地熱作為一種(zhǒng)清潔能源，既有(yǒu)"熱"的價值，又有(you)"水"的價值，采⛱️暖(nuan)和生活熱水的(de)優勢十分明顯(xiǎn)，在我國北方得(dé)🧡到迅速的發展(zhan)。國内地熱供熱(re)應用主要集中(zhong)在天津、北京、河(he)🌈北、西安等地。天(tiān)津地熱供熱應(yīng)用較為普遍，目(mu)前天津的😘地熱(re)供暖面積已達(dá)500萬m2，按替代🚶‍♀️燃煤(méi)鍋爐供👌暖計算(suan)，每個供暖季替(ti)代了11萬噸以上(shàng)的煤，取得了✂️良(liáng)好的環境保護(hù)效益。

  地熱供暖(nuan)中一個突出的(de)問題是供暖後(hòu)地熱排放⭐水溫(wen)比較高，一般在(zai)45℃以上，有的甚至(zhi)達60℃，造成了資源(yuán)的浪費和環境(jìng)熱污染。另外，有(you)少數地熱田溫(wēn)度低(低于55℃)。這類(lèi)低溫熱源要用(yong)于供暖，需進一(yī)步加熱，如采用(yòng)傳統🎯鍋爐加熱(re)👣方式，供暖後的(de)排放水溫仍将(jiāng)在40℃以上。如采用(yong)熱泵技術，不僅(jǐn)可回收地熱的(de)排放水熱量，加(jiā)熱升🎯溫采暖供(gòng)水溫度，同時加(jia)大了地熱的供(gòng)暖能力，可使一(yī)口井相當于一(yi)口半至兩口井(jing)使用，另外降低(dī)地熱排放水溫(wēn)度，達到環保要(yào)求。

  1地熱熱泵供(gòng)熱方案

  以往計(ji)算分析說明[1、2]：地(dì)熱熱泵供暖系(xì)統，以地熱加熱(re)泵調峰供暖方(fang)式的供暖成本(běn)和投資低于熱(rè)泵單獨作熱源(yuán)的供暖方式。本(ben)文選取地熱熱(rè)泵調峰供暖作(zuo)為基本系統進(jin)行三種🛀🏻地熱熱(rè)👅泵供熱方案的(de)技術經濟性分(fen)析。

  方案1：地熱熱(rè)泵調峰供暖系(xi)統

  設計地熱熱(re)泵調峰供暖方(fāng)案的系統原理(lǐ)圖示，如圖1。地🔞熱(re)為供暖基本熱(rè)源，滿足采暖系(xì)統的基本熱負(fù)荷🚩要求，到了采(cai)暖嚴寒💘期，地熱(rè)熱量不能滿足(zú)采👨‍❤️‍👨暖熱負荷要(yao)求，啟用熱泵調(diào)峰，以提高采暖(nuan)循環供水溫度(dù)，達到調峰供暖(nuan)的要求。此系統(tǒng)中，地熱供暖後(hou)的尾水作㊙️為熱(rè)泵蒸發🏃‍♂️器的熱(rè)源，因此地熱的(de)排水溫度将會(huì)進一步降低。

  方(fāng)案2：地熱熱泵調(diào)峰供暖與生活(huo)熱水供應

  在滿(man)足方案1供暖要(yào)求同時，還可兼(jian)顧生活熱水的(de)㊙️供應，即利用地(dì)熱供暖後的尾(wěi)水作為生活熱(re)水供應。與單一(yī)地熱供暖相比(bi)較，地熱供暖與(yu)生活熱水供應(yīng)不僅利用了地(dì)熱的“熱”，而且利(lì)用了地熱的“水(shuǐ)”。

  由于地熱供暖(nuan)後的尾水溫度(du)低于45℃，需要有将(jiāng)尾水加熱升🐪溫(wēn)的系統。這裡設(shè)計以一定量地(dì)熱供水55℃與一定(ding)量地熱尾水相(xiàng)混合，達到供應(yīng)45℃的生活熱水，如(rú)♉圖1，這種方案涉(shè)及到要降低地(di)熱供暖的供水(shuǐ)流量，即降低地(di)熱的供熱量，因(yīn)此相❤️應地要加(jiā)大熱泵的🔞調峰(fēng)量。

