地熱(re)作為一種(zhong)清潔能源(yuan)，既有"熱"的(de)價值，又有(you)"水"的價值(zhí)，采🐉暖和生(sheng)活熱水的(de)優勢十分(fèn)明顯，在我(wǒ)國北方得(de)到迅速的(de)發展。國内(nèi)✨地熱供熱(rè)應用主要(yao)集中在天(tiān)津、北京、河(hé)北、西安等(deng)地。天津地(di)熱供熱應(ying)用較為普(pu)遍，目前天(tian)津的✔️地熱(rè)供暖面積(ji)已達500萬m2，按(àn)替代燃煤(mei)鍋爐供暖(nuan)計算，每個(ge)🥰供暖季替(tì)代了11萬噸(dūn)以上的煤(mei)，取得了🏃‍♀️良(liang)好的環境(jìng)保護🧡效益(yì)。

  地熱供暖(nuǎn)中一個突(tu)出的問題(tí)是供暖後(hou)地熱排放(fàng)水溫比較(jiào)高，一般在(zài)45℃以上，有的(de)甚至達60℃，造(zao)成了資源(yuan)的浪費和(hé)環境熱污(wu)染。另👅外，有(you)少數地熱(rè)田溫度低(dī)👌(低于55℃)。這類(lei)低溫熱源(yuán)要用于供(gòng)暖，需進一(yi)步加熱，如(ru)采用傳統(tǒng)鍋爐加熱(re)方式，供暖(nuǎn)後的排放(fang)水溫仍将(jiāng)♍在40℃以上。如(ru)采用熱泵(bèng)技術，不僅(jin)可回收地(dì)熱的排放(fang)❗水熱量，加(jia)熱升👉溫采(cai)暖供水溫(wēn)度，同時加(jiā)大了💋地熱(rè)的供暖能(néng)力，可使♈一(yi)口井相當(dang)于一口半(ban)至兩口井(jǐng)♊使用，另外(wài)降低地熱(re)排放水溫(wēn)度，達到環(huán)保要求。

  1地(dì)熱熱泵供(gong)熱方案

  以(yǐ)往計算分(fen)析說明[1、2]：地(di)熱熱泵供(gong)暖系統，以(yǐ)地熱加👌熱(rè)泵調峰供(gong)暖方式的(de)供暖成本(běn)和投資低(di)于熱泵單(dan)獨作熱源(yuan)的♍供暖方(fang)式🔞。本文選(xuan)取地熱熱(rè)泵調峰供(gòng)暖作為基(jī)本😍系統進(jin)行三種地(di)熱熱泵供(gong)熱方案的(de)技術經濟(ji)性分析。

  方(fang)案1：地熱熱(rè)泵調峰供(gòng)暖系統

  設(shè)計地熱熱(rè)泵調峰供(gong)暖方案的(de)系統原理(lǐ)圖示，如圖(tú)1。地熱為供(gòng)暖基本熱(re)源，滿足采(cai)暖系統的(de)基本熱負(fu)荷🔅要求，到(dào)了采暖⛷️嚴(yan)寒❓期，地熱(re)熱量不能(neng)滿足采暖(nuan)熱負荷要(yào)求，啟用熱(re)泵調峰，以(yi)提高采暖(nuan)循環供水(shui)溫度，達到(dao)調峰供暖(nuǎn)的要求⭐。此(cǐ)系統中，地(di)熱供暖🐅後(hou)的尾水作(zuò)為熱泵蒸(zhēng)發㊙️器的熱(re)源，因㊙️此地(di)熱的排水(shuǐ)溫度将會(huì)💛進一步降(jiàng)低。

  方案2：地(di)熱熱泵調(diao)峰供暖與(yu)生活熱水(shuǐ)供應

  在滿(mǎn)足方案1供(gong)暖要求同(tóng)時，還可兼(jian)顧生活熱(rè)水的👨‍❤️‍👨供應(yīng)，即利用🌈地(dì)熱供暖後(hòu)的尾水作(zuò)為生活熱(re)水供應。與(yǔ)單一🙇🏻地熱(re)供暖相比(bi)較，地熱供(gòng)暖與生活(huo)熱水☁️供應(yīng)不僅利用(yong)🐅了地熱的(de)“熱”，而且利(li)用了地熱(rè)的“水”。

