地熱(re)作為一種(zhong)清潔能源(yuán)，既有"熱"的(de)價值，又有(you)"水"的價值(zhí)，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(tian)津、北京、河(he)北、西安等(děng)地。天津地(di)熱供熱應(yīng)用較💯為普(pǔ)遍，目前天(tiān)津的地熱(re)供暖面積(jī)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(dūn)以上的煤(mei)，取得了良(liáng)好的環境(jìng)保護效益(yì)。

  地熱供暖(nuan)中一個突(tū)出的問題(ti)是供暖後(hòu)地熱排放(fàng)水溫比較(jiào)高，一般在(zai)45℃以上，有的(de)甚至達60℃，造(zao)成了資源(yuán)的浪費和(hé)環境熱污(wu)染。另外，有(yǒu)少數地熱(rè)田溫度低(dī)🈲(低于55℃)。這🐇類(lèi)低溫熱源(yuán)要用于供(gong)暖，需進一(yi)步加熱，如(rú)采用傳統(tǒng)鍋爐加熱(re)方式，供暖(nuan)後的排放(fàng)水溫仍将(jiāng)♌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(fàng)✌️水熱量，加(jia)熱升溫采(cǎi)暖供水溫(wen)度，同時加(jia)大了地熱(re)㊙️的供暖能(neng)力，可使一(yī)口井相當(dang)于一口半(ban)至兩口井(jing)使用，另外(wai)降低地熱(rè)🛀排放水溫(wen)度，達到環(huán)保要求。

  1地(di)熱熱泵供(gòng)熱方案

  以(yi)往計算分(fen)析說明[1、2]：地(di)熱熱泵供(gong)暖系統，以(yi)地熱加熱(re)泵調💛峰供(gòng)暖方式的(de)供暖成本(ben)和投資低(dī)于熱泵單(dān)獨作熱☎️源(yuan)的供暖方(fang)式♻️。本文選(xuan)取地熱熱(rè)泵調峰供(gong)暖作為基(ji)本系統進(jìn)行三種🔞地(di)熱熱泵供(gòng)熱方案的(de)技術經濟(jì)性分析。

  方(fang)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(gong)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(cǎi)暖系統的(de)基本熱負(fù)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(yao)求🌏，啟用熱(rè)💛泵調峰，以(yi)提高采暖(nuan)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(hou)的尾水作(zuo)為熱泵蒸(zhēng)發器的熱(re)源，因此地(di)熱的排水(shui)溫度将會(huì)進一步降(jiang)低。

  方案2：地(dì)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(tong)時，還可兼(jian)顧生活熱(re)水的🚩供應(ying)，即利用地(dì)熱供暖後(hòu)的尾水作(zuo)為生活熱(rè)水供應。與(yǔ)單一地熱(re)供暖相比(bǐ)✂️較，地熱供(gòng)暖與生活(huó)熱水🥵供應(ying)不僅利用(yòng)了地熱的(de)“熱”，而且利(lì)用了地熱(rè)的“水”。

  由于(yú)地熱供暖(nuǎn)後的尾水(shuǐ)溫度低于(yu)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(gòng)水55℃與一定(dìng)量地熱尾(wei)水相混合(hé)⛹🏻‍♀️，達到供應(yīng)45℃的生活熱(re)水，如圖1，這(zhe)種方案涉(she)及到要🌂降(jiang)低地熱供(gong)暖的供水(shui)流量，即降(jiang)低地🐕熱的(de)供熱量，因(yīn)此相應地(di)要加大熱(re)泵的調峰(fēng)量。

  方案3：地(dì)熱熱泵調(diào)峰供暖生(sheng)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(dì)熱熱泵供(gong)熱的基礎(chu)上，考慮熱(rè)泵兼顧夏(xià)季空調用(yong)。熱泵的工(gōng)作原理與(yu)制冷機相(xiàng)同，二者也(yě)具有🌏相同(tong)的主要部(bù)🐅件，隻是運(yùn)行的溫度(dù)、壓力範圍(wéi)不同。熱泵(bèng)機組一機(jī)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(zī)，同時♉電力(li)初裝費隻(zhi)一次性計(ji)入，投資的(de)經濟性得(dé)以提高。熱(rè)泵空調機(ji)一機兩用(yòng)，并且機組(zu)在夏季空(kōng)調的運行(hang)時間要比(bi)冬季調峰(fēng)供暖的運(yùn)行時間長(zhǎng)，因此可以(yǐ)把熱泵初(chū)投資的50%甚(shen)至60%以上計(ji)入空調系(xì)統。

