地熱作為一種(zhǒng)清潔能源，既有(yǒu)"熱"的價值，又有(yǒu)"水"的價值，采暖(nuǎn)和生活熱水的(de)優勢十分明顯(xiǎn)，在我國北方得(de)到迅速的發展(zhan)。國内地熱供熱(rè)應用主要集中(zhong)在天津🈲、北京、河(hé)北、西安等地。天(tiān)津地熱供熱應(ying)用較🐪為普遍，目(mu)前天津的👄地熱(re)供暖面積已達(da)500萬m2，按替代👄燃煤(méi)鍋爐供暖計算(suàn)，每個供暖季替(tì)代了11萬噸以上(shang)💃🏻的煤，取得了良(liáng)好的環境保護(hu)效益。

  地熱供暖(nuǎn)中一個突出的(de)問題是供暖後(hòu)地熱排放水💃🏻溫(wēn)比較💔高，一般在(zài)45℃以上，有的甚至(zhì)達60℃，造成了資源(yuan)的浪費和環境(jìng)熱污染。另外，有(yǒu)少數地熱田溫(wēn)度低(低于55℃)。這類(lei)低溫熱源要用(yòng)于供暖，需進一(yi)步加熱，如⭐采用(yong)傳統鍋爐加熱(rè)方式，供暖‼️後的(de)排放水溫仍将(jiang)在40℃以上。如采用(yong)熱泵技術，不僅(jin)可回收地熱的(de)排放💋水熱量，加(jiā)熱升溫采暖供(gong)水溫度，同時加(jia)大了🌍地熱的供(gong)暖能力，可使一(yī)口井相當于一(yī)口半至兩口井(jing)💛使用，另外降低(di)地熱排放水溫(wen)度，達到環保要(yao)求。

  1地熱熱泵供(gong)熱方案

  以往計(jì)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(ben)和投資低于熱(re)泵單獨作熱源(yuán)的供暖方式。本(ben)文選取地熱熱(re)泵調峰供暖作(zuo)為基本系統進(jìn)行三種地熱熱(rè)泵供熱方案的(de)技術經濟性分(fèn)析。

  方案1：地熱熱(re)泵調峰供暖系(xì)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(xi)統的基本熱負(fu)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(yào)求，啟用熱泵調(diào)峰，以提高采暖(nuan)循環供水溫度(du)，達到調峰供暖(nuǎn)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(re)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(diao)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(jiān)顧生活熱水的(de)供應，即利🤞用地(di)熱供暖後的尾(wěi)水作為生活熱(re)水供應。與單一(yi)地熱供暖✔️相比(bǐ)較，地熱供暖與(yu)生活熱水供應(ying)不僅利用了地(di)熱♍的“熱”，而且利(li)用了地熱的“水(shui)”。

  由于地熱供暖(nuan)後的尾水溫度(dù)低于45℃，需要有将(jiang)尾水加熱升溫(wēn)的系統。這裡設(she)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(ru)圖1，這種方案涉(shè)及到要🧑🏽‍🤝‍🧑🏻降低地(dì)熱供暖♻️的供水(shui)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(shēng)活熱水供應并(bing)兼顧夏季空調(diào)在滿

  足上述方(fāng)案2地熱熱泵供(gòng)熱的基礎上，考(kǎo)慮熱泵兼💃🏻顧夏(xià)👌季✍️空調用。熱泵(bèng)的工作原理與(yu)制冷機相同，二(er)者也具有相同(tóng)🏃🏻的主要部件，隻(zhī)是運行的溫度(du)、壓力範圍不同(tóng)。熱泵機組一🧑🏽‍🤝‍🧑🏻機(ji)兩用，提高了設(she)備的利用率，相(xiang)應減少了采暖(nuǎn)、空調系統的設(she)備初投資，同時(shi)✉️電力初裝費隻(zhī)一次性計入，投(tóu)資的經㊙️濟性得(de)以提高。熱泵空(kōng)調機一機兩用(yòng)，并且機組在夏(xia)季空調的運行(háng)時間🔴要比冬季(jì)調峰供暖的運(yùn)行時間長，因此(cǐ)⛱️可🈲以把熱泵初(chū)投資的50%甚至60%以(yi)上計入🈲空調系(xi)統。

