延邊地區(qū)采用地下水源熱泵與地板供暖系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

1、延邊地區(qū)釆用地下水源熱泵與地板供暖系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析摘要介紹了地下水源熱泵機(jī)組與地板供暖結(jié)合的供暖 系統(tǒng)，分析了兩者結(jié)合應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)該系統(tǒng)和城市集中 供熱和散熱器系統(tǒng)、城市集中供熱和地板供暖系統(tǒng)、電加 熱地板供暖系統(tǒng)從一次能源消耗、初投資、運(yùn)行費(fèi)用等各 方面進(jìn)行了比較。技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析表明，類似延邊地區(qū)這種 冬季采暖期長(zhǎng)、地下水資源較豐富的地區(qū)，采用地下水源 熱泵與地板供暖系統(tǒng)相結(jié)合有很大的優(yōu)勢(shì)。 關(guān)鍵詞水源熱泵地板供暖技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 一引言延邊地區(qū)為朝鮮族自治區(qū)，該地區(qū)臨近日本海，地下 水資源比較豐富，地下水溫常年在1214°c,地下水位一 般在1520米左右。氣候上屬于海洋性氣候，夏

2、季涼爽， 不需要空調(diào)；冬季十分嚴(yán)寒，所以搞好供暖工作十分重要。當(dāng)?shù)厝藗冇胁捎凶詿乜蛔鳛槎竟┡绞降膫鹘y(tǒng)習(xí) 慣，但隨著人們居住環(huán)境（由平房搬進(jìn)樓房），人們對(duì)生 活質(zhì)量和環(huán)境要求的提高，這種方式已經(jīng)在城市住宅中淘 汰。大部分采用城市集中供熱作為熱源，室內(nèi)系統(tǒng)釆用散 熱器系統(tǒng)和地板供暖系統(tǒng)，并且由于人們習(xí)慣于傳統(tǒng)地炕, 采用地板供暖系統(tǒng)更受歡迎。近幾年隨著供暖技術(shù)的發(fā)展, 供暖熱源又有了很多新的選擇，包括有地源熱泵(包括以 土壤、地下水、地表水為熱源的不同形式)和直接電加熱。 本文將對(duì)一些典型供暖方案作技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，供設(shè)計(jì)人和 業(yè)主參考。二地下水源熱泵與地板供暖結(jié)合的供暖系統(tǒng)1地下水源熱泵本文只

3、考慮供暖情況，所涉及地下水源熱泵是指利用 地下水作為低位熱源，通過(guò)電驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng)做逆制冷循環(huán), 吸收地下水的熱量向房間供暖的單熱泵，它的主要優(yōu)點(diǎn)是:(1) 節(jié)能，冬季地下水溫度比環(huán)境空氣溫度高，并且 地下水溫較為穩(wěn)定，使得熱泵工作效率高，熱泵機(jī)組cop可 以達(dá)到以上，加上水泵等系統(tǒng)的co p在左右，而空氣熱泵 系統(tǒng)的cop 一般在左右，在寒冷地區(qū)則更低，且由于結(jié) 霜和排氣溫度太高而無(wú)法正常使用。(2) 污染小，由于熱效率高，其一次能源消耗量很小, 由此造成的溫室氣體排放較其他幾熱源都要低。運(yùn)行沒(méi)有 任何直接污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)。沒(méi)有排放及廢棄 物，不需要堆放燃料和廢物的場(chǎng)地，以及不用遠(yuǎn)距離

4、輸送 熱量。沒(méi)有空氣源熱泵的熱污染和較大的噪聲污染等。(3) 運(yùn)行穩(wěn)定可靠，自動(dòng)控制程度高，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用 低，壽命長(zhǎng)。但是地下水源熱泵受地下水源的限制，只有在有充足 良好的地下水源情況下才可以使用，且一定要做好井水回 灌工作，做到在使用地下水源的時(shí)候盡量保護(hù)地上水源。2地板輻射供暖地板供暖供暖是通過(guò)在地下敷設(shè)熱水散熱盤管或直接 敷設(shè)電熱絲，利用地面自身的蓄熱輻射而將熱量向地面上 的空間散發(fā)，維持該空間具有較穩(wěn)定合適溫度狀態(tài)的一種 供暖技術(shù)，它的主要優(yōu)點(diǎn)是：(1) 提高了室內(nèi)環(huán)境的舒適度，低溫地板供暖采暖給 人以腳暖頭涼的舒適感，符合人體的生理學(xué)調(diào)節(jié)特點(diǎn)。熱 容量大，熱穩(wěn)定性好。(2) 節(jié)約能源

