污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告目錄摘要................................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。第1章前言.........................................................................61.1項(xiàng)目背景.......................................................................61.2項(xiàng)目介紹.......................................................................8 1.2.1項(xiàng)目位臵 .................................................................8 1.2.2項(xiàng)目技術(shù)方案 .............................................................9 1.2.3項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度 .............................................................92.4項(xiàng)目投資 .................................................................10項(xiàng)目法人介紹...................................................................10項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)...................................................................11第2章技術(shù)方案與節(jié)能及經(jīng)濟(jì)環(huán)境分析........................................................112.1地源熱泵技術(shù)應(yīng)用的可行性研究........................................................11地源熱泵介紹...................................................................11土壤熱物性.....................................................................13地源熱泵系統(tǒng)利用條件..........................................................152.2污水源熱泵技術(shù)應(yīng)用的可行性研究.....................................................15污水源熱泵介紹.................................................................15污水源熱泵項(xiàng)目實(shí)施的有利條件..................................................162.3設(shè)計(jì)參數(shù).............................................................................17室外設(shè)計(jì)參數(shù)：.................................................................17空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)：....................................................183.3公共建筑主要房間設(shè)計(jì)新風(fēng)量....................................................192.3.4主要房間換氣次數(shù)：.............................................................202.4地源熱泵項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程(以四號(hào)能源中心為例)......................................212.4.1工程概況...................................................................222.4.2既有系統(tǒng)的實(shí)測(cè)能耗........................................................242.4.3建筑物的預(yù)測(cè)負(fù)荷與預(yù)測(cè)能耗................................................282.4.4設(shè)備選擇和地埋管換熱器的熱平衡分析........................................292.4.5項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案和建設(shè)費(fèi)用....................................................312.4.6轉(zhuǎn)換系數(shù)和收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)........................................................324.7每年能源費(fèi)用和節(jié)省費(fèi)用....................................................342.4.8環(huán)境分析..................................................................35污水源熱泵項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程.........................................................35建筑物描述................................................................35既有系統(tǒng)的實(shí)測(cè)能耗........................................................36系統(tǒng)設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)能耗..........................................................38設(shè)備選型..................................................................392.5.5初投資計(jì)算................................................................402.5.6年運(yùn)行費(fèi)用及節(jié)能量計(jì)算....................................................412.5.7環(huán)境影響..................................................................42第3章改造系統(tǒng)概況....................................................................423.1地源熱泵系統(tǒng)...................................................................423.1.1既有系統(tǒng)概況..............................................................433.1.2既有系統(tǒng)實(shí)測(cè)能耗概況......................................................453.1.3方案設(shè)計(jì)概況..............................................................463.1.4能耗、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境分析概況..................................................493.2污水源熱泵......................................................................593.3項(xiàng)目總節(jié)能量...................................................................62第4章節(jié)能措施與管理..................................................................634.1建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能措施.........................................................634.2運(yùn)行管理的監(jiān)考策略.............................................................634.3地源熱泵系統(tǒng)的過(guò)載保護(hù)措施.....................................................64第5章結(jié)論..........................................................................65致謝..................................