  2地熱熱泵供(gong)熱系統技術經(jing)濟分析

  按上面(miàn)提出的三種地(di)熱熱泵供熱方(fāng)案和兩類地熱(rè)資‼️源情況：地熱(rè)利用後的尾水(shui)或新鑽地熱井(jǐng)，作🚶‍♀️供暖基本熱(re)源加熱🏒泵調峰(fēng)進行供熱。進行(hang)方案技術經濟(jì)🐉參數計算和分(fen)析的依據是北(bei)京某工程的🔴實(shi)際參數☂️：地熱供(gòng)水🔞溫度55℃，流量80t/h；采(cǎi)暖回水溫度按(àn)35℃計🍉算；采暖面積(jī)5萬m2，按建築節能(néng)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(shui)水費0.7元/噸，煤價(jià)220元/噸，天然氣價(jia)格1.8元/m3。

  由于采暖(nuan)供回水溫度偏(piān)低，選用終端散(sàn)熱器上将有😘所(suǒ)考慮⁉️。計算發現(xian)，對55℃以下的低溫(wen)采暖，如采用常(cháng)🈲規暖氣散熱器(qi)，所需要的⛱️散熱(rè)器面積至少要(yao)增加50%，相應投資(zi)也将✂️增加50%。目🈲前(qián)一種㊙️新興的PP-C管(guǎn)地闆輻射散熱(re)器正在興起和(he)投入使用，由于(yu)它埋在房間地(dì)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(huó)需要。這一特點(dian)，即使是降低它(tā)的供回水溫度(dù)，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(she)散熱器在低溫(wen)采暖中❓有很強(qiáng)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(re)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(shu)，對三種地熱熱(rè)泵供熱方案進(jìn)行具體的計算(suan)，結果見下表1、表(biao)2。

  計算結果分析(xi)和比較：

  1、表1計算(suàn)了不同采暖終(zhōng)端，新鑽地熱井(jǐng)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(an)1的投資低，供暖(nuǎn)成本也😍低，但沒(mei)有生活熱水供(gong)應。綜合⚽比較，方(fāng)案3既有供暖，又(you)有生活熱水供(gòng)🚶‍♀️應，同時還兼顧(gù)夏季空調，從投(tou)資和運行成⭐本(ben)看，方案3處在方(fāng)案1和方案2之間(jiān)，可作為*方案。

  2、表(biao)2計算了計入和(he)不計地熱井時(shí)的經濟參數計(jì)算結果。不❓計入(ru)🏃‍♀️地熱井時，系統(tǒng)隻有熱泵、管網(wang)和采暖終端，沒(mei)有地熱井的投(tóu)資和運行費用(yòng)，其供暖成本隻(zhi)有計🔆入地熱井(jing)系統的55%左右。

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

  終端地熱供熱(rè)方案地熱井管(guan)網終端投資(萬(wàn)元)熱⭕泵🔅初投資(zī)(萬元)熱泵單位(wèi)電費(元/m2)供暖單(dan)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(rè)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(fāng)案3 600 67 17.60 46 1.35 713.0

  地闆散熱器(qì)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(àn)3 890 67 18.82 46 1.35 1003.0

  暖氣增加投資(zi)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(rè)的比較(按暖氣(qì)增加投資計算(suan))

  供熱方案供暖(nuan)系統投資(萬元(yuán))供暖單位成本(běn)(元/m2)生活熱水系(xì)統投資(萬元)供(gòng)水單位成本(元(yuan)/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(rè)熱泵供熱方案(àn)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(fāng)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(rán)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(di)熱熱泵供熱與(yǔ)鍋爐供熱的比(bi)較

  通常用戶比(bi)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(wéi)此計算燃煤、燃(rán)氣鍋爐供暖及(jí)生🌈活熱水供應(ying)的初投🈲資和單(dan)位成本，見表2，并(bing)将🙇🏻地熱熱泵供(gong)熱方案(有💋無地(dì)熱👌井費用💘兩種(zhong)情況)與💃鍋爐供(gòng)熱二者進行投(tóu)資和成⭐本比較(jiao)。

