地熱作為(wéi)一種清潔能(neng)源，既有"熱"的(de)價值，又有"水(shui)"的價👉值，采暖(nuǎn)✔️和生活熱水(shui)的優勢十分(fèn)明顯，在我國(guo)北方得到迅(xùn)速的㊙️發展。國(guo)内地熱供熱(rè)應用主要集(ji)中在天津、北(bei)京、河北、西安(an)等地。天津地(di)熱供熱應用(yòng)較為普遍，目(mù)❓前天津的地(di)熱供暖面積(jī)已達500萬m2，按替(ti)代⛱️燃煤鍋爐(lu)供暖計算，每(měi)個供暖季替(ti)代了11萬噸以(yǐ)上的煤，取得(dé)了㊙️良好的環(huán)境保護效益(yì)。

  地熱供暖中(zhong)一個突出的(de)問題是供暖(nuǎn)後地熱排放(fàng)水溫🈲比較高(gāo)，一般在45℃以上(shàng)，有的甚至達(dá)60℃，造成了資源(yuan)的浪🛀費和🌏環(huan)境熱污染。另(lìng)外，有少數地(dì)熱田溫度低(di)(低于55℃)。這💁類低(di)溫熱源要用(yong)于供暖，需進(jìn)一步加熱，如(ru)采用傳統鍋(guo)爐加熱方式(shì)，供暖後的排(pai)放水溫仍将(jiāng)在40℃以上。如采(cai)用熱泵技術(shù)，不僅可回收(shōu)地熱的排放(fàng)水熱量，加熱(rè)升☂️溫采暖供(gòng)水溫度，同時(shí)加大了地熱(re)的供暖能🧑🏾‍🤝‍🧑🏼力(li)，可使一口井(jǐng)相當于一口(kou)半至兩口井(jing)使💃🏻用，另外降(jiàng)低地熱🔞排放(fang)水溫度，達到(dao)環🙇‍♀️保要求。

  1地(dì)熱熱泵供熱(rè)方案

  以往計(ji)算分析說明(ming)[1、2]：地熱熱泵供(gòng)暖系統，以地(dì)熱加🐕熱泵調(diao)峰🔞供暖方式(shì)的供暖成本(ben)和投資低于(yú)熱泵單獨♈作(zuo)熱源的供暖(nuǎn)方式。本文選(xuan)取地熱熱泵(beng)調峰供暖作(zuo)為基本系統(tong)進行三種地(dì)熱熱🚶泵供熱(re)方案🐅的技術(shu)經濟性分析(xi)。

  方案1：地熱熱(re)泵調峰供暖(nuǎn)系統

  設計地(di)熱熱泵調峰(feng)供暖方案的(de)系統原理圖(tu)示，如圖1。地熱(rè)為供暖基本(běn)熱源，滿足采(cai)暖系統的基(jī)本熱負荷要(yào)求，到了❄️采暖(nuan)嚴寒期，地熱(rè)熱量不能滿(man)足采⛱️暖熱負(fu)🈚荷要求，啟用(yòng)熱泵調峰，以(yǐ)提高采暖循(xún)環供水溫度(du)，達到調峰供(gòng)暖的要求。此(cǐ)系統中，地熱(re)供暖後的尾(wei)水作🙇‍♀️為熱泵(beng)蒸發器的熱(rè)源，因此地熱(re)的排水溫度(du)将會進一步(bù)降低。

  方案2：地(dì)熱熱泵調峰(fēng)供暖與生活(huó)熱水供應

  在(zài)滿足方案1供(gong)暖要求同時(shí)，還可兼顧生(shēng)活熱水的供(gong)應，即利用地(dì)熱供暖後的(de)尾水作為生(shēng)活熱水供應(ying)。與單一🔴地熱(re)供暖相比較(jiào)，地熱供暖與(yu)生活熱水供(gòng)應不僅利用(yòng)了地熱的“熱(re)”，而且利用了(le)地熱的“水”。

