大約7700萬(wàn)歐洲人正在使用區(qū)域供暖(或者說(shuō)“集中供暖”):由中央設(shè)施產(chǎn)生熱水,并通過(guò)管道輸送到住宅和其他建筑。美國(guó)也有數(shù)百個(gè)類似網(wǎng)絡(luò),多見(jiàn)于大學(xué)、機(jī)場(chǎng)和商務(wù)區(qū)等大型建筑群。由此,當(dāng)歐洲和北美再次遭遇熱浪侵襲,越來(lái)越多的人開始思考:作為區(qū)域供暖的“鏡像”,通過(guò)管網(wǎng)輸送冷水的
國(guó)際區(qū)域能源協(xié)會(huì)的羅布·桑頓表示:“區(qū)域供冷系統(tǒng)的效率通常是普通建筑內(nèi)部冷水機(jī)組的兩倍,運(yùn)行費(fèi)用只有后者一半。通過(guò)將制冷功能集中在中央能源站內(nèi),同時(shí)為幾十棟乃至數(shù)百棟建筑提供服務(wù),它能減少排放、降低人力成本。”
世界各地的高溫正變得更劇烈、更持久、更難以忍受,這大幅推動(dòng)了空調(diào)銷量。作為全球升溫最快的地區(qū)之一,歐洲只有約1/5家庭安裝了空調(diào),隨著人口日益老齡化,這可能造成致命后果。今年6月出現(xiàn)的創(chuàng)紀(jì)錄高溫,是歐洲今夏四次超級(jí)高溫之一,據(jù)估計(jì)已導(dǎo)致超過(guò)2萬(wàn)人死亡。
醫(yī)院、學(xué)校和養(yǎng)老機(jī)構(gòu)離不開空調(diào),但空調(diào)也會(huì)增加導(dǎo)致全球變暖的碳排放并加劇城市熱島效應(yīng)。歐盟市長(zhǎng)公約于2025年發(fā)布的報(bào)告指出,空調(diào)并非長(zhǎng)期解決方案。相比之下,區(qū)域供冷既能為城市降溫,又能控制碳排放增長(zhǎng)。
在中東和其他亞洲地區(qū),那些每年會(huì)遭遇數(shù)月酷熱天氣的城市,已開始建設(shè)大型區(qū)域供冷網(wǎng)絡(luò)。迪拜一家受政府支持的區(qū)域供冷公司如今可提供約6吉瓦的制冷能力,相當(dāng)于每天凍結(jié)150萬(wàn)噸冰,或?yàn)?700多棟建筑供冷。
桑頓表示,美國(guó)大約有500套區(qū)域供冷網(wǎng)絡(luò),集中在大學(xué)和醫(yī)院園區(qū);歐洲則約有200套,主要分布在法國(guó)和瑞典的城市中。
最早的一批區(qū)域供冷系統(tǒng)于1889年在美國(guó)科羅拉多州丹佛市投入運(yùn)行,起初是通過(guò)管道輸送冷卻后的氨或鹽水溶液。20世紀(jì)60年代,這類系統(tǒng)改用水作為介質(zhì)。一般來(lái)說(shuō),系統(tǒng)會(huì)在制冷罐中把水冷卻至6到7℃,再通過(guò)管道輸送到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每棟建筑的換熱器。這些換熱器就像反向工作的暖氣片,借助冷水降低室溫。
一項(xiàng)模擬研究顯示,與分別安裝空調(diào)相比,覆蓋37棟公共和商業(yè)建筑的區(qū)域供冷網(wǎng)絡(luò),能耗低15%,運(yùn)營(yíng)成本低10%。而在巴黎,區(qū)域供冷系統(tǒng)則將耗電量和碳排放削減了一半。
桑頓指出,辦公樓的空調(diào)系統(tǒng),規(guī)模往往是通常所需的兩到三倍,以滿足一年中最熱幾天的需求。區(qū)域供冷則可以大幅壓縮這部分的閑置容量。
為進(jìn)一步提高效率,日內(nèi)瓦和巴黎的區(qū)域供冷系統(tǒng)分別利用日內(nèi)瓦湖和塞納河的水來(lái)冷卻循環(huán)液體,荷蘭海爾倫的一套系統(tǒng)則利用了被水淹沒(méi)的廢棄煤礦。在美國(guó),一些區(qū)域供冷網(wǎng)絡(luò)會(huì)在電價(jià)較低的夜間制冰,白天冰融化后再通過(guò)管網(wǎng)輸送冷水。
雖然大多數(shù)區(qū)域制冷網(wǎng)絡(luò)仍只面向公共或商業(yè)建筑,但日內(nèi)瓦等地已將服務(wù)向住宅拓展。由于需要鋪設(shè)管道,建設(shè)區(qū)域供冷系統(tǒng)或?qū)⒑馁Y數(shù)億美元。
美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的左旺達(dá)表示,如果能借用現(xiàn)有區(qū)域供暖系統(tǒng),建設(shè)成本將大幅降低:“這適合建筑高度密集、制冷需求很大的地區(qū)。最理想的情況是,當(dāng)?shù)匾褤碛锌射佋O(shè)管道的地下隧道。”
不過(guò),一種能把區(qū)域供暖和供冷合二為一的“環(huán)境溫度環(huán)路”新技術(shù),有望在歐洲得到更廣泛應(yīng)用。這個(gè)系統(tǒng)可以助力各個(gè)樓棟的空調(diào)(熱泵),使其管網(wǎng)中的水在10℃至25℃之間循環(huán)(冬季可能需要適當(dāng)補(bǔ)熱):需要供冷時(shí),建筑熱泵可將熱量排入環(huán)路系統(tǒng);到冬季,又可以反過(guò)來(lái)從環(huán)路中提取熱量用于供暖。酷熱天氣下,相較于把室內(nèi)熱量排向40℃的室外,借助環(huán)路系統(tǒng),熱泵只需把熱量轉(zhuǎn)移到25℃的水中,由于需要跨越的溫差更小,耗電量因此也更少。
“假如你想把某樣?xùn)|西從山腳運(yùn)到山頂,就必須付出很大力氣。如果高度差變小,就會(huì)容易得多。環(huán)境溫度環(huán)路系統(tǒng)也是如此。”左旺達(dá)解釋道。目前,倫敦的班克賽德園區(qū)等高端項(xiàng)目已采用這項(xiàng)技術(shù),涵蓋商業(yè)建筑和住宅。不過(guò)左旺達(dá)表示,要想大規(guī)模推廣,可能仍需政府支持。
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