天。

基于供冷期比供暖期長的實際情況，而且合肥沒有北方城市的供暖期長，在合肥地區實施熱電聯產集中供熱，為了提高管網和設備的綜合利用率，所以才逐步發展利用熱電聯產進行集中供冷，整個城市的集中供熱管網選擇為蒸汽管網，覆蓋所有的工商業及居民用戶。截至2020年底，合肥熱電集團每年蒸汽的供應量為466.73萬噸，年發電量為5.56億kW·h；自營6個熱源廠，還有2個外購熱電廠，自營的燃煤鍋爐總數為19臺，鍋爐的總容量1915t/h；發電機組共14臺套，裝機容量為174MW；服務的各類工商業用戶合計410家，服務居民用戶為12萬戶；供熱總面積為2500萬m2，其中地源熱泵為主的區域能源供能面積近200萬m2。

小區蒸汽集中供冷（熱）系統原理圖

2 住宅集中供冷（熱）開始的設計

合肥從2004年開始試點住宅小區的集中供冷（熱），從南國花園小區開始。小區建筑面積17.7萬m2，總住戶1249戶，設計集中供熱供冷，還有一年四季的生活熱水。熱源采用市政蒸汽管網，由義井路接蒸汽支線進入小區，作為蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組的熱源，進入機組的蒸汽壓力為0.6MPa，在小區內部設置獨立的地下室制冷供熱機房一座，夏季利用蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組提供7℃的冷凍水供水，經過庭院二次管網的輸送，至各居住用戶末端的風機盤管，循環后12℃的冷凍水回到機組當中；冬季由蒸汽進入汽水換熱器換熱后提供60℃的采暖供水，經過庭院二次管網的輸送，至各居住用戶末端的風機盤管，循環后50℃的采暖回水回到換熱器；生活熱水采用容積式換熱器，設計出水溫度為60℃，通過循環水泵輸送到各居民用戶家中的用水設備。

居住用戶除去衛生間外，每個房間的末端設備為風機盤管，每個風機盤管的回水支管上都設置電動二通閥，可以對房間溫度進行獨立的控制；入戶為三根水管，分別為供冷（熱）供水、供冷（熱）回水以及生活熱水供水，在入戶的供冷（熱）供水支管上依次設置關斷球閥、Y型過濾器、計量用冷熱量表和鎖閉閥，供冷（熱）回水支管上設置關斷球閥和測溫球閥，所有居民用戶的供熱供冷的用量采用冷熱量表進行計量，生活熱水供水上設置熱水表進行計量。

3 初期住宅集中供冷（熱）目前存在的問題

由于當初為合肥市第一個集中供冷（熱）的小區，在設計、施工以及運行上都沒有相應的參考及相關的經驗，導致后期存在一些問題，具體如下。

①設計制冷機組偏大的問題。按照當時的設計和安裝，設計選用3臺一樣大小的蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組，每臺參數為300萬大卡，按照建筑面積折合單平方冷指標為60W/m2，設計選用2臺260萬大卡和1臺125萬大卡汽水熱交換器，折合單平方熱指標為42W/m2。至目前為止，經過十幾年的入住，南國花園小區的用戶使用率為89.3%，已經入住率算比較高的小區了，但是夏季只在最熱的時候才會開兩臺供冷機組，一般情況下只會開一臺，三臺蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組存在設計指標偏大的問題，設備利用率和使用效率偏低。

②機房的設計問題。由于機房的地下室位置在小區的中央，機房不在住宅的正下方，但是與上方住宅的結構有連接，雖然機房采取了降噪措施，雖然噪聲指標達標，但是仍然有低頻噪音通過結構傳至住宅區域，引起居住用戶的相關投訴。

