地源熱泵
低溫地?zé)徇\(yùn)用熱泵供熱的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性
文章來(lái)源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2021-10-28 13:52:50瀏覽次數(shù):1623
文 摘:結(jié)合某工程可行性研究,分析了低溫地?zé)?/a>運(yùn)用熱泵供暖、供生活熱水的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性,并與傳統(tǒng)鍋爐供熱方式進(jìn)行比較,討論了地?zé)釤岜?/a>應(yīng)用的可行性。關(guān)鍵詞:地?zé)釤岜?/a>,技術(shù)經(jīng)濟(jì)性,供暖,生活熱水
0 引言 地?zé)?/a>作為一種清潔能源,應(yīng)用于采暖和供應(yīng)生活熱水的優(yōu)勢(shì)十分明顯,在我國(guó)北方得到迅速發(fā)展。國(guó)內(nèi)地?zé)峁?/a>應(yīng)用主要集中在天津、北京、河北、西安等地。天津地?zé)峁?/a>應(yīng)用較為普 遍,目前地?zé)峁┡?/a>面積已達(dá)500萬(wàn)平方米,按替代燃煤鍋爐供暖計(jì)算,每個(gè)供暖季替代了11萬(wàn)噸以上的煤,取得了良好的環(huán)境保護(hù)效益。
地?zé)峁┡?/a>中一個(gè)突出的問(wèn)題是供暖后排水的地?zé)崴疁囟?/a>比較高,一般在45℃以上,有的甚至達(dá)60℃,造成了資源的浪費(fèi)和環(huán)境熱污染。另外,有少數(shù)地?zé)崽?/a>溫度低(低于55℃)。這兩類(lèi)低溫熱源用于供暖時(shí)需進(jìn)一步升溫,如采用傳統(tǒng)的鍋爐加熱方式,供暖后的排放水溫度仍將在40℃以上。如采用熱泵技術(shù)供暖,不僅可進(jìn)一步回收地?zé)?/a>的排放水熱量,使排放水溫度達(dá)到環(huán)保要求,同時(shí)還加大了地?zé)?/a>的供暖能力,可使一口井相當(dāng)于一口半至兩口井。
1 地?zé)?a href="http://kaichele.cn/t/熱泵供熱.html" >熱泵供熱方案
以往計(jì)算分析說(shuō)明[:地?zé)?a href="http://kaichele.cn/t/熱泵.html" >熱泵供暖系統(tǒng),以地?zé)峒?a href="http://kaichele.cn/t/熱泵.html" >熱泵調(diào)峰供暖方式的供暖成本和投 圖1地?zé)釤岜?/a>調(diào)峰供暖與生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)示意圖資低于熱泵單獨(dú)作熱源的供暖方式。
本文選取地?zé)釤岜?/a>調(diào)峰供暖作為基本系統(tǒng),對(duì)三種地?zé)?a href="http://kaichele.cn/t/熱泵供熱.html" >熱泵供熱方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析。
111 地?zé)?a href="http://kaichele.cn/t/熱泵.html" >熱泵調(diào)峰供暖系統(tǒng)
地?zé)釤岜谜{(diào)峰供暖方案的原理系統(tǒng)如圖1所示。地?zé)釣楣┡?a href="http://kaichele.cn/t/熱源.html" >熱源,滿(mǎn)足采暖系統(tǒng)的基本熱負(fù)荷要求。到了嚴(yán)寒期,地?zé)釤崃坎荒軡M(mǎn)足采暖熱負(fù)荷要求,啟用熱泵調(diào)峰以提高采暖循環(huán)供水溫度,達(dá)到調(diào)峰供暖的要求。 該系統(tǒng)中,地?zé)峁┡?/a>后的尾水作為熱泵蒸發(fā) 器的熱源,因此地?zé)岬呐欧艤囟葘?huì)進(jìn)一步降低。
112 地?zé)釤岜谜{(diào)峰供暖與生活熱水供應(yīng)
該系統(tǒng)在滿(mǎn)足方案1供暖要求同時(shí)還兼顧生活熱水的供應(yīng),即利用地?zé)峁┡?/a>后的尾水作為生活熱水供應(yīng)。與單一地?zé)峁┡啾容^,地?zé)峁┡c生活熱水供應(yīng)不僅利用了地?zé)岬摹盁帷?而且利用了地?zé)岬摹八薄?/div>