  2地熱熱(rè)泵供熱系(xì)統技術經(jīng)濟分析

  按(àn)上面提出(chū)的三種地(dì)熱熱泵供(gòng)熱方案和(hé)兩類地熱(rè)🈲資💞源情況(kuàng)👌：地熱利用(yòng)後的尾水(shuǐ)或新鑽地(dì)熱井，作🐅供(gong)暖✂️基本⭐熱(rè)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(fèn)析的依據(ju)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(zhu)節㊙️能要求(qiu)，采暖熱指(zhi)标可采用(yòng)50w/m2；當地能源(yuán)價格為：電(dian)價0.36元/度，地(di)熱水費0.3元(yuan)/噸，自來水(shuǐ)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(yu)采暖供回(hui)水溫度偏(pian)低，選用終(zhōng)端散熱器(qi)上将有♋所(suo)考慮。計算(suàn)發現，對55℃以(yǐ)下的低溫(wēn)采暖，如采(cai)用常規暖(nuan)氣散熱器(qì)，所需要的(de)散熱器面(mian)積至少要(yào)增加50%，相應(ying)投🏃‍♂️資也将(jiāng)增加50%。目前(qian)一種♌新興(xing)的PP-C管地闆(pǎn)輻射🔱散熱(re)器正在興(xing)起和投入(ru)使用，由于(yu)它埋在房(fáng)間地‼️闆下(xia)，散熱方式(shì)是由下向(xiàng)💘上輻射散(san)熱，适合人(ren)的身🏃‍♂️體和(he)生活需要(yao)。這一特點(dian)，即使是降(jiàng)低它的供(gong)回水♉溫度(du)，如采用50℃/35℃，對(dui)它的散熱(re)效果也沒(mei)有太大影(yǐng)響。這使得(dé)地闆輻射(she)散熱器在(zai)低溫采暖(nuan)中有很強(qiang)的競🎯争力(li)。因此，可結(jie)合建築實(shí)際情況，終(zhong)端可采用(yòng)🈲暖氣散熱(rè)器，或采用(yòng)地㊙️闆輻射(she)散熱器。

  根(gen)據上面所(suo)提到的條(tiao)件和參數(shu)，對三種地(dì)熱熱泵供(gòng)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(guo)分析和比(bi)較：

  1、表1計算(suàn)了不同采(cai)暖終端，新(xin)鑽地熱井(jing)系統的投(tou)資和單🈲位(wei)運㊙️行成本(ben)。從三種地(di)熱供熱方(fāng)案看，方案(àn)1的投資低(dī)，供暖成本(ben)也低，但沒(mei)有生活熱(rè)水供應。綜(zong)合比較，方(fāng)案3既有㊙️供(gòng)暖，又有生(sheng)活熱水供(gòng)應，同時還(hái)兼顧夏季(ji)空調，從投(tou)資和運行(hang)成本看，方(fāng)案3處在方(fang)案🆚1和方案(àn)2之間，可作(zuo)為*方案。

  2、表(biǎo)2計算了計(jì)入和不計(jì)地熱井時(shi)的經濟參(cān)數計算結(jie)果。不計入(ru)地熱井時(shí)，系統隻有(yǒu)熱泵、管網(wang)和采暖終(zhōng)端，沒有地(dì)熱井的🆚投(tóu)資和運行(hang)費用，其供(gong)暖成本隻(zhī)有計入地(dì)熱井系統(tong)的55%左右。

  表(biǎo)1不同方案(àn)下地熱熱(re)泵供熱經(jing)濟參數的(de)計算

  終端(duan)地熱供熱(re)方案地熱(rè)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(gòng)暖單位成(cheng)本(元🌈/m2)生活(huo)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(yuán))

