地(di)熱作為一(yi)種清潔能(neng)源，既有"熱(re)"的價值，又(you)有"水"的價(jia)值，采暖和(he)生活熱水(shui)的優勢十(shi)分明顯，在(zai)我國北方(fang)得到迅速(su)的發展。國(guo)内地熱供(gong)熱應用主(zhu)要集中在(zai)天津、北京(jing)、河💫北、西安(an)等地。天津(jin)地熱供熱(re)應用較為(wei)普遍，目前(qian)天津的地(di)熱供暖面(mian)積已達500萬(wan)m2，按替代燃(ran)煤鍋爐供(gong)暖計算，每(mei)個供暖季(ji)替代了11萬(wan)噸以上的(de)煤，取得了(le)良好的環(huan)境保護效(xiao)益。

  地熱供(gong)暖中一個(ge)突出的問(wen)題是供暖(nuan)後地熱排(pai)放水溫比(bi)較高，一般(ban)在45℃以上，有(you)的甚至達(da)60℃，造成了資(zi)源的浪費(fei)和環境熱(re)污染。另外(wai)，有少數地(di)熱田溫度(du)低(低于55℃)。這(zhe)ˇ類低溫熱(re)源要用于(yu)供暖，需進(jin)一步加熱(re)，如采用傳(chuan)統🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻鍋爐加(jia)熱方式，供(gong)暖後的排(pai)放水溫仍(reng)将在40℃以上(shang)。如采用熱(re)泵技術，不(bu)僅可回收(shou)地熱的排(pai)放水熱量(liang)，加熱升溫(wen)采暖供水(shui)溫度，同時(shi)加大了地(di)熱的供暖(nuan)能力，可使(shi)一口井😍相(xiang)當于一口(kou)半至兩口(kou)井使用，另(ling)外降低地(di)熱👹排放水(shui)溫度，達到(dao)環保要求(qiu)。

  1地熱熱泵(beng)供熱方案(an)

  以往計算(suan)分析說明(ming)[1、2]：地熱熱泵(beng)供暖系統(tong)，以地熱加(jia)熱🙈泵🧛🏽調峰(feng)供暖方式(shi)的供暖成(cheng)本和投資(zi)低于熱泵(beng)單獨作熱(re)源的供暖(nuan)方式。本文(wen)選取地熱(re)熱泵調峰(feng)供暖作為(wei)基本系統(tong)進行三種(zhong)地熱熱泵(beng)供熱方案(an)的技術經(jing)濟性分析(xi)。

  方案1：地熱(re)熱泵調峰(feng)供暖系統(tong)

  設計地熱(re)熱泵調峰(feng)供暖方案(an)的系統原(yuan)理圖示，如(ru)圖1。地熱為(wei)供暖基本(ben)熱源，滿足(zu)采暖系統(tong)的基本熱(re)🛀🏼負荷要求(qiu)，到了👯🏾‍♂️采暖(nuan)嚴寒😗期，地(di)熱熱量不(bu)能滿足采(cai)👿暖熱負荷(he)要求，啟用(yong)熱泵調峰(feng)🧑🏽‍🎄，以提高采(cai)暖循環供(gong)🤑水溫度，達(da)到調峰供(gong)暖的要求(qiu)。此系統中(zhong)，地熱供暖(nuan)後的尾水(shui)作👧🏾為熱泵(beng)蒸發器的(de)熱源，因此(ci)地熱的排(pai)水溫度将(jiang)會進一步(bu)降低。

  方案(an)2：地熱熱泵(beng)調峰供暖(nuan)與生活熱(re)水供應

  在(zai)滿足方案(an)1供暖要求(qiu)同時，還可(ke)兼顧生活(huo)熱水的供(gong)應，即利用(yong)🧎🏻‍♀️‍➡️地熱供暖(nuan)後的尾水(shui)作為生活(huo)熱水供應(ying)。與單一地(di)熱供暖相(xiang)比較，地熱(re)供暖與生(sheng)活熱水供(gong)應不㊙️僅利(li)用了地熱(re)的“熱”，而且(qie)利用了地(di)熱的“水”。

  由(you)于地熱供(gong)暖後的尾(wei)水溫度低(di)于45℃，需要有(you)将尾水加(jia)熱升溫💕的(de)系統。這裡(li)設計以一(yi)定量地熱(re)供水55℃與🏊🏾‍♀️一(yi)定量地熱(re)尾水相混(hun)合，達到供(gong)應45℃的生活(huo)熱水，如圖(tu)1，這種方案(an)涉及到要(yao)降低地熱(re)供暖的供(gong)水流量，即(ji)降低地熱(re)的供熱量(liang)，因此相應(ying)地要加大(da)熱泵的調(diao)峰量。

