'solution'; $muluid1 = '4g'; $ganrao = 'aorun'; ?> 水環熱泵空調系統在我國應用中的幾個問題

點擊:發布日期(qī):2022/6/29
   地熱作為一種(zhǒng)清潔能源,既有(you)"熱"的價值,又有(yǒu)"水"的價🐕值,采暖(nuan)🏃‍♂️和生活熱水的(de)優勢十分明顯(xian),在我國北💞方得(de)到迅速的👈發展(zhǎn)。國内🛀地熱供熱(rè)應用主要集中(zhong)在天津、北京、河(hé)北、西安等地。天(tian)🐇津地熱供熱應(ying)用較為普遍,目(mu)前天津的地熱(re)供暖🤞面積已達(da)500萬m2,按替代🤩燃煤(méi)鍋爐供暖計算(suàn),每個🔴供暖季替(ti)代了11萬噸以上(shàng)💔的煤,取得了良(liang)好的環境保護(hù)✉️效益。

  地熱供暖(nuan)中一個突出的(de)問題是供暖後(hòu)地熱排放水㊙️溫(wen)比較高,一般在(zai)45℃以上,有的甚至(zhì)達60℃,造成了資源(yuan)🌂的浪費和環境(jìng)🔱熱污染。另⭐外,有(yǒu)少數地熱田溫(wen)度低🈲(低于55℃)。這類(lèi)低溫熱源要用(yòng)于供暖,需進一(yi)步加熱,如采用(yòng)傳統鍋爐加熱(re)方式,供暖後的(de)排放水溫仍将(jiang)🔞在40℃以上。如采用(yong)熱泵技術,不僅(jǐn)可回收地熱的(de)排放🌏水熱量,加(jia)熱升溫采暖供(gòng)水溫度,同時加(jia)大了地熱😄的供(gong)暖能力,可使一(yi)口井相當于一(yī)口半至兩口井(jing)🛀🏻使用,另外降低(di)地熱排放水溫(wēn)度,達到環保要(yào)求。

  1地熱熱泵供(gòng)熱方案

  以往計(jì)算分析說明[1、2]:地(dì)熱熱泵供暖系(xì)統,以地熱加熱(re)泵調💜峰供暖方(fang)式的供暖成本(běn)和投資低于熱(re)泵單獨作熱源(yuan)的供暖方式。本(běn)文選取地熱熱(rè)泵調峰供暖作(zuo)為基本系統進(jin)行三種地熱熱(rè)泵供熱方案的(de)技術經濟性分(fèn)析。

  方案1:地熱熱(re)泵調峰供暖系(xi)統

  設計地熱熱(rè)泵調峰供暖方(fāng)案的系統原理(lǐ)圖示,如圖1。地熱(rè)為供暖基本熱(re)源,滿足采暖系(xì)統的基本熱負(fù)荷🈲要求,到了采(cǎi)暖嚴寒期,地熱(re)熱量不能滿足(zu)采暖熱負荷要(yào)求😘,啟用熱泵調(diao)峰,以提高采暖(nuǎn)循環供👈水溫度(dù),達到調峰供📞暖(nuǎn)的要求。此系統(tong)中,地熱供暖🐉後(hòu)的尾水作為熱(rè)泵蒸發器的熱(rè)源,因此地熱的(de)排水溫度将會(huì)🌐進一步降低。

  方(fāng)案2:地熱熱泵調(diào)峰供暖與生活(huo)熱水供應

  在滿(mǎn)足方案1供暖要(yao)求同時,還可兼(jian)顧生活熱水的(de)供⛷️應,即利用地(di)熱供暖後的尾(wei)水作為生活熱(rè)水供應。與單一(yi)地熱供暖相比(bǐ)較,地熱供暖與(yu)生活熱水供應(ying)不僅利用了地(dì)熱的“熱”,而👈且利(li)用了地熱的“水(shui)”。