  由(yóu)于地熱供暖(nuan)後的尾水溫(wēn)度低于45℃，需要(yao)有将尾水👄加(jiā)熱升溫的系(xi)統。這裡設計(ji)以一定量地(di)熱供水55℃與一(yi)定量地熱尾(wei)水相混合，達(da)到供應45℃的生(sheng)活熱水，如圖(tu)1，這種方案涉(she)及到要降低(dī)地熱供暖的(de)供水流量，即(jí)降低地熱的(de)供熱量，因此(ci)相💋應地要加(jia)大熱泵的調(diào)峰量。

  方案3：地(dì)熱熱泵調峰(fēng)供暖生活熱(rè)水供應并兼(jian)顧夏季空調(diao)在滿

  足上述(shù)方案2地熱熱(re)泵供熱的基(jī)礎上，考慮熱(re)泵兼顧夏季(ji)空調用。熱泵(beng)的工作原理(li)與制冷機相(xiàng)同，二者也具(jù)有相同的主(zhu)要部件，隻是(shì)運行的溫度(du)、壓力範圍不(bu)同。熱泵機組(zu)一🥵機兩用，提(ti)高了設備的(de)利用率，相應(ying)減少了采暖(nuan)、空調系統的(de)設備初投資(zi)，同時電力初(chū)裝費隻一次(ci)性計✊入，投資(zī)的經濟性得(dé)以提高。熱泵(beng)空調🌈機♍一機(jī)兩用，并且機(jī)組在夏季空(kōng)☔調的運行時(shi)間要比冬☎️季(ji)調峰供暖的(de)運行時間長(zhǎng)，因此可☀️以把(bǎ)熱泵初投資(zi)的50%甚至60%以上(shàng)計入空🈲調系(xi)統。

  2地熱熱泵(bèng)供熱系統技(jì)術經濟分析(xi)

  按上面提出(chu)的三種地熱(rè)熱泵供熱方(fāng)案和兩類地(di)熱資源情況(kuang)：地熱利用後(hou)的尾水或新(xīn)鑽地熱井，作(zuo)供暖基本❌熱(re)源加熱泵調(diào)峰進行供熱(rè)。進行方案技(jì)術經濟👈參數(shù)計算和分析(xi)的依據是北(bei)京某工程的(de)實際參數：地(dì)熱供水溫度(dù)55℃，流量80t/h；采暖回(hui)水溫度按35℃計(ji)🏃🏻算；采暖面積(ji)5萬m2，按建築節(jie)能要求，采暖(nuan)熱指标可采(cai)用50w/m2；當地能源(yuán)價格為：電價(jia)0.36元/度，地熱水(shuǐ)費0.3元/噸，自來(lái)水水費0.7元/噸(dun)，煤價220元/噸，天(tiān)然氣價格🌐1.8元(yuán)/m3。

  由于采暖供(gong)回水溫度偏(piān)低，選用終端(duan)散熱器上将(jiang)🈲有所考慮。計(jì)算發現，對55℃以(yi)下的低溫采(cǎi)暖，如采用常(cháng)規暖氣散熱(rè)器，所需要的(de)散熱器面積(ji)至少要增加(jiā)50%，相應投資也(yě)将‼️增加50%。目前(qian)一種新興的(de)PP-C管地闆輻射(she)散熱器正🤞在(zài)興起和投入(rù)使用，由于它(ta)埋在房間地(dì)⭐闆下，散熱方(fāng)式是由下向(xiang)上輻射散熱(rè)，适合人的身(shen)📞體和生活需(xu)要🏒。這一特點(diǎn)，即使是降低(dī)它的供回水(shui)🌈溫度，如采用(yòng)50℃/35℃，對它的散熱(re)☎️效果也沒有(yǒu)太大影響。這(zhè)使🌍得地闆輻(fú)射散熱💰器在(zai)低溫采暖中(zhong)有很強的競(jing)争力。因此🚩，可(kě)結合建築實(shí)際情況，終端(duān)可采用🈲暖氣(qì)散熱器，或采(cǎi)用地❤️闆輻射(shè)⛷️散熱器。

  根據(jù)上面所提到(dào)的條件和參(can)數，對三種地(di)熱熱泵供🥰熱(re)方案進行具(jù)體的計算，結(jié)果見下表1、表(biǎo)2。

