地熱作(zuò)為一種(zhong)清潔能(néng)源，既有(you)"熱"的價(jià)值，又有(yǒu)"水"的❓價(jia)值，采暖(nuan)🔴和生活(huó)熱水的(de)優勢十(shí)分明顯(xian)，在我國(guo)北方得(dé)👅到迅速(su)的發展(zhǎn)。國内🐆地(di)熱供熱(rè)應用主(zhǔ)要集中(zhong)在天津(jin)👅、北京、河(hé)北、西安(ān)等地。天(tiān)津地熱(re)供熱應(yīng)用較為(wéi)普遍，目(mu)前天津(jin)的地熱(re)供暖面(mian)積已達(da)500萬m2，按替(tì)代燃煤(méi)鍋爐供(gòng)✔️暖計算(suàn)，每個供(gong)暖季替(ti)代了11萬(wan)噸以上(shàng)♋的煤，取(qu)得了良(liang)好的環(huan)境保護(hù)💞效益。

  地(dì)熱供暖(nuǎn)中一個(ge)突出的(de)問題是(shi)供暖後(hòu)地熱排(pai)放水溫(wēn)比☎️較高(gāo)🌂，一般在(zai)45℃以上，有(yǒu)的甚至(zhì)達60℃，造成(chéng)了資源(yuan)的浪費(fei)和❤️環境(jing)熱污染(ran)。另外，有(yǒu)少數地(dì)熱田溫(wēn)度低(低(di)于55℃)。這類(lèi)低溫🍉熱(re)源要用(yong)于供暖(nuan)，需進一(yi)步加熱(rè)，如采用(yong)傳統🔴鍋(guo)爐加熱(rè)方式，供(gong)暖後的(de)排放水(shui)溫仍将(jiāng)在40℃以上(shàng)。如采用(yong)熱泵技(jì)術☁️，不僅(jǐn)可回收(shou)地熱的(de)排放水(shuǐ)熱量，加(jia)熱升☂️溫(wen)采暖供(gòng)水溫度(dù)，同時加(jiā)大了地(dì)熱的供(gong)暖能力(lì)，可使一(yī)口井相(xiàng)當于一(yi)🔞口半至(zhì)兩口井(jǐng)使用，另(lìng)外降低(dī)地熱排(pai)放水溫(wen)度，達到(dao)環㊙️保要(yao)求。

  1地熱(rè)熱泵供(gong)熱方案(àn)

  以往計(ji)算分析(xi)說明[1、2]：地(dì)熱熱泵(bèng)供暖系(xi)統，以地(di)熱加🈲熱(re)泵調峰(fēng)👨‍❤️‍👨供暖方(fang)式的供(gòng)暖成本(ben)和投資(zi)低于熱(rè)泵🐆單獨(dú)作熱源(yuan)的供暖(nuǎn)方式。本(ben)文選取(qu)地熱熱(rè)泵調峰(fēng)供暖作(zuo)為基本(ben)系統進(jin)行三種(zhǒng)地熱熱(re)🐉泵供熱(rè)方案的(de)技術經(jing)濟性分(fen)析。

  方案(àn)1：地熱熱(re)泵調峰(feng)供暖系(xì)統

  設計(ji)地熱熱(re)泵調峰(fēng)供暖方(fāng)案的系(xì)統原理(li)圖示，如(ru)圖1。地熱(re)為供暖(nuan)基本熱(re)源，滿足(zú)采暖系(xì)統的基(ji)本熱負(fu)荷要求(qiu)，到了采(cai)暖嚴寒(han)期，地熱(rè)熱量不(bu)能滿足(zú)采暖熱(rè)負荷要(yao)求，啟用(yòng)熱泵調(diao)峰🔴，以提(ti)高采暖(nuǎn)循環供(gòng)水溫度(du)，達到調(diao)峰供暖(nuan)的要求(qiú)。此系統(tong)中🈚，地熱(rè)供暖後(hou)的尾水(shuǐ)作為熱(re)泵蒸發(fa)器的熱(rè)源，因此(ci)地熱的(de)排💋水溫(wēn)度将會(huì)進🌂一步(bu)降低。