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn)..............................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。概述XX市XX市x公司成立于2010年，是具有獨(dú)立法人資格的有限責(zé)任公司，注冊(cè)資本金3000萬(wàn)元。公司現(xiàn)有高級(jí)專業(yè)技術(shù)專家5人，工程師及具有國(guó)家注冊(cè)咨詢工程師執(zhí)業(yè)資格的17人；助理工程師及相應(yīng)職稱的專業(yè)人員6人；此外，還聘請(qǐng)不同科研機(jī)構(gòu)的部分專家教授及地方企業(yè)的節(jié)能專家作為公司專業(yè)支持人員。公司的短期目標(biāo)是在XX市應(yīng)用可再生能源系統(tǒng)（例如地源熱泵系統(tǒng)和污水源熱泵系統(tǒng)）以提高能源效率和解決能源需求問(wèn)題，其長(zhǎng)期目標(biāo)是在XX市不斷地使用可再生能源為更多的客戶服務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，公司需向歐行貸款1300萬(wàn)歐元，這些錢主要用于當(dāng)前改造項(xiàng)目的花費(fèi)，包括購(gòu)買設(shè)備，工程安裝及土建等，20年內(nèi)還清該債務(wù)。公司的整體目標(biāo)是滿足要求能源供應(yīng)市場(chǎng)，并在服務(wù)數(shù)量上保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，以此維持公司數(shù)十年。前期工作提高了公司的聲譽(yù)，并指出了公司被很多人推薦和選擇是因?yàn)槠渥吭降馁|(zhì)量和服務(wù)。市場(chǎng)研究顯示，XX市的能源需求增加了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，這也就增加了既有建筑改造的潛力空間，XX市聯(lián)能科技有限公司將致力于這塊市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)。污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告第1章前言1.1項(xiàng)目背景XX市位于山東半島中部，地跨北緯35〃41’～37〃26’，東經(jīng)118〃10’～120〃01’，東鄰青島、煙臺(tái)市，西接淄博、東營(yíng)市，南連臨沂市，北瀕渤海萊洲灣。轄A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、D區(qū)，E、F、G、H、I、J６市（縣級(jí)），K、L２縣。總面積25544平方公里,總?cè)丝?26萬(wàn)。據(jù)2010年XX市市過(guò)敏經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，2010年XX市市生產(chǎn)總值（GDP）完成3990.9億元，按可比價(jià)格比上年增長(zhǎng)了13.3%；其中第一產(chǎn)業(yè)增加值390.5億元，增長(zhǎng)4.3%；第二產(chǎn)業(yè)增加值1590.3億元，增長(zhǎng)13.2%；第三產(chǎn)業(yè)增加值1740.1億元，增長(zhǎng)16.0%。一、二、三產(chǎn)業(yè)分別拉動(dòng)GDP增長(zhǎng)0.4、7.7、5.2個(gè)百分點(diǎn)。按常住人口計(jì)算，人均GDP達(dá)到34950元，約折合5172美元，比上年增長(zhǎng)12、1%。三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為10.69:55.66:33.65。XX市有四季氣候,炎熱和潮濕的夏天,寒冷而干燥的冬天。日平均溫度范圍從1月份的-2.9C°到7月的26.2°C，年平均為12.49°C。因此，該地區(qū)有大量的冷熱需求。山東省地方標(biāo)準(zhǔn)《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》條文解釋中提到，住宅空調(diào)耗能量一般為建筑耗能量的15%左右，如果考慮到生活熱水等其他供熱負(fù)荷，則XX市地區(qū)居住建筑全年供熱能耗要比空調(diào)能耗多出3-4倍還要多。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研與實(shí)地?cái)?shù)據(jù)采集，所有項(xiàng)目建筑由集中供熱站供熱，由冷水機(jī)組或是空氣源熱泵制冷。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)了這些項(xiàng)目建筑既有冷熱源的一些嚴(yán)重問(wèn)題：城市集中供熱熱源不足近幾年，XX市市發(fā)展很快，城市建設(shè)規(guī)模也逐年增大，目前XX市的城市集中供熱管網(wǎng)的基礎(chǔ)建設(shè)較差，不能滿足全部建筑面積的供暖需求，因此目前XX市市存在較大的供熱缺口，亟需尋找合適的低品位熱源來(lái)滿足居住及公共建筑的冬季供暖需求?？諝庠礋岜枚竟┡实湍壳耙恍┘扔许?xiàng)目使用空氣源熱泵提供供熱和制冷?？諝庠礋岜迷诙竞錀l件下使用存在結(jié)霜除霜的問(wèn)題，系統(tǒng)運(yùn)行效率較低，在極端氣候條件下效率甚至低于1.5。夏季空調(diào)系統(tǒng)熱污染嚴(yán)重小型燃煤鍋爐消耗大量的一次能源，效率低，對(duì)環(huán)境污染比較嚴(yán)重，需要進(jìn)行節(jié)能改造。冷水機(jī)組引起的問(wèn)題計(jì)劃改造的項(xiàng)目中公共建筑多采用空氣源模塊式冷水機(jī)組或水冷式冷水機(jī)組。與地源熱泵相比，風(fēng)冷熱泵與冷水機(jī)組的能耗均大于地源熱泵的能耗，而且水冷冷水機(jī)組必須配冷卻塔，占用樓頂面積，且不美觀。對(duì)于開(kāi)式冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，由于冷卻水吸收熱量后，與空氣接觸，CO2逸入空氣中，水中溶解氧和濁度增加，造成冷卻循環(huán)水系統(tǒng)有4大問(wèn)題：腐蝕、結(jié)垢、菌藻滋生及污泥。如果不對(duì)水質(zhì)進(jìn)行處理將嚴(yán)重?fù)p壞制冷設(shè)備，大幅度降低熱交換效率，造成能源的浪費(fèi)。此外，冷水機(jī)組和風(fēng)冷機(jī)組還將會(huì)加劇城市熱島效應(yīng)?；诩扔邢到y(tǒng)存在的上述問(wèn)題，有必要對(duì)既有系統(tǒng)進(jìn)行改造，以進(jìn)一步提高其能源效率。地源熱泵系統(tǒng)和污水源熱泵系統(tǒng)作為有利的替代能源，分別利用淺層地?zé)崮芎臀鬯鳛槔錈嵩磳?shí)現(xiàn)冬季供熱、夏季空調(diào)。XX市當(dāng)?shù)卣e極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排政策，提出了利用盡可能多的可再生能源為建筑物供暖和空調(diào)，來(lái)替代原有的低水平的能源形式。本次改造項(xiàng)目面積為1616.56平方千米，包括政府辦公樓、會(huì)議中心、辦公建筑、公寓、商場(chǎng)、學(xué)校等。1.2項(xiàng)目介紹1.2.1項(xiàng)目位臵本次能源系統(tǒng)改造項(xiàng)目位于A區(qū)，能源中心有13個(gè)（如圖1.1所示），其中地源熱泵12個(gè)，污水源熱泵項(xiàng)目一個(gè)。該區(qū)域市政配套服務(wù)設(shè)施齊全，通訊、交通、十分方便，是XX市市居住規(guī)劃建設(shè)的重點(diǎn)整改地段。XX市市區(qū)地層以粘性土和砂土為主（50至100米左右），其下基巖以中—新代火山巖、沉積巖為主。