  計算結果分(fen)析和比較：

  1、表(biao)1計算了不同(tong)采暖終端，新(xīn)鑽地熱井系(xì)統的投資和(hé)單位運行成(chéng)本。從三種地(di)熱供熱方案(àn)看，方案1的投(tóu)資低，供暖成(chéng)本也低，但沒(mei)有生活熱水(shuǐ)供應。綜合🎯比(bǐ)較，方案3既有(yǒu)供暖，又有生(sheng)活熱水供應(yīng)，同時還兼🔞顧(gu)夏季空調，從(cong)投資🍉和運行(hang)成本看，方案(an)3處在方案1和(he)方案2之間，可(ke)作為*方案。

  2、表(biǎo)2計算了計入(ru)和不計地熱(re)井時的經濟(ji)參數計算結(jié)🍉果🔱。不計入地(di)熱井時，系統(tong)隻有熱泵、管(guan)網和采暖終(zhōng)端，沒有地熱(re)井的⛷️投資和(hé)運行費用，其(qi)供暖成本隻(zhī)有計入地熱(rè)井系統的55%左(zuo)右。

  表1不同方(fāng)案下地熱熱(re)泵供熱經濟(jì)參數的計算(suan)

  終端地熱供(gòng)熱方案地熱(re)井管網終端(duan)投資(萬元)熱(rè)泵初投資(萬(wan)🈲元)熱泵單位(wèi)電費(元/m2)供暖(nuan)單位成本(元(yuán)/m2)生活熱水🥵投(tou)資📐(萬元)供水(shui)單位成本(元(yuan)/m2)初投資總計(jì)(萬元)

  暖氣散(sàn)熱器方案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

  地闆(pǎn)散熱器方案(àn)1 890 124 0.70 19.24 / / 1014.0

  方案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(nuǎn)氣增加投資(zī)方案1 460 124 0.70 15.83 / / 584.0

  方案2 460 169 1.22 17.37 46 1.35 675.0

  方(fang)案3 460 67 15.41 46 1.35 573.0

  表2地熱熱(re)泵供熱與鍋(guō)爐供熱的比(bǐ)較(按暖氣增(zēng)加投資計算(suan))

  供熱方案供(gòng)暖系統投資(zī)(萬元)供暖單(dan)位成本(元/m2)生(sheng)活♋熱水系♻️統(tong)投資(萬元)供(gong)水單位成本(běn)(元/m2)初投資總(zong)計(萬元)

  計入(ru)地熱井費用(yong)地熱熱泵供(gong)熱方案1 584 15.83 / / 584

  地熱(rè)熱泵供熱方(fāng)案2 629 17.37 46 1.35 675

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

  不(bú)計地熱井費(fei)用地熱熱泵(beng)供熱方案1 334 8.28 / / 334

  地(dì)熱熱泵供熱(re)方案2 379 9.66 46 1.35 425

  地熱熱(re)泵供熱方案(an)3 277 7.70 46 1.35 323

  鍋爐燃煤鍋(guo)爐供熱215 13.65 70 4.50 285

  燃氣(qi)鍋爐供熱240 26.76 105 11.32 345

  3地(dì)熱熱泵供熱(re)與鍋爐供熱(re)的比較

  通常(chang)用戶比較關(guān)心的是，地熱(re)熱泵供熱能(néng)否與傳統鍋(guo)爐供熱相競(jìng)争，為此計算(suan)燃煤、燃氣鍋(guo)爐供暖及生(shēng)活熱🌈水供應(ying)的🐆初投資和(he)單位成本，見(jian)表2，并将地熱(re)熱泵供熱方(fāng)案(有無地熱(re)井費用兩種(zhong)情況)與鍋爐(lú)供熱二者進(jìn)行投資和成(chéng)本比較。