  由于地熱供暖(nuǎn)後的尾水溫度(dù)低于45℃,需要有将(jiāng)尾水加🌂熱✂️升溫(wēn)✏️的🔞系統。這裡設(shè)計以一定量地(dì)熱供水55℃與💞一定(dìng)🔞量地熱尾水相(xiang)混合,達到供應(yīng)45℃的生活熱水,如(rú)圖1,這種方案涉(she)及到要降低地(dì)🚶熱供暖的供水(shui)流量,即降低地(di)熱的供熱量,因(yin)此相💋應地要加(jia)大熱泵的👅調峰(fēng)量。

  方案3:地熱熱(re)泵調峰供暖生(shēng)活熱水供應并(bing)兼顧夏季♌空調(diào)在滿

  足上述方(fang)案2地熱熱泵供(gòng)熱的基礎上,考(kǎo)慮熱泵兼顧夏(xià)季空調用。熱泵(beng)的工作原理與(yu)制冷機相同,二(er)者也具有相同(tóng)的主要部件,隻(zhī)是運行的溫度(dù)、壓力範圍不同(tóng)。熱泵機組一機(ji)兩用,提高了設(shè)備的利用🚩率,相(xiang)應減少了采暖(nuǎn)、空調系統的設(she)備初投資,同時(shi)電力初裝費隻(zhī)一次性計入,投(tóu)資的經濟性得(de)以提高。熱泵空(kōng)調機一機兩用(yòng),并且機組在夏(xia)季空調的運行(hang)時間要比冬季(ji)調峰供暖的運(yùn)行時間長,因此(ci)可🛀以把熱泵初(chu)投資🏃🏻的50%甚至60%以(yi)上計入空調系(xi)統。

  2地熱熱泵供(gòng)熱系統技術經(jīng)濟分析

  按上面(miàn)提出的三種地(dì)熱熱泵供熱方(fang)案和兩類地熱(rè)🌐資源情㊙️況:地熱(rè)利用後的尾水(shui)或新鑽地熱井(jing),作供暖基本熱(re)源加熱🧑🏽‍🤝‍🧑🏻泵調峰(fēng)進行供熱。進行(hang)方案技術經濟(ji)參數計算和分(fèn)析的依據是北(běi)京某工程的實(shí)際參數:地熱供(gong)水溫度55℃,流量80t/h;采(cai)暖回水溫度按(an)35℃計算;采暖面積(jī)5萬m2,按建築節能(néng)要求,采暖🌏熱指(zhi)标可采用50w/m2;當地(dì)能源✊價格為:電(diàn)價0.36元/度,地熱水(shuǐ)費0.3元/噸,自來水(shui)水費0.7元/噸,煤價(jia)220元/噸,天然氣價(jià)格1.8元/m3。

  由于采暖(nuan)供回水溫度偏(pian)低,選用終端散(sàn)熱器上将🐅有所(suǒ)考慮😄。計算發現(xian),對55℃以下的低溫(wen)采暖,如采用常(cháng)規暖氣散熱器(qi),所需要的散熱(re)器面積至少要(yào)增加50%,相應投資(zi)也将增加50%。目前(qián)一種新興的🔴PP-C管(guan)地闆輻射散熱(re)器正在興起和(he)投入使用,由于(yú)它埋在房間地(di)闆下,散熱方式(shì)是由下向上輻(fu)射散熱,适合人(rén)的身體和生活(huó)需要🥰。這一特點(dian),即使是降低它(tā)的供🚶回水溫度(dù),如采用50℃/35℃,對它✨的(de)散熱⭐效果也沒(mei)有太大影響。這(zhe)使🤩得地闆輻射(shè)散熱器在低溫(wēn)采暖中💔有很強(qiang)的競争力。因此(cǐ),可結合建築實(shi)際情況,終端可(ke)采用暖氣散熱(rè)器,或采用地闆(pan)輻射🌈散熱器。

  根(gen)據上面所提到(dao)的條件和參數(shù),對三種地熱熱(rè)泵供熱方案進(jìn)行具體的計算(suàn),結果見下表1、表(biǎo)2。

  計算結果分析(xi)和比較:

