朝陽(yáng)東盛花園水源熱泵工程可行性分析

于浩 繆永剛

摘 要：隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)居住環(huán)境的要求越來(lái)越高。房屋建筑周圍的環(huán)境對(duì)人們的生活有很大的影響。文章主要舉例闡述了水源熱泵工程的可行性，供大家參考。

關(guān)鍵詞：水源；熱泵工程；可行性

1 工程概況

東盛花園由朝陽(yáng)市喀左縣乾德房地產(chǎn)開發(fā)有限公司投資興建，位于朝陽(yáng)市喀左縣，西臨新華廣場(chǎng)，北臨團(tuán)結(jié)路?？偨ㄖ娣e為6.5萬(wàn)㎡，其中商用面積2.5萬(wàn)m2，住宅面積4萬(wàn)m2。本工程以住宅為主，冬季制熱要求相對(duì)高于夏季制冷要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)以滿足熱負(fù)荷為主。小區(qū)總建筑面積6.5萬(wàn)m2，用燃煤鍋爐最少要10噸以上的鍋爐方能保證供暖，修建鍋爐房以及煙囪的設(shè)置至少要占地面積600m2，而且冬季存儲(chǔ)燃煤需要場(chǎng)地，煤渣的排放還需要場(chǎng)地。另外每年要提前大量采購(gòu)燃煤，煤渣排放運(yùn)輸以及存放需要很多人員，采暖期鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)期間，每班至少要4到6人。燃煤鍋爐使用壽命一般6到8年，而每年都要進(jìn)行維修維護(hù)，還需要一定費(fèi)用，最重要的是煤煙和煤渣的排放會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成極大污染。根據(jù)以上情況并綜合考慮到充分利用一切可利用的能源，東盛花園擬定采用水源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行制冷和制熱。

2 本項(xiàng)目所在地水文地質(zhì)條件描述

建設(shè)項(xiàng)目區(qū)地貌類型屬大凌河一級(jí)階地，第四系沖洪堆積物發(fā)育，勘察區(qū)含水層厚度2.6～6.5m，地下水的滲透性好，地下水資源豐富。

3 水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 冷熱負(fù)荷估算

3.2 供熱、供冷系統(tǒng)概況

3.2.1 空調(diào)機(jī)房部分

四臺(tái)GSHP1200Ⅱ型水源熱泵機(jī)組，三用一備。單臺(tái)機(jī)組制熱量1521KW，機(jī)組總制熱量4563KW；單臺(tái)機(jī)組制冷量1198KW，機(jī)組總制冷量3594KW。夏季供回水溫度為7/12℃，冬季供回水溫度為50/40℃（考慮商住樓冬季制熱比夏季制冷要求相對(duì)要高，機(jī)組選用以滿足制熱量為準(zhǔn)）。

3.2.2 室外水源井部分

系統(tǒng)井水多機(jī)組最大需求量為508m3/h，本工程所在區(qū)域水量能夠滿足設(shè)備工藝要求（詳見(jiàn)地質(zhì)勘察報(bào)告），單井出水量80m3/h，單井回水量40m3/h。系統(tǒng)需8口取水井（其中1口備用井），16口回灌井。井深約26m，開孔直徑為1200mm，井管直徑為800mm。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

4.1 系統(tǒng)投資概算

熱泵投資（見(jiàn)表2）：

機(jī)房輔助設(shè)備及材料費(fèi)：22.2萬(wàn)元

機(jī)房供電設(shè)備及材料費(fèi)：81萬(wàn)元

機(jī)房輔助設(shè)備及材料費(fèi)：22.2萬(wàn)元

外管網(wǎng)材料費(fèi)：87.3萬(wàn)元

室內(nèi)管網(wǎng)材料費(fèi)：199.6萬(wàn)元

風(fēng)機(jī)盤管末端設(shè)備費(fèi)：140.7萬(wàn)元

土建部分費(fèi)用：83.4萬(wàn)元

工程安裝費(fèi)：118.8萬(wàn)元

稅金：66.1萬(wàn)元

總計(jì)：1168.3萬(wàn)元

4.2 運(yùn)行費(fèi)用分析

夏季運(yùn)行費(fèi)用12.1萬(wàn)元，冬季運(yùn)行費(fèi)用89.6萬(wàn)元，一年運(yùn)行費(fèi)用101.7萬(wàn)元。

基本參數(shù)如下：

朝陽(yáng)市現(xiàn)電價(jià)：0.5元/kWh

熱泵系統(tǒng)運(yùn)行周期：

夏季運(yùn)行45天，日運(yùn)行時(shí)間10小時(shí)

冬季運(yùn)行150天，日運(yùn)行時(shí)間15小時(shí)

每日不同時(shí)段所需負(fù)荷不同，日運(yùn)行系數(shù)0.6

一年中不同月份所需負(fù)荷不同，年運(yùn)行系數(shù)0.7

其他輔助設(shè)備運(yùn)行系數(shù)0.3

則運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算公式為：輸入功率X日運(yùn)行時(shí)間X年運(yùn)行天數(shù)X年運(yùn)行系數(shù)X電價(jià)X1.3