  由表(biao)2看，燃煤鍋爐(lú)的供暖單位(wei)成本為13.65元/m2，地(di)熱熱泵調峰(feng)供暖方案3的(de)供暖單位成(chéng)本為15.41元/m2，比鍋(guo)爐高13%，不計地(di)🌈熱井時供暖(nuǎn)成本為7.70元/m2，約(yuē)隻有鍋爐的(de)56%。但燃氣鍋爐(lú)的供暖成❄️本(ben)已超過了供(gong)暖收費🧑🏾‍🤝‍🧑🏼标準(zhǔn)20元/m2。比較生活(huo)熱水🈲供應成(cheng)本🐕，地熱供應(yīng)生活熱水的(de)成本隻有1.35元(yuan)/噸，低于燃煤(mei)鍋爐成本4.50元(yuán)/噸，大大低于(yu)燃氣鍋爐成(chéng)本11.32元/噸。

  根據(jù)上面計算得(de)到的地熱供(gòng)熱系統的投(tou)資和成💰本，以(yǐ)🚶及鍋☎️爐供熱(re)的投資和成(chéng)本，可分别計(ji)算地熱供熱(re)和鍋爐供熱(re)的👅年毛利(供(gòng)暖收入和生(sheng)活熱水收益(yì))以及投資回(hui)收年限，見表(biǎo)3。地熱熱泵供(gong)熱方案3的年(nián)供暖❄️和生活(huó)熱水收益*，可(ke)以考慮盡量(liang)擴大地💔熱供(gong)生活熱水的(de)市場，充分用(yong)好地熱的“熱(rè)”和“水”。投👅資回(huí)收年限中😘，燃(rán)煤鍋爐約7年(nian)左右，地熱熱(re)泵系統❄️，計入(ru)地熱井時系(xi)統的投資回(huí)收年限約9年(nian)左右，不計地(dì)熱井時約4年(nian)，低于鍋爐系(xi)統。應當說明(míng)當地熱💜與鍋(guō)爐供熱方案(àn)對比時，占地(dì)面積引起的(de)經濟效益差(cha)别不能忽視(shì)。鍋爐房👌要包(bao)括煤、灰埸和(he)運輸通道，通(tōng)常地熱井方(fāng)案占地可❄️能(néng)隻及鍋爐房(fang)方案的1/5左右(yòu)。如在市中心(xīn)區占地，其土(tu)地價值是相(xiàng)當高的。

  4地熱(rè)熱泵供熱的(de)節能環保效(xiao)益

  與傳統鍋(guo)爐供熱相比(bǐ)，采用地熱熱(re)泵供熱可以(yǐ)取得節水📐和(hé)節煤效益。如(ru)按生活熱水(shui)供應量40t/h計算(suan)，年供水量為(wéi)87600噸，采用地熱(re)供應生活熱(re)水取代鍋爐(lú)加熱自來水(shui)方式，則年節(jie)水量為87600噸，這(zhè)不♌僅節約了(le)水費約6萬元(yuán)，更主要的是(shì)節省了清潔(jié)水，這對缺水(shuǐ)地🆚區是非常(chang)有意義的。

  按(àn)5萬m2的建築采(cai)暖，年單位耗(hào)煤量21.53kg/m2計算，采(cǎi)用地熱熱泵(bèng)供😘暖替🤟代鍋(guō)爐供暖，每個(ge)采暖季可節(jie)省耗煤量🔆1077噸(dun)。另外生活熱(rè)水供應量為(wéi)87600噸/年，如采用(yòng)鍋爐加熱，計(ji)算出🔞年耗煤(mei)量為980噸/年。這(zhè)樣♉可以計算(suan)出采用地💃🏻熱(re)供熱替代鍋(guo)爐供熱，每年(nian)可節煤2057噸，按(an)煤價220元/噸計(ji)算，相當于☀️節(jie)省45.3萬元。

  表3地(di)熱供熱與鍋(guō)爐供熱的投(tóu)資回收(按暖(nuan)氣增加✏️投資(zī)計🆚算)