  方案(an)3：地熱熱泵(beng)調峰供暖(nuan)生活熱水(shui)供應并兼(jian)顧夏🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻季空(kong)😌調👨🏻‍🏭在滿

  足(zu)上述方案(an)2地熱熱泵(beng)供熱的基(ji)礎上，考慮(lü)熱泵兼顧(gu)夏季空調(diao)用。熱泵的(de)工作原理(li)與制冷機(ji)相同，二者(zhe)也具有相(xiang)同的主要(yao)部👾件，隻是(shi)運行的溫(wen)度、壓力範(fan)圍不🙂‍↕️同。熱(re)泵機組一(yi)🧑🏻‍❤️‍🧑🏼機兩用，提(ti)高了設備(bei)的利用率(lü)，相應減少(shao)了采暖、空(kong)調系統的(de)設備初投(tou)資，同時電(dian)力初裝費(fei)🧑🏾‍🎄隻一次性(xing)計👿入，投資(zi)的經👺濟性(xing)得以提👹高(gao)。熱泵空調(diao)機一機兩(liang)用，并且機(ji)組在夏季(ji)空⛹🏻‍♂️調的運(yun)行時間要(yao)比冬季調(diao)峰供暖的(de)運㊙️行時間(jian)長，因此可(ke)以把熱泵(beng)初投資的(de)50%甚至60%以上(shang)計入空✋調(diao)系統。

  2地熱(re)熱泵供熱(re)系統技術(shu)經濟分析(xi)

  按上面提(ti)出的三種(zhong)地熱熱泵(beng)供熱方案(an)和兩類地(di)熱資源情(qing)況：地熱利(li)用後的尾(wei)水或新鑽(zuan)地熱井，作(zuo)供暖👌基本(ben)熱源加熱(re)泵調峰進(jin)行供熱。進(jin)行方案技(ji)🧎🏻‍♀️‍➡️術經濟參(can)數計算和(he)分析的依(yi)據是北京(jing)某工程的(de)實際參數(shu)：地熱供水(shui)溫度55℃，流量(liang)😮‍💨80t/h；采暖回水(shui)溫度按35℃計(ji)算；采暖面(mian)積5萬m2，按建(jian)築節🏃🏿‍♀️‍➡️能要(yao)求，采暖🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻熱(re)指标可采(cai)🛀🏼用50w/m2；當地能(neng)源👱🏼‍♂️價格為(wei)：電價0.36元/度(du)，地熱水費(fei)0.3元/噸，自來(lai)水水費0.7元(yuan)/噸，煤價220元(yuan)/噸，天然氣(qi)價格1.8元/m3。

  由(you)于采暖供(gong)回水溫度(du)偏低，選用(yong)終端散熱(re)器上将有(you)所👩🏽‍🐰‍👩🏿考慮。計(ji)😵‍💫算發現，對(dui)55℃以下的低(di)溫采暖，如(ru)采用常規(gui)暖氣散🧑🏽‍🎄熱(re)器🚶🏾‍♀️‍➡️，所需要(yao)的散熱器(qi)面積至少(shao)要增加👯🏾‍♂️50%，相(xiang)應投資也(ye)将增加50%。目(mu)前一種新(xin)興的PP-C管地(di)闆輻射散(san)熱器正在(zai)興起和投(tou)入使用😮‍💨，由(you)于它埋在(zai)房間地💘闆(pan)下，散熱方(fang)式是由下(xia)向👽上輻射(she)散熱，适合(he)人的身體(ti)和生活需(xu)要🎅🏿。這一特(te)點，即使是(shi)降低它的(de)供回水溫(wen)度，如采用(yong)50℃/35℃，對它👱🏼‍♂️的散(san)熱效果也(ye)沒有太大(da)影響。這使(shi)得地闆輻(fu)射散熱器(qi)在低溫采(cai)暖中有很(hen)強的競争(zheng)力。因此，可(ke)結合建築(zhu)實際情況(kuang)，終端可采(cai)用暖氣✋散(san)熱器，或采(cai)用地👩‍🍼闆輻(fu)射散熱器(qi)。