  由表2看，燃煤鍋(guō)爐的供暖單位(wèi)成本為13.65元/m2，地熱(re)熱泵調峰供暖(nuǎn)方🌂案3的供暖單(dān)位成本為15.41元/m2，比(bi)鍋爐高13%，不計地(dì)熱井👄時供暖成(chéng)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(gong)暖收費💘标準20元(yuán)/m2。比較生活熱水(shuǐ)供應成本⚽，地熱(re)供應生活熱水(shui)⭕的成本隻💯有1.35元(yuan)/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(gen)據上面計算得(de)到的地熱供熱(rè)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(jì)算地熱供熱🔞和(he)鍋爐供🏃‍♂️熱的年(nián)毛利(供暖收入(rù)和生活熱水收(shou)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(hé)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(re)的“熱”和“水”。投資(zī)回收年限🏃🏻中💰，燃(ran)煤鍋爐約7年左(zuo)右，地熱熱泵系(xi)統，計入地熱📱井(jǐng)時系🈲統的投資(zī)回收年限約9年(nian)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(miàn)積引起的經濟(ji)效👈益差别不能(néng)忽視。鍋爐房要(yào)包括煤、灰埸和(he)運輸通道，通常(chang)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(dì)價值是相當高(gāo)的。

  4地熱熱泵供(gòng)熱的節能環保(bǎo)效益

  與傳統鍋(guō)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(shuǐ)供應量40t/h計算，年(nián)供水量為🈲87600噸，采(cai)用地熱供應生(shēng)活熱水取代鍋(guo)爐加熱自來✊水(shuǐ)方式，則年節水(shuǐ)量為87600噸，這不僅(jin)節約了水費約(yue)6萬元🏃，更主要的(de)是節省了清潔(jié)水，這對缺水地(di)♉區是非常有意(yì)義的。

  按5萬m2的建(jian)築采暖，年單位(wei)耗煤量21.53kg/m2計算，采(cǎi)用地熱熱🏃🏻‍♂️泵✨供(gòng)暖替代鍋爐供(gòng)暖，每個采暖季(jì)可節省耗煤量(liang)1077噸。另外生活熱(re)水供應量為87600噸(dūn)/年，如采用鍋爐(lu)加熱，計算出年(nián)耗煤量為980噸/年(nian)。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(dūn)計算，相當于節(jiē)省45.3萬元。

  表3地熱(re)供熱與鍋爐供(gong)熱的投資回收(shou)(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(gong)暖面積萬m2 5

  供暖(nuǎn)收費标準元/m2 20

  單(dan)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(běn)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(mao)利總計萬元/年(nian)58.60 92.43 102.23 44.89 -80.40

  計地熱井費用(yong)毛利總計萬元(yuan)/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(nián)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(yuan)/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(gong)熱，節煤2057噸所減(jiǎn)少的對空氣污(wu)染量✌️，可計算出(chū)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(gong)熱所達到的☀️節(jie)水、節煤和環保(bǎo)效益，可以得出(chu)一個總的效益(yi)值為：

  6萬元(節水(shuǐ))+ 45.3萬元(節煤)+ 12.4萬元(yuan)(環保)=63.7萬元

  此為(wei)地熱熱泵供熱(re)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(re)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(yuán)，如按此收🈲益重(zhong)新計算地熱熱(re)泵供熱方案3的(de)投✔️資回收年限(xian)為4.5年。小編推薦(jian)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(hai)耐腐蝕泵制造(zào)有限公司💞上海(hai)市新三星給排(pai)水設備有限公(gong)司轉自：國際泵(bèng)閥貿易網

  5結論(lun)

  1、根據技術經濟(ji)評價結果，認為(wei)地熱熱泵供熱(re)方案3(供暖、生🥰活(huó)熱水、空調)為*方(fang)案。

  2、地熱熱泵供(gong)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(zhi)有鍋爐🍓的60%，表明(míng)回收地熱尾水(shui)的地熱熱泵調(diao)峰⁉️供暖成本是(shì)很低的。

  3、地熱熱(rè)泵供熱系統，計(jì)入地熱井時系(xì)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(yú)鍋爐系♻️統的7年(nián)。

  4、地熱熱泵調峰(feng)供暖提高了地(dì)熱利用率，同時(shi)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(re)取得節水、節煤(méi)🤟和環保🎯效益總(zǒng)計為63.7萬元，由此(ci)可計算出地熱(re)熱泵供熱方案(an)🐇3的直接效益和(hé)🤩間接效益之和(hé)為127.38萬元