粘土體全年溫度相對(duì)變化穩(wěn)定，一般為14.5—16.5℃。同時(shí)，XX市市地下水溫度為16～16.5℃，含有巨大的地?zé)釢撃堋?.2.2項(xiàng)目技術(shù)方案 本項(xiàng)目利用地源熱泵和污水源熱泵供暖空調(diào)，其中污水源熱泵項(xiàng)目承擔(dān)632.47km2的冬季供暖面積，夏季252km2的空調(diào)面積，地源熱泵系統(tǒng)承擔(dān)7632.09km2的供暖空調(diào)面積。歐行貸款主要用于購(gòu)買地源熱泵系統(tǒng)及設(shè)備，以替代原來(lái)的鍋爐。1.2.3項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度項(xiàng)目擬分步實(shí)施。本項(xiàng)目建設(shè)期為3年，計(jì)劃于2014年5月份進(jìn)行該區(qū)域內(nèi)既有建筑改造，同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)有管網(wǎng)改造設(shè)計(jì)和管網(wǎng)敷設(shè)；2014年完成部分既有建筑節(jié)能和分戶供熱計(jì)量改造并投入使用；2015年4月啟動(dòng)熱水管網(wǎng)改造和換熱站改造，同時(shí)進(jìn)行熱泵系統(tǒng)建設(shè)；2015年11月份部分投入供熱；預(yù)計(jì)2016年4月份全部完成，11月正式投入生產(chǎn)。能源管理合同正與業(yè)主協(xié)商中，將在系統(tǒng)改造前簽訂，其合同草本見(jiàn)附錄1-1至附錄1-3。1.2.4項(xiàng)目投資 本項(xiàng)目計(jì)劃總投資2.522億元，其中地源熱泵項(xiàng)目總投資19118萬(wàn)元，向歐行貸款1300萬(wàn)歐元，其余的由XX市XX市x公司自籌；污水源熱泵項(xiàng)目總投資為6102萬(wàn)元，不申請(qǐng)歐行貸款，全部由該公司自籌。1.3項(xiàng)目法人介紹XX市XX市x公司成立于2010年，是具有獨(dú)立法人資格的有限責(zé)任公司，注冊(cè)資本金3000萬(wàn)元。該公司以先進(jìn)的技術(shù)、工藝和服務(wù)質(zhì)量及管理在能源應(yīng)用與節(jié)能服務(wù)上享有很高的聲譽(yù)。公司自成立以來(lái)發(fā)展飛速，2012年的銷售總額為431萬(wàn)，2013年由簽訂的合同可知銷售總額將為1228萬(wàn)元。該公司承擔(dān)以下業(yè)務(wù)：城市集中供熱項(xiàng)目設(shè)計(jì)地源熱泵、污水源熱泵及水源熱泵的供熱空調(diào)項(xiàng)目節(jié)能產(chǎn)品的研制和推廣等。公司現(xiàn)有高級(jí)專業(yè)技術(shù)專家5人，其中聘請(qǐng)中科院院士1人及中科院能源所博士1人作技術(shù)指導(dǎo)；工程師及具有國(guó)家注冊(cè)咨詢工程師執(zhí)業(yè)資格的17人；助理工程師及相應(yīng)職稱的專業(yè)人員6人；此外，還聘請(qǐng)了中科院、青島理工、XX市市節(jié)能檢查中心等院校、科研機(jī)構(gòu)的部分專家教授及地方企業(yè)的節(jié)能專家作為公司專業(yè)支持人員。1.4項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)本項(xiàng)目改造的主要目標(biāo)是解決XX市地區(qū)的供暖能源問(wèn)題，如果可再生能源利用以解決住宅的供熱問(wèn)題，將大大降低傳統(tǒng)的能源消耗。因此，能源改造，主要是冬季的供熱問(wèn)題，將提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加系統(tǒng)的效率，減少CO2的排放量。結(jié)合實(shí)際情況，冷/熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于既有建筑冷熱源及建筑冷熱負(fù)荷的基礎(chǔ)上的。該項(xiàng)目能耗嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家居住建筑節(jié)能65%的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，積極推動(dòng)可再生能源在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用，有效降低建筑能耗，貫徹國(guó)家《可再生能源法》。地源熱泵系統(tǒng)和污水源熱泵系統(tǒng)COP不低于3.0。本項(xiàng)目將節(jié)省14954.15噸標(biāo)煤，CO2,SO2,NOX和灰塵的減排量分別為37280.70噸、112.16噸、56.83噸和101.69噸。.第2章技術(shù)方案與經(jīng)濟(jì)節(jié)能環(huán)境分析2.1地源熱泵技術(shù)應(yīng)用的可行性研究2.1.1地源熱泵介紹地?zé)崮苁亲鳛闊崮艽鎯?chǔ)在地表下的一種能源形式（VDI4640,2000)。它是在幾乎每個(gè)地方都可用并且依賴于特定的地質(zhì)熱力特性，它可以以多種方式應(yīng)用，例如發(fā)電和區(qū)域供熱。截止到2009年底，安裝淺層地源熱泵全世界的數(shù)量達(dá)到了大約294萬(wàn)，在歐洲2011年超過(guò)了100萬(wàn)。地?zé)崮苣軌虼娉Ｒ?guī)能源，并因此作為了的一種能源選擇以減少環(huán)境污染特別是溫室氣體。Saneretal.(2010）給出了用地源熱泵系統(tǒng)去提供給一個(gè)普通歐洲獨(dú)戶住房比常規(guī)的燃油鍋爐節(jié)省了35%二氧化碳排放量。地?zé)崮芟到y(tǒng)在市場(chǎng)上被認(rèn)為是一種最有效的供熱制冷系統(tǒng)。美國(guó)環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)把地?zé)岱Q為最有效的能源，并且它是環(huán)保清潔、經(jīng)濟(jì)的空調(diào)系統(tǒng)可用能源。因此，在大多數(shù)像XX市的大城市，低焓的地源熱泵系統(tǒng)是有主要的優(yōu)勢(shì)。地源熱泵系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：節(jié)能、運(yùn)行費(fèi)用低較深的地層中在未受干擾的情況下常年保持恒定的溫度，遠(yuǎn)高于冬季的室外溫度，又低于夏季的室外溫度。地源熱泵可克服空氣源熱泵負(fù)荷需求越高，效率越低的技術(shù)障礙，顯著提高效率。高效率意味著消耗一次能源少，運(yùn)行費(fèi)用少。環(huán)保、潔凈地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行沒(méi)有燃燒，沒(méi)有排煙，大大降低了城鎮(zhèn)的大氣污染；據(jù)調(diào)研，由于需輸入的少量的電能維持熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)，地源熱泵由此產(chǎn)生的污染物排放量，比空氣源熱泵的排放量減少40％以上，比電供暖的減少70％以上；地源熱泵系統(tǒng)供冷時(shí)省去了冷卻塔，避免了冷卻塔噪音及霉菌污染，以及對(duì)大氣產(chǎn)生的熱島效應(yīng)。同時(shí)去掉冷卻塔使建筑周邊環(huán)境更加潔凈、優(yōu)美。節(jié)水省地的地源熱泵系統(tǒng)以地下淺層地?zé)崮苜Y源為冷、熱源，向其吸收或排出熱量，從而達(dá)到供暖或制冷的作用，既不消耗水資源，也不會(huì)對(duì)其造成污染；地源熱泵系統(tǒng)的地埋管可以直接布臵在建筑物的地下空間中，不占使用面積。一機(jī)多用地源熱泵系統(tǒng)可供熱、空調(diào)，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加制冷機(jī)的兩套裝臵或系統(tǒng)；機(jī)組緊湊，節(jié)省建筑空間，可以靈活安裝在任何地方，末端亦可做多種選擇；運(yùn)行可靠機(jī)組的運(yùn)行情況穩(wěn)定，幾乎不受天氣及環(huán)境、溫度變化的影響，即使在寒冷的冬季制熱量也不會(huì)衰減，更無(wú)結(jié)霜、除霜之慮；自動(dòng)化程度高，系統(tǒng)由電腦控制，能夠根據(jù)室外氣溫和室內(nèi)氣溫自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行，運(yùn)行管理可靠性高；無(wú)儲(chǔ)煤、儲(chǔ)油罐等衛(wèi)生及火災(zāi)安全隱患；機(jī)組使用壽命長(zhǎng)，主要零部件少，維護(hù)費(fèi)用低，主機(jī)運(yùn)行壽命可達(dá)到15年以上；機(jī)組自動(dòng)控制程度高，可無(wú)人值守。（5）應(yīng)用范圍廣地源熱泵技術(shù)在中國(guó)最近十年已經(jīng)發(fā)展的很好，通過(guò)學(xué)習(xí)先進(jìn)的設(shè)計(jì)/安裝技術(shù)和在工程實(shí)踐的施工中不斷探索，我們已經(jīng)建立了詳細(xì)的施工規(guī)范、施工過(guò)程和生產(chǎn)了地源熱泵系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備。