  根據上面(mian)所提到的(de)條件和參(can)數，對三種(zhong)地熱熱泵(beng)供👾熱方案(an)進行具體(ti)的計算，結(jie)果見下表(biao)1、表2。

  計算結(jie)果分析和(he)比較：

  1、表1計(ji)算了不同(tong)采暖終端(duan)，新鑽地熱(re)井系統的(de)投資和單(dan)位運行成(cheng)本。從三種(zhong)地熱供熱(re)方案看，方(fang)案1的投資(zi)低，供👯🏾‍♂️暖成(cheng)本也低，但(dan)沒有生活(huo)熱水供應(ying)。綜合比較(jiao)，方😺案3既有(you)供暖，又有(you)生活🙂‍↔️熱水(shui)供應，同時(shi)還兼顧夏(xia)季空調，從(cong)投資和運(yun)行成本看(kan)，方案👱🏼‍♂️3處在(zai)方案🏃🏻‍♀️1和方(fang)案2之間，可(ke)作為*方案(an)。

  2、表2計算了(le)計入和不(bu)計地熱井(jing)時的經濟(ji)參數計算(suan)🧜🏼‍♂️結果🛀🏼。不計(ji)入🙂‍↔️地熱井(jing)時，系統隻(zhi)有熱泵、管(guan)網和采暖(nuan)終端，沒有(you)地熱井的(de)投資和運(yun)行費用，其(qi)供暖成本(ben)隻有計入(ru)地熱井系(xi)統的55%左右(you)。

  表1不同方(fang)案下地熱(re)熱泵供熱(re)經濟參數(shu)的計算

  終(zhong)端地熱供(gong)熱方案地(di)熱井管網(wang)終端投資(zi)(萬元)熱泵(beng)初投資(萬(wan)元)熱泵單(dan)位電費(元(yuan)/m2)供暖單位(wei)成本(元/m2)生(sheng)活熱水投(tou)資(萬元)供(gong)水單位成(cheng)本(元/m2)初投(tou)資總計(萬(wan)元)

  暖氣散(san)熱器方案(an)1 600 124 0.70 18.02 / / 724.0

  方案2 600 169 1.22 19.55 46 1.35 815.0

  方案(an)3 600 67 17.60 46 1.35 713.0

  地闆散熱(re)器方案1 890 124 0.70 19.24 / / 1014.0

  方(fang)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(tou)資方案1 460 124 0.70 15.83 / / 584.0

  方(fang)案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(biao)2地熱熱泵(beng)供熱與鍋(guo)爐供熱的(de)比較(按暖(nuan)氣增加投(tou)資計算)

  供(gong)熱方案供(gong)暖系統投(tou)資(萬元)供(gong)暖單位成(cheng)本(元/m2)生活(huo)熱✍🏻水系統(tong)投資(萬元(yuan))供水單位(wei)成本(元/m2)初(chu)投資總計(ji)(萬元)

  計入(ru)地熱井費(fei)用地熱熱(re)泵供熱方(fang)案1 584 15.83 / / 584

  地熱熱(re)泵供熱方(fang)案2 629 17.37 46 1.35 675

  地熱熱(re)泵供熱方(fang)案3 527 15.41 46 1.35 573

  不計地(di)熱井費用(yong)地熱熱泵(beng)供熱方案(an)1 334 8.28 / / 334

  地熱熱泵(beng)供熱方案(an)2 379 9.66 46 1.35 425

  地熱熱泵(beng)供熱方案(an)3 277 7.70 46 1.35 323

  鍋爐燃煤(mei)鍋爐供熱(re)215 13.65 70 4.50 285

  燃氣鍋爐(lu)供熱240 26.76 105 11.32 345

  3地熱(re)熱泵供熱(re)與鍋爐供(gong)熱的比較(jiao)

  通常用戶(hu)比較關心(xin)的是，地熱(re)熱泵供熱(re)能否與傳(chuan)🔞統鍋爐供(gong)熱相競争(zheng)，為此計算(suan)燃煤、燃氣(qi)鍋爐供暖(nuan)及生活熱(re)水供應的(de)初投資和(he)單位成本(ben)，見表2，并将(jiang)地熱熱👾泵(beng)供熱🙉方案(an)(有無地熱(re)井費用兩(liang)種情況)與(yu)鍋爐供熱(re)😜二者進行(hang)投資和成(cheng)本比較。