  由于(yu)地熱供暖(nuan)後的尾水(shui)溫度低于(yú)45℃，需要有将(jiāng)尾水加熱(rè)升溫的系(xì)統。這裡設(she)計以一定(dìng)量地熱供(gòng)水55℃與一定(dìng)量地熱尾(wei)水相🈲混合(hé)，達到供應(yīng)45℃的生活熱(re)水，如圖1，這(zhe)種方案涉(shè)及到要降(jiang)低地熱供(gong)暖的供水(shui)流量，即降(jiàng)低地熱的(de)供熱量，因(yin)此相應地(dì)要加大熱(re)泵的調峰(feng)量。

  方案3：地(dì)熱熱泵調(diao)峰供暖生(shēng)活熱水供(gong)應并兼顧(gù)夏季空調(diao)在滿

  足上(shàng)述方案2地(dì)熱熱泵供(gong)熱的基礎(chǔ)上，考慮熱(rè)泵兼顧🔅夏(xià)季空調用(yòng)。熱泵的工(gōng)作原理與(yu)制冷機相(xiang)同，二者也(yě)🍉具有⁉️相同(tóng)的主✔️要部(bu)件，隻是運(yùn)行的溫度(dù)、壓力範圍(wéi)不同。熱泵(bèng)機組一機(ji)兩用✉️，提高(gao)了設備的(de)利用率，相(xiang)應減少了(le)采暖、空調(diao)系統的設(shè)備初投資(zī)，同時✊電力(li)初裝費隻(zhi)一次性計(jì)入，投資的(de)經濟性得(dé)以提高。熱(rè)泵空調機(jī)一機兩用(yòng)，并且機組(zu)在夏季空(kong)🌐調的運行(hang)時間要比(bǐ)冬季調峰(feng)供暖的運(yun)行時間長(zhang)，因此可✂️以(yǐ)把熱泵初(chū)投資🙇🏻的50%甚(shèn)至60%以上計(jì)入空調系(xì)統。

  2地熱熱(re)泵供熱系(xì)統技術經(jīng)濟分析

  按(àn)上面提出(chu)的三種地(dì)熱熱泵供(gong)熱方案和(he)兩類地熱(rè)🛀資📞源情況(kuàng)：地熱利用(yong)後的尾水(shuǐ)或新鑽地(dì)熱井，作供(gong)暖基本🙇🏻熱(re)源加熱泵(bèng)調峰進行(háng)供熱。進行(hang)方案技♍術(shù)經濟參數(shu)計算和分(fèn)析的依據(ju)是北🐉京某(mou)工程的實(shi)際參數：地(di)熱供水溫(wen)度55℃，流量80t/h；采(cai)暖回水💔溫(wēn)度按35℃計算(suàn)；采暖面積(ji)5萬m2，按建築(zhù)節‼️能要求(qiu)，采暖熱指(zhi)标可采用(yòng)50w/m2；當地能源(yuan)價格為：電(dian)價0.36元/度，地(dì)熱水費0.3元(yuan)/噸，自來水(shui)水費0.7元/噸(dūn)，煤價220元/噸(dūn)，天然氣價(jia)格1.8元/m3。

  由于(yu)采暖供回(huí)水溫度偏(pian)低，選用終(zhong)端散熱器(qì)上将有所(suǒ)考慮。計算(suàn)發現，對55℃以(yi)下的低溫(wen)采暖，如采(cai)用常🔞規暖(nuan)氣散熱器(qì)，所需‼️要的(de)散熱器面(miàn)積至少要(yao)增加50%，相應(yīng)投💚資也将(jiāng)增加50%。目前(qián)一種👈新興(xìng)的PP-C管地闆(pan)輻射散熱(rè)器正在興(xing)起和投入(ru)使用，由于(yu)它埋👈在房(fang)間地闆下(xia)，散熱方式(shì)是由下向(xiàng)❗上輻射散(sàn)熱，适合人(ren)的身體和(he)生活需要(yao)。這一特點(diǎn)，即使是降(jiàng)低它的供(gong)回水溫度(dù)，如采用50℃/35℃，對(duì)它的散熱(re)效果也沒(méi)有太大影(yǐng)響。這使得(de)地闆輻射(shè)散熱✉️器在(zài)低溫采暖(nuan)中有很強(qiáng)的競争力(lì)。因此，可結(jie)合建築實(shi)際情況，終(zhong)端可采用(yòng)🌍暖氣散熱(rè)器，或采用(yong)地闆輻射(she)散熱器。

