地熱作為一種(zhong)清潔能源，既有(you)"熱"的價值，又有(you)"水"的價值❗，采暖(nuǎn)和生活熱水的(de)優勢十分明顯(xian)，在我國北🤩方得(de)到迅速的發展(zhǎn)。國内地熱供熱(re)應用主要集中(zhong)在天津、北京、河(hé)北、西安等地。天(tian)津地熱供熱應(yīng)用較為普遍，目(mu)前天津的地熱(rè)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(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(hou)地熱排放❤️水⚽溫(wēn)比較高，一般在(zai)45℃以上，有的甚至(zhi)達60℃，造成了資源(yuan)的浪費和環境(jìng)熱污染。另外，有(you)少數地熱田溫(wen)度低(低于55℃)。這類(lèi)低溫熱源要用(yong)于供🔞暖，需進一(yi)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(gong)水溫度，同時加(jiā)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(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(di)熱熱泵供暖系(xi)統，以地熱加熱(re)泵☎️調峰供暖方(fāng)式的供暖成本(ben)和投資低于熱(rè)泵單獨❌作熱源(yuan)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(jin)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(xi)統

  設計地熱熱(rè)泵調峰供暖方(fāng)案的系統原理(lǐ)圖示，如🔞圖1。地熱(rè)為供暖基本熱(re)源，滿足采暖系(xi)統的基本熱🏒負(fù)荷要求，到了采(cai)暖嚴寒期，地熱(re)熱量不能滿足(zu)采暖熱負荷要(yao)求，啟用熱泵調(diào)峰🌏，以提高采暖(nuǎn)循環供水溫度(du)，達到調峰供暖(nuan)的要求🚶‍♀️。此系統(tong)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(hui)進一步降低。

  方(fang)案2：地熱熱泵調(diao)峰供暖與生活(huó)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(rè)水供⛷️應。與單一(yī)地熱供暖相比(bǐ)較，地熱供暖與(yǔ)生活熱水供應(ying)不僅利用了地(di)熱的“熱”，而且利(lì)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(di)熱供水55℃與一定(dìng)量地💋熱尾水相(xiang)混合，達到供應(ying)45℃的生活熱水，如(rú)🛀🏻圖1，這種方案涉(she)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(diào)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(beng)的工作原理與(yǔ)制冷機相同，二(èr)者也具有相同(tong)的主要部件，隻(zhī)是運行的溫度(du)、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(shi)電力初裝費隻(zhi)一次性計入，投(tóu)資的經濟性得(dé)以提💛高。熱泵空(kong)調機💚一機兩用(yòng)，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(yùn)🈲行時間長，因此(cǐ)可以把熱泵初(chū)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(jing)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(rè)資源情況：地熱(re)利用後的尾水(shuǐ)或新鑽地熱井(jǐng)，作供暖基本熱(rè)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(fèn)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(cai)暖回水溫度按(an)35℃計✌️算；采暖面積(jī)🈲5萬m2，按建築節能(néng)要求，采暖熱指(zhǐ)标可采用50w/m2；當地(di)能源🏃🏻價㊙️格為：電(dian)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(jià)格1.8元/m3。

  由于采暖(nuǎn)供回水溫度偏(pian)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(wēn)采暖，如采用常(cháng)規暖氣散熱器(qì)，所需要的散熱(re)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(guan)地闆輻射散熱(re)器正🐪在興起和(he)投入使用☂️，由于(yú)它埋在房間地(dì)🤩闆下，散熱方式(shi)是由下向上輻(fu)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(ta)的供回水溫度(du)，如采用50℃/35℃，對它的(de)散熱♉效果也沒(mei)有太大影響。這(zhe)使得地闆輻射(shè)散熱⁉️器在低溫(wēn)采暖中💃🏻有很強(qiang)的競争力。因此(cǐ)，可結合建築㊙️實(shi)際情況，終端可(ke)采用暖氣⭕散熱(re)器，或采用地闆(pǎn)輻射散熱器。

  根(gen)據上面所提到(dao)的條件和參數(shù)，對三種地熱熱(re)泵供📧熱方案進(jin)行具體的計算(suàn)，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(jing)系統的投資和(he)單位運行成本(ben)。從三種地熱供(gòng)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(gòng)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(gu)夏季空調，從投(tóu)資和運行成本(ben)看，方案🌈3處在方(fang)案1和方案2之間(jiān)，可作為*方案。

  2、表(biao)2計算了計入和(hé)不計地熱井時(shi)的經濟參數計(ji)算結果。不計入(ru)🏃🏻‍♂️地熱井時，系統(tǒng)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(yong)，其供暖成本隻(zhī)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(jīng)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(wàn)元)熱💃泵初投資(zi)(萬元)熱泵單位(wei)電費(元/m2)供暖單(dan)位成本(元❤️/m2)生活(huo)熱水投資(萬元(yuan))供水單位成本(ben)(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(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(àn)3 460 67 15.41 46 1.35 573.0

