摘要：針對(duì)目前地?zé)峁┡瘧?yīng)用的現(xiàn)狀，介紹了一種全新的地?zé)?高溫水源熱泵的供暖方案。在比較了各種常規(guī)的供暖模式的經(jīng)濟(jì)及環(huán)保效益的同時(shí)，為低溫地?zé)崴�、地�(zé)嵛菜�中低品位余熱水資源提供了一種高效、合理的利用途徑。 

　　關(guān)鍵詞：水源熱；泵地?zé)�；供暖地�(zé)�；尾水�?jié)能環(huán)保 　 

　　中國(guó)分類號(hào)：TK-9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章標(biāo)號(hào)：2095-2104（2012）03-0001-02 

　　一、概述 

　　某干休所共有建筑面積6萬平方米，為滿足冬季供熱及生活熱水的需求，建設(shè)方擬采用地?zé)峋��?水源熱泵技術(shù)聯(lián)合供暖方式為住宅小區(qū)冬季采暖提供熱源，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)及有關(guān)技術(shù)資料，現(xiàn)計(jì)劃打地?zé)峋?口（井深3800米），單井出水量55T/h，溫度90℃。綜合考慮初投資及運(yùn)行費(fèi)用，并本著最大限度利用地?zé)崴�資源的原則，擬定采暖方式為：用地?zé)崴�給小區(qū)一次供暖，供熱后的尾水由水源熱泵進(jìn)行能量提升為采暖系統(tǒng)再次供熱，從而降低尾水排放溫度適合生活用熱水要求，最大限度的利用水資源。從長(zhǎng)期運(yùn)行的角度出發(fā)，對(duì)該方案的節(jié)能效益進(jìn)行以下技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。 

　　2、熱泵技術(shù)原理 

　　熱泵是一種能從自然界的空氣、水或者土壤中獲取低品位熱量，經(jīng)過電力做功，輸出可用的高品位熱能的設(shè)備。熱泵可以把消耗的高品位電能轉(zhuǎn)換為3倍甚至3倍以上的熱能，是一種高效供能技術(shù)。本文所要敘述的熱泵系統(tǒng)是利用水源熱泵機(jī)組從中低溫水中吸收熱量供采暖用熱，可以實(shí)現(xiàn)能源的二次利用，大大提高能源利用率，節(jié)約地?zé)崴�的用量，是一條變廢為寶的節(jié)能途徑。 

　　由于熱泵是取之自然界中的能量，效率高，沒有任何污染物排放，是當(dāng)今最清潔、經(jīng)濟(jì)的能源方式。在資源越來越匱乏的今天，作為人類利用低溫?zé)崮艿淖钕冗M(jìn)方式，熱泵技術(shù)已在全世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注和重視。在我國(guó)熱泵技術(shù)是國(guó)家重點(diǎn)推廣的能源技術(shù)之一，目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。 

　　二、技術(shù)方案 

　　小區(qū)建筑冬季采暖熱負(fù)荷為3000KW，生活熱水負(fù)荷為1200KW。采暖末端使用地幅熱，因此要求供水溫度為55℃，回水溫度為45℃。 

　　本系統(tǒng)中，地?zé)峋�出來�?0℃、55T/h的地?zé)崴�由除砂器處理后，�?jīng)過供暖一級(jí)板式換熱器和生活熱水換熱器換熱后的水溫降為46℃；再經(jīng)過采暖二級(jí)板式換熱器換熱后出水溫度降為20℃排出�；钊�式水源熱泵機(jī)組水源側(cè)進(jìn)水溫度為16℃，出水溫度為9℃，機(jī)組用戶側(cè)供回水溫度為55℃/45℃。為了提高本供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，盡可能多的利用地?zé)崴�的溫度，降低地�(zé)嵛菜�的排放溫度是充分利用地�(zé)崴�資源的關(guān)鍵。通過水源熱泵系統(tǒng)能量提升,達(dá)到充分利用廢熱為本采暖系統(tǒng)提供補(bǔ)充熱量的目的。 

　　水源熱泵系統(tǒng)可提供的生活熱水溫度為55℃，接至保溫水箱中，通過管路送到各用戶。 

　　地?zé)崴�及尾水可提供的熱量為�?nbsp;

　　（1）冬季保證生活熱水需用地?zé)崴�量�?5t/h，1.163x(90-46)x25=1279Kw。地?zé)峁┧?0℃，尾水46℃。 

　　（2）剩余采暖用地?zé)崴�量�?0t/h，地?zé)崴�一�?jí)全部用采暖可提供的熱量為：Q1=1.163×（90-46）×30=1535Kw。地?zé)峁┧?0℃，尾水46℃。 

　�。�3）生活熱水用熱尾水和采暖一級(jí)板式換熱器尾水溫度均為46℃，水量共為55t/h。這些水供二級(jí)水源熱泵系統(tǒng)，可從地?zé)嵛菜�中吸收的熱量為：Q2=1.163×55×（46-20）=1663KW。進(jìn)水46℃，排水20℃。 

　�。�4）熱泵驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)電能轉(zhuǎn)換為熱能約為（COP≈3.75）：N=Q2÷（3.75-1）=604.7KW。 

　　（5）地?zé)崽菁?jí)利用總制熱量： 

　　Q3=Q2+N=1663+604.7=2267.7KW。 

　　（6）地?zé)崴�采暖一�?jí)利用可提熱量為1535KW，地?zé)嵛菜?水源熱泵可提供采暖熱量為2267.7KW，可提供的總采暖熱量為：3802.7KW。 