由于地?zé)峁┡蟮奈菜疁囟鹊陀?5℃,需要有將尾水加熱升溫的系統(tǒng)。這里設(shè)計(jì)以一定量55℃地?zé)峁┧c一定量地?zé)嵛菜?/a>相混合,達(dá)到供應(yīng)45℃的生活熱方案,如圖1中的儲(chǔ)熱水箱部分。這種方案涉及到要降低地?zé)峁┡墓┧髁?即降低地?zé)岬?a href="http://kaichele.cn/t/供熱.html" >供熱量,因此相應(yīng)地要加大熱泵的調(diào)峰量。
113 地?zé)釤岜谜{(diào)峰供暖與生活熱水供應(yīng)兼顧夏季空調(diào)
在滿(mǎn)足上述方案2地?zé)?a href="http://kaichele.cn/t/熱泵供熱.html" >熱泵供熱的基礎(chǔ)上,考慮兼顧夏季空調(diào)。熱泵的工作原理與制冷機(jī)相同,二者具有相同的主要部件,只是運(yùn)行的溫度、壓力范圍不同。熱泵機(jī)組一機(jī)兩用,提高了設(shè)備的利用率,相應(yīng)減少了采暖、空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備初投資,同時(shí)電力初裝費(fèi)只一次性計(jì)入,投資的經(jīng)濟(jì)性得以提高。
熱泵空調(diào)機(jī)一機(jī)兩用,并且機(jī)組在夏季空調(diào)的運(yùn)行時(shí)間要比冬季調(diào)峰供暖的運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),因此可以把熱泵初投資的50%甚至60%以上計(jì)入空調(diào)系統(tǒng)。
2地?zé)釤岜?a href="http://kaichele.cn/t/供熱系統(tǒng).html" >供熱系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
按上面提出的三種地?zé)?a href="http://kaichele.cn/t/熱泵供熱.html" >熱泵供熱方案和兩類(lèi)地?zé)豳Y源——地?zé)崂?/a>后的尾水或新鉆地?zé)峋?/a>,作供暖基本熱源加熱泵調(diào)峰進(jìn)行供熱。進(jìn)行方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)計(jì)算和分析的依據(jù)是北京某工程的實(shí)際參數(shù):地?zé)峁┧疁囟?5℃,流量80th;采暖回水溫度按35℃計(jì)算;采暖面積5萬(wàn) 平方米,按建筑節(jié)能要求,采暖熱指標(biāo)為50W平方米;當(dāng)?shù)?a href="http://kaichele.cn/t/能源.html" >能源價(jià)格為:電價(jià)0136元kWh,地?zé)崴?/a>費(fèi)013元噸,自來(lái)水水費(fèi)017元噸,煤價(jià)230元噸,天然氣價(jià)格118元立方米。 由于采暖供回水溫度偏低,終端散熱器應(yīng)合理選擇。計(jì)算發(fā)現(xiàn),對(duì)55℃以下的低溫采暖,如采用常規(guī)暖氣散熱器,所需要的散熱器面積至少要增加50%,相應(yīng)投資也將增加50%。目前一種新興的地板輻射散熱器正在興起和使用,地板輻射散熱器埋在房間地板下,散熱方式是由下向上輻射散熱,適合人的身體和生活需要。這一特點(diǎn),即使是降低它的供回水溫度,如采用50℃35℃,對(duì)它的散熱效果也沒(méi)有太大影響。這使得地板輻射散熱器在低溫采暖中有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。因此,可結(jié)合建筑實(shí)際情況,終端可采用暖氣散熱器,或采用地板輻射散熱器。 根據(jù)上面所提到的條件和參數(shù),對(duì)三種地?zé)釤岜?a href="http://kaichele.cn/t/供熱.html" >供熱方案進(jìn)行具體的計(jì)算,結(jié)果見(jiàn)表1、表2。
表1列出了不同采暖終端,新鉆地?zé)峋?/a>系統(tǒng)的投資和單位運(yùn)行成本的計(jì)算結(jié)果。從三種地?zé)峁?/a>方案看,方案1的投資低,供暖成本也低,但沒(méi)有生活熱水供應(yīng)。綜合比較,方案3既有供暖,又有生活熱水供應(yīng),同時(shí)還兼顧夏季空調(diào),運(yùn)行成本最低,投資費(fèi)用處在方案1和方案2之間,可作為優(yōu)選方案。
