地熱作為(wéi)一種清潔能(néng)源，既有"熱"的(de)價值，又有"水(shui)"的價值，采💃🏻暖(nuǎn)🐇和生活熱水(shuǐ)的優勢十分(fen)明顯，在我國(guo)北方得到迅(xùn)速的發展。國(guo)内地熱供熱(re)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(yong)較為普遍，目(mu)前天津的地(dì)熱供暖面積(jī)已達500萬m2，按替(ti)代燃煤鍋爐(lú)供暖計算，每(měi)個供暖季替(ti)代了11萬噸以(yi)上的煤，取得(de)了良好的環(huán)境保護🌈效益(yi)。

  地熱供暖中(zhōng)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(da)60℃，造成了資源(yuán)的浪♉費和環(huán)境熱污染。另(ling)外，有少數地(dì)熱田溫度低(di)(低于55℃)。這🏃🏻‍♂️類低(di)溫熱源要用(yòng)于供暖，需進(jìn)一步加熱，如(rú)🌏采用傳統鍋(guo)爐加熱方式(shi)，供暖後的排(pái)放水溫仍将(jiāng)在40℃以上。如采(cǎi)用熱泵技術(shu)📧，不僅可回收(shōu)地熱的排放(fang)✏️水熱量，加熱(rè)升溫采暖供(gòng)水溫度，同時(shí)加大了地熱(rè)的供暖能力(li)，可使一口井(jǐng)相當于一口(kou)半至兩口井(jǐng)使用，另外降(jiàng)低地熱👉排放(fang)水溫度，達到(dào)環保要求。

  1地(di)熱熱泵供熱(re)方案

  以往計(jì)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(diào)☀️峰供暖方式(shì)的供暖成本(ben)和投資低于(yu)熱泵單獨👌作(zuo)熱㊙️源的🤩供暖(nuǎn)方式。本文選(xuǎn)取地熱熱泵(beng)調峰供暖作(zuo)為基本系統(tǒng)進‼️行三種地(dì)熱熱🔴泵供熱(rè)方案的技術(shu)經濟性分析(xī)。

  方案1：地熱熱(re)泵調峰供暖(nuan)系統

  設計地(di)熱熱泵調峰(fēng)供暖方案的(de)系統原理圖(tu)示，如圖1。地熱(rè)為供暖基本(ben)熱源，滿足采(cǎi)暖系統的基(ji)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(xun)環供📱水溫度(dù)，達到調峰供(gong)🔞暖的要求。此(ci)系統中，地熱(rè)供暖後的尾(wěi)水作為熱泵(bèng)蒸發器的熱(rè)源，因此地熱(rè)的排♻️水溫度(dù)将會進⁉️一步(bù)降低。

  方案2：地(di)熱熱泵調峰(fēng)供暖與生活(huo)熱水供應

  在(zài)滿足方案1供(gong)暖要求同時(shí)，還可兼顧生(sheng)活熱水的供(gòng)應，即利用地(di)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(nuǎn)後的尾水溫(wēn)度低于45℃，需要(yào)有将尾水加(jia)熱升溫的系(xì)統。這裡設計(jì)以一定量地(di)熱供水55℃與一(yi)定💞量地⭐熱尾(wěi)水相混合，達(dá)到供應45℃的生(sheng)活熱水，如圖(tú)1，這種方案涉(she)💞及到要降低(dī)地🈲熱供暖的(de)供水流量🌏，即(ji)降低地熱的(de)供熱🙇🏻量，因此(cǐ)相應地要加(jiā)🍓大熱泵的✔️調(diao)峰量。

  方案3：地(dì)熱熱泵調峰(feng)供暖生活熱(re)水供應并兼(jian)顧夏季空🔅調(diào)在滿

  足上述(shu)方案2地熱熱(re)泵供熱的基(ji)礎上，考慮熱(re)泵兼顧夏❤️季(jì)空調用。熱泵(bèng)的工作原理(lǐ)與制冷機相(xiang)同，二者也‼️具(jù)有相同的主(zhǔ)要部件，隻是(shì)運行的溫度(dù)、壓力範圍不(bú)同。熱泵機組(zǔ)一機兩用，提(ti)高了設備的(de)利用率，相應(yīng)減少了采暖(nuǎn)、空調系統的(de)設備初投資(zi)，同時電力初(chu)裝費隻一次(cì)性計入，投資(zī)的經濟性得(dé)以提高。熱泵(bèng)空調機一機(jī)兩用，并且機(jī)組在夏季空(kong)調的運行時(shi)間要比冬季(jì)調峰供暖的(de)運行時間長(zhang)，因此可以把(bǎ)熱泵初投資(zī)💋的50%甚至60%以上(shàng)計入空調系(xì)統。

