地熱(rè)作為一種(zhong)清潔能源(yuán)，既有"熱"的(de)價值，又有(yǒu)"水"的🏃‍♀️價值(zhi)，采暖和生(shēng)活熱水的(de)優勢十分(fèn)明顯，在我(wǒ)國北方得(dé)到迅❗速的(de)發展。國内(nei)👉地熱供熱(re)應用主要(yao)集中在天(tiān)津、北京、河(he)北、西安等(děng)地。天🌍津地(di)熱🌈供熱應(ying)用較為普(pǔ)遍，目前天(tiān)津的地熱(rè)供暖面積(ji)已達500萬m2，按(àn)替代燃煤(méi)鍋爐供暖(nuǎn)計算，每個(gè)供暖季替(ti)代了11萬噸(dun)以上的煤(mei)，取得了☀️良(liang)好的環境(jìng)保護🏃🏻效益(yi)。

  地熱供暖(nuan)中一個突(tu)出的問題(ti)是供暖後(hòu)地熱排放(fang)🥰水溫比🏒較(jiao)高，一般在(zai)45℃以上，有的(de)甚至達60℃，造(zào)成了資源(yuán)的浪費和(hé)環境熱污(wu)🛀染。另🏃🏻‍♂️外，有(you)少數地熱(re)田溫度低(di)(低于55℃)。這類(lèi)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(rè)方式，供暖(nuan)🌐後的排放(fàng)水溫仍将(jiang)❌在40℃以上。如(rú)采用熱泵(bèng)技術，不僅(jin)可回收地(di)熱的排放(fang)水熱量，加(jiā)熱升溫采(cai)暖供水溫(wen)度，同時加(jia)大了地熱(re)的供暖能(néng)力，可使一(yī)口井👌相當(dang)于一口半(ban)至兩口井(jing)使用，另外(wài)降低地熱(re)💞排放水溫(wēn)度，達到環(huan)保要求。

  1地(di)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(re)泵調♌峰供(gong)暖方式的(de)供暖成本(ben)和投資低(di)于熱泵單(dan)獨作熱源(yuán)的供暖方(fang)式。本文選(xuan)取地熱熱(rè)泵調峰供(gong)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(jì)性分析。

  方(fāng)案1：地熱熱(rè)泵調峰供(gong)暖系統

  設(shè)計地熱熱(re)泵調峰供(gòng)暖方案的(de)系統原理(lǐ)圖示，如圖(tu)1。地🏃‍♀️熱為供(gong)暖基本熱(re)源，滿足采(cai)暖系統的(de)基本熱負(fu)荷要求，到(dao)了采暖嚴(yán)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(yǐ)提高采暖(nuǎn)循環供水(shui)溫度，達到(dao)調峰供暖(nuǎn)的要求。此(cǐ)系統中，地(dì)熱供暖🤞後(hòu)的尾水作(zuò)為熱泵蒸(zhēng)發器的熱(rè)源，因此地(di)熱的排水(shuǐ)溫度将會(huì)㊙️進⛹🏻‍♀️一步降(jiang)低。

  方案2：地(di)熱熱泵調(diào)峰供暖與(yǔ)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(re)水的☂️供♌應(ying)，即🈲利🍓用地(di)熱供暖後(hòu)的尾水作(zuò)為生活熱(rè)水供應。與(yǔ)🍓單一地熱(rè)供暖相比(bi)較，地熱供(gòng)暖與生活(huó)熱水👄供應(yīng)不📞僅利用(yòng)了地熱的(de)“熱”，而且利(li)用了地熱(re)的“水”。

  由于(yu)地熱供暖(nuǎn)後的尾水(shuǐ)溫度低于(yú)45℃，需要有将(jiang)尾水加熱(rè)🐕升溫💜的系(xi)統。這裡設(she)計以一定(ding)量地熱供(gong)水55℃與一定(ding)量地熱尾(wei)水相混合(hé)，達到供應(ying)45℃的生活熱(rè)水，如😍圖1，這(zhè)種🐆方案涉(she)及到要降(jiàng)低地熱供(gong)暖的供水(shuǐ)流量，即降(jiàng)低地💯熱的(de)供熱量，因(yīn)此相應地(dì)要加大熱(rè)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(gòng)應并兼顧(gù)夏季空調(diào)在滿