  根(gen)據上面所(suo)提到的條(tiao)件和參數(shù)，對三種地(di)熱熱泵供(gòng)熱方✊案進(jìn)行具體的(de)計算，結果(guǒ)見下表1、表(biao)2。

  計算結果(guǒ)分析和比(bi)較：

  1、表1計算(suàn)了不同采(cai)暖終端，新(xīn)鑽地熱井(jing)系統的投(tou)資和單位(wèi)運行成本(ben)。從三種地(dì)熱供熱方(fāng)案看，方案(an)1的投資⭕低(di)，供暖成本(ben)也低，但沒(mei)有生活熱(re)水供應。綜(zōng)合比較，方(fāng)案3既有供(gong)暖，又有生(shēng)活熱水供(gong)應，同時還(hai)兼🤞顧夏季(ji)空調，從投(tou)資和運行(hang)成本看，方(fang)案⛷️3處在方(fāng)案1和方案(àn)2之間，可作(zuo)為*方案。

  2、表(biao)2計算了計(jì)入和不計(jì)地熱井時(shí)的經濟參(can)數計算結(jié)果。不計入(rù)地熱井時(shi)，系統隻有(you)熱泵、管網(wang)和采暖終(zhong)端，沒有地(dì)熱井的投(tou)資和運行(háng)費用，其供(gòng)暖成本隻(zhi)有計入地(di)熱井系統(tong)的55%左右。

  表(biao)1不同方案(an)下地熱熱(rè)泵供熱經(jīng)濟參數的(de)計算

  終端(duān)地熱供熱(rè)方案地熱(re)井管網終(zhong)端投資(萬(wan)元)熱💃泵初(chu)投資(萬元(yuan))熱泵單位(wei)電費(元/m2)供(gòng)暖單位成(chéng)本(元🏃/m2)生活(huo)熱水投資(zi)(萬元💁)供水(shuǐ)👌單位成本(ben)(元/m2)初投資(zi)總計(萬元(yuan))

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

  方(fāng)案2 600 169 1.22 19.55 46 1.35 815.0

  方案3 600 67 17.60 46 1.35 713.0

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

  方案(an)2 890 169 1.22 20.78 46 1.35 1105.0

  方案3 890 67 18.82 46 1.35 1003.0

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

  方案(an)2 460 169 1.22 17.37 46 1.35 675.0

  方案3 460 67 15.41 46 1.35 573.0

  表2地(dì)熱熱泵供(gòng)熱與鍋爐(lú)供熱的比(bǐ)較(按暖氣(qì)增加投💘資(zī)計算)

  供熱(re)方案供暖(nuan)系統投資(zi)(萬元)供暖(nuan)單位成本(běn)(元/m2)生活熱(re)水系統投(tóu)資(萬元)供(gong)水單位成(chéng)本(元/m2)初投(tou)資總計(萬(wan)元)

  計入地(dì)熱井費用(yòng)地熱熱泵(beng)供熱方案(an)1 584 15.83 / / 584

  地熱熱泵(beng)供熱方案(an)2 629 17.37 46 1.35 675

  地熱熱泵(beng)供熱方案(an)3 527 15.41 46 1.35 573

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

  地(di)熱熱泵供(gong)熱方案2 379 9.66 46 1.35 425

  地(dì)熱熱泵供(gong)熱方案3 277 7.70 46 1.35 323

  鍋(guo)爐燃煤鍋(guō)爐供熱215 13.65 70 4.50 285

  燃(ran)氣鍋爐供(gong)熱240 26.76 105 11.32 345

  3地熱熱(re)泵供熱與(yǔ)鍋爐供熱(rè)的比較

  通(tong)常用戶比(bi)較關心的(de)是，地熱熱(rè)泵供熱能(néng)否與傳統(tǒng)鍋✍️爐供熱(rè)相競争，為(wei)此計算燃(rán)煤、燃氣鍋(guō)爐供暖及(jí)生活熱🔞水(shui)供🈲應的🙇🏻初(chu)投資和單(dān)位成本，見(jian)表2，并将地(di)熱熱泵供(gòng)熱方案(有(yǒu)無地熱井(jing)費用💜兩種(zhǒng)情況)與鍋(guo)爐供熱二(er)者進行投(tóu)資和成本(ben)比較。

