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1、高溫水源熱泵在地?zé)峁┡械膽?yīng)用摘要:針對目前地?zé)峁┡瘧?yīng)用的現(xiàn)狀,介紹了一種全新的地?zé)?、高溫水源熱泵的供暖方案。在比擬了各種常規(guī)的供暖形式的經(jīng)濟(jì)及環(huán)保效益的同時,為低溫地?zé)崴?、地?zé)嵛菜捌渌鞣N溫度在3060之間的中低品位余熱水資源提供了一種高效、合理的利用處徑。關(guān)鍵詞:高溫水源熱泵;地?zé)峁┡?;地?zé)嵛菜还?jié)能;環(huán)保中圖分類號:文獻(xiàn)標(biāo)識碼:文章編號:一、地?zé)釤岜玫拈_展與現(xiàn)狀我國地?zé)豳Y源總量98%以上是低溫地?zé)豳Y源。目前,我國眾多的低溫地?zé)豳Y源主要是直接利用于洗寓采暖、種植、養(yǎng)殖、醫(yī)療、娛樂等方面。雖然全國直接利用總量已到達(dá)2410,居世界各國前列1,但利用程度和效率比擬低,對于2550溫度段的能量
2、利用率很差。為實現(xiàn)可持續(xù)開展目的,國家制定了“十五能源開展戰(zhàn)略規(guī)劃:要求調(diào)整能源構(gòu)造,減少燃煤造成的污染,大力開展新能源可再生能源的利用技術(shù),其中提到要開發(fā)地?zé)釤岜眉夹g(shù),以充分利用地?zé)豳Y源。地?zé)嶙鳛橐环N清潔能源用于采暖,在我國北方城市開展迅速,目前天津市地?zé)峁┡娣e就達(dá)800多萬平方米,至2022年底可達(dá)1000萬平方米,位居全國前列。北京市地?zé)峁┡娣e也達(dá)38萬平方米2。目前地?zé)峁┡饕腥齻€突出的問題:一、地?zé)崴┡笪菜欧潘疁乇葦M高,一般在40以上,造成了資源的浪費。二、有一些地?zé)崽飳俚蜏氐責(zé)崽?,地?zé)崴疁囟鹊陀?5,能量品位低,不能直接為暖氣片熱水式熱力循環(huán)系統(tǒng)供暖。三、地?zé)崴┡笪?/p>
3、水排放水溫比擬高,造成熱污染,不符合環(huán)保的要求。由北京市科委立項,清華大學(xué)熱能系和北京清源世紀(jì)科技共同研制開發(fā)出的QYHP系列的高溫水源熱泵機(jī)組,采用最新研制的高溫環(huán)保工質(zhì)HTR01,解決了傳統(tǒng)工質(zhì)高溫工況下工作壓力過高的技術(shù)瓶頸,保證了設(shè)備在高溫工況下運行的平安可*,從根本上解決了上述地?zé)峁┡械娜齻€主要問題。QYHP系列高溫水源熱泵可直接把30-60的低溫地?zé)崴訜岬?0-90,適用于各種供暖方式,解決了高寒地區(qū)的地?zé)釤岜霉┡约坝酶邷厮礋岜萌〈济哄仩t仍可利用暖氣片熱水式熱力循環(huán)系統(tǒng)的采暖改造問題。被利用后的地?zé)嵛菜潘疁囟茸畹涂傻陀?0,符合環(huán)保的要求。制熱工況P可到達(dá)3.5以上,也
4、就是說,花費一份代價,可以得到3.5倍以上的熱量。用高溫水源熱泵機(jī)組對低溫地?zé)崴M(jìn)展余熱回收,可加大地?zé)峋墓┡拍?,使一口地?zé)峋鸬絻煽诘責(zé)峋淖饔?,能產(chǎn)生出良好的經(jīng)濟(jì)效益。舉北京市為例:北京城區(qū)和小湯山地區(qū)已有地?zé)岵膳こ?6處,年開采利用地?zé)崴?85.9萬立方米,采暖面積約38萬平方米,假如利用熱泵技術(shù)將40尾水降至10再排放,那么從目前每年排放的286萬立方地?zé)嵛菜锌苫厥諢崃繛?.5萬千瓦,擴(kuò)大供暖面積90萬平方米,節(jié)能及環(huán)境效益十清楚顯。二、工程簡介北京某工程工程:一期建立共有19000平方米的大學(xué)生公寓,約4200平方米的公建會所,大學(xué)生公寓采用暖氣片熱水式熱力循環(huán)系統(tǒng)供暖,會所