  方(fang)案2：地熱(re)熱泵調(diào)峰供暖(nuan)與生活(huo)熱水供(gong)應

  在滿(man)足方案(an)1供暖要(yao)求同時(shi)，還可兼(jiān)顧生活(huo)熱水的(de)🆚供應，即(jí)利用地(dì)熱供暖(nuǎn)後的尾(wei)水作為(wei)生活熱(rè)水供✍️應(yīng)。與♉單一(yi)⭐地熱供(gòng)暖相比(bi)較，地熱(rè)供暖與(yǔ)生活熱(re)水供應(ying)不🔞僅利(li)用了地(di)熱的“熱(re)”，而且利(li)用了地(dì)熱的“水(shui)”。

  由于地(di)熱供暖(nuan)後的尾(wěi)水溫度(du)低于45℃，需(xū)要有将(jiāng)尾水加(jiā)熱🏃🏻‍♂️升溫(wēn)的系統(tǒng)。這裡設(she)計以一(yī)定量地(dì)熱供水(shuǐ)55℃與一定(ding)量地熱(rè)尾水相(xiang)混合，達(dá)到供應(ying)45℃的生活(huó)熱水，如(rú)圖1，這種(zhǒng)方案涉(she)👣及到要(yào)降低地(dì)熱供暖(nuan)🤩的供水(shui)流量，即(jí)降低地(di)熱的供(gong)熱量，因(yin)此相🈲應(yīng)地要加(jiā)大熱泵(bèng)的調峰(feng)量。

  方案(àn)3：地熱熱(re)泵調峰(fēng)供暖生(sheng)活熱水(shuǐ)供應并(bing)兼顧夏(xià)季空調(diào)在滿

  足(zú)上述方(fang)案2地熱(re)熱泵供(gong)熱的基(ji)礎上，考(kao)慮熱泵(beng)兼顧夏(xia)季空調(diào)用。熱泵(beng)的工作(zuo)原理與(yu)制冷機(jī)相同，二(er)者也🌂具(jù)有相同(tong)的主要(yao)部☀️件，隻(zhi)是運行(háng)的溫度(dù)、壓力範(fàn)圍不同(tóng)。熱泵機(jī)組一機(ji)兩用，提(tí)高了設(she)備的利(lì)用😍率，相(xiàng)應減少(shao)了采暖(nuǎn)、空調系(xi)統的設(she)備初投(tou)資，同時(shí)❓電力初(chū)裝費隻(zhi)一次性(xing)計入，投(tou)資的經(jing)濟性得(dé)以提高(gāo)。熱泵空(kōng)調機一(yi)機兩用(yong)，并且機(jī)組在夏(xià)季空調(diào)的運行(hang)時間💋要(yao)比冬季(ji)調峰✉️供(gong)暖的運(yun)行時間(jian)長，因此(ci)可☔以把(ba)熱泵初(chu)投資的(de)50%甚至60%以(yǐ)上計入(rù)✍️空調系(xì)統。

  2地熱(re)熱泵供(gong)熱系統(tǒng)技術經(jing)濟分析(xi)

  按上面(miàn)提出的(de)三種地(dì)熱熱泵(beng)供熱方(fāng)案和兩(liǎng)類地熱(re)資源情(qing)況：地熱(rè)利用後(hou)的尾水(shuǐ)或新鑽(zuan)地熱井(jing)，作供暖(nuan)基本熱(rè)源加熱(re)泵調峰(feng)進行供(gòng)熱。進行(hang)方案技(jì)術經濟(jì)參數計(jì)算和分(fen)析的依(yī)據是北(běi)🐪京某工(gong)程的實(shí)際參數(shu)：地熱供(gòng)水溫度(du)55℃，流量80t/h；采(cǎi)暖回水(shui)溫度按(an)35℃計算；采(cǎi)暖面積(ji)5萬m2，按建(jian)築節能(néng)要求，采(cǎi)暖熱指(zhǐ)标可采(cǎi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼用50w/m2；當地(di)能源價(jià)格為：電(diàn)價0.36元/度(du)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，地熱水(shuǐ)費0.3元/噸(dūn)，自來水(shui)水費0.7元(yuan)/噸，煤價(jià)❤️220元/噸，天(tian)然氣價(jià)格1.8元/m3。