  足上(shàng)述方案2地(di)熱熱泵供(gòng)熱的基礎(chǔ)上，考慮熱(re)泵兼🌈顧夏(xia)季空調用(yòng)。熱泵的工(gong)作原理與(yu)制冷機相(xiàng)同，二者也(yě)具有相同(tong)的主要部(bu)件，隻是運(yùn)行的溫度(du)、壓力範圍(wei)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(diào)系統❄️的設(she)備初投資(zi)，同時電力(lì)初裝費隻(zhi)一次性計(ji)🌐入，投資的(de)經濟性得(dé)以提高。熱(re)泵空調機(ji)一機兩用(yòng)，并且✍️機組(zǔ)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(chu)投資✉️的50%甚(shèn)至60%以上計(ji)入🍉空調系(xì)統。

  2地熱熱(re)泵供熱系(xì)統技術經(jing)濟分析

  按(an)上面提出(chū)的三種地(dì)熱熱泵供(gòng)熱方案和(he)兩類地熱(rè)資源情況(kuang)：地熱利用(yòng)後的尾水(shuǐ)或新鑽地(di)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(fen)析的依據(jù)是北☁️京某(mǒu)工程的實(shí)際參數：地(dì)熱供水溫(wen)度55℃，流量80t/h；采(cai)暖回水溫(wen)度按35℃計🔴算(suàn)；采暖面積(jī)5萬m2，按建築(zhù)節能要求(qiú)，采暖熱指(zhi)标可采用(yòng)50w/m2；當地能源(yuan)🏃🏻價🐉格為：電(diàn)價0.36元/度🌍，地(dì)熱水費0.3元(yuán)/噸🥵，自來水(shui)水費0.7元/噸(dūn)，煤價220元/噸(dun)，天🍓然氣價(jia)格1.8元/m3。

  由于(yú)采暖供回(hui)水溫度偏(piān)低，選用終(zhōng)端散熱器(qì)上将有所(suo)考慮。計算(suàn)發現，對55℃以(yi)下的低溫(wen)采暖，如采(cǎi)用常規暖(nuǎn)氣散💘熱器(qi)，所需要的(de)散熱器面(miàn)積至少要(yào)增加50%，相應(ying)投資也将(jiāng)增加50%。目前(qián)一種新興(xìng)的🔱PP-C管地闆(pǎn)輻射🈲散熱(rè)器正🎯在興(xing)起和投入(rù)使用，由于(yu)它埋在房(fang)間地♈闆下(xia)，散熱方式(shi)是由下向(xiang)上輻射散(sàn)熱⁉️，适合人(ren)的身體和(hé)生活需要(yào)。這一特點(dian)，即使是降(jiang)低它的供(gong)回水溫度(du)，如采用50℃/35℃，對(duì)它的散熱(re)效果也沒(mei)有太大影(ying)響。這使得(de)地闆輻射(shè)散熱器在(zài)低溫采暖(nuan)中有很強(qiang)的競❌争力(lì)。因此，可結(jie)合建築實(shi)際情🏒況，終(zhōng)端可采用(yòng)暖氣散熱(re)器，或采用(yòng)地闆輻射(shè)🤞散熱器。

  根(gēn)據上面所(suo)提到的條(tiao)件和參數(shu)，對三種地(dì)熱熱泵供(gong)熱方案進(jìn)行具體的(de)計算，結果(guo)見下表1、表(biǎo)2。

  計算結果(guǒ)分析和比(bǐ)較：

  1、表1計算(suan)了不同采(cǎi)暖終端，新(xīn)鑽地熱井(jǐng)系統的投(tóu)資和單⭐位(wei)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(dī)，供暖成本(běn)也低，但沒(méi)有生活熱(re)水供應。綜(zōng)合比較，方(fang)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(jì)空調，從投(tóu)資和運行(hang)成㊙️本看，方(fāng)案3處在方(fang)案1和方案(an)2之間，可作(zuo)為*方案。

  2、表(biǎo)2計算了計(jì)入和不計(ji)地熱井時(shí)的經濟參(cān)數計算結(jié)果🌈。不計入(ru)地熱井時(shi)，系統隻有(yǒu)熱泵、管網(wǎng)和采暖終(zhong)端，沒有地(di)熱♍井的投(tou)資和運行(háng)費用，其供(gòng)暖成本隻(zhi)有計入地(dì)熱井系統(tǒng)的55%左右。