其他冬季運(yùn)行費(fèi)用： 朝陽(yáng)市冬季天然氣及室外熱網(wǎng)，每平方米150天約25元，6.5萬(wàn)平方米約162.5萬(wàn)元.其他空調(diào)系統(tǒng)夏季運(yùn)行費(fèi)用一等于熱泵運(yùn)行費(fèi)用二倍約24萬(wàn)元，則一年運(yùn)行費(fèi)用：186.5萬(wàn)元。

4.3 示范增量成本概算

可再生能源增量成本概算：與采用熱網(wǎng)采暖相比，需增加投資：1168.3-472.5=695.8

5 效益分析

5.1 節(jié)能預(yù)測(cè)分析

熱泵系統(tǒng)一年運(yùn)行費(fèi)用101.7萬(wàn)元，其它系統(tǒng)（夏季電制冷，冬季熱網(wǎng)采暖）每年運(yùn)行費(fèi)用186.5萬(wàn)元，每年節(jié)約84.8萬(wàn)元。

5.2 環(huán)境影響分析

項(xiàng)目建設(shè)完成后在取得顯著的節(jié)能效益的同時(shí)，還具有良好的環(huán)保效益。尤其建筑群處于擁有眾多古跡，文化悠久的歷史名城喀左，其環(huán)境影響更為重要。

該系統(tǒng)每年可以節(jié)省2275噸標(biāo)準(zhǔn)煤

減排煙氣：0.3億立方米

減排顆粒物：9.7噸

減排二氧化硫：53噸

減排氮化物：38.8噸

減排二氧化碳：0.56萬(wàn)噸

水源熱泵有效地利用了低品位的地?zé)崮埽?jié)省了大量的高品位能源，加之地下深井水溫冬暖夏涼，大大提高了熱泵機(jī)組的運(yùn)行效率，節(jié)省效果明顯。與電鍋爐供熱系統(tǒng)相比，可以節(jié)省60%以上的電能，與燃料鍋爐供熱系統(tǒng)相比可節(jié)省50%以上的能量，與空氣源熱泵系統(tǒng)相比可節(jié)省30%-40%的能量，而技術(shù)實(shí)現(xiàn)了熱水井冬夏季交互作用，不僅充分利用了低品位的地?zé)崮埽瑫r(shí)又有效地利用了熱泵機(jī)組的排放熱量，使機(jī)組效率得到進(jìn)一步的提高。

6 風(fēng)險(xiǎn)分析

目前，地下水源熱泵技術(shù)是一項(xiàng)在國(guó)際上被認(rèn)可的，成熟的、可推廣應(yīng)用的技術(shù)。只要充分進(jìn)行環(huán)境評(píng)估、充分進(jìn)行設(shè)計(jì)方案論證，同時(shí)，在建設(shè)和施工過(guò)程中做好充分的準(zhǔn)備工作及制定完善的運(yùn)行管理制度，就可以保證該項(xiàng)目的順利實(shí)施。具體實(shí)施如下：

6.1 保證地下水實(shí)現(xiàn)完全回灌

①當(dāng)?shù)氐叵碌刭|(zhì)情況直接關(guān)系到水的回灌能力。因此要求地質(zhì)勘探部門嚴(yán)格把關(guān)。②水井的成井工藝，要求嚴(yán)格把關(guān)，這直接影響到水資源是否浪費(fèi)。③嚴(yán)格進(jìn)行地質(zhì)勘探，確保回灌井的數(shù)量。④嚴(yán)格執(zhí)行抽水井和回灌井的成井工藝，尤其控制止水層的位置和厚度。安裝水表，記錄抽、灌水量，加強(qiáng)對(duì)回灌井的監(jiān)控，以確保抽取的水量完全回灌入地下。⑤制定詳細(xì)的水井運(yùn)行管理章程，包括運(yùn)行時(shí)段、單井開采量和回灌量統(tǒng)計(jì)、水井運(yùn)行維護(hù)方法和計(jì)劃等。采用上述措施后，本地區(qū)的地下水的回灌會(huì)順利完成。

6.2 保證地下水資源不受污染

地下水源熱泵系統(tǒng)采用“抽灌”循環(huán)封閉方式，整個(gè)系統(tǒng)不消耗地下水資源，因此本項(xiàng)目水資源保護(hù)重點(diǎn)應(yīng)該為水質(zhì)保護(hù)。針對(duì)本建設(shè)項(xiàng)目用水過(guò)程，為保護(hù)地下水資源不受污染，應(yīng)采取下列方法：

6.2.1 洗井方法，采用活拉塞、空壓機(jī)等物理方法，嚴(yán)禁用含有污染元素的化學(xué)方法洗井。

6.2.2 對(duì)水源井井口封閉，井周圍禁止有污水管道和明渠通過(guò)，以防地下水體二次污染。

6.3 考慮抽水、回水的作用對(duì)地面沉降的影響

從地下抽水及回水，可能對(duì)地面沉降有微小的影響。因此要求地質(zhì)勘探部門做好建筑物沉降情況的預(yù)測(cè)分析。