表2列出了計(jì)入和不計(jì)地?zé)峋?/a>時(shí)的經(jīng)濟(jì)參數(shù)計(jì)算結(jié)果。不計(jì)入地?zé)峋?/a>時(shí),系統(tǒng)只有熱泵、管網(wǎng)和采暖終端,沒(méi)有地?zé)峋耐顿Y和運(yùn)行費(fèi)用,其供暖成本只有計(jì)入地?zé)峋到y(tǒng)的55%左右。
3 地?zé)釤岜霉崤c鍋爐供熱的比較 通常用戶(hù)比較關(guān)心的是,地?zé)釤岜霉?a href="http://kaichele.cn/t/熱能.html" >熱能否與傳統(tǒng)鍋爐供熱相競(jìng)爭(zhēng),為此計(jì)算了燃煤、燃 氣鍋爐供暖及生活熱水供應(yīng)的初投資和單位成本,見(jiàn)表2,并將地?zé)釤岜霉岱桨?有無(wú)地?zé)峋M(fèi)用兩種情況)與鍋爐供熱二者進(jìn)行投資和成本比較。 由表2可見(jiàn),燃煤鍋爐的供暖單位成本的13165元m2 ,地?zé)釤岜谜{(diào)峰供暖方案3的供暖單位成本為15141元m2,比鍋爐高13%,不計(jì)地?zé)峋畷r(shí)供暖成本為7170元m2 ,約只有鍋爐的56%。但燃?xì)忮仩t的供暖成本已超過(guò)了供暖收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)20元m2。 比較生活熱水供應(yīng)成本,地?zé)嶂挥?135元噸,低于燃煤鍋爐4150元噸,低于燃?xì)忮仩t11132元噸。 應(yīng)當(dāng)說(shuō)明,當(dāng)?shù)責(zé)崤c鍋爐供熱方案進(jìn)行對(duì)比時(shí),占地面積引起的經(jīng)濟(jì)效益差別不能忽視。鍋爐房要包括煤、灰場(chǎng)和運(yùn)輸通道,通常地?zé)峋桨刚嫉乜赡苤患板仩t房方案的15左右。
4 地?zé)釤岜霉岬?a href="http://kaichele.cn/t/節(jié)能環(huán)保.html" >節(jié)能環(huán)保效益 與傳統(tǒng)鍋爐供熱相比,采用地?zé)釤岜霉峥梢匀〉霉?jié)水和節(jié)煤效益。如按生活熱水供應(yīng)量200噸日計(jì)算,年供水量為73000噸,采用地?zé)峁?yīng)生活熱水取代鍋爐加熱自來(lái)水方式,則年節(jié)水量為73000噸,這不僅節(jié)約水費(fèi)約5萬(wàn)元,更主要的是節(jié)省了清潔水,這對(duì)缺水地區(qū)是非常有意義的。 按5萬(wàn)m2的建筑采暖,年單位耗煤量21153kg/m2 計(jì)算,采用地?zé)?a href="http://kaichele.cn/t/熱泵供暖.html" >熱泵供暖替代鍋爐供暖,每個(gè)采暖季可節(jié)省耗煤量1077噸。另外按生活熱水供應(yīng)量73000噸年,如采用鍋爐加熱,計(jì)算出年耗煤量為817噸年。
5 結(jié) 論
根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果,認(rèn)為地?zé)釤岜霉岱桨?(供暖、生活熱水、空調(diào))為優(yōu)選方案。 地?zé)釤岜?a href="http://kaichele.cn/t/供熱系統(tǒng).html" >供熱系統(tǒng),當(dāng)計(jì)入地?zé)峋畷r(shí)供暖單位成本為15141元m2,與燃煤鍋爐相當(dāng),不 計(jì)地?zé)峋畷r(shí)僅為7170元/平方米 ,約只有鍋爐的60%,表明回收地?zé)嵛菜?/a>的地?zé)釤岜谜{(diào)峰供暖成 本是很低的。 地?zé)釤岜谜{(diào)峰供暖提高了地?zé)崂?/a>率,同時(shí)降低了地?zé)崤潘疁囟? 達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。地?zé)釤岜霉崽娲济哄仩t供熱具有節(jié)水、節(jié)煤和環(huán)保效益。
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