5、，低溫地板供暖釆暖可以在比室內(nèi)正常 設(shè)計(jì)溫度低23°c情況下達(dá)到對(duì)流散熱供暖相同的舒適度, 比傳統(tǒng)的采暖方式要節(jié)約能源。熱量集中在房間下部的工 作區(qū)間內(nèi)，不會(huì)出現(xiàn)上熱下冷的現(xiàn)象，另外，低溫地板輻 射采暖可方便地實(shí)現(xiàn)分戶熱計(jì)量控制。(3) 擴(kuò)大了房間的有效使用面積，采用暖氣片采暖， 一般10 0平方米占有效使用面積達(dá)2平方米左右，而且上 下立橫管諸多，給用戶裝修和使用帶來(lái)不便。(4) 使用壽命長(zhǎng)，低溫地板采暖可靠性高，使用壽命 在50年以上，不腐蝕、不結(jié)垢，節(jié)約維修和更換費(fèi)用。(5) 對(duì)熱能溫度要求不高，大熱能溫度低于50度時(shí)，有較強(qiáng)的適應(yīng)性。另外，地板供暖方式從室內(nèi)供暖方式上來(lái)講，與

6、延邊 地區(qū)傳統(tǒng)的地炕相同，所以在該地區(qū)很受歡迎。地板輻射供暖的缺點(diǎn)是增加了地板的厚度，使房間凈 高減小。另外；家具特別是厚地毯等對(duì)散熱效果有較大的 影響。3地下水源熱泵與地板供暖結(jié)合的供暖系統(tǒng)由于地板供暖供水溫度不能太高，混凝土地板輻射供 暖的供水溫度宜采用4560°c,供回水溫差宜采用510°c。 城市集中供熱設(shè)計(jì)供回水溫度為95°c/7 0°c,要應(yīng)用地板 供暖系統(tǒng)，用戶需自己加設(shè)換熱器。而采用地下水源熱泵 為熱源時(shí)，較低的供水溫度正好使得熱泵機(jī)組的冷凝溫度 較低，這樣可以使得機(jī)組的性能系數(shù)cop較高，在同樣的 供暖量情況下減少了電耗。對(duì)于地下水源熱

7、泵供熱系統(tǒng)， 由于供水溫度較低，采和傳統(tǒng)的散熱器作為末端散熱設(shè)備 的話勢(shì)必需要增加散熱器的散熱面積。所以地下水源熱泵 結(jié)合地板供暖是利用了雙方的優(yōu)點(diǎn)而避免了雙方的缺點(diǎn)， 是一種經(jīng)濟(jì)、高效的供暖系統(tǒng)形式。三技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析本文以住宅樓為例，對(duì)地下水源熱泵結(jié)合地板供暖系 統(tǒng)、現(xiàn)有的城市集中供熱和散熱器系統(tǒng)、城市集中供熱和 地板供暖系統(tǒng)、直接電加熱地板供暖系統(tǒng)從一次能源消耗 量、能源利用率、初投資和運(yùn)行費(fèi)用、投資經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行了比較。四個(gè)方案編號(hào)如下：a地下水源熱泵+地板供暖b電加熱+地板供暖c城市集中供熱+地板供暖d城市集中供熱+散熱器供暖1一次能源消耗量與能源利用率比較比較能源消耗量需要有共同的標(biāo)

8、準(zhǔn)，一般采用一次能 源消耗量為基準(zhǔn)。一次能源是指在自然界現(xiàn)成存在，可以 直接取得而不用改變其基本形態(tài)的能源，如煤、天然氣、 石油等。能源利用率在這里指用戶需要的熱量與消耗的一 次能源的比值。能耗計(jì)算原則如下：散熱器供暖時(shí)設(shè)計(jì)供熱量60w/m2,地板供暖設(shè)計(jì)供熱 量為50w/m2,全年供暖期為150天，按每天供暖20小時(shí)計(jì) 算，共3000小時(shí)，整個(gè)供暖季單位面積平均供熱量按設(shè)計(jì) 供熱量的6 0%計(jì)算。地下水供回水溫度為12°c/5°c,用戶側(cè)供回水溫度為 45°c/38°c,根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品樣本，熱泵機(jī)組cop為。水泵與電機(jī)綜合效率為50%,地下水位實(shí)測(cè)

9、為1520m , 地下水泵揚(yáng)程取為2 5m,用戶側(cè)水泵揚(yáng)程為20mo水泵按定 流量運(yùn)行，流量按設(shè)計(jì)供熱量計(jì)算。電加熱效率取為100%,發(fā)電輸電配電系統(tǒng)總效率為30% o集中供熱能量轉(zhuǎn)換與輸配綜合效率為80%,板式換熱器, 設(shè)其效率為95 %0四個(gè)方案一次能源消耗量及能源效率比較見表lo 一次能源消耗量及能源效率比較表1abcd所需熱量mj/m2a3 2432432438 9消耗電能 mj/m2a0消耗熱能mj/m2a003413 89 一次能源消耗量m j/m2a3261 08450486能源利用率%2初投資比較地下水水井費(fèi)用每口井20000元，出水量2030 t/h, 這樣的井2 口可供6000m2建筑面積使用，折合為元/m2。 熱泵系統(tǒng)初投資為60元/m2。電加熱變電設(shè)備等投資為20元