  由(you)于采暖(nuan)供回水(shui)溫度偏(piān)低，選用(yòng)終端散(san)熱器上(shàng)将有所(suo)考慮。計(ji)算發現(xian)，對55℃以下(xià)的低溫(wen)采暖，如(ru)采用常(cháng)規暖氣(qi)散熱器(qì)，所需要(yào)的散熱(rè)器面積(jī)至少要(yào)增加50%，相(xiang)應投資(zī)也将增(zeng)加50%。目💁前(qián)一種新(xīn)興的PP-C管(guǎn)地闆輻(fu)射散熱(re)器正在(zài)興起和(he)投入使(shǐ)用，由于(yú)它埋🌏在(zai)房間地(di)闆下，散(sàn)熱方式(shì)是由下(xia)向☀️上輻(fú)射散熱(rè)，适合人(ren)的身體(ti)和生活(huo)需要。這(zhè)一特點(diǎn)，即使🥰是(shì)降低它(tā)的供回(hui)水溫度(du)，如采用(yong)50℃/35℃，對它🌈的(de)散熱效(xiao)果也沒(méi)有太大(da)影響。這(zhe)使得地(di)闆輻射(she)散熱🌐器(qì)在低溫(wen)采暖中(zhōng)有很強(qiang)的競争(zhēng)力。因此(ci)，可結合(hé)建築❌實(shí)際情況(kuang)，終端可(kě)采用暖(nuan)氣🏒散熱(re)器，或采(cai)用地闆(pan)輻射散(san)熱器。

  根(gēn)據上面(mian)所提到(dao)的條件(jiàn)和參數(shù)，對三種(zhong)地熱熱(re)泵供熱(rè)方案進(jìn)行具體(ti)的計算(suàn)，結果見(jiàn)下表1、表(biao)2。

  計算結(jié)果分析(xī)和比較(jiao)：

  1、表1計算(suan)了不同(tóng)采暖終(zhōng)端，新鑽(zuan)地熱井(jǐng)系統的(de)投資和(he)單位運(yùn)行成本(ben)。從三種(zhong)地熱供(gòng)熱方案(àn)看，方案(àn)1的投資(zi)低，供暖(nuan)成本也(ye)🌏低，但沒(mei)有生活(huo)熱水供(gong)應。綜合(hé)比較，方(fang)☔案3既有(you)供暖，又(yòu)有生活(huo)熱水供(gong)應，同時(shí)還兼顧(gù)夏季空(kōng)調，從投(tou)資📞和運(yun)行成本(běn)看，方案(an)‼️3處在方(fāng)案📱1和方(fāng)案2之間(jiān)，可作為(wei)*方案。

  2、表(biao)2計算了(le)計入和(hé)不計地(dì)熱井時(shi)的經濟(ji)參數計(jì)算📐結📞果(guo)🐉。不💃🏻計入(ru)地熱井(jǐng)時，系統(tong)隻有熱(rè)泵、管網(wǎng)和采暖(nuan)終端，沒(méi)有地熱(rè)井的投(tóu)資和運(yùn)行費用(yong)，其供暖(nuǎn)成本隻(zhi)有計入(rù)地熱井(jing)系統㊙️的(de)55%左右。

  表(biǎo)1不同方(fang)案下地(di)熱熱泵(beng)供熱經(jīng)濟參數(shù)的計算(suàn)

  終端地(dì)熱供熱(rè)方案地(dì)熱井管(guan)網終端(duān)投資(萬(wan)元)熱泵(bèng)🌏初投資(zī)(萬元)熱(rè)泵單位(wèi)電費(元(yuan)/m2)供暖單(dan)位成本(běn)(元/m2)生活(huo)熱水投(tou)資(萬元(yuan)♊)供水單(dan)位成本(ben)(元/m2)初投(tou)資總計(jì)(萬元)

  暖(nuan)氣散熱(re)器方案(àn)1 600 124 0.70 18.02 / / 724.0

  方案2 600 169 1.22 19.55 46 1.35 815.0

  方(fang)案3 600 67 17.60 46 1.35 713.0

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

  方(fāng)案2 890 169 1.22 20.78 46 1.35 1105.0

  方案(an)3 890 67 18.82 46 1.35 1003.0

  暖氣增(zeng)加投資(zi)方案1 460 124 0.70 15.83 / / 584.0

  方(fāng)案2 460 169 1.22 17.37 46 1.35 675.0

  方案(an)3 460 67 15.41 46 1.35 573.0

  表2地熱(re)熱泵供(gong)熱與鍋(guō)爐供熱(re)的比較(jiào)(按暖氣(qì)增加投(tou)資計😘算(suàn))