  方案3：地熱熱(re)泵調峰供暖生(sheng)活熱水供應并(bing)兼顧夏季空調(diao)在滿

  足上述方(fāng)案2地熱熱泵供(gong)熱的基礎上，考(kao)慮熱泵兼顧♉夏(xià)季空調用。熱泵(bèng)的工作原理與(yǔ)制冷機相同，二(èr)者也具有相同(tóng)的主要部件，隻(zhi)是運行的溫度(dù)、壓力範圍不📧同(tong)。熱泵機組一👉機(jī)兩用，提高了設(shè)備的利用率，相(xiàng)應減少了采暖(nuan)、空調系統的設(shè)備初投資，同時(shí)⭐電力初裝費隻(zhī)一次性計入，投(tou)資的經濟性得(dé)以提高。熱泵空(kōng)調機一機兩用(yong)，并且機組在夏(xià)季空調的運行(hang)時間要比冬季(jì)調峰供暖的運(yun)行時間長，因此(cǐ)🤟可🏃‍♂️以把熱泵初(chu)投資的50%甚至60%以(yǐ)上計入空調系(xi)統。

  2地熱熱泵供(gong)熱系統技術經(jīng)濟分析

  按上面(miàn)提出的三種地(dì)熱熱泵供熱方(fang)案和兩類地熱(re)資源情況🌂：地熱(rè)利用後的尾水(shuǐ)或新鑽地熱井(jǐng)，作👈供暖基本熱(re)源加熱泵調峰(feng)進行供熱。進行(háng)方案技術經濟(ji)參數計🙇🏻算和分(fèn)析的依據是北(běi)京某工程的實(shí)際參數：地熱供(gong)水溫度55℃，流量80t/h；采(cǎi)暖回水溫度按(an)35℃計算；采暖面積(ji)5萬m2，按建築節能(neng)要求，采暖熱指(zhi)标可采用50w/m2；當地(dì)能源價格為：電(diàn)價0.36元/度，地熱水(shuǐ)費0.3元/噸，自來水(shuǐ)水費0.7元/噸，煤價(jia)220元/噸，天然氣價(jia)格💯1.8元/m3。

  由于采暖(nuan)供回水溫度偏(pian)低，選用終端散(san)熱器上将有所(suo)考慮✉️。計算發現(xiàn)，對55℃以下的低溫(wēn)采暖，如采用常(chang)規暖氣散熱器(qì)，所需要的散熱(rè)器面積至少要(yào)增加50%，相應投資(zī)也将增加50%。目前(qian)一種新興的PP-C管(guǎn)地闆輻射散熱(rè)器正在興起和(he)投入使用，由于(yu)它埋在房間地(di)闆下，散熱方式(shì)是由下向上輻(fú)射散熱，适合人(ren)的身體和生活(huo)需要。這一特點(dian)，即使是降低它(tā)的供回水溫度(du)，如采用50℃/35℃，對它的(de)散熱效果也沒(méi)有太大影響。這(zhe)❌使得地闆輻射(shè)散熱✨器在低溫(wen)采暖中有很強(qiang)的競争力。因此(ci)，可結合建築🆚實(shi)際情況，終端可(kě)采用暖氣散熱(rè)器，或采用地闆(pan)輻射散熱器。

  根(gēn)據上面所提到(dao)的條件和參數(shù)，對三種地熱熱(rè)泵❌供熱方案🈲進(jin)行具體的計算(suàn)，結果見下表1、表(biǎo)2。

  計算結果分析(xī)和比較：

  1、表1計算(suàn)了不同采暖終(zhong)端，新鑽地熱井(jing)系統的投資♈和(he)單位運行成本(ben)。從三種地熱供(gong)熱方案看，方案(àn)1的💚投資低，供暖(nuan)成本也低，但沒(méi)有生活熱水供(gong)應。綜合比較，方(fang)📐案3既有供暖，又(yòu)🙇‍♀️有生活熱水供(gong)應，同時還兼顧(gù)夏季空🌐調，從投(tou)資和運行成本(běn)看，方案3處在方(fāng)案1和方案2之間(jiān)，可作為*方案。

  2、表(biǎo)2計算了計入和(hé)不計地熱井時(shí)的經濟參數計(ji)算🚩結果。不計入(rù)地熱井時，系統(tong)隻有熱泵、管網(wǎng)和采暖終端🈲，沒(méi)有地熱井的👌投(tou)資和運行費用(yòng)，其供暖成本隻(zhī)有計入地熱井(jing)系統的55%左右。

  表(biǎo)1不同方案下地(di)熱熱泵供熱經(jing)濟參數的計算(suan)

  終端地熱供熱(re)方案地熱井管(guǎn)網終端投資(萬(wan)元)熱泵初投🤟資(zi)(萬元)熱泵單位(wei)電費(元/m2)供暖單(dān)位成本(元/m2)生活(huó)熱水投資♻️(萬元(yuan)💋)供水單位成本(běn)(元/m2)初投資總計(jì)(萬元)

  暖氣散熱(re)器方案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

  地闆散熱器(qi)方案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(an)3 890 67 18.82 46 1.35 1003.0