  表2地熱熱泵供(gong)熱與鍋爐供熱(rè)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(yuán))供暖單位成本(běn)(元/m2)生活熱水‼️系(xi)統投資(萬元)供(gong)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(rè)熱泵供熱方案(an)2 629 17.37 46 1.35 675

  地熱熱泵供熱(rè)方案3 527 15.41 46 1.35 573

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

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

  地熱熱泵供(gong)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(ran)氣鍋爐供熱240 26.76 105 11.32 345

  3地(dì)熱熱泵供熱與(yu)鍋爐供熱的比(bi)較

  通常用戶比(bi)較關心的是，地(dì)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(yīng)的初投資和單(dān)位成本，見表2，并(bing)将🌈地熱熱🎯泵供(gòng)熱方案(有無地(dì)熱井費用兩種(zhǒng)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(guo)爐的供暖單位(wei)成本為13.65元/m2，地熱(re)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(qi)鍋爐的供暖成(chéng)本已超過了供(gong)暖收費标準20元(yuan)/m2。比較生活熱水(shui)供應成本，地熱(rè)供應生活熱水(shui)🌐的成本隻有1.35元(yuán)/噸，低于燃煤鍋(guo)爐成本4.50元/噸，大(dà)大低于燃氣鍋(guo)爐成本11.32元/噸。

  根(gēn)據上面計算得(de)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(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(he)生活熱✔️水收益(yi)*，可以考慮盡量(liang)擴大地👄熱供生(sheng)活熱水的市場(chǎng)，充🌈分用好地熱(rè)的“熱”和“水”。投資(zī)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(zi)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(yǔ)鍋爐供🧑🏾‍🤝‍🧑🏼熱方案(àn)對比時，占地面(mian)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(hé)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(zuo)右。如在市中心(xin)區占地，其土地(dì)價值是相當高(gao)的。

  4地熱熱泵供(gong)熱的節能環保(bǎo)效益

  與傳統鍋(guō)爐供熱相比，采(cǎi)用地熱熱泵供(gòng)熱可以取☀️得📧節(jiē)水和節煤效益(yi)。如按生活熱水(shui)供應量40t/h計算，年(nian)供水量為87600噸，采(cai)用地熱供應生(sheng)活熱水取代鍋(guo)爐加熱自來水(shui)方式，則年節水(shuǐ)量為87600噸，這不僅(jǐn)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(yi)義的。

  按5萬m2的建(jian)築采暖，年單位(wèi)耗煤量21.53kg/m2計算，采(cai)用地熱熱泵供(gòng)暖替代鍋爐供(gong)暖，每個采暖季(ji)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(lú)加熱，計算出年(nian)耗煤🈲量為980噸/年(nián)。這樣可以計算(suan)出采用地熱供(gòng)熱替代鍋爐供(gong)熱，每年可節煤(méi)2057噸，按煤價220元/噸(dun)✉️計算，相當于節(jie)省45.3萬元。

  表3地熱(rè)供熱與鍋爐供(gòng)熱的投資回收(shōu)(按暖氣增加投(tóu)資計算)

  單位方(fāng)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(dun)6

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

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

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

  計地熱井費用(yong)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(bu)計地熱井費用(yòng)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(mian)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(jian)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(yong)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(jiē)水、節煤和環保(bǎo)效益，可以得出(chu)一個☀️總的效益(yì)值為：

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

  此為(wéi)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(ci)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(wei)63.68萬元+ 63.7萬元= 127.38萬元(yuán)，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(jian)廣大⛹🏻‍♀️化工廠用(yòng)泵、醫藥廠用泵(beng)*上海💋市三星水(shui)泵⛹🏻‍♀️廠 上海意海(hai)耐腐蝕泵制造(zao)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(beng)閥貿易網

  5結論(lùn)

  1、根據技術經濟(ji)評價結果，認為(wei)地熱熱泵供熱(rè)方案3(供✍️暖、生活(huo)熱🌈水、空調)為*方(fāng)案。

  2、地熱熱泵供(gòng)熱系統，當計入(rù)地熱井時供暖(nuan)單位成本為15.41元(yuán)/m2，與燃煤鍋爐相(xiàng)當，不計地熱井(jǐng)時僅為7.70元/m2，約🌍隻(zhi)有🛀鍋爐的60%，表明(míng)回收地熱尾水(shuǐ)的地熱熱泵調(diào)峰供暖成本是(shi)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(shui)🤞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(àn)3的直接效益和(hé)⭐間接效益之和(he)為127.38萬元