5、采用中央空調(diào)系統(tǒng),冬夏兩用。現(xiàn)有地?zé)峋豢冢壕顬?800米、日出水量為1054t/d44t/h、出水溫度為57。該井所出57低溫地?zé)崴芍苯咏o采用中央空調(diào)系統(tǒng)的會所供暖。該低溫地?zé)崴糜诖髮W(xué)生公寓的暖氣片熱水式循環(huán)熱力系統(tǒng)供暖,需進(jìn)一步加熱,將水溫進(jìn)步到70以上。如采用傳統(tǒng)燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t加熱方式,供暖后的排放水溫仍將在40以上,無法解決資源的浪費和環(huán)境熱污染的問題。應(yīng)用QYHP系列高溫水源熱泵機(jī)組,可輸出70以上的二次熱水,能為末端為暖氣片的用戶進(jìn)展供暖。被利用后的地?zé)嵛菜潘疁囟茸畹涂傻陀?0,將低溫地?zé)崴哪芰砍浞掷茫瑫r熱泵機(jī)組還可免費制取生活熱水及為會所提供夏季制冷。真正實
6、現(xiàn)一機(jī)多用、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、高效節(jié)能。三、負(fù)荷計算1、空調(diào)室外計算參數(shù)2、空調(diào)室內(nèi)計算參數(shù)冬季室內(nèi)設(shè)計溫度t=18-22,室內(nèi)相對濕度55%夏季室內(nèi)設(shè)計溫度t=22-26,室內(nèi)相對濕度60%3、設(shè)計所需相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GBJ19-87?建筑通風(fēng)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)?GBJ16-83?室內(nèi)空調(diào)舒適溫度?GB5701-83?辦公建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?JG67-894、負(fù)荷計算冬季供暖工況:取面積熱指標(biāo):q=60/.供暖總建筑面積:F=23200冬季總熱負(fù)荷:Q=qF=6023200=1392k其中大學(xué)生公寓熱負(fù)荷:1140k會所熱負(fù)荷:252k夏季制冷工況:取面積冷指標(biāo):q=110/制冷總建筑面積
7、:F=4200那么夏季總冷負(fù)荷:Q=qF=1104200=462k四、工藝方案冬季工況:利用57地?zé)崴M(jìn)展供暖,采用梯級利用的方式進(jìn)展。第一級:應(yīng)用板式換熱器輸出55熱水為高檔公寓局部供暖,地?zé)嵛菜疁囟冉禐?2左右;地?zé)崴惫┛商峁?56K的熱量,可滿足會所冬季供暖252k最大熱負(fù)荷的需求。第二級:應(yīng)用1臺QYHP600H高溫水源熱泵機(jī)組對52地?zé)嵛菜M(jìn)展余熱回收,輸出75二次水對大學(xué)生公寓進(jìn)展供暖。第三級:應(yīng)用1臺QYHP600H高溫水源熱泵機(jī)組對36左右的地?zé)嵛菜M(jìn)展余熱回收,輸出75二次水對大學(xué)生公寓進(jìn)展供暖,地?zé)嵛菜疁囟?8,符合排放標(biāo)準(zhǔn)。兩臺QYHP600H高溫水源熱泵機(jī)組共可輸出1