  表(biao)1不同方案(an)下地熱熱(re)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(zhōng)端投資(萬(wan)元)熱泵🐕初(chū)投👉資(萬元(yuán))熱泵單位(wèi)電費(元/m2)供(gong)暖單位成(cheng)本(元⭕/m2)生活(huó)熱水投資(zī)(萬元)供水(shui)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(dì)闆散熱器(qi)方案1 890 124 0.70 19.24 / / 1014.0

  方案(àn)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(zī)方案1 460 124 0.70 15.83 / / 584.0

  方案(àn)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(di)熱熱泵供(gòng)熱與鍋爐(lu)供熱的比(bi)較(按暖氣(qi)增加投資(zi)計算)

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

  計入地(di)熱井費用(yòng)地熱熱泵(bèng)供熱方案(àn)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(bèng)供熱方案(àn)3 527 15.41 46 1.35 573

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

  地(dì)熱熱泵供(gòng)熱方案2 379 9.66 46 1.35 425

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

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

  燃(ran)氣鍋爐供(gòng)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(tōng)常用戶比(bi)較關心的(de)是，地熱熱(re)泵供熱能(neng)否與傳統(tǒng)鍋爐供熱(rè)相競争，為(wéi)此計算燃(ran)煤、燃氣鍋(guo)爐供暖及(jí)生💃🏻活熱水(shuǐ)供應的初(chu)投資和單(dān)位成本，見(jiàn)表2，并将地(di)熱熱🙇🏻泵供(gong)熱⚽方案(有(you)無地熱井(jǐng)費用兩種(zhǒng)情況)與鍋(guō)爐供熱二(er)者進行💛投(tou)資和成本(běn)比較。

  由表(biǎo)2看，燃煤鍋(guo)爐的供暖(nuan)單位成本(ben)為13.65元/m2，地熱(rè)熱泵調峰(fēng)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(di)熱井時供(gong)暖成本為(wei)7.70元/m2，約隻有(you)鍋爐的56%。但(dan)燃氣鍋爐(lú)的供暖成(chéng)本已超💞過(guo)了供暖收(shou)費🔞标準20元(yuan)/m2。比較生活(huó)熱水供應(ying)成本，地熱(re)供應生活(huó)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(dà)大低于燃(rán)氣鍋爐成(chéng)本11.32元/噸。

  根(gen)據上面計(ji)算得到的(de)地熱供熱(rè)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(jì)算地熱供(gòng)熱和鍋🌈爐(lu)供熱的年(nian)毛利(供暖(nuan)收入和生(shēng)活熱水🍉收(shōu)益)以及投(tou)資回收年(nián)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼限，見表3。地(dì)熱熱💜泵供(gòng)熱方案🏃🏻‍♂️3的(de)年供暖💘和(hé)生活熱水(shuǐ)收益*，可以(yǐ)考慮盡量(liang)擴大地熱(rè)供生活熱(rè)水的市場(chǎng)，充分用好(hao)地熱的“熱(re)”和“水”。投💛資(zī)回收年限(xiàn)中，燃煤鍋(guo)爐約7年左(zuo)右，地熱熱(rè)泵系統，計(ji)入地熱井(jǐng)時系統的(de)投❗資回收(shou)年限約9年(nián)左右，不計(jì)地熱井時(shi)約4年，低于(yu)鍋爐系統(tǒng)。應當說明(ming)當地熱👄與(yu)鍋爐供✨熱(re)方案對比(bi)🔅時，占地面(mian)積引起的(de)經濟效🐪益(yi)差别不能(neng)忽視。鍋爐(lu)房要包括(kuò)煤、灰埸和(he)運輸通💁道(dào)，通常地熱(rè)井方案占(zhàn)地🏃‍♂️可能隻(zhī)及鍋爐房(fang)方案的⚽1/5左(zuo)右。如在市(shi)中心區占(zhan)地，其土地(di)價值是相(xiang)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(guō)爐供熱相(xiang)比，采用地(di)熱熱泵供(gòng)熱可以取(qu)得節水🌈和(hé)節煤效益(yì)。如按生活(huó)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(qǔ)代鍋爐加(jiā)熱自來水(shuǐ)方式，則年(nián)節水量為(wei)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(zhe)對缺水地(dì)🐇區是非常(chang)有意義的(de)。