2.1.2土壤熱物性XX市地質(zhì)構(gòu)造主要為粘土與粉質(zhì)粘土（在100米以內(nèi)）。粘土層下的巖石層主要是火山石與沉積巖。地下黏土層的常年平均溫度約為14.5~16.5℃。XX市地區(qū)地下水水位約在10m左右，水溫為16污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告~16.5℃。據(jù)調(diào)研，XX市地區(qū)約有7608平方公里的面積適合應(yīng)用地源熱泵，約占XX市地區(qū)總面積的34%。水文地質(zhì)條件是決定地源熱泵系統(tǒng)初投資的主要因素，巖土熱物性測(cè)試報(bào)告的主要目的是提供土壤的初始溫度，土壤的導(dǎo)熱系數(shù)與熱擴(kuò)散率，以及地下巖土的換熱能力等重要參數(shù)。為了獲得準(zhǔn)確的巖土熱物性參數(shù)，由山東建筑大學(xué)地源熱泵研究所于2013年11月10-13日對(duì)XX市中學(xué)進(jìn)行了巖土熱響應(yīng)測(cè)試，共對(duì)1個(gè)測(cè)試孔進(jìn)行了測(cè)試。詳細(xì)的測(cè)試報(bào)告見(jiàn)6#井熱物性測(cè)試報(bào)告。表2-1、表2-2給出了測(cè)試孔的測(cè)試參數(shù)。Table2.1測(cè)試孔基本參數(shù)項(xiàng)目項(xiàng)目測(cè)試孔項(xiàng)目測(cè)試孔鉆孔深度（m）180鉆孔直徑（mm）190埋管形式雙U埋管材質(zhì)PE管埋管內(nèi)徑（mm）25埋管外徑（mm）30鉆孔回填材料原漿主要地質(zhì)結(jié)構(gòu)土層Table2.2巖土熱物性測(cè)試結(jié)果測(cè)試孔測(cè)試孔初始溫度(°C)導(dǎo)熱系數(shù)(W/m°C)容積比熱容(106J/m3°C)平均值平均值16.01.3131.920回填材料導(dǎo)熱系數(shù)(W/m°C)1.92鉆孔內(nèi)熱阻雙U型管0.12mK/W經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，該區(qū)域的地質(zhì)條件適宜鉆孔，鉆孔費(fèi)用不高。因此綜合考慮，該地區(qū)從地質(zhì)條件，氣候條件等角度分析，可列為地源熱泵應(yīng)用的適宜區(qū)。1.3地源熱泵系統(tǒng)利用條件 本項(xiàng)目共有732094.58m2規(guī)劃區(qū)域使用地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行冬季供熱及夏季空調(diào)。主要建筑形式為學(xué)校、辦公樓、酒店等公共建筑。這些區(qū)域內(nèi)都規(guī)劃有大型停車場(chǎng)及空地，有足夠空間布臵地埋管。同時(shí)，辦公樓、學(xué)校等區(qū)域?qū)┡椭评湓谑褂脮r(shí)間上相對(duì)平衡，特別是學(xué)校，在最冷月和最熱月都在放假，減少了冷、熱負(fù)荷需求。住宅建筑末端采暖設(shè)備均采用地板輻射采暖，供水溫度宜采用35—50℃,供回水溫差不宜大于10℃。溫度要求與地源熱泵的出水溫度相符。為地源熱泵的改造提供了很好的適應(yīng)條件。2.2污水源熱泵技術(shù)應(yīng)用的可行性研究2.2.1污水源熱泵 介紹污水源熱泵系統(tǒng)由三個(gè)子循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成，即污水（中水）循環(huán)、中介水循環(huán)和末端循環(huán)。系統(tǒng)主要設(shè)備有：污水泵、污水（中水）換熱器、中水泵、熱泵機(jī)組及末端泵。具體的工藝流程如下：首先，污水（中水）經(jīng)過(guò)污水泵提升，進(jìn)入無(wú)堵塞高效換熱的污水換熱器進(jìn)行放熱，將一定溫差范圍內(nèi)（5℃左右）的熱量傳遞給清潔的中介水，再以7℃左右排放至下游污水處理廠再生水排出系統(tǒng)內(nèi)排向既定目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)污水（中水）循環(huán)。然后，中介循環(huán)水通過(guò)循環(huán)泵輸送，進(jìn)入熱泵機(jī)組地蒸發(fā)器進(jìn)行釋熱，將從污水那里獲取的熱量傳遞給熱泵機(jī)組，中介水放熱后進(jìn)入污水換熱器進(jìn)行循環(huán)吸熱，形成封閉循環(huán)，即中介水循環(huán)。用戶供熱回水進(jìn)入熱泵機(jī)組冷凝器進(jìn)行提熱，將熱泵機(jī)組從低溫那里轉(zhuǎn)化來(lái)的高溫?zé)崃课?，?jīng)過(guò)污水源熱泵提升至45℃～50℃左右的熱水，通過(guò)末端循環(huán)泵輸送，進(jìn)入末端散熱設(shè)備將熱量釋放給建筑空間，實(shí)現(xiàn)末端用戶循環(huán)。2.2污水源熱泵項(xiàng)目實(shí) 施的有利條件XX市市污水處理廠于2000年10月份建成投產(chǎn)，日處理污水設(shè)計(jì)規(guī)模為10萬(wàn)立方米。本項(xiàng)目通過(guò)使用XX市污水處理廠處理后達(dá)到國(guó)家一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)的再生水（即中水），經(jīng)水泵輸送進(jìn)入污水源熱泵系統(tǒng)中，通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行熱能轉(zhuǎn)移及品位提升，制取出45℃～50℃左右的熱水，經(jīng)末端循環(huán)泵輸送進(jìn)入采暖系統(tǒng)中為建筑供暖。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中污水（中水）只進(jìn)入專用換熱器內(nèi)，采用間接式系統(tǒng)，不污染環(huán)境與其他設(shè)備或水系統(tǒng)。2012年全年處理污水量約為4400萬(wàn)噸，滿足供水要求。冬季最低溫度約為12℃，完全滿足本項(xiàng)目632469.3m2的區(qū)域冬季供熱條件。2.3設(shè)計(jì)參數(shù)2.3.1室外設(shè)計(jì)參數(shù)： Table2.3XX市地區(qū)的供暖空調(diào)的室外設(shè)計(jì)參數(shù)如下：編號(hào)編號(hào)項(xiàng)目參數(shù)1地名山東XX市2位臵北緯36°45′東經(jīng)119°11′海拔（m）22.13大氣壓力（hPa）冬季1022.1夏季1000.94年平均溫度（℃）12.55室外計(jì)算（干球）溫度（℃）冬季采暖-7空調(diào)-9.3通風(fēng)-2.9夏季通風(fēng)30.2空調(diào)34.32空調(diào)日平均溫度296夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度（℃）26.8污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告77最熱月平均溫度（℃）25.08室外計(jì)算相對(duì)濕度（%）冬季空調(diào)63最熱月月平均81夏季通風(fēng)639室外風(fēng)速（m/s）冬季平均3.5夏季平均3.410設(shè)計(jì)計(jì)算用采暖期天數(shù)（days）118XX市地區(qū)典型年的室外日平均溫度，極值溫度變化曲線見(jiàn)圖6.1（數(shù)據(jù)來(lái)自建筑負(fù)荷計(jì)算軟件Dest數(shù)據(jù)庫(kù)）。日干球溫度統(tǒng)計(jì)-20日干球溫度統(tǒng)計(jì)-20-100102030401-12-13-14-15-16-17-18-19-110-111-112-1干球溫度（℃）日平均溫度(℃)日最高溫度(℃)日最低溫度(℃)2.3.2空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)： 