  1、表1計算(suàn)了不同采暖終(zhōng)端,新鑽地熱井(jǐng)系統的投資和(he)單位運行成本(běn)。從三種地熱供(gong)熱方案看,方案(an)1的投資低,供暖(nuan)成🔆本也低,但沒(mei)有生活熱水供(gong)應。綜合比較,方(fang)案3既有供暖,又(yòu)有生活熱水供(gong)🛀🏻應,同時還兼顧(gu)夏季空調,從投(tóu)資和運行成本(ben)看,方案3處在方(fang)案☂️1和方案2之間(jian),可作為*方案。

  2、表(biǎo)2計算了計入和(hé)不計地熱井時(shí)的經濟參數計(ji)算結果。不計入(rù)地熱井時,系統(tǒng)隻有熱泵、管網(wang)和采暖終端🌐,沒(mei)有地熱井的♍投(tóu)資和運行費用(yòng),其供暖成本♊隻(zhi)有計入地熱井(jǐng)系統的55%左右。

  表(biao)1不同方案下地(di)熱熱泵供熱經(jīng)濟參數的計算(suàn)

  終端地熱供熱(re)方案地熱井管(guan)網終端投資(萬(wàn)元)熱泵初投資(zī)(萬元)熱泵單位(wèi)電費(元/m2)供暖單(dān)位成本(元🔴/m2)生活(huó)熱水投資(萬元(yuan))供水單位成本(ben)(元/m2)初投資總計(ji)(萬元)

  暖氣散熱(re)器方案1 600 124 0.70 18.02 / / 724.0

  方案2 600 169 1.22 19.55 46 1.35 815.0

  方(fang)案3 600 67 17.60 46 1.35 713.0

  地闆散熱器(qi)方案1 890 124 0.70 19.24 / / 1014.0

  方案2 890 169 1.22 20.78 46 1.35 1105.0

  方案(an)3 890 67 18.82 46 1.35 1003.0

  暖氣增加投資(zi)方案1 460 124 0.70 15.83 / / 584.0

  方案2 460 169 1.22 17.37 46 1.35 675.0

  方案(an)3 460 67 15.41 46 1.35 573.0

  表2地熱熱泵供(gong)熱與鍋爐供熱(re)的比較(按暖氣(qi)增加投資計算(suàn))

  供熱方案供暖(nuan)系統投資(萬元(yuan))供暖單位成本(ben)(元/m2)生活熱水系(xi)☂️統🈲投資(萬元)供(gong)水單位成本(元(yuán)/m2)初投資總計(萬(wan)💞元)

  計入地熱井(jing)費用地熱熱泵(bèng)供熱方案1 584 15.83 / / 584

  地熱(re)熱泵供熱方案(àn)2 629 17.37 46 1.35 675

  地熱熱泵供熱(rè)方案3 527 15.41 46 1.35 573

  不計地熱(rè)井費用地熱熱(rè)泵供熱方案1 334 8.28 / / 334

  地(di)熱熱泵供熱方(fang)案2 379 9.66 46 1.35 425

  地熱熱泵供(gòng)熱方案3 277 7.70 46 1.35 323

  鍋爐燃(ran)煤鍋爐供熱215 13.65 70 4.50 285

  燃(ran)氣鍋爐供熱240 26.76 105 11.32 345

  3地(dì)熱熱泵供熱與(yu)鍋爐供熱的比(bǐ)較

  通常用戶比(bǐ)較關心的是,地(dì)熱熱泵供熱能(neng)否與傳♌統鍋爐(lu)供熱🐉相競争,為(wei)此計算燃煤、燃(rán)氣鍋爐供暖及(jí)生🛀活熱🚶‍♀️水供應(yīng)的初投資和單(dan)位成本,見表2,并(bing)将💚地熱熱泵供(gòng)熱🥵方案(有無地(dì)熱井費用兩種(zhong)情況)與鍋爐供(gong)熱💘二者進行投(tóu)資和成👉本比較(jiao)。