  按5萬m2的建(jian)築采暖，年(nian)單位耗煤(mei)量21.53kg/m2計算，采(cǎi)用地熱熱(re)泵供暖替(tì)代鍋爐供(gong)暖，每個采(cǎi)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(yong)鍋爐加熱(rè)，計算出年(nian)耗煤量為(wéi)980噸/年。這樣(yàng)可以計算(suan)出采用地(di)熱供熱替(ti)代鍋爐供(gong)📞熱，每年可(kě)節煤2057噸，按(an)煤價220元/噸(dūn)👨‍❤️‍👨計算，相當(dāng)于節省45.3萬(wàn)元。

  表3地熱(rè)供熱與鍋(guō)爐供熱的(de)投資回收(shōu)(按暖氣增(zeng)加投🌈資計(jì)算)

  單位方(fāng)案1方案2方(fāng)案3鍋爐燃(ran)氣鍋爐

  供(gong)暖面積萬(wan)m2 5

  供暖收費(fèi)标準元/m2 20

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

  供暖(nuǎn)毛利萬元(yuan)/年58.60 51.70 61.50 31.75 -33.80

  生活熱(rè)水供應量(liàng)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(máo)利總計萬(wàn)元/年58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  計地(di)熱井費用(yong)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(hui)收年限年(nian)28.0 12.5 9.0 6.3無

  單位面(mian)積投資費(fei)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(wan)元334 425 323 285 345

  投資回(hui)收年限年(nian)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(gong)熱，節煤2057噸(dūn)所減少的(de)對空氣污(wū)染量，可計(ji)💰算出相應(yīng)治理污染(ran)量所需的(de)費用約12.4萬(wan)元🏒。按上述(shù)所計算出(chū)的替代燃(rán)煤鍋爐供(gòng)熱所達到(dào)的節水、節(jie)煤和環保(bao)效益，可以(yǐ)得出一個(gè)總的效益(yì)值為：

  6萬元(yuan)(節水)+ 45.3萬元(yuan)(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(méi)鍋爐供熱(re)所取得的(de)🔅間接效益(yì)，由此可計(jì)算地熱熱(rè)泵供熱方(fang)案3的直接(jie)效益和間(jiān)💁接效💁益之(zhī)和為63.68萬元(yuan)+ 63.7萬元= 127.38萬元(yuán)，如按此收(shōu)益重新計(jì)算地熱熱(re)泵供熱方(fāng)案3的投資(zi)回收年限(xian)為4.5年。小編(bian)推薦廣大(dà)化工廠用(yong)泵、醫藥廠(chang)用泵*上海(hǎi)市三星水(shui)泵廠 上海(hǎi)意海耐腐(fǔ)蝕泵制造(zào)有限公司(sī)🏒上海市新(xīn)三星給排(pai)水設備有(you)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻限公司轉(zhuan)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(guǒ)，認為地熱(rè)熱泵供熱(rè)方案3(供👅暖(nuǎn)、生活熱水(shui)、空調)為*方(fang)案。

  2、地熱熱(rè)泵供熱系(xi)統，當計入(rù)地熱井時(shí)供暖單位(wei)成本⁉️為15.41元(yuan)🔱/m2，與燃煤鍋(guo)爐相當，不(bú)計地熱井(jǐng)時僅為7.70元(yuán)/m2，約隻有鍋(guo)爐的60%，表🚶‍♀️明(ming)回收地熱(re)尾水的地(di)熱熱泵調(diao)峰供暖成(chéng)本是很低(dī)的。

  3、地熱熱(rè)泵供熱系(xi)統，計入地(di)熱井時系(xì)統的投資(zi)回收🚶年🈲限(xian)約❗9年左右(you)，不計地熱(rè)井時約隻(zhī)有4年，低于(yu)鍋爐系統(tong)的7年。

  4、地熱(rè)熱泵調峰(feng)供暖提高(gao)了地熱利(lì)用率，同時(shí)降低地🧑🏾‍🤝‍🧑🏼熱(rè)排水溫度(dù)達到環保(bao)排放标準(zhǔn)。

  5、地熱熱泵(beng)供熱替代(dài)燃煤鍋爐(lu)供熱取得(dé)節水、節煤(mei)和環保效(xiao)益總計為(wéi)63.7萬元，由此(cǐ)可計算出(chu)地熱熱泵(beng)供熱方案(àn)3的直接效(xiao)🌈益和間接(jiē)效益之和(hé)為127.38萬元