  由(you)表2看，燃煤(mei)鍋爐的供(gong)暖單位成(cheng)本為13.65元/m2，地(di)熱熱泵調(diao)峰供暖👧🏾方(fang)案3的供暖(nuan)單位成本(ben)為15.41元/m2，比鍋(guo)爐高13%，不🙂‍↔️計(ji)地✡️熱井時(shi)供😥暖成本(ben)為😘7.70元/m2，約隻(zhi)有鍋爐的(de)56%。但燃氣鍋(guo)爐的供暖(nuan)成👩🏽‍🐰‍👩🏿本已超(chao)過了供暖(nuan)收費标準(zhun)20元/m2。比較生(sheng)活熱水供(gong)應成本，地(di)熱供應生(sheng)活熱水😝的(de)成本隻有(you)1.35元/噸，低于(yu)燃煤鍋爐(lu)成本4.50元/噸(dun)，大大低于(yu)燃氣鍋爐(lu)成本11.32元/噸(dun)。

  根據上面(mian)計算得到(dao)的地熱供(gong)熱系統的(de)投資和成(cheng)本🤑，以及鍋(guo)爐供熱的(de)投資和成(cheng)本，可分别(bie)計算地熱(re)供熱和鍋(guo)🤑爐供熱的(de)年毛利(供(gong)暖收入和(he)生活熱水(shui)收益)以及(ji)投資😁回收(shou)年限，見表(biao)3。地熱熱泵(beng)供熱方案(an)3的年供暖(nuan)🤶🏾和生活熱(re)🙆🏿水收益*，可(ke)以考慮盡(jin)🏊🏾‍♀️量擴大地(di)👻熱供生活(huo)熱水的市(shi)場，充分用(yong)好地熱的(de)“熱”和“水”。投(tou)👩‍🍼資回收年(nian)限中，燃煤(mei)鍋爐約7年(nian)左右，地熱(re)熱泵系統(tong)，計入地熱(re)😮‍💨井時系🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻統(tong)的投💞資回(hui)收年🧜🏼‍♂️限約(yue)9年左右，不(bu)計地熱井(jing)時約4年，低(di)于鍋爐系(xi)統。應當說(shuo)👌明當地熱(re)與鍋爐供(gong)熱方案對(dui)比時，占地(di)面積引起(qi)的經濟效(xiao)益差别不(bu)能忽視。鍋(guo)爐房要包(bao)括煤、灰埸(yi)🧜🏼‍♂️和運輸通(tong)㊙️道，通常地(di)熱井方案(an)占地可能(neng)隻及鍋爐(lu)房方案的(de)1/5左右。如在(zai)市中心區(qu)占地，其土(tu)地價值是(shi)相當高的(de)。

  4地熱熱泵(beng)供熱的節(jie)能環保效(xiao)益

  與傳統(tong)鍋爐供熱(re)相比，采用(yong)地熱熱泵(beng)供熱可以(yi)取得節💫水(shui)和👽節🔞煤效(xiao)益。如按生(sheng)活熱水供(gong)應量40t/h計算(suan)，年供水量(liang)為87600噸，采用(yong)地熱供應(ying)生活熱水(shui)取代鍋爐(lu)加熱自來(lai)水方式，則(ze)年節水量(liang)為87600噸，這不(bu)僅節約了(le)水👩🏽‍🐰‍👩🏿費約6萬(wan)元，更主要(yao)的是節省(sheng)了清潔水(shui)，這對缺水(shui)地🤶🏾區是非(fei)常有意義(yi)的。

  按5萬m2的(de)建築采暖(nuan)，年單位耗(hao)煤量21.53kg/m2計算(suan)，采用地熱(re)熱泵㊙️供暖(nuan)替代鍋爐(lu)供暖，每個(ge)采暖季可(ke)節省耗煤(mei)量1077噸。另外(wai)生👿活熱水(shui)供🛀🏼應量為(wei)87600噸/年，如采(cai)用鍋爐加(jia)熱，計算出(chu)年耗煤量(liang)為980噸/年。這(zhe)樣可以計(ji)算出采用(yong)地熱供熱(re)替代鍋爐(lu)供熱，每年(nian)可🧎🏻‍♀️‍➡️節煤2057噸(dun)，按煤價220元(yuan)/噸👹計算，相(xiang)當于節省(sheng)45.3萬元。

  表3地(di)熱供熱與(yu)鍋爐供熱(re)的投資回(hui)收(按暖氣(qi)增加投資(zi)😺計算)

