海水冷却与中央制冷系统——科大滨海校园的「天然空调」

一句话结论： 香港科技大学自1991年建校起即从清水湾抽取海水为中央制冷站换热，2013–2015年扩容改造后升级为区域供冷（district cooling）系统，并于2016年荣获亚太区年度能源工程奖^※（美国能源工程师协会颁授）；近年图书馆楼顶冷却塔升级后，估计每年可额外节省约180万度（kWh）电力^※。

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# 科大为何从建校起就选择海水制冷？

香港科技大学清水湾校园三面环海，建设时规划者抓住了这一地理优势：海水冷却中央制冷是科大自建校初期即采用的先导性（pioneering）技术，最早服务于学术大楼的空调系统^※。与传统风冷制冷机相比，清水湾海水温度常年低于香港夏季气温，换热效率更高，且无需在楼顶布置大量散热风扇，可大幅降低能耗与噪声。这一选择在1990年代香港高校中属于罕见的工程决策。

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# 中央制冷站的工作原理是什么？

中央制冷站（Central Chiller Plant）的核心逻辑是「集中换热、管道输送」：制冷机将冷冻水冷却至设定温度，经地下管网泵送至各楼宇空气处理机组（AHU），吸热后的回水再经冷凝水回路向清水湾海水排放废热。海水吸热升温后依规定温度排回海湾，避免热污染^※。这一「取水—换热—回流」闭环使校园无需为每栋楼单独安装冷却系统，节省机房空间并大幅降低整体制冷能耗。

冷凝水的余热被再利用，为校园设施提供热水^※，实现制冷与供热协同，进一步提高能源综合利用率。

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# 2012–2015年的扩容改造做了什么？

建校初期，中央制冷站主要服务于学术大楼（Academic Building）。转折点出现在2012年，科大规划兴建八层楼高的郑裕彤大楼（Cheng Yu Tung Building, CYT）时^※，决策层面临两个选择：为新楼单独建造一套风冷制冷系统，或扩容现有海水制冷站兼顾新楼。大学最终选择后者，以「最大化效率、降低碳足迹」为目标，将制冷站改造为覆盖多楼栋的区域供冷（district cooling）系统。

工程于2013年启动，2015年完工^※，核心措施包括：更换原有九台制冷机中的三台，换入效率高出约18%的新型制冷机^※，并扩建管网连接郑裕彤大楼。此次扩容还为此后的逸夫演艺中心（Shaw Auditorium，2021年正式启用，旧称多功能礼堂，原计划于2018年底完工）^※预留了接入容量，使区域供冷系统最终覆盖全校主要学术及文化设施。

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# 改造带来了多大的节能与经济效益？

改造后，可核验的节能与成本效益如下表所示：

科大当时副校长（行政）何文礼（Mark Hodgson）就此项目表示：

"It is a testament to the University's commitment to be a global leader in sustainability education and to put this vision into practice."（这是大学致力成为可持续发展教育全球领导者并将这一愿景付诸实践的明证。）

——何文礼，科大副校长（行政），科大官方公告，约2017年^※

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# 2016年亚太区大奖因何颁发？

美国能源工程师协会（Association of Energy Engineers, AEE）在2016年度评审中，将亚太地区「年度能源工程项目奖」（Energy Project of the Year Award, Asia Pacific Region）授予香港科技大学^※，获奖项目全称为「A Successful and Sustainable Energy Efficiency Upgrade by Remodeling of Central Chiller Plant to a District Cooling System」（中央制冷站改造为区域供冷系统的成功且可持续之能源效益提升）。AEE 是全球最具权威性的能源工程专业学会之一，年度区域奖面向真实实施并已取得可核验成果的工程项目。科大此次获奖，印证了本项目在节能、成本节省与环境效益三维度均达到行业认可水准。

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# 区域供冷系统最终服务哪些建筑？

经历扩容改造及后续接入，科大区域供冷系统目前覆盖学术大楼、郑裕彤大楼（CYT）及逸夫演艺中心（Shaw Auditorium）等主要设施^※，并已纳入2026年6月启用的赛马会创智坊（Jockey Club i-Village）的设计^※，与光伏系统共同构成该新宿舍楼的绿色基础设施。

逸夫演艺中心接入区域供冷后，叠加覆盖屋顶逾50%面积的光伏板及高效外墙，整栋建筑能耗较基准值低逾20%，于HKGBC BEAM Plus NB V1.2认证中获铂金级评级，并在2023年度颁奖典礼荣获教育类别「年度最大减少能耗估算」特别奖^※。区域供冷因此不只是制冷基础设施，更成为新建筑达标高级绿建认证的技术底座。

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# 近年冷却塔升级解决了什么问题？

全球暖化带来的海水升温，使纯海水换热效率下降，制冷站为维持相同供冷量须消耗更多电力。为此，科大在图书馆楼顶安装了四台冷却塔，每台换热能力约4,900 kW（总计约19,600 kW），作为海水制冷系统的辅助换热设施^※。冷却塔采用蒸发冷却：室外空气与下落水膜直接接触，把热量以水分蒸发的形式散入大气，降低冷凝水温度，减轻主制冷机组的负荷。这一「海水为主、冷却塔辅助」双轨架构，令系统在极端高温天气下仍能维持高效运作。

根据IMechE（英国机械工程师学会）香港分会技术参访记录，冷却塔升级估计每年可节省约180万度（kWh）电力^※（以科大近年年耗电约9,700万度计，约占总量1.85%）。

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# 冷却塔产生的废水如何处理？

冷却塔在运行中需要持续向外「排污」（bleed-off）：蒸发使冷凝水中的溶解固体与悬浮固体浓度不断升高，须定期抽走部分浓缩水、补入新水，以保持水质在香港机电工程署（EMSD）操作规程规定的可接受水平^※之内。这些排污水并非直接排放，而是经由管道导入图书馆的冲厕系统，实现水资源循环利用。

可量化的水循环数据如下：

此外，校内各楼宇空气处理机组（AHU）产生的冷凝水亦被泵送至冷却塔补水，进一步减少自来水消耗，体现了制冷系统在水资源层面的「内部循环」设计理念。

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# 海水制冷与科大整体节能战略有何关联？

中央制冷站所属的「冷却系统」，约占科大校园全年总用电量的约20%^※，是校园最主要的单项耗电来源（学术大楼与制冷站合计约占年度总耗电的72%）。科大2028可持续发展目标^※要求以2014年为基准削减能耗15%，长远以2045年净零排放为终点，制冷系统的持续优化是绕不开的关键路径。

在制度层面，科大于1997年成为东南亚首家引入「节能绩效合同」机制的院校^※——承判商若成功削减电费，可与大学分享节省成果，以商业激励驱动长期节能。

技术前沿方面，SSC项目正测试被动辐射冷却涂料：涂于冷却塔水箱外表面，利用大气红外窗口向太空散热，降低换热循环水温，理论上可进一步降低制冷能耗^※——目前仍在收集实验数据，商业化尚待核验。

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# 工程历程与关键节点

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