  暖氣增加投資(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

  方案(an)3 460 67 15.41 46 1.35 573.0

  表2地熱熱泵供(gòng)熱與鍋爐供熱(re)的比較(按暖氣(qi)增加投資🏃‍♂️計算(suàn))

  供熱方案供暖(nuǎn)系統投資(萬元(yuan))供暖單位成本(ben)(元/m2)生活🈲熱水系(xì)⛷️統投資(萬元)供(gòng)水單位成本(元(yuán)/m2)初投資總計(萬(wan)💔元)

  計入地熱井(jǐng)費用地熱熱泵(bèng)供熱方案1 584 15.83 / / 584

  地熱(re)熱泵供熱方案(an)2 629 17.37 46 1.35 675

  地熱熱泵供熱(re)方案3 527 15.41 46 1.35 573

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

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

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

  鍋爐燃(ran)煤鍋爐供熱215 13.65 70 4.50 285

  燃(rán)氣鍋爐供熱240 26.76 105 11.32 345

  3地(dì)熱熱泵供熱與(yǔ)鍋爐供熱的比(bǐ)較

  通常用戶比(bǐ)較關心的是，地(di)熱熱泵供熱能(neng)否與傳統鍋爐(lu)供熱相競争，為(wei)此計算燃煤、燃(rán)氣鍋爐供暖及(jí)生活熱水供應(yīng)的初投資和單(dān)位成本，見表2，并(bìng)将地熱熱💋泵供(gòng)熱方案(有無地(dì)熱⛹🏻‍♀️井費用兩種(zhong)情況)與鍋爐供(gong)熱二者進行投(tóu)資和成本比較(jiào)。

  由表2看，燃煤鍋(guo)爐的供暖單位(wèi)成本為13.65元/m2，地熱(rè)熱泵調峰供暖(nuǎn)方案3的供暖單(dan)位成本為15.41元/m2，比(bǐ)鍋爐高13%，不計地(dì)熱井時供暖成(cheng)本為7.70元/m2，約隻有(yǒu)鍋爐的56%。但燃氣(qì)鍋爐的供暖成(cheng)本已超過了供(gòng)暖收費标準20元(yuán)/m2。比較生活熱水(shuǐ)💰供應成本，地熱(rè)供應生活熱水(shuǐ)的成本隻有1.35元(yuán)/噸，低于燃煤鍋(guō)爐成❤️本4.50元/噸，大(da)大低于燃氣鍋(guo)爐成本11.32元/噸。

  根(gēn)據上面計算得(dé)到的地熱供熱(re)系統的投資和(hé)成🚩本，以及鍋爐(lú)💁供熱的投資和(hé)成本，可分别計(ji)算地熱供熱🌈和(hé)鍋爐供熱的年(nian)毛利(供暖收入(rù)和生活熱水收(shōu)益)以及投資回(hui)收年限，見表3。地(di)熱熱泵供熱方(fang)案♋3的年供暖和(he)生活熱水收益(yì)*，可以考慮盡量(liàng)擴大地🐪熱供生(shēng)活熱水的市場(chǎng)，充分用好地熱(rè)🚶‍♀️的“熱”和“水”。投🔞資(zi)回收年限中，燃(rán)煤鍋爐約7年左(zuǒ)右，地熱熱泵系(xì)統，計入地熱🌈井(jǐng)時系統的投資(zī)回收年❌限約9年(nián)左右，不計地熱(rè)井時約4年，低于(yú)鍋爐系統。應當(dang)說🌈明當地熱與(yu)鍋爐供熱方案(an)對比時，占地面(mian)積引起的經💛濟(jì)效🈲益差别不能(neng)忽視。鍋爐房要(yào)包括煤、灰埸和(hé)運輸通道，通常(cháng)地熱井方案占(zhan)地可能隻及鍋(guo)爐房方案的1/5左(zuǒ)右。如在市中心(xīn)區占地，其土地(di)價值是相當高(gāo)的。

  4地熱熱泵供(gong)熱的節能環保(bao)效益

  與傳統鍋(guo)爐供熱相比，采(cai)用地熱熱泵供(gòng)熱可以取得節(jie)☁️水✨和節煤效益(yì)。如按生活熱水(shui)供應量40t/h計算，年(nian)供水量為87600噸，采(cǎi)用地熱供應生(sheng)活熱水取代鍋(guō)爐加🐅熱自來水(shui)方式，則年節水(shui)量為87600噸，這不僅(jǐn)節約了水費約(yuē)6萬元，更主要的(de)是節省了清潔(jie)水，這對缺水地(di)區是非常有🐆意(yi)義的。