表2.4空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)建筑類型建筑類型房間類型夏季冬季溫度（°C）相對(duì)濕度（%）溫度（°C）相對(duì)濕度（%）住宅住宅臥室、起居室26-2860-6518-20—公寓臥室26-2860-6518-20—起居室26-2860-6518-20—客房25-2750-6518-20≥30辦公建筑辦公室26-28<6518-20—高級(jí)辦公室24-2740-6020-2240-55會(huì)議室25-27<6516-18—客房26-2860-6518-20≥30宴會(huì)廳、餐廳25-2750-6518-20≥30大廳、休息廳26-2850-6516-18≥30接待廳26-2850-6516-18≥30商業(yè)中心購(gòu)物中心26-2850-6516-1830-50影劇院24-2850-7016-20≥30學(xué)校教室26-28≤6516-18—禮堂26-28≤6516-18—圖書館25-27≤6516-20—2.3.3公共建筑主要房間設(shè)計(jì)新風(fēng)量Table2.5公共建筑主要房間的設(shè)計(jì)新風(fēng)量建筑類型與房間名稱建筑類型與房間名稱新風(fēng)量m3/（h·p）商務(wù)中心客房5星級(jí)504星級(jí)4033星級(jí)30餐廳、宴會(huì)廳、多功能廳5星級(jí)304星級(jí)253星級(jí)20大堂、四季廳4-5星級(jí)10商業(yè)服務(wù)中心4-5星級(jí)20美容美發(fā)康樂(lè)設(shè)施中心30商場(chǎng)、書店20餐廳20管理中心30學(xué)校教室小學(xué)11初中14高中173.4主要房間換氣次數(shù)： Table2.6主要房間換氣次數(shù)RoomNameRoomNameAirChanges(times/h)RoomNameAirChanges(times/h)衛(wèi)生間5-10西餐廚房30-40開(kāi)水間、暗室≥5職工餐廳廚房25-35制冷機(jī)房4-6車庫(kù)6配電室3-4浴室（無(wú)窗）5-10全封閉蓄電池室3-5洗衣房15-20發(fā)電機(jī)房貯油間發(fā)電機(jī)房貯油間≥5換熱站10-15電梯機(jī)房5-15水泵房3-5吸煙室≥10污水泵房≥8中餐廚房40-50——XX市市建筑的年累計(jì)冷熱負(fù)荷相差不大，采用地源熱泵技術(shù)，不僅可以基本實(shí)現(xiàn)夏季向地下蓄熱，冬季從地下取熱的功能，而且相對(duì)于傳統(tǒng)空調(diào)方式，采用地埋管換熱器的地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行效率更高，因此該地區(qū)是地源熱泵技術(shù)應(yīng)用的適宜區(qū)域。2.4地源熱泵項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程(以四號(hào)能源中心為例)該項(xiàng)目每個(gè)能源中心技術(shù)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)程序分為七步，如圖2-2所示。為了使計(jì)算簡(jiǎn)單易懂，以四號(hào)能源中心（濰城區(qū)政府）為例。其他能源中心（共十二個(gè)）詳細(xì)的計(jì)算結(jié)果在附件3中。1.1.建筑物描述2.現(xiàn)有能源系統(tǒng)的實(shí)測(cè)能耗3.建筑物的預(yù)測(cè)負(fù)荷4.設(shè)備選型與地下熱平衡分析5.地源熱泵的設(shè)計(jì)方案6.初投資7.節(jié)能量計(jì)算與經(jīng)濟(jì)環(huán)境分析節(jié)能量CO2減排量回收期圖2-2設(shè)計(jì)程序流程圖2.4.1工程概況工程信息項(xiàng)目每棟樓的基本信息和采取的能源節(jié)省措施總結(jié)如下表2-7：表2-7建筑物基本信息能源中心名能源中心名稱濰城區(qū)政府建筑年代2003項(xiàng)目建筑建筑面積(㎡)層數(shù)辦公區(qū)1#辦公樓37000122#辦公樓7741.263#辦公樓7741.2644#辦公樓7741.265#辦公樓7741.26居住區(qū)6#餐廳741.03總計(jì)-68705.88-節(jié)能措施圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位節(jié)能措施傳熱系數(shù)（W/(㎡〃K)）標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)值屋面50厚擠塑聚苯板(XPS板)≤0.550.5外墻外墻為外保溫，采用50厚保溫巖棉(干密度80～200)≤0.5外門窗及透明幕墻斷熱鋁型材+Low-e中空玻璃(6Low-e+12空氣+6透明)外門窗的氣密性為4級(jí)透明幕墻的氣密性為3級(jí)≤3.02.7透明屋面斷熱鋁型材+Low-e中空玻璃遮陽(yáng)系數(shù):0.60≤3.02.5地下室底板及外墻地下室外墻設(shè)臵30厚擠塑聚苯板保溫層≤0.6架空樓板底面接觸室外空氣的樓板板底設(shè)臵50厚保溫巖棉(干≤0.6外窗可開(kāi)面積占窗戶總面積的比率不小于30%，透明幕墻的可開(kāi)面積占透明幕墻的比率不小于15%。建筑的熱工設(shè)計(jì)符合關(guān)于DBJ14-036-2006建筑規(guī)范。既有能源系統(tǒng)和末端設(shè)備建筑的既有冷熱源系統(tǒng)是市政集中供熱系統(tǒng)和冷水機(jī)組，末端設(shè)備見(jiàn)表2-8。密度80密度80～200)房間名稱房間名稱末端設(shè)備大空間、大型會(huì)議廳風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)處理機(jī)組小空間如辦公室等風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)處理機(jī)組2.4.2既有系統(tǒng)的實(shí)測(cè)能耗建筑物是由來(lái)自集中供熱站的高溫高壓蒸汽來(lái)提供熱量，冷凝水直接排放。A.供熱季建筑物本身消耗的能源（不含其它損失）建筑物每天的蒸汽耗量是通過(guò)流量計(jì)測(cè)得的，蒸汽和冷凝水的溫度和壓力是現(xiàn)場(chǎng)手工記錄。通過(guò)記錄的壓力和溫度，供應(yīng)蒸汽和冷凝水的焓值可以通過(guò)蒸汽和水的焓濕圖得到。因此，建筑物的實(shí)際耗熱量可以由以下的方程式計(jì)算出：污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告Qb,wintermshshwQb,winter——總的耗熱量(kJ)Ms——總的使用蒸汽的質(zhì)量(kg)hs、hw——供應(yīng)蒸汽的焓和回水的焓值kJ/(kg.K)B.實(shí)測(cè)總能耗該項(xiàng)目集中供熱的熱源為蒸汽供暖，而高溫蒸汽生產(chǎn)輸送過(guò)程中會(huì)不可避免地產(chǎn)生大量的熱量損失，主要由三部分組成。第一部分是熱源廠鍋爐的熱效率的損失；第二部分損失是在汽水換熱站中換熱后生成的凝結(jié)水造成的，這種損失跟凝結(jié)水回收率有關(guān)；第三部分是由于不均勻的供熱引起的。根據(jù)《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》可知，供熱鍋爐的熱效率為78%，管網(wǎng)輸送效率0.9，因此集中供熱總效率0.702。集中供暖季建筑物總耗熱量QQb,winterkJt,winterQ —集中采暖季的累積耗熱量(kJ)t,winter———集中供暖總效率，取0.702集中供暖季建筑物的標(biāo)準(zhǔn)煤總耗量Qm t,winter tcecoal29308*100029308——每千克標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱值（kJ）該項(xiàng)目實(shí)測(cè)的末端能耗和建筑物的實(shí)際總能耗計(jì)算列于下表2-9?，F(xiàn)有制冷系統(tǒng)的電量消耗制冷系統(tǒng)總的電量消耗由安裝在機(jī)房的功率計(jì)測(cè)出，見(jiàn)表2-9。表2-9實(shí)測(cè)制冷總能耗月份月份實(shí)測(cè)制冷總能耗(MWh）102030405131628276098658927710011012120總計(jì)1957現(xiàn)有系統(tǒng)實(shí)測(cè)總能耗現(xiàn)有系統(tǒng)各月實(shí)測(cè)總能耗見(jiàn)表2-10表2-10各月實(shí)測(cè)能耗實(shí)測(cè)能耗實(shí)測(cè)能耗制冷采暖月份實(shí)測(cè)制冷總能耗MWh(）實(shí)測(cè)制冷耗煤量tce)(實(shí)測(cè)采暖總能耗(MWh）)實(shí)測(cè)采暖耗煤量(tce)1001734288.542001357226.57300602100.3340000513142.4500628290.96007609196.80008658212.4800927789.5500100000111100666111.1512001470244.56總計(jì)1957632.235829971.15單位面積能源消耗量0.03350.1080.09980.01662.4.3建筑物的預(yù)測(cè)負(fù)荷與預(yù)測(cè)能耗 建筑物的預(yù)測(cè)能耗是根據(jù)建筑的實(shí)測(cè)能耗量和地源熱泵系統(tǒng)的估計(jì)能效比來(lái)得出的。地源熱泵系統(tǒng)的平均能效比的值供熱大約為3.5，制冷為4.5。預(yù)測(cè)的熱量和冷量需求稍微比現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值低，因?yàn)樵诘卦礋岜眠\(yùn)行時(shí)經(jīng)營(yíng)者采取了科學(xué)合理的運(yùn)行管理措施與控制策略，以及分戶計(jì)量。建筑的預(yù)測(cè)供熱量/制冷量和能源消耗列于下表2-11。