8、248K的熱量,可滿足大學(xué)生公寓冬季供暖1140k最大熱負(fù)荷的需求。夏季工況:QYHP600H型高溫水源熱泵機(jī)組單機(jī)額定制冷功率為325K,兩臺合計為650K,可滿足4200高檔建筑共462K的夏季冷負(fù)荷的需求。五、流程示意圖圖見附圖六、經(jīng)濟(jì)性比擬高溫水源熱泵除具有環(huán)保的特點外,更具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢,下面將利用各種余熱資源采用高溫水源熱泵的供暖方式同現(xiàn)行的各種供暖方式就運行本錢、一次性投資根據(jù)根底數(shù)據(jù)作分析比擬如下:說明:1、電價0.5元/K.h、低谷電價0.2元/K.h,每日低谷電價運行8小時、天然氣價1.8元/3、煤價300元/t、自來水3.2元/t、燃油3.4元/L。2、單位建筑面積熱負(fù)
9、荷:設(shè)備選型按60/,實際運行按31.82/計取系統(tǒng)24小時不連續(xù)運行的全年平均值3。采暖系統(tǒng)運行按130天/年。3、燃料燃燒值按國家標(biāo)準(zhǔn)計取,燃煤鍋爐效率取0.55,燃?xì)忮仩t效率取0.90,燃油鍋爐效率取0.90,電鍋爐效率取0.95,水源熱泵機(jī)組P=3.75。4、運行費只計主要設(shè)備的燃料費,未計入管理費、燃煤鍋爐大修費等。5、在一次性投資及運行費用中各種供暖方式一樣的局部不做比擬。通過上表我們可以看到應(yīng)用高溫水源熱泵的運行費用最低,和燃煤鍋爐相比還有著宏大的潛在經(jīng)濟(jì)效益:鍋爐維護(hù)人員減少,節(jié)省人工費用;不存在鍋爐大修費用;省掉了煤場占地灰渣場占地的場地費用、排渣費用;鍋爐房對景觀的破壞、鍋
10、爐煙氣對環(huán)境造成的污染等等環(huán)保方面的效益。七、方案特點:1、余熱利用、經(jīng)濟(jì)節(jié)能采用高溫水源熱泵機(jī)組可直接回收利用低溫地?zé)崴⒌責(zé)嵛菜?、含油污水及其它各種溫度在3060之間的中低品位余熱資源,從根本上解決了此類余熱資源不能被熱泵機(jī)組直接回收利用的現(xiàn)狀。機(jī)組制熱工況出水溫度可根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié),最高出水溫度可達(dá)90,可滿足不同用戶的空調(diào)、供暖、制備生活熱水的需求,低溫地?zé)崴?高溫水源熱泵取代燃煤鍋爐進(jìn)展冬季供暖無須改造供暖末端及現(xiàn)有供暖管網(wǎng),從而使現(xiàn)有資源得到了最合理的利用。2、綠色環(huán)保、效益顯著采用地?zé)崴痈邷厮礋岜萌〈济哄仩t可獲得很好的環(huán)保效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng),防止了燃煤鍋爐的廢氣廢渣對周圍環(huán)境的污染,省掉了燃煤的運輸費用、貯煤場地費用、除塵費用、灰渣的運輸處理費用等。同時解決了低溫地?zé)崴虻責(zé)嵛菜欧藕髮Νh(huán)境造成的熱污染的問題,經(jīng)此方案后,地?zé)崴臏囟戎挥?8左右遠(yuǎn)低于國家規(guī)定的小于30的標(biāo)準(zhǔn)。3、一機(jī)多用,節(jié)約資金在該工程中,利用高溫水源熱泵提供冬季供暖的同時,還可提供夏季制冷,從而防止了中央空調(diào)系統(tǒng)的重復(fù)投資。4、性能穩(wěn)定、平安可*水源熱泵運行自動化程度高,
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