城市供冷,“冷”从何来?
青岛能源集团已在24处场所实现分布式供能,通过地源热泵、磁悬浮冷水机组等新能源多元技术路径,实现高效节能与低碳减排双重突破
立秋已过,暑气未消,对于多数人来说,“开空调”是最直接的降温解法,但随之而来的是夏季电网负荷激增、城市“热岛效应”等问题。能否利用更多元的方式供冷?
在青岛,部分上班族和居民正享受着别样的清凉:写字楼外墙上不见一台空调外机,室内却清凉宜人;小区内没有此起彼伏的机器轰鸣,室温却始终舒适。
截至目前,青岛能源集团已在24处场所实现分布式供能,覆盖高校、医院、商业中心和居民小区。这些项目通过地源热泵、空气源热泵、磁悬浮冷水机组等新能源多元技术路径,实现了高效节能与低碳减排的双重突破。
室外明明热浪滚滚,凉意究竟从何而来?秘密就藏在一个叫“热泵”的设备里——它如同热量的“搬运工”,冬天从室外把热量带进室内供暖,夏天则把室内的热量“搬”出去。整个“搬运”过程靠的是热力学中的逆卡诺循环原理:用少量电能驱动压缩机,让一种叫“制冷剂”的物质在液态和气态之间反复切换,完成热量的定向转移。在此过程中,热泵不“制造”冷,只“搬运”热,把室内的热“搬”走,冷就留下了。

青岛市市立医院东院供热供冷改造项目。
地源热泵,顾名思义,就是从土壤中“借”冷或“借”热——在地下几十米深处,土壤温度常年保持稳定,冬暖夏凉,将一根根装满液体的管道埋入地下,让液体在地下循环,由此完成能量转换。空气源热泵则是从室外空气中提取冷量,但其局限在于,天气越热效率越低,降温能力反而下降。因此空气源热泵很少单独使用,而是与地源热泵、冷水机组等其他技术配合,发挥各自优势。
中国石油大学(华东)古镇口科教园区就是一个多技术联动的典型。21.3万平方米的建筑采用天然气+电能为主、耦合“地源+空气源”热泵复合系统,东西两座能源站分工协作:西区优先运行地源热泵,高温高负荷时启动冷水机组补强;东区以冷水机组为主力,负荷攀升时启动空气源热泵补充出力。结合学校寒暑假用能特点,低负荷时优先采用可再生能源。多能互补之下,运行费用降低25%,年减碳量超80吨。
类似的思路也被应用于居民小区。位于城阳区的卓越蔚蓝群岛是青岛最早采用浅层地热供能的大型住宅社区,服务5255户业主、总供能面积超60万平方米。数千口地热井深埋地下,依靠土壤恒温实现冬暖夏凉,但由于长期运行、土壤冷热失衡,供热制冷效果逐年下滑。
“自2022年我们接管社区供能后,团队引入‘空气能+地热能’耦合运行模式,也就是夏天从空气中借一部分热量存回地下,帮土壤‘回血’,恢复温度平衡。同时,投入2000余万元完成系统智能化改造,8个能源站实现全流程自动化运行。”卓越蔚蓝群岛社区供能项目负责人王晓剑说。如今小区的供冷供热效果全面恢复,业主满意度持续回升,年运行收益超过300万元。
不难看出,青岛的分布式供能路径多元,并非依靠单一技术,而是各个项目因地制宜采用多元供能方式。
医疗建筑便是一个典型场景。今年夏季,黄岛区第二中医医院新院区完成冷热联供工程建设投用,总供能面积8.3万平方米。项目采用“能源站冷热联供+现场冷机”多能协同模式,配置磁悬浮冷水机组与离心式冷水机组,一体保障院区冬季供热、夏季供冷需求。
青岛市市立医院东院拆除了原有的三台溴化锂直燃机,构建“华电高温水集中供热+电制冷”全新供能体系,冬季接入高温水供暖,夏季新增两台离心式冷水机组供冷,同时配套升级了供电、水泵变频和冷却系统,改造后每年减碳218吨。
位于崂山区的山东能源研究院综合能源站则试图实现能源的“自给自足”——集成地源热泵、冷凝锅炉、离心式冷水机组、空气源热泵构建冷热供给系统,同时配套1.2MW分布式光伏和112kWh储能设施,年均可产出绿电约120万度。每逢夏季,供冷以离心式冷水机组和地源热泵耦合运行,光伏发电高峰时段优先使用绿电驱动制冷设备,多余电力存入储能系统供夜间或阴天使用,实现冷热保障、光伏发电、储能调峰一体化运行。
从学校到住宅小区,从医院到写字楼,青岛走出了一条因地制宜的分布式供能路径——为建筑降了温,也为城市应对高温开辟了新思路。(青岛日报/观海新闻记者 王冰洁)