表2-11建筑物預(yù)測(cè)負(fù)荷與能耗月份預(yù)測(cè)COP預(yù)測(cè)熱負(fù)荷（MWh）預(yù)測(cè)冷負(fù)荷（MWh）預(yù)計(jì)耗熱量MWh預(yù)計(jì)耗冷量MWh13.51647.460.00470.702857123.41289.420.00379.239705933.4571.870.00168.1973529400.000.000554.70.00412.00087.658723464.60.00882.820191.916521774.50.001852.270411.61684.50.002062.260458.2894.40.00869.140197.53090911000.000.000113.6632.600.00175.7208333123.51396.170.00398.9048571總計(jì)5537.516078.481592.771347.00MJ/m2kWh/m2kWh/m2kWh/m2341.35104.0827.2723.072.4.4設(shè)備選擇和地埋管換熱器的熱平衡分析 根據(jù)設(shè)計(jì)文件，設(shè)計(jì)的峰值冷負(fù)荷為80W/m2，峰值熱負(fù)荷為67W/m2。地源熱泵系統(tǒng)的主要設(shè)備選擇見(jiàn)下表。表2-12主要設(shè)備材料表編編號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)性能單位數(shù)量備注1螺桿式地源熱制冷量：1797KW制熱量：1965KW臺(tái)2制冷時(shí)：使用側(cè)進(jìn)出口水溫12/7°C,泵機(jī)組泵機(jī)組制冷用電量：381.5KW制熱用電量：265.9KW機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)重量：11880kg水流量309m3/h地源側(cè)進(jìn)出口水溫26/30°C,流量443m3/h制熱時(shí)：使用側(cè)進(jìn)出口水溫40/45°C,冷凍水流量338m3/h地源側(cè)進(jìn)出口水溫8/4°C,冷凍水流量425m3/h2空調(diào)側(cè)循環(huán)水泵流量：371m3/h楊程：mH33.42O臺(tái)3保留原有水泵3地埋管側(cè)循環(huán)水泵Q=460m3/hH=47mH2O臺(tái)32用一備N=110KW/臺(tái)安裝詳見(jiàn)：LO3S001-163~150地埋管換熱器全年冷熱負(fù)荷計(jì)算在地源熱泵系統(tǒng)中，實(shí)際地埋管換熱器的散熱與取熱負(fù)荷與建筑物的冷、熱負(fù)荷并不直接相等，它還與采用的熱泵機(jī)組的能效比有關(guān)，其關(guān)系如下。地埋管換熱器的取熱量：QQPQ(11/COP)(1)exb,hheatb,hg,h地埋管換熱器的散熱量：QQPQ(11/COP)(2)reb,ccoolb,cg,cPheat與Pcool分別是制熱與制冷工況下機(jī)組及水泵的功率，可近似取機(jī)組的功率。COP 和COP是熱泵的平均COP，假定為5。 g,h g,c由上式可知，在考慮了機(jī)組的耗功量后地埋管換熱器的散熱量與取熱量的比值要明顯高于建筑物所需的冷負(fù)荷與熱負(fù)荷的比值。濰城區(qū)政府的負(fù)荷情況如下表。表2-13地源熱泵負(fù)荷設(shè)計(jì)冷指標(biāo)設(shè)計(jì)冷指標(biāo)(W/m2)設(shè)計(jì)熱指標(biāo)(W/m2)累積排熱量(MWh)累積取熱量(MWh)不平衡率%設(shè)計(jì)方案80677294.1764430.0060.392665GSHP+ASHP2.4.5項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案和建設(shè)費(fèi)用鉆井容量根據(jù)建筑物的設(shè)計(jì)冷熱負(fù)荷與預(yù)測(cè)累積負(fù)荷，設(shè)計(jì)地源熱泵為建筑物制冷和供暖。通過(guò)TRT報(bào)告，雙U地埋管換熱率冬季為34W/m，夏季為58W/m。因此，地埋管換熱器的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)下表。表2-13地埋管設(shè)計(jì)結(jié)果鉆井?dāng)?shù)量鉆井?dāng)?shù)量鉆井長(zhǎng)度(m)鉆井間距(m)占地面積(m2)96796662524175工程初投資表2-15工程初投資項(xiàng)目空調(diào)面積m2造價(jià)元/m2總投資(百萬(wàn)元)1熱泵機(jī)組（500元/kW)58400402.3362附屬設(shè)備(元/m2)58400100.5843配電(元/m2)58400100.5844埋管管材(元/m2)5840041.382.425風(fēng)機(jī)盤管58400006施工費(fèi)用(元/m2)5840082.764.83地源熱泵系統(tǒng)總投資184.1410.75建筑本體外保溫投資費(fèi)用5840000本中心項(xiàng)目總投資184.1410.752.4.6轉(zhuǎn)換系數(shù)和收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換系數(shù)以下計(jì)算所使用的轉(zhuǎn)換系數(shù)見(jiàn)下表。序序號(hào)項(xiàng)目單位值參考1標(biāo)準(zhǔn)煤的低熱值kJ/kgce29308生產(chǎn)能源總消耗計(jì)算總則GB/T2589—20082XX市發(fā)電效率NA0.38區(qū)域發(fā)電廠的發(fā)電效率3熱源廠鍋爐效率NA0.8區(qū)域供熱站鍋爐熱效率4電與標(biāo)準(zhǔn)煤的轉(zhuǎn)換系數(shù)kgce/kWh0.323生產(chǎn)能源總消耗計(jì)算總則GB/T2589—20085CO2排放量tCO2/tce2.493中國(guó)建筑能源節(jié)能報(bào)告，2009，清華大學(xué)6SO2排放量tSO2/tce0.00757NOx排放量tNOx/tce0.00388粉塵排放量tDust/tce0.0068暫定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和改造后能源系統(tǒng)的電價(jià)對(duì)住戶進(jìn)行節(jié)能改造之后，實(shí)現(xiàn)的收費(fèi)價(jià)格：采暖季仍按照當(dāng)前現(xiàn)行的供暖收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行；制冷的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)的制冷費(fèi)用低10%左右的價(jià)格來(lái)執(zhí)行的。表2-17不同建筑物供冷/供暖價(jià)格項(xiàng)目項(xiàng)目居住率供冷價(jià)格（元/㎡）供暖價(jià)格（元/㎡）公建0.922534.32學(xué)校11021居住建筑0.9625.6商業(yè)建筑13134.32注：價(jià)格是沒(méi)有考慮通貨膨脹的預(yù)測(cè)最低值。公建和商業(yè)建筑的電費(fèi)為0.73元/kWh，居住建筑和學(xué)校的電費(fèi)為0.54元/kWh。回收年限計(jì)算使用靜態(tài)回收年限計(jì)算方法，初投資回收期=year供暖空調(diào)收入+補(bǔ)貼-電費(fèi)支出-維護(hù)管理費(fèi)這里，補(bǔ)貼是一次性補(bǔ)貼，包括兩部分:一,政府節(jié)能補(bǔ)貼是38.5元每平方米。二，節(jié)省每公斤標(biāo)煤補(bǔ)貼360元。2.4.7每年能源費(fèi)用和節(jié)省費(fèi)用通過(guò)能耗計(jì)算方法，項(xiàng)目實(shí)施者在對(duì)系統(tǒng)改造后的支出與收入見(jiàn)表2-18。表2-18系統(tǒng)改造后的支出與收入現(xiàn)有系統(tǒng)總費(fèi)用現(xiàn)有系統(tǒng)總費(fèi)用(RMB）3433170.09改造后的預(yù)測(cè)能源總費(fèi)用(RMB）2146030.47改造后的運(yùn)行維護(hù)管理費(fèi)(RMB)214603.05改造后的供暖制冷收費(fèi)(RMB)3187144.96改造后政府補(bǔ)貼(RMB)252371.22熱泵機(jī)組投資費(fèi)用(RMB）10753655.17總投資(RMB）10501283.96回收期(年)12.71每年節(jié)省費(fèi)用每年節(jié)省費(fèi)用節(jié)省費(fèi)用(RMB)一次能源節(jié)省量(kg/m2)一次能源節(jié)省量(tce)1287139.6312.03702.554.8環(huán)境分析 對(duì)于一個(gè)合理的熱平衡性較好的地源熱泵系統(tǒng)而言，淺層地?zé)崮苁且环N可再生能源。在項(xiàng)目運(yùn)行期間沒(méi)有污染物和溫室氣體的排出。項(xiàng)目每年的環(huán)境收益計(jì)算列于表2-19。