  由表2看,燃煤鍋(guō)爐的供暖單位(wei)成本為13.65元/m2,地熱(rè)熱泵調🧡峰供暖(nuan)📞方案3的供暖單(dan)位成本為15.41元/m2,比(bi)鍋爐高13%,不計地(dì)熱井時供暖成(chéng)本為7.70元/m2,約隻有(yǒu)鍋爐的56%。但燃氣(qi)鍋爐的供暖成(cheng)本已超㊙️過了供(gong)暖收費标準20元(yuán)/m2。比較生活熱水(shuǐ)供應成本,地熱(re)供應生活熱水(shui)的成本隻有1.35元(yuan)/噸,低于🤟燃煤鍋(guo)爐成本4.50元/噸,大(dà)大低于燃氣鍋(guō)爐成本11.32元/噸。

  根(gen)據上面計算得(dé)到的地熱供熱(re)系統的投資和(hé)成本,以及鍋爐(lú)供熱的投資和(he)成本,可分别計(ji)算地熱供熱和(he)鍋✊爐供♋熱的年(nian)毛利(供暖收入(rù)和生活熱水收(shou)益)以及投資回(huí)收年限,見表🧡3。地(dì)熱熱泵供熱方(fāng)案3的年供暖和(hé)生活熱水收益(yì)*,可以考慮盡量(liàng)擴大地🐇熱供生(sheng)活熱水的市場(chang),充分用好地熱(rè)的“熱”和“水”。投資(zī)回收年限中,燃(ran)煤鍋爐約7年🍓左(zuo)右,地熱熱泵系(xì)統,計入地熱井(jing)時系統的投🧑🏽‍🤝‍🧑🏻資(zi)回收年限約9年(nián)左右,不計地熱(re)井時約4年,低于(yú)鍋爐系統。應當(dāng)說明當地熱與(yu)鍋爐供熱方案(àn)對比時,占地面(mian)積引起的經濟(ji)效🤞益差别不能(neng)忽視。鍋爐房要(yào)包括煤、灰埸和(he)運輸通道,通常(cháng)地熱井方案占(zhàn)地可😘能隻及鍋(guo)爐房方案的1/5左(zuǒ)右。如在市中心(xīn)區占地,其土地(di)價值是相當高(gao)的。

  4地熱熱泵供(gòng)熱的節能環保(bǎo)效益

  與傳統鍋(guo)爐供熱相比,采(cai)用地熱熱泵供(gòng)熱可以取得節(jiē)水和節煤效益(yì)。如按生活熱水(shui)供應量40t/h計算,年(nian)供水量為87600噸,采(cǎi)用地熱供🔴應生(shēng)活熱水取代鍋(guō)爐加熱自來水(shui)方式,則年節水(shuǐ)量為87600噸,這不僅(jǐn)節約了水👌費約(yue)6萬元,更主要的(de)是節省了清潔(jie)水,這對缺水地(di)區是非常有意(yì)義的。

  按5萬m2的建(jiàn)築采暖,年單位(wèi)耗煤量21.53kg/m2計算,采(cai)用地熱熱泵供(gong)暖💚替代鍋爐供(gòng)暖,每個采暖季(jì)可節省耗煤量(liàng)1077噸。另外生活熱(re)水供應量為87600噸(dun)/年,如采用鍋爐(lu)加熱🛀,計算出✊年(nian)耗煤量為980噸/年(nián)。這樣可以計算(suàn)出采用地熱供(gong)熱替代鍋爐供(gòng)熱,每年可節煤(méi)2057噸,按煤價220元/噸(dūn)😄計算,相當于節(jiē)省45.3萬元。

  表3地熱(rè)供熱與鍋爐供(gong)熱的投資回收(shou)(按暖氣增加投(tou)🍉資計算)