  由表(biǎo)2看，燃煤鍋(guō)爐的供暖(nuan)單位成本(běn)為13.65元/m2，地熱(re)熱泵☂️調峰(feng)供暖♌方👅案(àn)3的供暖單(dan)位成本為(wéi)15.41元/m2，比鍋爐(lu)高13%，不計地(dì)熱井🌈時供(gòng)暖成本為(wei)7.70元/m2，約隻有(yǒu)鍋爐的56%。但(dàn)燃氣鍋爐(lú)的供暖成(cheng)本已超過(guò)了供暖收(shōu)費标準20元(yuan)/m2。比較生活(huo)熱水📱供應(yīng)成本，地熱(re)供應生活(huo)熱水的成(chéng)本隻🆚有1.35元(yuan)/噸，低于燃(ran)煤鍋爐成(cheng)㊙️本4.50元/噸，大(da)大低于燃(rán)氣鍋爐成(cheng)本11.32元/噸。

  根(gen)據上面計(ji)算得到的(de)地熱供熱(re)系統的投(tou)資和成🚶本(ben)，以🔞及📧鍋爐(lú)供熱的投(tou)資和成本(běn)，可分别計(ji)算地熱🌏供(gòng)熱和鍋爐(lu)供📱熱的🈲年(nián)毛🔅利(供暖(nuan)收入和生(sheng)活熱水㊙️收(shōu)益)以及投(tóu)資回收年(nian)限，見表3。地(dì)熱熱泵供(gong)熱方案3的(de)年供暖和(he)生活熱水(shui)收益*，可💛以(yǐ)考慮盡量(liang)擴大地⛱️熱(re)供生活熱(rè)水的市場(chang)，充分用好(hǎo)地熱🙇🏻的“熱(re)”和“水”。投資(zi)回收年限(xiàn)中，燃煤鍋(guō)爐約7年左(zuǒ)右，地熱熱(re)泵系統，計(jì)入地熱井(jǐng)時系統的(de)投資回收(shou)年限約9年(nian)左右，不計(jì)地熱井時(shí)約4年，低于(yu)鍋爐系統(tǒng)。應當說明(ming)當地熱與(yǔ)鍋爐供熱(re)方案對比(bi)時，占地面(miàn)積引起的(de)經👅濟效益(yì)差别不能(neng)忽視。鍋爐(lu)房要包括(kuo)煤、灰埸和(he)運輸通道(dào)，通常地熱(rè)🤩井方案占(zhan)地可能隻(zhī)及鍋爐房(fang)方案的💚1/5左(zuǒ)右。如在市(shì)中心區占(zhan)地，其土💔地(dì)價值是相(xiàng)當高的。

  4地(dì)熱熱泵供(gong)熱的節能(neng)環保效益(yi)

  與傳統鍋(guo)爐供熱相(xiang)比，采用地(dì)熱熱泵供(gòng)熱可以取(qǔ)得節水💯和(he)節煤效益(yì)。如按生活(huo)熱水供應(yīng)量40t/h計算，年(nian)供水量為(wéi)87600噸，采用地(di)熱供應生(sheng)活熱水取(qu)代鍋爐加(jiā)♉熱自來水(shui)方式，則年(nián)節水量為(wéi)87600噸，這不僅(jǐn)節約了水(shuǐ)費約6萬元(yuán)，更主要的(de)是節省了(le)清潔水，這(zhè)🔴對缺水地(di)🌈區是非常(cháng)有🏃意義的(de)。

  按5萬m2的建(jian)築采暖，年(nián)單位耗煤(méi)量21.53kg/m2計算，采(cǎi)用地熱熱(re)泵💁供暖替(tì)代鍋爐供(gòng)暖，每個采(cai)暖季可節(jie)省耗煤量(liang)1077噸。另外生(shēng)活熱水供(gong)⛷️應量為87600噸(dun)/年，如采用(yòng)鍋爐加熱(re)🏃，計算出年(nian)耗煤㊙️量為(wéi)980噸🏃🏻/年。這樣(yang)可以計算(suan)出采用地(dì)✍️熱供熱替(ti)代鍋爐供(gòng)熱，每年可(kě)⁉️節煤2057噸，按(àn)煤價220元/噸(dūn)計算，相當(dang)于節省45.3萬(wàn)元。

  表3地熱(re)供熱與鍋(guō)爐供熱的(de)投資回收(shou)(按暖氣增(zēng)加投資計(ji)算)