  暖氣散熱(re)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(di)闆散熱器(qì)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(zi)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(dì)熱熱泵供(gòng)熱與鍋爐(lu)供熱的比(bǐ)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(tóu)資(萬元)供(gòng)水單位成(chéng)本(元/m2)初投(tou)資總計(萬(wàn)元)

  計入地(dì)熱井費用(yong)地熱熱泵(beng)供熱方案(àn)1 584 15.83 / / 584

  地熱熱泵(beng)供熱方案(àn)2 629 17.37 46 1.35 675

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

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

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

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

  鍋(guo)爐燃煤鍋(guo)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(rè)泵供熱與(yǔ)鍋爐供熱(re)的比較

  通(tong)常用戶比(bi)較關心的(de)是，地熱熱(rè)泵供熱能(néng)否與傳🔴統(tong)❓鍋爐供熱(rè)相競争，為(wei)此計算燃(rán)煤、燃氣鍋(guo)爐供暖🥰及(jí)生🚶活熱水(shuǐ)供應的初(chu)投資和單(dan)位成本，見(jian)表2，并将地(di)熱熱💋泵供(gòng)熱方案(有(yǒu)無地熱井(jǐng)費用兩種(zhǒng)情況)與鍋(guō)爐供熱二(èr)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(nuǎn)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(wei)15.41元/m2，比鍋爐(lú)高13%，不🌂計地(di)熱井時供(gòng)暖成本為(wei)7.70元/m2，約隻有(you)鍋爐的56%。但(dàn)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(huo)熱水的成(cheng)本隻有1.35元(yuan)/噸，低于🍉燃(rán)煤鍋爐成(cheng)本4.50元/噸，大(da)大低于燃(rán)氣鍋㊙️爐成(cheng)本11.32元/噸。

  根(gen)據上面計(ji)算得到的(de)地熱供熱(re)系統的投(tóu)資和成💞本(běn)❄️，以及鍋爐(lu)🌈供熱的投(tóu)資和成本(ben)，可分别計(ji)算地熱供(gòng)熱和鍋爐(lu)供熱的年(nian)毛利(供暖(nuan)收入和生(sheng)活熱水收(shou)益)以及投(tóu)資🐆回收年(nián)限，見表3。地(di)熱熱泵供(gong)熱方案3的(de)年供暖🌈和(he)生活熱水(shuǐ)收益*，可以(yǐ)考慮盡量(liàng)擴大地☀️熱(re)供生活熱(re)🔱水的市場(chǎng)，充分用好(hǎo)地熱的“熱(re)”和“水”。投🚶‍♀️資(zi)回收年限(xiàn)🛀🏻中，燃煤鍋(guo)爐約7年💁左(zuǒ)右，地熱熱(re)泵系統，計(jì)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(ji)地熱井時(shí)約4年，低于(yú)鍋爐系統(tong)。應當說明(míng)當地熱👄與(yǔ)鍋爐供熱(rè)方案對比(bi)時，占地💚面(mian)積引起的(de)經濟效益(yi)差别不能(néng)忽視。鍋爐(lu)房要包括(kuo)煤、灰埸和(hé)運輸通㊙️道(dao)，通常地熱(rè)井方案占(zhan)地🔱可能隻(zhi)及鍋爐房(fáng)方案的1/5左(zuǒ)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(néng)環保效益(yi)

  與傳統鍋(guo)爐供熱相(xiang)比，采用地(di)熱熱泵供(gong)熱可以取(qǔ)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(wei)87600噸，采用地(di)熱供應生(shēng)活熱水取(qǔ)代鍋爐加(jiā)熱自來🏃水(shuǐ)方式，則年(nian)節水量為(wei)87600噸，這不💞僅(jin)節約了水(shuǐ)費約6萬元(yuan)，更主要的(de)是節省了(le)🌈清潔水，這(zhè)♌對缺水地(dì)❓區是非常(cháng)有意義的(de)。