  單位(wei)方案1方案(an)2方案3鍋爐(lu)燃氣鍋爐(lu)

  供暖面積(ji)萬m2 5

  供暖收(shou)費标準元(yuan)/m2 20

  單位供暖(nuan)成本元/m2 8.28 9.66 7.70 13.65 26.76

  供(gong)暖毛利萬(wan)元/年58.60 51.70 61.50 31.75 -33.80

  生活(huo)熱水供應(ying)量噸/年87600

  熱(re)水收費标(biao)準元/噸6

  熱(re)水供應成(cheng)本元/噸/ 1.35 1.35 4.50 11.32

  熱(re)水供應毛(mao)利萬元/年(nian)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(ji)地熱井費(fei)用毛利總(zong)計萬元/年(nian)20.85 53.88 63.68 44.89 -80.40

  系統投資(zi)萬元584 675 573 285 345

  投資(zi)回收年限(xian)年28.0 12.5 9.0 6.3無

  單位(wei)面積投資(zi)費元/m2 116.8 135.0 114.6 57.0 69.0

  不計(ji)地熱井費(fei)用毛利總(zong)計萬元/年(nian)58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  系統投資(zi)萬元334 425 323 285 345

  投資(zi)回收年限(xian)年5.7 4.6 3.2 6.3無

  單位(wei)面積投資(zi)費元/m2 66.8 85.0 64.6 57.0 69.0

  替代(dai)燃煤鍋爐(lu)供熱，節煤(mei)2057噸所減少(shao)的對空氣(qi)污染量，可(ke)計算出相(xiang)應治理污(wu)染量所需(xu)的費用約(yue)12.4萬元。按上(shang)😌述所👩🏿‍❤️‍💋‍👨🏽計算(suan)出的替代(dai)燃煤鍋爐(lu)供熱所達(da)到的節水(shui)、節煤和環(huan)保效益，可(ke)以得出一(yi)個總的效(xiao)益值為：

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

  此為地(di)熱熱泵供(gong)熱替代燃(ran)煤鍋爐供(gong)熱所取得(de)的🙂‍↕️間接效(xiao)♌️益🙂‍↕️，由此可(ke)計算地熱(re)熱泵供熱(re)方案3的直(zhi)接效益和(he)間接效👿益(yi)之和為63.68萬(wan)元+ 63.7萬元= 127.38萬(wan)元，如按此(ci)收益重新(xin)計算地熱(re)熱泵供熱(re)方案3的投(tou)資回收年(nian)限為4.5年。小(xiao)編推薦廣(guang)大👋化工廠(chang)用泵、醫藥(yao)廠用泵*上(shang)海市三星(xing)水泵廠 上(shang)海意海耐(nai)腐蝕泵制(zhi)造有限公(gong)司上海市(shi)新三星給(gei)排水設備(bei)有限公司(si)轉自：國際(ji)泵閥貿易(yi)網

  5結論

  1、根(gen)據技術經(jing)濟評價結(jie)果，認為地(di)熱熱泵供(gong)熱方案😍3(供(gong)暖㊙️、生活熱(re)水、空調)為(wei)*方案。

  2、地熱(re)熱泵供熱(re)系統，當計(ji)入地熱井(jing)時供暖單(dan)位成本為(wei)15.41元🧛🏾‍♀️/m2，與🛀🏼燃煤(mei)鍋爐相當(dang)，不計地熱(re)井時僅為(wei)7.70元/m2，約隻有(you)鍋爐的60%，表(biao)明回收地(di)熱尾水的(de)地熱熱泵(beng)調峰供暖(nuan)成本是很(hen)低的。

  3、地熱(re)熱泵供熱(re)系統，計入(ru)地熱井時(shi)系統的投(tou)資回收年(nian)限約9年左(zuo)右，不計地(di)熱井時約(yue)隻有4年，低(di)于鍋爐系(xi)統的7年。

  4、地(di)熱熱泵調(diao)峰供暖提(ti)高了地熱(re)利用率，同(tong)時降低地(di)熱排水溫(wen)度達到環(huan)保排放标(biao)準。

  5、地熱熱(re)泵供熱替(ti)代燃煤鍋(guo)爐供熱取(qu)得節水、節(jie)煤和環保(bao)效益總計(ji)為63.7萬元，由(you)此可計算(suan)出地熱熱(re)泵供熱方(fang)案😵‍💫3的直接(jie)效🧛🏽益和間(jian)接效益之(zhi)和為127.38萬元(yuan)