  單位方(fāng)案1方案2方(fāng)案3鍋爐燃(rán)氣鍋爐

  供(gòng)暖面積萬(wàn)m2 5

  供暖收費(fèi)标準元/m2 20

  單(dan)位供暖成(cheng)本元/m2 8.28 9.66 7.70 13.65 26.76

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

  生活熱(re)水供應量(liang)噸/年87600

  熱水(shuǐ)收費标準(zhun)元/噸6

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

  熱水(shui)供應毛利(lì)萬元/年0.00 40.73 40.73 13.14 -46.60

  毛(mao)利總計萬(wan)元/年58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  計地(di)熱井費用(yòng)毛利總計(ji)萬元/年20.85 53.88 63.68 44.89 -80.40

  系(xì)統投資萬(wàn)元584 675 573 285 345

  投資回(huí)收年限年(nian)28.0 12.5 9.0 6.3無

  單位面(miàn)積投資費(fèi)元/m2 116.8 135.0 114.6 57.0 69.0

  不計地(di)熱井費用(yòng)毛利總計(jì)萬元/年58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  系(xì)統投資萬(wàn)元334 425 323 285 345

  投資回(hui)收年限年(nián)5.7 4.6 3.2 6.3無

  單位面(miàn)積投資費(fei)元/m2 66.8 85.0 64.6 57.0 69.0

  替代燃(ran)煤鍋爐供(gòng)熱，節煤2057噸(dūn)所減少的(de)對空氣污(wu)染💁量，可計(ji)算出相應(yīng)治理污染(rǎn)量所需的(de)費用約12.4萬(wàn)元。按上述(shu)所計算出(chu)的✔️替代燃(rán)煤鍋爐供(gòng)熱所達到(dào)的節水、節(jiē)煤和環保(bao)效益，可以(yi)得🙇🏻出一個(gè)總的效益(yì)值為：

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

  此為地熱(rè)熱泵供熱(rè)替代燃煤(mei)鍋爐供熱(rè)所取得的(de)間接效益(yi)，由🤞此可計(jì)算地熱熱(re)泵供熱方(fāng)案3的直接(jiē)效益和間(jiān)接效益之(zhi)和為63.68萬元(yuán)+ 63.7萬元= 127.38萬元(yuán)，如按此收(shou)✏️益重新計(ji)算地熱熱(re)泵供熱方(fang)案3的投🎯資(zi)回收年限(xian)為4.5年。小編(bian)推薦廣大(da)🤞化工廠用(yòng)泵、醫藥廠(chang)🐅用泵*上海(hai)市三星水(shuǐ)泵廠 上海(hǎi)意海‼️耐腐(fu)蝕泵制💋造(zao)有限公司(sī)上海市新(xin)三星給排(pai)水設備有(you)限公司轉(zhuǎn)自：國際泵(bèng)🌐閥貿易網(wǎng)

  5結論

  1、根據(jù)技術經濟(ji)評價結果(guo)，認為地熱(rè)熱泵供熱(re)方案3(供暖(nuan)、生活熱水(shuǐ)、空調)為*方(fang)案。

  2、地熱熱(re)泵供熱系(xì)統，當計入(rù)地熱井時(shi)供暖單位(wei)成本為⁉️15.41元(yuán)/m2，與燃煤鍋(guo)爐相當，不(bú)計地熱井(jing)時僅為7.70元(yuán)/m2，約隻有鍋(guō)爐的60%，表明(ming)回收地熱(re)尾水的地(di)熱熱泵調(diào)峰供暖成(cheng)本是很低(dī)的。

  3、地熱熱(rè)泵供熱系(xi)統，計入地(dì)熱井時系(xi)統的投資(zī)回收年限(xiàn)⭕約9年左右(yòu)，不計地熱(re)井時約隻(zhī)有4年，低于(yu)鍋爐系統(tǒng)的7年。

  4、地熱(rè)熱泵調峰(fēng)供暖提高(gāo)了地熱利(lì)用率，同時(shi)降低地熱(rè)排水溫度(dù)達到環保(bǎo)排放标準(zhun)。

  5、地熱熱泵(bèng)供熱替代(dài)燃煤鍋爐(lú)供熱取得(dé)節水、節煤(mei)和🐪環保效(xiào)益總計為(wei)63.7萬元，由此(ci)可計算出(chū)地熱熱泵(bèng)供熱方案(an)❤️3的直接效(xiao)益和🧡間接(jie)效益之和(hé)為127.38萬元