  2地熱熱泵(beng)供熱系統技(jì)術經濟分析(xi)

  按上面提出(chu)的三種地熱(re)熱泵供熱方(fāng)案和兩類地(dì)熱資源🎯情況(kuang)：地熱利用後(hòu)的尾水或新(xin)鑽地熱井，作(zuo)供暖基本熱(rè)源加熱泵調(diào)峰進行供熱(re)。進行方案技(ji)⭐術經濟參數(shù)計算和分析(xī)的依據是北(běi)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(nuǎn)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(dūn)，煤價🤩220元/噸，天(tiān)然氣價格🙇‍♀️1.8元(yuán)/m3。

  由于采暖供(gòng)回水溫度偏(piān)低，選用終端(duan)散熱器上将(jiang)有所考慮。計(ji)算發現，對55℃以(yi)下的低溫采(cǎi)暖，如采用常(chang)❌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(zai)興起和投入(ru)使用，由于它(tā)埋在房間地(dì)闆下，散熱方(fang)式是由下向(xiàng)🔴上輻射散熱(re)，适合人的身(shen)體和生活需(xū)要。這一特點(dian)，即使是降低(dī)它的供回水(shuǐ)溫度，如采用(yòng)50℃/35℃，對它的散熱(re)效果也沒有(you)太大影響。這(zhe)💞使🍓得地闆輻(fu)射散熱器在(zài)低溫采暖中(zhōng)🈲有很強的競(jìng)🙇🏻争力。因此，可(kě)結合建築㊙️實(shi)際情況，終端(duān)可采用暖氣(qi)散熱器，或采(cai)用地闆輻射(shè)散熱器。

  根據(ju)上面所提到(dào)的條件和參(cān)數，對三種地(dì)熱熱泵供熱(rè)方案進行具(ju)體的計算，結(jie)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(xin)鑽地熱井系(xì)統的投資和(he)單位運行成(cheng)本。從三種地(dì)熱供熱方案(an)看，方案1的投(tóu)資低，供暖成(cheng)本也低，但沒(méi)有生活熱水(shuǐ)供應。綜合比(bǐ)較，方案3既有(you)📞供暖，又有生(shēng)活熱水供應(yīng)，同時還兼💰顧(gu)夏季空調，從(cong)投資✊和運行(háng)成本看，方案(àn)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(rè)井時的經濟(jì)參數計算結(jie)果。不計入🔴地(di)熱井時，系統(tǒng)隻有熱泵、管(guan)網和采暖終(zhōng)端，沒有地熱(rè)井的投資和(he)運行費用，其(qi)供暖成本隻(zhi)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(ji)參數的計算(suàn)

  終端地熱供(gong)熱方案地熱(re)井管網終端(duan)投資(萬元)熱(re)🍉泵初投資(萬(wan)元)熱泵單位(wei)電費(元/m2)供暖(nuǎn)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(san)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(pan)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(nuan)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(fāng)案3 460 67 15.41 46 1.35 573.0

  表2地熱熱(rè)泵供熱與鍋(guo)爐供熱的比(bǐ)較(按暖氣增(zēng)加投資計🆚算(suan))

  供熱方案供(gong)暖系統投資(zi)(萬元)供暖單(dan)位成本(元/m2)生(sheng)活熱水🐇系統(tǒng)投資(萬元)供(gong)水單位成本(ben)(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(fang)案2 629 17.37 46 1.35 675

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

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

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

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

  鍋爐燃煤鍋(guō)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(rè)的比較

  通常(chang)用戶比較關(guān)心的是，地熱(re)熱泵供熱能(neng)否與傳統鍋(guo)爐供熱相競(jing)争，為此計算(suàn)燃煤、燃氣鍋(guō)爐供暖及生(shēng)活熱⭕水供應(ying)的初投資和(hé)單位成本，見(jiàn)表2，并将⁉️地熱(re)熱泵供熱方(fāng)案(有無地熱(rè)井費用兩種(zhǒng)情況)與🎯鍋爐(lu)供熱二者進(jìn)行投資和成(chéng)本比較。