表2-19環(huán)境收益一次能源節(jié)省一次能源節(jié)省量(tce)CO2減排量(噸)SO2減排量(噸)Nox減排量(噸)粉塵減排量(噸)702.551751.465.272.674.78CO2節(jié)省的投資費(fèi)用RMB/噸CO25995.732.5污水源熱泵項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程2.5.1建筑物描述 建筑物信息Table2.20污水源熱泵系統(tǒng)的建筑信息編號(hào)編號(hào)建筑名稱主要信息建筑面積/m2備注1紫金花園合計(jì)13座樓，多層6座，6層，小高層3座，12層，高層3座，18層134791該五個(gè)小區(qū)冬天使用污水源熱泵技術(shù)供熱，夏季不空調(diào)，供熱面22金鼎華府小高層2座，12層，高層4座，18層，商業(yè)3座，6層80613積為632469.3m2.3陽(yáng)光秀苑5座樓，6層20069.834茂華愛(ài)琴海多層12座，6層，小高層2座，12層113899.865金都時(shí)代多層16座，層高6層，小高層13座，12層，高層2座，各33、35層，幼兒園一座，多層283095.616居然之家家居商場(chǎng)，一棟3層樓，層高3.5米，為磚混結(jié)構(gòu)60000該三個(gè)建筑僅夏季使用污水源熱泵技術(shù)空調(diào)，空調(diào)面積為252000m2.7萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)商業(yè)兩座24層的高樓，底下為3-5層的大商場(chǎng)，地下2層停車場(chǎng)1450008萬(wàn)達(dá)酒店為五星級(jí)酒店一棟19層的高樓47000既有能源系統(tǒng)及末端設(shè)備污水源熱泵系統(tǒng)供暖的建筑全部采用地?zé)岜P管的方式輻射供暖，系統(tǒng)的供冷用于商場(chǎng)夏季空調(diào)需求，商場(chǎng)采用風(fēng)機(jī)盤管。2.5.2既有系統(tǒng)的實(shí)測(cè)能耗污水源熱泵系統(tǒng)服務(wù)建筑均為節(jié)能建筑，其中大部分住宅入住率低，能耗數(shù)據(jù)采用較保守的估算數(shù)據(jù)，即建筑可能的最大熱負(fù)荷，考慮因素有部分建筑材料不滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求、人為的耗能因素、入住率不高等。制冷能耗按各用冷單位平均能耗計(jì)算。Table2.21建筑實(shí)測(cè)總能耗月份月份供熱實(shí)測(cè)末端總能耗(MWhth)供熱實(shí)測(cè)系統(tǒng)總能耗(MWhth)空調(diào)實(shí)測(cè)總能耗(MWhe)12532.5817423433.56021948.209178263803737.259977199604000500657600838700135180017139009041000011856.670725511600122140.53192628900total8215.25354911117.565463單位能耗/m2kWh/m2kWh/m2kWh/m217.5712.9821.682.5.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)能耗 Table2.22系統(tǒng)設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)能耗月份月份預(yù)測(cè)COP預(yù)測(cè)耗熱量（MWhth）預(yù)測(cè)耗冷量（MWhth）供熱預(yù)測(cè)耗能量(MWhth)空調(diào)預(yù)測(cè)耗能量(MWhe)64.6680083996.6794841316.095642920.575396832.5.4設(shè)備選型 查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)，冬夏季的設(shè)計(jì)冷熱指標(biāo)分別為80W/m2和32W/m2，污水源熱泵系統(tǒng)的選型如表2.23所示。Table2.23污水源熱泵系統(tǒng)的主要設(shè)備選型表序序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1常溫型污水源熱泵CYKQVQRK4U15DGDFG-HP制熱量：MW10.7功率：2.332MW臺(tái)2美國(guó)約克2污水換熱器JTHR-L-200-0.3/0.2-BII換熱面積：200㎡臺(tái)26哈工大金濤3污水加壓泵WQ2445-618-300H=20mQ=700m3/hP=55kW臺(tái)54用1備4系統(tǒng)水循環(huán)泵KQL350/480-132/6H=29mQ=900m3/hP=132kW臺(tái)32用1備5中介水循環(huán)泵KQL300/425-55/6H=20mQ=700m3/hP=55kW臺(tái)54用1備序序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注6污水循環(huán)泵WQ2520-629-250H=32mQ=700m3/hP=90kW臺(tái)54用1備2.5.5初投資計(jì)算Table2.24污水源熱泵系統(tǒng)初投資序序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量單價(jià)（萬(wàn)元）總價(jià)（萬(wàn)元）1常溫型污水源熱泵CYKQVQRK4U15DGDFG-HP臺(tái)21100.002200.002污水換熱器JTHR-L-200-0.3/0.2-BII臺(tái)2646.001196.003污水加壓泵WQ2445-618-300H=20mQ=700m3/hP=55kW臺(tái)55.7028.504系統(tǒng)水循環(huán)泵KQL350/480-132/6H=29mQ=900m3/hP=132kW臺(tái)38.7026.105中介水循環(huán)泵KQL300/425-55/6H=20mQ=700m3/hP=55kW臺(tái)54.3621.806污水循環(huán)泵WQ2520-629-250H=32mQ=700m3/hP=90kW臺(tái)510.0050.007系統(tǒng)水補(bǔ)水補(bǔ)水量50m3/h臺(tái)29.4418.88定壓裝臵定壓裝臵8中介水補(bǔ)水定壓裝臵補(bǔ)水量20m3/h臺(tái)14.414.419快速除污器KC-700臺(tái)12.682.6810機(jī)房電氣施工項(xiàng)1312.00312.0011機(jī)房設(shè)備安裝，管材、人工、保溫等項(xiàng)1450.00450.0012污水引退水項(xiàng)1570.00570.00合計(jì)4880.372.5.6年運(yùn)行費(fèi)用及節(jié)能量計(jì)算 實(shí)際總費(fèi)用實(shí)際總費(fèi)用(RMB/年）119,600,117.42預(yù)測(cè)總費(fèi)用(RMB/年）19,331,529.39運(yùn)行和管理費(fèi)用(RMB/年)1256,400.00供熱、制冷總收入(RMB/年)124,003,214.08總補(bǔ)貼(RMB)12294640熱泵系統(tǒng)總投資(RMB）148,803,700.00項(xiàng)目總投資(RMB）148,803,700.00回收期(年)13.23節(jié)能量每年節(jié)省費(fèi)用每年節(jié)省費(fèi)用(RMB/年)節(jié)煤量(千克標(biāo)煤/(m2.年))每年節(jié)煤量(噸標(biāo)煤/年)10,268,588.037.2063742.5.7環(huán)境影響 每年節(jié)煤量每年節(jié)煤量(噸標(biāo)煤/年)CO2減排量(噸/年)SO2減排量(噸/年)Nox減排量(噸/年)灰塵減排量(噸/年)637415890.38247.80524.221243.3432每節(jié)省1噸CO2的費(fèi)用：RMB/噸CO23071.27第3章改造系統(tǒng)概況本改造工程占地面積1616.56km2。應(yīng)用包括地源熱泵技術(shù)和污水源熱泵技術(shù)進(jìn)行區(qū)域供熱供冷，其中污水源熱泵系統(tǒng)承擔(dān)632.47km2的冬季供熱和252km2的夏季供冷，地源熱泵系統(tǒng)承擔(dān)732.09km2的供熱與制冷。根據(jù)當(dāng)?shù)毓釛l件與地下冷熱平衡，將全部地源熱泵系統(tǒng)承擔(dān)的范圍劃分為12個(gè)能源中心。每個(gè)工程的所有信息（包括建筑、實(shí)測(cè)和預(yù)測(cè)能耗、設(shè)計(jì)方案和節(jié)能）詳見(jiàn)附錄4。3.1地源熱泵系統(tǒng)本工程中，地源熱泵系統(tǒng)承擔(dān)732094.58m2的供熱與制冷，主要的建筑類型有住宅建筑、公共建筑（例如學(xué)校、辦公建筑、會(huì)議中心和若干酒店）。根據(jù)當(dāng)?shù)毓釛l件和地下冷熱平衡，將全部地源熱泵系統(tǒng)承擔(dān)的范圍劃分為12個(gè)能源中心。各個(gè)能源中心的詳盡描述如下所示：3.1.1既有系統(tǒng)概況表3.1既有系統(tǒng)匯總能源能源中心名稱功能地點(diǎn)熱源冷源節(jié)能建筑實(shí)際末端形式同時(shí)使用率1XX市中學(xué)學(xué)校XX市集中供熱分體空調(diào)否散熱器1.002公交辦公樓公建XX市集中供熱冷水機(jī)組否風(fēng)盤0.923XX市七中學(xué)校XX市集中供熱分體空調(diào)否散熱器1.004區(qū)政府公建XX市集中供熱空氣源熱泵是風(fēng)盤0.9255信息學(xué)院學(xué)校XX市集中供熱分體空調(diào)否散熱器1.006君尚假日酒店+住宅XX市集中供熱分體空調(diào)否散熱器0.9107黨校公建+住宅XX市集中供熱分體空調(diào)否散熱器0.918XX市學(xué)院學(xué)校XX市集中供熱分體空調(diào)否散熱器1.009一期酒店XX市集中供熱冷水機(jī)組否風(fēng)盤0.9210四期公建XX市集中供熱冷水機(jī)組是風(fēng)盤0.9511大酒店酒店XX市集中供熱冷水機(jī)組是風(fēng)盤0.9212印象住宅XX市集中供熱分體空調(diào)是地暖+風(fēng)盤0.903.1.2既有系統(tǒng)實(shí)測(cè)能耗概況 根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)供熱系統(tǒng)實(shí)測(cè)末端能耗與標(biāo)準(zhǔn)值幾乎相當(dāng)，然而，由于中央鍋爐和冷凝水的巨大熱損，導(dǎo)致建筑的總供熱能耗比標(biāo)準(zhǔn)值高很多。