③生活熱水問題。當時上集中生活熱水設備是考慮為提升居住用戶的生活品質，但是隨著時間的運行，發現集中生活熱水有一定的弊端，集中生活熱水需要24h進行供應，循環泵需要24h運行，能耗大，在輸送時會有熱量的損失，在夜間低用量時的損耗更大，而且由于循環只能到達立管不能到達用水點，用戶在使用過程中會放一定量的冷水才能出熱水，有一定的計量糾紛，而且在過渡季節蒸汽支線的熱損也較大。

④運行維護問題。目前集中供冷（熱）的站房相對于單集中供熱的機房復雜程度更高，傳統的集中供熱站可以實現無人值守自動控制，但是集中供冷站房設備復雜，自控要求更高，需要更高素質的人員去站房進行控制和運行。

4 合肥集中供冷（熱）發展和使用

合肥集中供冷（熱）經過十幾年的發展，截至2020年底，合肥采用市政蒸汽進行集中供冷（熱）的小區12個，共計17517戶，建筑面積為213.68萬m2，這里面不包括采用地源熱泵區域能源以及單獨的地源熱泵供冷（熱）的小區，具體數據見下表。

合肥目前集中供熱的收費情況按照面積計費供熱的建筑面積144m2以內（含144m2）的，執行第一階梯供熱價格為21.5元/m2，建筑面積144m2以上的部分，執行第二階梯供熱價格23元/m2。按計量表計費的供熱的基本熱價為9.5元/m2，計量熱價為0.15元/kW·h基本熱價不可抵扣使用費，計量熱價為0.35元/kW·h基本熱價可以抵扣使用費。經過統計，采用按照計量收費用戶采暖的使用費一個采暖季大約為16±2元/m2，比按照面積的第一階梯供熱價格為21.5元/m2中位值低25.5%。

合肥市熱電聯產住宅集中供熱（冷）用戶使用統計表

合肥集中供冷（熱）從南國花園小區最先開始全部都采用按照表計進行計量，經統計2020年全年平均家庭的使用費約為2627元，平均建筑面積供熱價格為26元/m2，含一個采暖和制冷季的總費用，由于生活習慣以及供熱系統形式的不同，相比于傳統單采暖，使用風機盤管的居住用戶要比使用面積居住用戶費用低很多。

在后面的新建的集中供冷（熱）小區在初始開始進行設計的時候就盡量考慮前期發生的問題。最初只有南國花園和元一濱水城兩個小區配套建設集中生活熱水，后續建設所有的集中供冷（熱）小區都再沒有進行建設。

在集中供冷（熱）小區機房設計的前期就和土建的設計院進行配合，優化站房的選址位置，盡量選用地下車庫的角落，局部進行加深，考慮后期的設備維修運輸通道，遠離和居住建筑的上部，減少低頻振動。

在機組的設計方面，由于小區的入住率是一個逐步增長的過程，在交房期的前幾年的入住率相對較低，如果選擇一樣大機組就會使機組在初始階段在效率非常低的工況之下運行，對運行來講非常的不經濟，所以選擇大小匹配的機組以適應這一過程，例如在后續建設的陽光里等小區選擇這一配置，分別為1臺200萬大卡和1臺400萬大卡的蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組，在負荷小的時候開小機組，在負荷稍大的時候開大機組，在負荷最大的時候兩臺機組全開，盡量保證機組在最佳工況下運行，效率最大化。

在設計上按照住宅的圍護結構進行負荷的計算，并參考實際的成熟小區的實際運行數據，例如在陽光里小區的按照建筑面積折合單平方冷指標為43W/m2，比南國花園設計時降低了28.3%，并采用全部變頻的水泵，配合管網的優化設計，降低運行的能耗。

5 結論

合肥住宅集中供冷（熱）發展經過了十幾年的發展，主要目的是解決特殊地域城市蒸汽熱網在采暖季和其他季節蒸汽供應量差距大的問題，提高管網和熱電廠設備的綜合利用率。在初期建設和運行的時候存在諸多的問題，但隨著時間的發展和技術的進步，住宅集中供冷（熱）要控制單個小區的建設規模，盡量靠近城市熱力主管網，不斷進行優化設計，降低運行的能耗。