  由表(biao)2看，燃煤鍋爐(lu)的供暖單位(wèi)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(cheng)本為15.41元/m2，比鍋(guo)爐高13%，不計地(di)熱井時供暖(nuan)成🔴本為7.70元/m2，約(yue)隻有鍋爐的(de)56%。但燃氣🏃🏻‍♂️鍋爐(lú)的供暖成本(běn)已超過了供(gòng)暖收費标準(zhǔn)20元/m2。比較生活(huó)熱水供應成(chéng)本，地熱供應(ying)生活熱水❌的(de)成本隻有1.35元(yuan)/噸，低于燃煤(méi)鍋爐成☂️本4.50元(yuan)/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(dé)到的地熱供(gòng)熱系統的投(tou)資和成本，以(yi)及鍋爐⛷️供熱(rè)的投資和成(chéng)本，可分别計(ji)算地熱供熱(rè)和鍋爐供熱(re)的年毛利(供(gòng)暖收入和生(shēng)活熱水收益(yi))以及投資回(hui)收年🥰限，見表(biǎo)3。地熱熱泵供(gòng)熱方案⭐3的年(nian)供暖和生活(huo)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(nián)左右，地熱熱(re)泵系統😍，計入(rù)地熱🔞井時系(xì)統的投資回(huí)收年限約9年(nian)左右，不計🌈地(di)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(di)🌂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(fang)案占地💁可能(neng)隻及鍋爐房(fáng)方案的1/5左右(yòu)。如在市中心(xin)區占地，其土(tu)地😍價值是相(xiàng)當高的。

  4地熱(re)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(rú)按生活熱水(shuǐ)供應量40t/h計算(suàn)，年🍓供水量為(wei)87600噸，采用地熱(re)供應生活熱(rè)水取代鍋爐(lú)加熱自來水(shuǐ)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(yuan)，更主要的是(shi)節省了清潔(jie)水，這對缺水(shuǐ)地區是非常(cháng)有意義的。

  按(àn)5萬m2的建築采(cǎi)暖，年單位耗(hào)煤量21.53kg/m2計算，采(cǎi)用地熱熱🐪泵(beng)供暖替代🐇鍋(guo)爐供暖，每個(gè)采暖季可節(jie)省耗煤量1077噸(dūn)。另外生活熱(re)水供應量為(wéi)87600噸/年，如采用(yong)鍋爐加熱，計(ji)算出年耗煤(méi)量為980噸💚/年。這(zhè)樣可以計算(suan)出采用地✌️熱(rè)供熱替代鍋(guo)爐供熱，每年(nián)可節煤2057噸，按(àn)煤價220元/噸計(jì)算，相當于節(jie)省45.3萬元。

  表3地(di)熱供熱與鍋(guo)爐供熱的投(tou)資回收(按暖(nuan)氣增加投資(zi)計算)

  單位方(fang)案1方案2方案(an)3鍋爐燃氣鍋(guo)爐

  供暖面積(ji)萬m2 5

  供暖收費(fei)标準元/m2 20

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

  供暖毛利萬(wan)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(fèi)标準元/噸6

  熱(rè)水供應成本(ben)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(ji)萬元/年58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  計地(dì)熱井費用毛(mao)利總計萬元(yuán)/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(wu)

  單位面積投(tou)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(tou)資萬元334 425 323 285 345

  投資(zī)回收年限年(nián)5.7 4.6 3.2 6.3無

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

  替(tì)代燃煤鍋爐(lu)供熱，節煤2057噸(dun)所減少的對(duì)空氣污染量(liang)，可計算出相(xiang)應治理污染(ran)量所需的費(fèi)用約12.4萬元。按(àn)上💰述所計算(suàn)出的替代燃(ran)煤鍋爐供熱(re)所達到的節(jie)水、節煤和環(huan)💞保效益，可以(yǐ)得✊出一個總(zǒng)的效益值☎️為(wéi)：

  6萬元(節水)+ 45.3萬(wan)元(節煤)+ 12.4萬元(yuán)(環保)=63.7萬元

  此(cǐ)為地熱熱泵(beng)供熱替代燃(ran)煤鍋爐供熱(rè)所取得的間(jiān)接效益，由此(ci)可計算地熱(rè)熱泵供熱方(fāng)案3的直接效(xiào)益和間接效(xiào)益之和為63.68萬(wàn)元+ 63.7萬元= 127.38萬元(yuan)，如按此收益(yì)重新☔計算地(dì)熱熱泵供熱(rè)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(chǎng)用泵、醫藥廠(chang)用泵*上海市(shì)三星水泵廠(chǎng) 上海意海耐(nài)腐蝕泵制造(zào)有限公司上(shàng)海市新三星(xing)給排水設備(bèi)有限公司轉(zhuan)自：國際泵閥(fá)貿易網

  5結論(lùn)

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

  2、地熱熱泵(bèng)供熱系統，當(dāng)計入地熱井(jing)時供暖單位(wèi)成本為15.41元/m2，與(yǔ)燃煤鍋爐相(xiang)當，不計地熱(rè)井時僅為7.70元(yuan)/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(diào)峰供暖成☎️本(běn)是很低的。

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

  5、地熱(rè)熱泵供熱替(tì)代燃煤鍋爐(lu)供熱取得節(jiē)水、節煤和環(huan)保效益總計(ji)為63.7萬元，由此(ci)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(wéi)127.38萬元