　　根據(jù)以上參數(shù)分析，本系統(tǒng)可完全滿足小區(qū)冬季采暖及生活熱水的需求。采用水源熱泵系統(tǒng)，可將地?zé)嵛菜�降�?0℃，利用地?zé)崴疁囟?0℃。由于冬季各時(shí)間段室外氣象溫度不同，水源熱泵系統(tǒng)主機(jī)可根據(jù)回水溫度高低自動(dòng)啟停。 

　　三、經(jīng)濟(jì)性比較 

　　水源熱泵除具有環(huán)保的特點(diǎn)外，更具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，下面將利用余熱資源采用水源熱泵的供暖方式同現(xiàn)行的各種供暖方式就運(yùn)行成本、一次性投資依據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作分析比較如下： 

　　說明： 

　　1、電價(jià)0.5元/（KW.h）、低谷電價(jià)0.2元/（KW.h），每日低谷電價(jià)運(yùn)行8小時(shí)、天然氣價(jià)1.98元/m3、煤價(jià)600元/t、自來水3.2元/t、燃油7.0元/L。 

　　2、單位建筑面積熱負(fù)荷：設(shè)備選型按60W/㎡，實(shí)際運(yùn)行按31.82W/㎡計(jì)�。ㄏ到y(tǒng)24小時(shí)不間斷運(yùn)行的全年平均值），采暖系統(tǒng)運(yùn)行按120天/年。 

　　3、燃料燃燒值按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)取，燃煤鍋爐效率η取0.75，燃?xì)忮仩t效率η取0.90，燃油鍋爐效率η取0.90，電鍋爐效率η取0.95，水源熱泵機(jī)組COP=3.75。 

　　4、運(yùn)行費(fèi)只計(jì)主要設(shè)備的燃料費(fèi)，未計(jì)入管理費(fèi)、燃煤鍋爐大修費(fèi)等。 

　　通過上表我們可以看到應(yīng)用水源熱泵的運(yùn)行費(fèi)用最低，和燃煤鍋爐相比還有著巨大的潛在經(jīng)濟(jì)效益：鍋爐維護(hù)人員減少，節(jié)省人工費(fèi)用；不存在鍋爐大修費(fèi)用；省掉了煤場(chǎng)占地灰渣場(chǎng)占地的場(chǎng)地費(fèi)用、排渣費(fèi)用；鍋爐房對(duì)景觀的破壞、鍋爐煙氣對(duì)環(huán)境造成的污染等等環(huán)保方面的效益。 

　　四、方案特點(diǎn) 

　　1、余熱利用、經(jīng)濟(jì)節(jié)能 

　　采用高溫水源熱泵機(jī)組可直接回收利用地?zé)嵛菜�中低品位余熱資源，從根本上解決了尾水余熱資源不能被熱泵機(jī)組直接回收利用的現(xiàn)狀。機(jī)組制熱工況出水溫度可根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié)，可滿足不同冬季不同階段供暖及制備生活熱水的需求，低溫地?zé)崴?高溫水源熱泵取代燃煤、燃?xì)忮仩t進(jìn)行冬季供暖無須改造供暖末端及現(xiàn)有供暖管網(wǎng)，從而使現(xiàn)有資源得到了最合理的利用。 

　　2、綠色環(huán)保、效益顯著 

　　采用地?zé)崴�加高溫水源熱泵取代燃煤鍋爐可取得很好的環(huán)保效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，避免了燃煤鍋爐的廢氣廢渣對(duì)周圍環(huán)境的污染，省掉了燃煤的運(yùn)輸費(fèi)用、貯煤場(chǎng)地費(fèi)用、除塵費(fèi)用、灰渣的運(yùn)輸處理費(fèi)用等。同時(shí)解決了低溫地?zé)崴�或地�(zé)嵛菜�排放后�?duì)環(huán)境造成的熱污染的問題，經(jīng)此方案后，地?zé)崴�的溫度只�?0℃左右遠(yuǎn)低于國(guó)家規(guī)定的小于30℃的標(biāo)準(zhǔn)。 

　　3、性能穩(wěn)定、安全可靠 

　　水源熱泵運(yùn)行自動(dòng)化程度高，運(yùn)行人員少，機(jī)組噪音很小，安全性高。地下水溫度穩(wěn)定，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、平穩(wěn)，供熱為連續(xù)供熱，溫度恒定，人體的舒適感好。 

　　四、結(jié)束語 

　　根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告顯示，本項(xiàng)目所在地地?zé)崴�資源充足，在設(shè)計(jì)流量下可以保證長(zhǎng)期取用。本項(xiàng)目在不使用熱泵的情況下，采暖需用地?zé)崴畬⑦_(dá)到60t/h，使用熱泵后節(jié)省地?zé)崴?0%，并增加熱量20%,可保證冬季出現(xiàn)當(dāng)?shù)貥O端低溫下的采暖負(fù)荷。上述參數(shù)計(jì)算均取的設(shè)計(jì)用熱負(fù)荷最大值，采暖期如果采取合理有效的調(diào)節(jié)措施，地下水取用量還將減少。這樣就在保證用熱的同時(shí)盡量減少了地下水的取用，更經(jīng)濟(jì)環(huán)保。 

　　在后期的使用過程中如果能采取有效的地?zé)嵛菜�回灌技術(shù)，那么本系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)環(huán)保性及長(zhǎng)期穩(wěn)定實(shí)用性的優(yōu)點(diǎn)將尤為明顯。 

　　參考文獻(xiàn)： 

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