  供熱方(fāng)案供暖(nuan)系統投(tou)資(萬元(yuan))供暖單(dan)位成本(ben)(元/m2)生活(huó)熱水系(xi)統投資(zi)(萬元)供(gòng)水單位(wèi)成本(元(yuán)/m2)初投資(zi)總計(萬(wàn)元)

  計入(ru)地熱井(jing)費用地(dì)熱熱泵(beng)供熱方(fāng)案1 584 15.83 / / 584

  地熱(rè)熱泵供(gong)熱方案(an)2 629 17.37 46 1.35 675

  地熱熱(rè)泵供熱(re)方案3 527 15.41 46 1.35 573

  不(bú)計地熱(re)井費用(yòng)地熱熱(re)泵供熱(re)方案1 334 8.28 / / 334

  地(di)熱熱泵(beng)供熱方(fang)案2 379 9.66 46 1.35 425

  地熱(re)熱泵供(gong)熱方案(àn)3 277 7.70 46 1.35 323

  鍋爐燃(rán)煤鍋爐(lú)供熱215 13.65 70 4.50 285

  燃(rán)氣鍋爐(lu)供熱240 26.76 105 11.32 345

  3地(di)熱熱泵(beng)供熱與(yu)鍋爐供(gong)熱的比(bǐ)較

  通常(cháng)用戶比(bǐ)較關心(xin)的是，地(di)熱熱泵(bèng)供熱能(néng)否與傳(chuán)統鍋爐(lu)供熱相(xiàng)競争，為(wei)此計算(suan)燃煤、燃(ran)氣鍋爐(lú)供暖及(ji)生活熱(rè)🌍水供應(ying)的初投(tou)資和單(dan)位成本(ben)，見表2，并(bing)将地熱(re)熱泵供(gong)熱方案(an)(有無地(dì)熱井費(fei)用兩種(zhǒng)情況)與(yǔ)鍋爐供(gòng)熱二者(zhě)進行投(tou)資和成(cheng)本比較(jiào)。

  由表2看(kàn)，燃煤鍋(guo)爐的供(gòng)暖單位(wei)成本為(wei)13.65元/m2，地熱(re)熱泵🈲調(diào)峰供暖(nuan)💜方案3的(de)供暖單(dan)位成本(běn)為15.41元/m2，比(bi)鍋爐高(gāo)13%，不計地(di)熱井時(shi)供暖成(chéng)本為7.70元(yuan)/m2，約隻有(you)鍋爐的(de)56%。但燃氣(qì)📞鍋爐的(de)🌈供暖成(chéng)本已超(chāo)過了供(gòng)暖收費(fei)标準20元(yuán)/m2。比較生(shēng)活熱水(shuǐ)供應成(cheng)本✌️，地熱(re)供應生(sheng)活熱水(shui)的成本(běn)隻🌈有1.35元(yuan)/噸，低于(yú)燃煤鍋(guō)爐成本(ben)4.50元/噸，大(da)大🏃‍♀️低于(yu)燃氣鍋(guo)爐成本(ben)11.32元/噸。

