地熱熱泵供暖技術(shù)目錄TOC\o"1-3"\h\z1技術(shù)介紹122供暖系統(tǒng)介紹122.1工程概況122.2資源條件簡述122.3設計方案簡述132.3.1地熱井情況132.3.2地熱熱泵供暖能力132.3.3燃氣鍋爐調(diào)峰133可行性分析143.1技術(shù)可行性143.2經(jīng)濟可行性143.2.1能耗情況*143.2.2基本假設143.2.3節(jié)能量*143.2.4投資費用*153.2.5投資回收期154社會環(huán)境效益分析164.1社會效益164.2環(huán)境效益165參考資料16技術(shù)介紹地熱熱泵供暖是集地熱井的鉆鑿、地熱水回灌、熱能梯級利用、熱泵對地熱尾水進行熱能回收等為一體的綜合系統(tǒng)。利用水源，通過少量的電能輸入，采用熱泵原理，實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的技術(shù)。地熱是人類的寶貴資源，只有最大限度利用地熱，才能取得較高的經(jīng)濟效益。為此，一般地熱供熱系統(tǒng)中，地熱水除了直接或間接換熱應用外，其低溫尾水中的熱量還可通過水源熱泵將水溫提高后再加以利用，實現(xiàn)地熱水的梯級利用。梯級利用的合理性直接影響到地熱供熱的經(jīng)濟性。地熱供熱系統(tǒng)原理：地熱水經(jīng)抽水泵提升后，經(jīng)板式換熱器換熱，直接提供采暖用戶，其低溫尾水經(jīng)水源熱泵升溫后再供給采暖用戶；地熱水經(jīng)水處理后可直接提供用戶洗浴。供暖系統(tǒng)介紹工程概況本章調(diào)研的供暖系統(tǒng)為北苑家園地熱熱泵供暖系統(tǒng)。如表1所示為該供暖系統(tǒng)基本情況。供熱系統(tǒng)基本情況調(diào)研*項目單位數(shù)據(jù)圖片編號名稱北苑家園圖片1地址亞運村北約3公里總供暖面積萬m260建筑物性質(zhì)住宅換熱介質(zhì)熱水地熱井眼6圖片3資源條件簡述北苑地區(qū)由于有黃莊-高麗營斷裂穿過，斷裂兩盤的熱儲層及其深度有較大差異。經(jīng)計算，該區(qū)熱儲層地熱水總儲量為3.7億立方米，蘊涵熱量8.75×1013kJ，年可開采地熱水量為259萬立方米，年可利用熱量為5.29×1011kJ。斷裂北西盤：沙井6眼，井深2418米，每天出水量3000多噸，出水溫度為70℃斷裂南東盤：京熱94井，井深3610米，每天出水2000多噸，出水溫度72℃設計方案簡述北苑家園包括六區(qū)，建筑面積48萬平方米，公建區(qū)32萬平方米，均采用地熱結(jié)合熱泵負擔基礎(chǔ)負荷，燃氣鍋爐負擔尖峰負荷。生活熱水由地熱尾水，經(jīng)處理后供給。公建區(qū)夏季空調(diào)利用熱泵結(jié)合冷卻塔實現(xiàn)。地熱井情況北苑地區(qū)擬鉆鑿熱井10眼，其中6眼為抽水井，出水量為2000m3/d，出水溫度為70℃。地熱水采用梯級利用，一級地熱水67℃，經(jīng)一級板換換熱，一級地熱尾水溫度為45℃，二次水為供暖用循環(huán)水。二級地熱尾水一部分經(jīng)水處理后作為生活熱水，另一部分經(jīng)二級板換，二次水為水源熱泵的低溫熱源。地熱供熱原理見圖圖1地熱供熱原理圖地熱熱泵供暖能力經(jīng)計算，選用水源熱泵情況如表2所示。熱泵基本情況調(diào)研*項目單位數(shù)據(jù)圖片編號數(shù)量臺26圖片4單臺制熱量kW826.8供水溫度℃55回水溫度℃45電功率kW239.5燃氣鍋爐調(diào)峰燃氣鍋爐承擔尖峰負荷為13.02MW，調(diào)峰范圍為住宅及配套建筑，在原小區(qū)鍋爐房增設一臺15MW的天然氣鍋爐即可。