  按5萬m2的建(jiàn)築采暖，年(nian)單位耗煤(méi)量21.53kg/m2計算，采(cai)用地熱熱(re)泵供暖替(ti)✍️代鍋爐供(gong)暖，每個采(cai)暖季可節(jie)省耗煤量(liang)1077噸。另外生(shēng)活熱水供(gòng)應量為87600噸(dun)/年，如采用(yòng)鍋爐加熱(rè)，計算出年(nian)耗煤量為(wéi)980噸/年。這樣(yang)可以計算(suàn)出采用地(di)熱供熱替(tì)代鍋爐供(gong)熱，每年可(kě)🏃‍♂️節煤2057噸，按(àn)煤價220元/噸(dun)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(shou)(按暖氣增(zēng)加💔投資📞計(ji)算)

  單位方(fāng)案1方案2方(fang)案3鍋爐燃(rán)氣鍋爐

  供(gong)暖面積萬(wàn)m2 5

  供暖收費(fei)标準元/m2 20

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

  供暖(nuan)毛利萬元(yuán)/年58.60 51.70 61.50 31.75 -33.80

  生活熱(re)水供應量(liàng)噸/年87600

  熱水(shui)收費标準(zhǔn)元/噸6

  熱水(shui)供應成本(ben)元/噸/ 1.35 1.35 4.50 11.32

  熱水(shuǐ)供應毛利(lì)萬元/年0.00 40.73 40.73 13.14 -46.60

  毛(mao)利總計萬(wan)元/年58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  計地(dì)熱井費用(yong)毛利總計(jì)萬元/年20.85 53.88 63.68 44.89 -80.40

  系(xì)統投資萬(wan)元584 675 573 285 345

  投資回(huí)收年限年(nián)28.0 12.5 9.0 6.3無

  單位面(mian)積投資費(fèi)元/m2 116.8 135.0 114.6 57.0 69.0

  不計地(dì)熱井費用(yòng)毛利總計(jì)萬元/年58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  系(xi)統投資萬(wàn)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(fèi)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(dun)所減少的(de)對空氣污(wū)染量，可計(jì)☎️算出🙇🏻相應(ying)治理污染(ran)量所需的(de)費用約12.4萬(wan)元。按上述(shu)所計算出(chū)的替代🤩燃(rán)煤鍋爐供(gòng)熱所達到(dào)的🏃節水、節(jiē)😍煤和環保(bǎo)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(yuán)(節煤)+ 12.4萬元(yuán)(環保)=63.7萬元(yuan)

  此為地熱(rè)熱泵供熱(rè)替代燃煤(méi)鍋爐供熱(rè)所取得的(de)間接效益(yì)✊，由㊙️此可計(ji)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(ji)算地🚶‍♀️熱熱(rè)泵供熱方(fang)案3的投資(zi)回收年限(xiàn)為4.5年。小編(biān)♻️推薦廣大(da)化工廠用(yong)🍉泵、醫藥廠(chǎng)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(zhuǎn)自：國際泵(beng)閥貿易網(wang)

  5結論

  1、根據(jù)技術經濟(ji)評價結果(guǒ)，認為地熱(re)熱泵供熱(rè)方案3(供🔴暖(nuan)、生活熱水(shui)、空調)為*方(fang)案。

  2、地熱熱(re)泵供熱系(xi)統，當計入(rù)地熱井時(shi)供暖單位(wei)成👌本🐉為15.41元(yuán)/m2，與🌈燃煤鍋(guo)爐相當，不(bu)計地熱井(jǐng)時僅為7.70元(yuán)/m2，約🈲隻有鍋(guo)爐的60%，表明(míng)回🏃🏻‍♂️收地熱(rè)尾水的地(dì)熱熱泵調(diao)峰供暖成(cheng)本是很低(dī)的。

  3、地熱熱(re)泵供熱系(xì)統，計入地(di)熱井時系(xì)統的投資(zi)回🈲收年限(xiàn)約9年左右(yòu)，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(gāo)了地熱利(li)用率，同時(shi)降低地熱(rè)排水溫度(dù)達到環保(bǎo)排放标準(zhǔn)。

  5、地熱熱泵(bèng)供熱替代(dài)燃煤鍋爐(lu)供熱取得(de)節水、節煤(méi)和環💛保❤️效(xiào)益總計為(wei)63.7萬元，由此(ci)可計算出(chū)地熱熱泵(bèng)供熱方案(àn)✔️3的直接效(xiào)益和間接(jie)效益之和(he)為127.38萬元