  根(gēn)據上面(miàn)計算得(dé)到的地(dì)熱供熱(re)系統的(de)投資和(hé)成💃🏻本💔，以(yi)及鍋爐(lú)供熱的(de)投資和(he)成本，可(ke)分别計(jì)算地熱(re)供熱和(he)鍋爐供(gòng)熱的年(nian)毛💛利(供(gòng)暖收入(ru)和生活(huó)熱水收(shou)益)以及(ji)投資回(hui)收年限(xian)，見表3。地(di)熱熱泵(bèng)供熱方(fāng)案3的年(nian)供暖和(he)生活熱(rè)✨水收益(yi)*，可以考(kǎo)慮盡量(liàng)擴大地(dì)熱供生(sheng)活熱水(shui)的市場(chang)，充‼️分用(yòng)好地熱(re)🚶‍♀️的“熱”和(he)“水”。投🤞資(zī)回收年(nián)限中，燃(ran)煤鍋爐(lu)約7年左(zuo)右，地熱(re)熱泵系(xi)統，計入(ru)地熱井(jǐng)時系統(tong)的投資(zi)回收年(nián)限約9年(nian)左右，不(bú)計地熱(rè)井時約(yue)4年，低于(yú)鍋爐系(xi)統。應當(dāng)說明當(dang)地熱與(yǔ)鍋爐供(gòng)熱方案(an)對比時(shí)，占地面(miàn)積引起(qǐ)的經濟(ji)效益差(cha)别不能(neng)忽視。鍋(guō)爐房要(yào)包括煤(mei)、灰埸和(hé)運輸通(tōng)道，通常(cháng)地熱井(jing)方案占(zhàn)地🚶可能(néng)隻及鍋(guō)爐房方(fang)案的1/5左(zuǒ)右。如在(zài)市中心(xin)區占地(dì)，其土地(dì)價值是(shi)相當高(gāo)的。

  4地熱(re)熱泵供(gòng)熱的節(jiē)能環保(bǎo)效益

  與(yu)傳統鍋(guō)爐供熱(re)相比，采(cai)用地熱(rè)熱泵供(gong)熱可以(yǐ)取得節(jiē)水🎯和節(jie)💛煤效益(yi)。如按生(sheng)活熱水(shui)供應量(liàng)40t/h計算，年(nián)供水量(liang)為87600噸，采(cai)用地熱(rè)供應生(shēng)活熱水(shui)取代鍋(guo)爐加熱(rè)自來水(shuǐ)方式，則(ze)年節水(shui)量為87600噸(dūn)，這不僅(jin)節約了(le)水😍費約(yue)6萬元，更(geng)主要的(de)是節省(shěng)了清潔(jié)水，這㊙️對(dui)缺水地(di)區是非(fei)常有意(yì)義的。

  按(an)5萬m2的建(jian)築采暖(nuǎn)，年單位(wei)耗煤量(liàng)21.53kg/m2計算，采(cai)用地熱(rè)熱泵供(gòng)暖替代(dai)鍋爐供(gòng)暖，每個(gè)采暖季(jì)可節省(shěng)耗煤量(liàng)1077噸。另🈲外(wai)生活熱(rè)水供應(ying)量為87600噸(dūn)/年，如采(cǎi)用鍋爐(lu)加熱，計(jì)算出年(nian)耗煤⛹🏻‍♀️量(liàng)為980噸/年(nián)。這樣可(ke)以計算(suàn)出采用(yong)地熱供(gòng)熱替代(dài)鍋爐供(gong)熱，每年(nian)可節煤(méi)2057噸，按煤(mei)價220元/噸(dun)計算，相(xiang)當于節(jie)省45.3萬元(yuan)。

  表3地熱(rè)供熱與(yǔ)鍋爐供(gong)熱的投(tou)資回收(shou)(按暖氣(qi)增加🐅投(tóu)資✔️計算(suàn))

  單位方(fang)案1方案(àn)2方案3鍋(guo)爐燃氣(qì)鍋爐

  供(gong)暖面積(ji)萬m2 5

  供暖(nuǎn)收費标(biāo)準元/m2 20

  單(dān)位供暖(nuǎn)成本元(yuan)/m2 8.28 9.66 7.70 13.65 26.76

  供暖毛(máo)利萬元(yuán)/年58.60 51.70 61.50 31.75 -33.80

  生活(huó)熱水供(gong)應量噸(dūn)/年87600

  熱水(shui)收費标(biao)準元/噸(dun)6

  熱水供(gong)應成本(běn)元/噸/ 1.35 1.35 4.50 11.32

  熱(re)水供應(ying)毛利萬(wàn)元/年0.00 40.73 40.73 13.14 -46.60

  毛(máo)利總計(jì)萬元/年(nián)58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  計地熱(re)井費用(yòng)毛利總(zong)計萬元(yuan)/年20.85 53.88 63.68 44.89 -80.40

  系統(tong)投資萬(wan)元584 675 573 285 345

  投資(zi)回收年(nian)限年28.0 12.5 9.0 6.3無(wu)