  單位方(fāng)案1方案2方案(àn)3鍋爐燃氣鍋(guō)爐

  供暖面積(jī)萬m2 5

  供暖收費(fei)标準元/m2 20

  單位(wei)供暖成本元(yuán)/m2 8.28 9.66 7.70 13.65 26.76

  供暖毛利萬(wàn)元/年58.60 51.70 61.50 31.75 -33.80

  生活熱(rè)水供應量噸(dūn)/年87600

  熱水收費(fei)标準元/噸6

  熱(rè)水供應成本(běn)元/噸/ 1.35 1.35 4.50 11.32

  熱水供(gòng)應毛利萬元(yuan)/年0.00 40.73 40.73 13.14 -46.60

  毛利總計(jì)萬元/年58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  計地(di)熱井費用毛(mao)利總計萬元(yuan)/年20.85 53.88 63.68 44.89 -80.40

  系統投資(zī)萬元584 675 573 285 345

  投資回(hui)收年限年28.0 12.5 9.0 6.3無(wú)

  單位面積投(tóu)資費元/m2 116.8 135.0 114.6 57.0 69.0

  不計(ji)地熱井費用(yòng)毛利總計萬(wan)元/年58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  系統投(tóu)資萬元334 425 323 285 345

  投資(zī)回收年限年(nian)5.7 4.6 3.2 6.3無

  單位面積(ji)投資費元/m2 66.8 85.0 64.6 57.0 69.0

  替(tì)代燃煤鍋爐(lú)供熱，節煤2057噸(dūn)所減少的對(duì)空氣污染量(liàng)，可計算出相(xiàng)應治理污染(ran)量所需的費(fei)用約12.4萬元。按(àn)上述所計算(suàn)出的替代燃(rán)煤鍋爐供熱(re)所達到的💜節(jiē)水、節☁️煤和環(huán)保效益，可以(yi)得出一個總(zong)的效益值為(wéi)：

  6萬元(節水)+ 45.3萬(wàn)元(節煤)+ 12.4萬元(yuan)(環保)=63.7萬元

  此(ci)為地熱熱泵(beng)供熱替代燃(rán)煤鍋爐供熱(re)所取得的間(jiān)接效益，由此(ci)可計算地熱(re)熱泵供熱方(fāng)案3的直接效(xiào)益♌和間接效(xiao)益之和為63.68萬(wan)元+ 63.7萬元= 127.38萬元(yuan)，如按此收益(yi)重新計算地(dì)熱熱泵供熱(re)方案3的投資(zī)回收年限✨為(wei)4.5年。小編推薦(jiàn)廣大化工廠(chang)用泵、醫藥廠(chǎng)用泵*上海🐅市(shì)三星水泵廠(chang) 上海意海耐(nài)腐蝕泵制造(zao)有限公司上(shang)海市新三星(xing)☎️給排水設備(bei)有限公司轉(zhuan)自：國際泵閥(fá)貿易網

  5結論(lun)

  1、根據技術經(jīng)濟評價結果(guǒ)，認為地熱熱(re)泵供熱方案(àn)3(供暖、生活熱(re)水、空調)為*方(fāng)案。

  2、地熱熱泵(beng)供熱系統，當(dang)計入地熱井(jing)時供暖單位(wèi)成☔本為15.41元/m2，與(yu)燃煤鍋爐相(xiang)當，不計地熱(rè)井時僅為7.70元(yuán)/m2，約隻有鍋爐(lu)的60%，表🆚明回收(shou)地熱尾水的(de)地熱熱泵調(diao)峰供暖成本(ben)是很低的。

  3、地(di)熱熱泵供熱(re)系統，計入地(dì)熱井時系統(tong)的投資回收(shou)年限約9年左(zuo)右，不計地熱(re)井時約隻有(yǒu)4年，低于鍋爐(lu)系統的🌈7年。

  4、地(di)熱熱泵調峰(fēng)供暖提高了(le)地熱利用率(lü)，同時降低地(dì)熱排水溫度(dù)達到環保排(pai)放标準。

  5、地熱(re)熱泵供熱替(ti)代燃煤鍋爐(lú)供熱取得節(jiē)水、節煤🏃🏻和環(huán)保效❗益總計(jì)為63.7萬元，由此(cǐ)可計算出地(di)熱熱泵供熱(re)方案3的直接(jiē)效益和間接(jiē)效益之和為(wei)127.38萬元