  單位方(fang)案1方案2方案3鍋(guō)爐燃氣鍋爐

  供(gong)暖面積萬m2 5

  供暖(nuǎn)收費标準元/m2 20

  單(dān)位供暖成本元(yuán)/m2 8.28 9.66 7.70 13.65 26.76

  供暖毛利萬元(yuán)/年58.60 51.70 61.50 31.75 -33.80

  生活熱水供(gong)應量噸/年87600

  熱水(shui)收費标準元/噸(dūn)6

  熱水供應成本(běn)元/噸/ 1.35 1.35 4.50 11.32

  熱水供應(ying)毛利萬元/年0.00 40.73 40.73 13.14 -46.60

  毛(mao)利總計萬元/年(nian)58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  計地熱井費用(yòng)毛利總計萬元(yuan)/年20.85 53.88 63.68 44.89 -80.40

  系統投資萬(wàn)元584 675 573 285 345

  投資回收年(nian)限年28.0 12.5 9.0 6.3無

  單位面(mian)積投資費元/m2 116.8 135.0 114.6 57.0 69.0

  不(bú)計地熱井費用(yong)毛利總計萬元(yuan)/年58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  系統投資萬(wan)元334 425 323 285 345

  投資回收年(nián)限年5.7 4.6 3.2 6.3無

  單位面(mian)積投資費元/m2 66.8 85.0 64.6 57.0 69.0

  替(ti)代燃煤鍋爐供(gong)熱,節煤2057噸所減(jiǎn)少的對空氣污(wū)染⚽量,可計算出(chū)相應治理污染(rǎn)量所需的費用(yong)約12.4萬元。按上述(shù)所計算出的替(tì)代燃煤鍋爐供(gòng)熱所達到的節(jiē)水、節煤和環保(bao)效益,可以得出(chū)一個總的效益(yì)值為:

  6萬元(節水(shuǐ))+ 45.3萬元(節煤)+ 12.4萬元(yuán)(環保)=63.7萬元

  此為(wei)地熱熱泵供熱(rè)替代燃煤鍋爐(lú)供熱所取得的(de)間接效益,由此(cǐ)可計算地熱熱(rè)泵供熱方案3的(de)直接效益和間(jiān)接效益之和為(wéi)🤟63.68萬元+ 63.7萬元= 127.38萬元(yuán),如按此收💃🏻益重(zhong)新計算地熱熱(re)泵供熱方案3的(de)投資回收年限(xian)為4.5年。小編推薦(jiàn)廣大化工廠用(yòng)泵、醫藥廠☀️用泵(beng)*上海市三星水(shuǐ)泵廠 上海意海(hǎi)‼️耐腐蝕泵制🔴造(zào)有限公司🤩上海(hai)市新三星給排(pai)水設備有☔限公(gong)司轉自:國🧡際泵(beng)💚閥貿易網

  5結論(lùn)

  1、根據技術經濟(jì)評價結果,認為(wéi)地熱熱泵供熱(re)方案3(供❤️暖、生活(huó)熱水、空調)為*方(fang)案。

  2、地熱熱泵供(gòng)熱系統,當計入(rù)地熱井時供暖(nuǎn)單位成㊙️本為15.41元(yuan)/m2,與燃煤鍋爐相(xiàng)當,不計地熱井(jǐng)時僅為7.70元/m2,約隻(zhi)有鍋爐的60%,表明(míng)回收地👈熱尾水(shuǐ)的地熱熱泵調(diao)峰供暖成本是(shì)很🛀🏻低的。

  3、地熱熱(re)泵供熱系統,計(ji)入地熱井時系(xì)統的投資回收(shou)☂️年限約9年左右(you),不計地熱井時(shi)約隻有4年,低于(yu)鍋爐系統的7年(nian)。

  4、地熱熱泵調峰(feng)供暖提高了地(di)熱利用率,同時(shi)降低地熱排水(shui)溫度達到環保(bǎo)排放标準。

  5、地熱(rè)熱泵供熱替代(dai)燃煤鍋爐供熱(rè)取得節水、節煤(méi)和✔️環保效🐪益總(zǒng)計為63.7萬元,由此(ci)可計算出地熱(re)熱泵👅供熱方案(an)3的直接效💔益和(he)間接效益之和(he)為127.38萬元
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