  單位面(miàn)積投資(zī)費元/m2 116.8 135.0 114.6 57.0 69.0

  不(bu)計地熱(re)井費用(yòng)毛利總(zǒng)計萬元(yuan)/年58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  系統(tǒng)投資萬(wàn)元334 425 323 285 345

  投資(zi)回收年(nian)限年5.7 4.6 3.2 6.3無(wú)

  單位面(miàn)積投資(zi)費元/m2 66.8 85.0 64.6 57.0 69.0

  替(tì)代燃煤(mei)鍋爐供(gong)熱，節煤(méi)2057噸所減(jian)少的對(dui)空氣污(wu)染量，可(kě)計算✉️出(chu)相應治(zhi)理污染(rǎn)量所需(xū)的費用(yòng)約12.4萬元(yuan)。按上🐆述(shu)所計算(suàn)出的替(tì)代燃煤(méi)鍋爐供(gong)熱所達(dá)到的節(jiē)水、節煤(mei)和環保(bao)效益，可(ke)以得出(chu)一個總(zǒng)的效益(yì)值為：

  6萬(wan)元(節水(shuǐ))+ 45.3萬元(節(jiē)煤)+ 12.4萬元(yuán)(環保)=63.7萬(wàn)元

  此為(wei)地熱熱(re)泵供熱(re)替代燃(rán)煤鍋爐(lú)供熱所(suǒ)取得的(de)間接💋效(xiào)益，由此(ci)可計算(suàn)地熱熱(rè)泵供熱(rè)方案3的(de)直接效(xiao)益和間(jian)接效益(yì)之和為(wéi)63.68萬元+ 63.7萬(wan)元= 127.38萬元(yuán)，如按此(cǐ)收益重(zhong)新計算(suan)地熱熱(re)泵供熱(re)方案3的(de)投🈲資回(huí)收年限(xiàn)為4.5年。小(xiao)編推薦(jiàn)廣大化(hua)工廠用(yong)泵、醫藥(yao)廠用泵(beng)*上海⁉️市(shi)三星水(shui)泵廠 上(shàng)海意海(hai)📱耐腐蝕(shí)泵制㊙️造(zao)有限公(gōng)司⭐上海(hai)市新三(sān)星💋給排(pái)水設備(bèi)有限公(gong)司轉自(zi)：國際泵(bèng)閥貿易(yi)網

  5結論(lùn)

  1、根據技(ji)術經濟(jì)評價結(jie)果，認為(wei)地熱熱(rè)泵供熱(rè)方案3(供(gong)暖、生🚶活(huó)熱水、空(kong)調)為*方(fang)案。

  2、地熱(re)熱泵供(gong)熱系統(tǒng)，當計入(rù)地熱井(jing)時供暖(nuan)單位成(cheng)本為15.41元(yuan)/m2，與燃煤(mei)鍋爐相(xiàng)當，不計(ji)地熱井(jing)時僅為(wei)7.70元/m2，約隻(zhi)有鍋爐(lu)的60%，表🐕明(ming)回收地(dì)熱尾水(shui)的地熱(rè)熱泵調(diao)峰供暖(nuan)成本是(shì)很低的(de)。

  3、地熱熱(rè)泵供熱(re)系統，計(jì)入地熱(re)井時系(xi)統的投(tóu)資回收(shou)年限約(yuē)9年左右(you)，不計地(di)熱井時(shi)約隻有(you)4年，低于(yú)鍋爐系(xi)🏃‍♂️統的⁉️7年(nián)。

  4、地熱熱(re)泵調峰(fēng)供暖提(ti)高了地(di)熱利用(yong)率，同時(shí)降低地(di)熱💘排水(shuǐ)溫度達(da)到環保(bao)排放标(biāo)準。

  5、地熱(re)熱泵供(gòng)熱替代(dài)燃煤鍋(guō)爐供熱(rè)取得節(jiē)水、節煤(méi)和環保(bao)效益💃總(zǒng)計為63.7萬(wan)元，由此(ci)可計算(suàn)出地熱(rè)熱泵🙇🏻供(gòng)熱方案(an)🈚3的直接(jiē)效益和(hé)間接效(xiào)益之和(hé)為127.38萬元(yuan)