至于制冷能耗，寒冷地區(qū)的平均制冷能耗值參考自《中國(guó)建筑節(jié)能報(bào)告，2009，清華大學(xué)》，并列于表3.2中，實(shí)際制冷能耗高于平均值。表3.2實(shí)測(cè)能耗能源能源中心名稱采暖能耗(MJ/m2)制冷能耗(kWh/m2)標(biāo)準(zhǔn)值實(shí)測(cè)末端值總能耗(MJ/m2)參考值kWh/m2實(shí)測(cè)值(kWh/m2)建筑功能1210.00232.67331.4417.0015.89學(xué)校2公交辦公樓351.00378.12538.6324.0022.36公建3XX市七中210.00313.03445.9117.0018.34學(xué)校4區(qū)政府351.00359.32511.8524.0033.52公建5信息學(xué)院210.00329.00468.6617.0019.04學(xué)校66242.00320.75456.9127.6027.77酒店+住宅7266.00305.03434.5224.0026.71公建+住宅8XX市學(xué)院210.00347.99495.7117.0017.10學(xué)校9一期351.00362.32516.1327.6028.92酒店10四期351.00362.90516.9524.0033.98公建11大酒店351.00364.53519.2727.6029.47酒店12印象161.00192.04273.56-7.59住宅3.1.3方案設(shè)計(jì)概況 (1)設(shè)計(jì)方案概況土壤熱平衡的設(shè)計(jì)方案見(jiàn)表3.3，應(yīng)當(dāng)注意：各個(gè)能源中心既有系統(tǒng)的供熱設(shè)備（換熱器）將作為輔助設(shè)備保留，復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)則包含放熱裝臵（冷水機(jī)組）或者其熱源來(lái)自供熱站，并用于年累計(jì)熱不平衡率超過(guò)20%的項(xiàng)目。表3.3設(shè)計(jì)方案匯總能源中能源中心名稱累計(jì)放熱量(MWh)累計(jì)取熱量(MWh)不平衡率%設(shè)計(jì)方案1XX市中學(xué)709.2675600.554815.33地源熱泵2公交辦公樓1808.081512.4916.35地源熱泵+冷水機(jī)組3XX市七中2175.9982324.796.40地源熱泵4區(qū)政府7294.1764430.00639.27地源熱泵+空氣源熱泵5信息學(xué)院3735.6833803.2471.78地源熱泵6君尚假日3165.7712762.08312.75地源熱泵7黨校3090.2172683.82713.15地源熱泵8XX市學(xué)院4134.2324765.01913.24地源熱泵9一期10810.956731.18737.74地源熱泵+冷水機(jī)組10四期15925.348249.89448.20地源熱泵+冷水機(jī)組1111大酒店3010.7191877.71737.63地源熱泵+冷水機(jī)組12印象2666.1452607.9492.18地源熱泵表3.4土壤換熱器設(shè)計(jì)匯總（鉆井）能源中心能源中心名稱鉆孔數(shù)量鉆孔總深度(m)鉆孔間距占地面積(m2)1XX市中學(xué)20820828552002公交辦公樓37337241593253XX市七中938938115234504區(qū)政府967966635241755信息學(xué)院12141213805303506君尚假日10701070525267507黨校560559555140008XX市學(xué)院18081808005452009一期164016386242624010四期182018206942912011大酒店5055048351262512印象61661605515400總計(jì)11719261835污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告表3.4每個(gè)能源中心的土壤換熱器能力的匯總，包括需鉆孔數(shù)量、鉆孔間距和占地面積。按每口井100m深，則所需總鉆孔數(shù)量為11719口。本工程中，選用雙U型管可減少鉆孔總長(zhǎng)度和降低成本。3.1.4能耗、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境分析概況 各個(gè)能源中心的電耗數(shù)據(jù)匯總于表3.5。改造后系統(tǒng)的年總能耗約為2616萬(wàn)kWh。各個(gè)能源中心的能源消耗節(jié)約費(fèi)用、節(jié)約標(biāo)煤量和排放物減少量匯總于表3.6。全部工程改造后總投資為1.6055億元，每平米年運(yùn)行管理費(fèi)用為25.97元。對(duì)比既有系統(tǒng)，改造后系統(tǒng)每年能源消耗節(jié)約的費(fèi)用為0.27805億元，平均回收年限約12.17年。對(duì)比既有系統(tǒng)，改造后系統(tǒng)每年可節(jié)省約8580.15噸標(biāo)煤，并且減少排放21390.31噸CO、64.35噸SO。改造后，新的能源系統(tǒng)擁2 2有巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。經(jīng)濟(jì)分析報(bào)告匯總于附錄5-1和附錄6-1。污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告污水源與地源技術(shù)供熱制冷節(jié)能改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告表3.5各個(gè)能源中心的電耗及主要費(fèi)用同時(shí)使用同時(shí)使用率1.000.921.000.921.000.9100.911.000.920.950.920.90建筑面積(m2)18875.0023529.4169625.0068705.88108375.0066470.5947021.17141250.00110000.00129411.7628705.8871475.00供熱/制冷面積(m2)15100.0020000.0055700.0058400.0086700.0056500.0039968.00113000.0088000.00110000.0024400.0064326.58實(shí)測(cè)末端采暖能耗(MJ/m2)232.67378.12313.03359.32329.00320.75305.03347.99362.32362.90364.53192.04實(shí)測(cè)采暖能耗(MJ/m2)331.44538.63445.91511.85468.66456.91434.52495.71516.13516.95519.27273.56標(biāo)準(zhǔn)采暖能耗MJ/m2210.00351.00210.00351.00210.00242.00266.00210.00351.00351.00351.00161.00))預(yù)測(cè)供冷能耗(kWh/m2)8.6116.657.4523.077.8510.8114.277.0022.6426.6622.797.63實(shí)測(cè)耗標(biāo)煤量(kgce/m2)5.137.225.9210.836.158.978.635.529.3410.979.522.45預(yù)測(cè)耗標(biāo)煤量(kgce/m2)2.785.382.417.452.543.494.612.267.318.617.362.47實(shí)測(cè)供冷費(fèi)用(RMB)129536.07326524.41551547.141428882.09891388.41973423.84779362.621043465.801858055.862728431.94524958.21263714.40總供冷費(fèi)用t(RMB)129536.07474481.73551547.141428882.09891388.41973423.84779362.621043465.802517150.383221275.13731245.68263714.40CO2CO2表3.6能源消耗節(jié)約費(fèi)用、節(jié)約標(biāo)煤量和排放物減少量124.60295.90737.682.221.122.011138984.36合計(jì)8580.1521390.3164.3532.6058.3517804648.143.2污水源熱泵名稱名稱污水源熱泵能源中心能源合同具備功能住宅+商場(chǎng)地點(diǎn)XX市冷熱源技術(shù)污水源熱泵實(shí)測(cè)末端形式住宅地板采暖+商場(chǎng)風(fēng)盤同時(shí)使用率0.91建筑面積(m2)884082.53供熱/空調(diào)面積(m2)632469.61/252000設(shè)計(jì)熱負(fù)荷w/m232.00設(shè)計(jì)冷負(fù)荷