調(diào)峰方式：一級、二級板換的二次水及熱泵冷凝器循環(huán)水混合后作為采暖循環(huán)水，溫度為55℃，當基礎(chǔ)負荷不能滿足實際負荷時，由原燃氣鍋爐承擔，通過板式換熱器加熱循環(huán)水不小于60可行性分析技術(shù)可行性熱泵技術(shù)已經(jīng)是一項成熟技術(shù)，在使用中無問題。經(jīng)濟可行性能耗情況*2004年9月1日~2005年3月21日，總計試運行采暖面積為171745.8平方米。具體能耗情況如附表2所示。表3所示為能耗匯總表。能耗匯總表面積(m2)采暖能耗費用(元)單位面積費用(元/m2)熱水能耗費用(元)單位面積費用(元/m2)2004~2005171745.81030350.66185085.11.1注：電價0.68元/kWh，燃氣費用1.95RMB/m3自來水價6元/m3?；炯僭O計算中假設數(shù)據(jù)天然氣天然氣的低位發(fā)熱值，GJ/m3Hgas0.035CO2排放系數(shù)tonsCO2/GJCO2,gas0.055煤煤低位熱值GJ/kgHcoal0.022含硫量%Scoal1.0SO2排放系數(shù)kg/GJSO2,coal0.909CO2排放系數(shù)tonsCO2/GJCO2,coal0.095煙塵排放系數(shù)kg/GJDcoal0.300節(jié)能量*如果同樣的供暖面積使用燃氣鍋爐供暖，則能耗計算如表4所示。表中單方能耗按照北京市統(tǒng)計的平均值計算。能耗比較表項目總電耗(kWh)單方電耗(kWh/m2)總水耗(kg)單方水耗(kg/m2)燃氣耗量(m3)單方氣耗(m3/m2)北京市平均能耗580119.13.3815266293.3388.92747932.816使用熱泵能耗8374684.88308200018253757.61.48(1)燃氣量比較Qsav=Qaver–Qgas=2747932.8-253757.6=2式中：Qsav-節(jié)約燃氣耗量，m3；Qgas-系統(tǒng)總耗氣量，m3；Qaver-平均耗氣量，m3。(2)耗水量比較Wsav=Wwat–Waver=15266.3-3082=12184.3t式中：Wsav-節(jié)約水量，t；Wwat-系統(tǒng)總耗水量，t；Waver：平均耗水量，t。(3)耗電量比較：Esav=Eele–Eaver=837468-580119.1=257348.9kWh式中：Esav-節(jié)約電量，kWh；Eele-系統(tǒng)總耗電量，kWh；Eaver-平均耗電量，kWh。(4)節(jié)約費用A=Qsav×1.95+Wsav×6-Esav×0.68=2494175.2×1.95+12184.3×6-257348.9×0.68=4761750.2元投資費用*投資費用6000萬，不包括二次管網(wǎng)建設、高壓電力建設、末端建設等。投資回收期回收期的含義應用該系統(tǒng)后，多支付的費用可在這個期限內(nèi)，從少支付的費用中得到補償。回收期：PB=Q/A年=60000000/4761750.2=12.6年社會環(huán)境效益分析社會效益該技術(shù)沒有任何負面社會影響。它不但可以減少設備和管道散熱損失，節(jié)省一次能源，而且能減小污染，改善供熱質(zhì)量。環(huán)境效益北苑家園項目采取地熱熱泵供暖后，每個采暖季可替代燃煤5300噸，替代天然氣250萬立方米。(1)對于一個供熱面積為17萬m2的燃煤鍋爐供暖系統(tǒng)，如使用地源熱泵，其環(huán)境效益主要結(jié)果如下：CO2減排量：ΔCO2,coal=ΔQcoal×Hcoal×CO2,coal=5300000×0.022×0.095×10-3=11tons/年SO2減排量：ΔSO2,coal=ΔQcoal×Hcoal×SO2,coal=5300000×0.022×0.909×10-3=105.9tons/年(2)對于一個供熱面積為17萬m2的燃氣鍋爐供暖系統(tǒng)，如使用地源熱泵，其環(huán)境效益主要結(jié)果如下：CO2減排量