地热热泵供暖技术

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1、第一章地热热泵供暖技术目录1 技术介绍 1.2 供暖系统介绍2.2.1工程概况 2.22资源条件简述 2.2.3设计方案简述2.2.3.1地热井情况 2.2.3.2地热热泵供暖能力3.2.3.3燃气锅炉调峰3.3 可行性分析4.3.1技术可行性4.3.2经济可行性 4.3.2.1能耗情况*4.3.2.2基本假设 4.3.2.3节能量*4.3.2.4投资费用*5.3.2.5投资回收期 5.4 社会环境效益分析 6.4.1社会效益 6.4.2环境效益 6.5 参考资料 6.技术介绍地热热泵供暖是集地热井的钻凿、地热水回灌、热能梯级利用、热泵对地 热尾水进行热能回收等为一体的综合系统。 利用水源，通

2、过少量的电能输入，采 用热泵原理，实现低位热能向高位热能转移的技术。地热是人类的宝贵资源，只有最大限度利用地热，才能取得较高的经济效益。为此，一般地热 供热系统中，地热水除了直接或间接换热应用外，其低温尾水中的热量还可通过水源热泵将水温提 高后再加以利用，实现地热水的梯级利用。梯级利用的合理性直接影响到地热供热的经济性。地热供热系统原理：地热水经抽水泵提升后，经板式换热器换热，直接提供采暖用户，其低温 尾水经水源热泵升温后再供给采暖用户；地热水经水处理后可直接提供用户洗浴。1 供暖系统介绍 1.1 工程概况本章调研的供暖系统为北苑家园地热热泵供暖系统。如表1所示为该供暖系 统基本情况表1.供热

3、系统基本情况调研项目单位数据图片编号名称北苑家园图片11地址亚运村北约3公里总供暖面积万m260建筑物性质住宅换热介质热水地热井眼6图片312资源条件简述北苑地区由于有黄庄-高丽营断裂穿过，断裂两盘的热储层及其深度有较大差异。经计算，该区 热储层地热水总储量为3.7亿立方米，蕴涵热量8.75 1013kJ, 年可开采地热水量为259万立方米， 年可利用热量为5.29 1011kJo断裂北西盘：沙井6眼，井深2418米，每天出水量3000多吨，出水温度为 70C； 断裂南东盘：京热94井，井深3610米，每天出水2000多吨，出水温度72C。1.3设计方案简述北苑家园包括六区，建筑面积48万平方

4、米，公建区32万平方米，均采用地热结合热泵负担基 础负荷，燃气锅炉负担尖峰负荷。生活热水由地热尾水，经处理后供给。公建区夏季空调利用热泵 结合冷却塔实现。1.3.1 地热井情况北苑地区拟钻凿热井10眼，其中6眼为抽水井，出水量为2000m3/d，出水温度为70 C。 地热水采用梯级利用，一级地热水67C，经一级板换换热，一级地热尾水温度为45C，二次水 为供暖用循环水。二级地热尾水一部分经水处理后作为生活热水，另一部分经二级板换，二次水 为水源热泵的低温热源。地热供热原理见图1所示。图1地热供热原理图1.3.2地热热泵供暖能力经计算，选用水源热泵情况如表2所示表2.热泵基本情况调研项目单位数据

5、图片编号数量台26图片4 :单台制热量kW826.8供水温度C55回水温度C45电功率kW239.51.3.3燃气锅炉调峰燃气锅炉承担尖峰负荷为13.02MW，调峰范围为住宅及配套建筑，在原小区锅炉房增设一 台15MW的天然气锅炉即可。调峰方式：一级、二级板换的二次水及热泵冷凝器循环水混合后作为采暖循环水，温度为 55C ，当基础负荷不能满足实际负荷时，由原燃气锅炉承担，通过板式换热器加热循环水不小于 60C。2 可行性分析2.1 技术可行性 热泵技术已经是一项成熟技术，在使用中无问题。2.2 经济可行性2.2.1能耗情况*2004年9月1日2005年3月21日，总计试运行采暖面积为17174

6、5.8平方米。具体能耗情况如附表2所示。表3所示为能耗汇总表。面积-（m2）米暖能耗费用（元）单位面积费 用（元/m2）热水能耗费 用（元）单位面积费 用（元/m2）20042005171745.81030350.66185085.11.1注：电价068元/kWh，燃气费用1.95RMB/m3自来水价6元/m32.2.2基本假设表4.计算中假设数据天然气天然气的低位发热值，GJ/m3Hgas0.035CO2排放系数tons CC2/GJTO；2,gas0.055煤煤低位热值GJ/kgcoal0.022含硫量%Scoal1.0so2排放系数kg/GJS2,coal0.909co2排放系数tons

7、 CC2/GJC2,coal0.095烟尘排放系数kg/GJD coal0.300223节能量*如果同样的供暖面积使用燃气锅炉供暖，则能耗计算如表4所示。表中单方能耗按照北京 市统计的平均值计算。表5.能耗比较表总电耗单方电耗总水耗燃气耗量单方气耗项目(kWh)2(kWh/m2)(kg)单方水耗(kg/m2)(m3)(m3/m2)北京市平均能耗580119.13.3815266293.3388.92747932.816使用热泵能耗8374684.88308200018253757.61.48(1)燃气量比较Qsav= Qaver-Qgas=2747932.8-253757.6=2494175.

8、2m式中：Qsav -节约燃气耗量，m3；Qgas -系统总耗气量/ m3 ；3Qaver -平均耗气量，mo耗水量比较Wsav= Wwat-Vaver=1526633082=12184.3t式中：Wsav -节约水量，t ；Wwat -系统总耗水量，t ; Waver :平均耗水量，to(3) 耗电量比较：Esav= Eele-Eaver =837468-580119仁 257348.9kWh式中：Esav -节约电量，kWh;Eele -系统总耗电量，kWh ; Eaver -平均耗电量，kWho(4) 节约费用A= QsavX1.95+ Wsav 6- Esav 为.68=2494175

9、.2 X95 + 12184.3 6-257348.9 (X68=4761750.2 元224投资费用*投资费用6000万，不包括二次管网建设、高压电力建设、末端建设等。2.2.5投资回收期 回收期的含义应用该系统后，多支付的费用可在这个期限内，从少支付的费用中得到补偿 回收期：PB = Q/A年=60000000 /4761750.2=12.6 年3 社会环境效益分析 3.1 社会效益该技术没有任何负面社会影响。它不但可以减少设备和管道散热损失，节省一次能源，而且能减小污染， 改善供热质量。3.2 环境效益北苑家园项目采取地热热泵供暖后，每个采暖季可替代燃煤 5300吨，替代 天然气250万

10、立方米。 对于一个供热面积为17万m2的燃煤锅炉供暖系统，如使用地源热泵，其环境效益主要结果如下:CO2 减排量： CQ ,coa= 3Hcoa|X C2,coal= 5300000X 0.022X 0.095X 10-3 =11to ns/年SO?减排量：吗心=AQuoal X He。 SO2,coal=5300000X 0.022X 0.909X 10-3 =105.9tons 年(2)对于一个供热面积为17万m2的燃气锅炉供暖系统，如使用地源热泵，其环境效益主要结果如下:CQ 减排量： CQgas = AQgasX溟碎=2500000X 0.035X 0.055X 10 =48tons/年4 参考资料地源热泵工程技术指南注：本文中所有带*号的数据为被调研单位提供的数据。附表1北苑家园地源热泵技术调研相应部分数码照片图片1北夕苑豕园外景图3地热井图4热泵机组