  按5萬m2的建(jiàn)築采暖，年單位(wei)耗煤量21.53kg/m2計算，采(cǎi)用地熱熱泵供(gong)🔞暖👣替代鍋爐供(gong)暖，每個采暖季(jì)可節省耗煤量(liàng)1077噸。另外生⭕活熱(rè)水供應量🏃‍♂️為87600噸(dun)/年，如采用鍋爐(lu)加熱，計算出年(nián)耗煤量為980噸/年(nián)。這樣可以計算(suàn)出采用地熱供(gong)熱替代鍋爐供(gong)🐪熱，每年可節煤(mei)2057噸，按煤價220元/噸(dun)計算，相當于節(jiē)省45.3萬元。

  表3地熱(re)供熱與鍋爐供(gòng)熱的投資回收(shōu)(按暖氣增加投(tou)資‼️計算)

  單位方(fang)案1方案2方案3鍋(guo)爐燃氣鍋爐

  供(gòng)暖面積萬m2 5

  供暖(nuan)收費标準元/m2 20

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

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

  生活熱水供(gòng)應量噸/年87600

  熱水(shui)收費标準元/噸(dūn)6

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

  熱水供應(yīng)毛利萬元/年0.00 40.73 40.73 13.14 -46.60

  毛(máo)利總計萬元/年(nian)58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  計地熱井費用(yòng)毛利總計萬元(yuán)/年20.85 53.88 63.68 44.89 -80.40

  系統投資萬(wàn)元584 675 573 285 345

  投資回收年(nian)限年28.0 12.5 9.0 6.3無

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

  不(bú)計地熱井費用(yong)毛利總計萬元(yuán)/年58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  系統投資萬(wàn)元334 425 323 285 345

  投資回收年(nian)限年5.7 4.6 3.2 6.3無

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

  替(tì)代燃煤鍋爐供(gòng)熱，節煤2057噸所減(jian)少的對空氣污(wu)染量，可計算出(chu)相應治理污染(ran)量所需的費用(yòng)約12.4萬元。按上述(shu)所📞計算出的替(tì)代燃煤鍋爐供(gòng)熱所達到的節(jie)水、節煤和環保(bǎo)效益，可以得出(chū)一個總的效益(yi)值為：

  6萬元(節水(shui))+ 45.3萬元(節煤)+ 12.4萬元(yuán)(環保)=63.7萬元

  此為(wéi)地熱熱泵供熱(rè)替代燃煤鍋爐(lu)供熱所取得的(de)💞間接效🌈益，由此(cǐ)可計算地熱熱(rè)泵供熱方案3的(de)直接效益和間(jiān)接效益之🌐和為(wéi)63.68萬元+ 63.7萬元= 127.38萬元(yuan)，如按此收🏃‍♀️益重(zhòng)新計算地🔅熱熱(re)泵供熱方案3的(de)投資回收年限(xiàn)為4.5年。小編推薦(jiàn)廣大化工廠用(yòng)☂️泵、醫藥廠用泵(bèng)*上海市三星水(shui)泵🧑🏾‍🤝‍🧑🏼廠 上海意海(hǎi)耐腐蝕泵制造(zào)有限公司上海(hai)市新三星給排(pái)水設備有限公(gōng)司轉自：國際泵(bèng)閥貿易網

  5結論(lun)

  1、根據技術經濟(jì)評價結果，認為(wei)地熱熱泵供熱(rè)方案3(供暖🈲、生活(huó)熱水、空調)為*方(fang)案。

  2、地熱熱泵供(gòng)熱系統，當計入(ru)地熱井時供暖(nuǎn)單位成本為15.41元(yuán)/m2，與燃煤鍋爐相(xiàng)當，不計地熱井(jing)時僅為7.70元/m2，約隻(zhī)有鍋爐的60%，表明(ming)回收地熱尾水(shuǐ)的地熱熱泵調(diao)峰供暖成本是(shi)很低的。

  3、地熱熱(rè)泵供熱系統，計(ji)入地熱井時系(xi)統的投資回收(shōu)年限約9年左右(yòu)，不計地熱井時(shi)約隻有4年，低于(yu)鍋爐系統的7年(nián)。

  4、地熱熱泵調峰(fēng)供暖提高了地(di)熱利用率，同時(shí)降低地熱排水(shuǐ)溫度達到環保(bǎo)排放标準。

  5、地熱(re)熱泵供熱替代(dai)燃煤鍋爐供熱(rè)取得節水、節煤(méi)和環保效益總(zong)計為63.7萬元，由此(ci)可計算出地熱(re)熱泵供熱方案(àn)3的直接效🏃‍♂️益和(hé)💜間接效益之和(hé)為127.38萬元