地热热泵供暖技术

第一章地热热泵供暖技术

目录

1技术介绍 (1)

2供暖系统介绍 (2)

2.1工程概况 (2)

2.2资源条件简述 (2)

2.3设计方案简述 (2)

2.3.1 地热井情况 (2)

2.3.2 地热热泵供暖能力 (3)

2.3.3 燃气锅炉调峰 (3)

3可行性分析 (4)

3.1技术可行性 (4)

3.2经济可行性 (4)

3.2.1 能耗情况* (4)

3.2.2 基本假设 (4)

3.2.3 节能量* (4)

3.2.4 投资费用* (5)

3.2.5 投资回收期 (5)

4社会环境效益分析 (6)

4.1社会效益 (6)

4.2环境效益 (6)

5参考资料 (6)

技术介绍

地热热泵供暖是集地热井的钻凿、地热水回灌、热能梯级利用、热泵对地

热尾水进行热能回收等为一体的综合系统。利用水源，通过少量的电能输入，采

用热泵原理，实现低位热能向高位热能转移的技术。

地热是人类的宝贵资源，只有最大限度利用地热，才能取得较高的经济效益。为此，一般地热供热系统中，地热水除了直接或间接换热应用外，其低温尾水中的热量还可通过水源热泵将水温提高后再加以利用，实现地热水的梯级利用。梯级利用的合理性直接影响到地热供热的经济性。

地热供热系统原理：地热水经抽水泵提升后，经板式换热器换热，直接提供采暖用户，其低温尾水经水源热泵升温后再供给采暖用户；地热水经水处理后可直接提供用户洗浴。

1供暖系统介绍

1.1工程概况

本章调研的供暖系统为北苑家园地热热泵供暖系统。如表1所示为该供暖系统基本情况。

表1.供热系统基本情况调研*

项目单位数据图片编号

名称北苑家园图片1

地址亚运村北约3公里

总供暖面积万m260

建筑物性质住宅

换热介质热水

地热井眼 6 图片3 1.2资源条件简述

北苑地区由于有黄庄-高丽营断裂穿过，断裂两盘的热储层及其深度有较大差异。经计算，该区热储层地热水总储量为3.7亿立方米，蕴涵热量8.75×1013kJ，年可开采地热水量为259万立方米，年可利用热量为5.29×1011kJ。

断裂北西盘：沙井6眼，井深2418米，每天出水量3000多吨，出水温度为70℃；

断裂南东盘：京热94井，井深3610米，每天出水2000多吨，出水温度72℃。

1.3设计方案简述

北苑家园包括六区，建筑面积48万平方米，公建区32万平方米，均采用地热结合热泵负担基础负荷，燃气锅炉负担尖峰负荷。生活热水由地热尾水，经处理后供给。公建区夏季空调利用热泵结合冷却塔实现。

1.3.1地热井情况

北苑地区拟钻凿热井10眼，其中6眼为抽水井，出水量为2000m3/d，出水温度为70℃。地热水采用梯级利用，一级地热水67℃，经一级板换换热，一级地热尾水温度为45℃，二次水为供暖用循环水。二级地热尾水一部分经水处理后作为生活热水，另一部分经二级板换，二次水为水源热泵的低温热源。地热供

热原理见图1所示。

图1 地热供热原理图

1.3.2地热热泵供暖能力

经计算，选用水源热泵情况如表2所示。

表2.热泵基本情况调研*

项目单位数据图片编号

数量台26 图片4 单台制热量kW 826.8

供水温度℃55

回水温度℃45

电功率kW 239.5

1.3.3燃气锅炉调峰

燃气锅炉承担尖峰负荷为13.02MW，调峰范围为住宅及配套建筑，在原小区锅炉房增设一台15MW的天然气锅炉即可。

调峰方式：一级、二级板换的二次水及热泵冷凝器循环水混合后作为采暖循环水，温度为55℃，当基础负荷不能满足实际负荷时，由原燃气锅炉承担，通过板式换热器加热循环水不小于60℃。

2可行性分析

2.1技术可行性

热泵技术已经是一项成熟技术，在使用中无问题。

2.2经济可行性

2.2.1能耗情况*

2004年9月1日~2005年3月21日，总计试运行采暖面积为171745.8平方米。

具体能耗情况如附表2所示。表3所示为能耗汇总表。

表3.能耗汇总表

面积(m2) 采暖能耗费用

(元)

单位面积费

用(元/m2)

热水能耗费

用(元)

单位面积费

用(元/m2)

2004~2005 171745.8 1030350.6 6 185085.1 1.1

注：电价0.68元/kWh，燃气费用 1.95RMB/m3自来水价6元/m3。

2.2.2基本假设

表4.计算中假设数据

天然气

天然气的低位发热值，GJ/m3H gas0.035 CO2排放系数tons CO2/GJ CO2,gas0.055 煤

煤低位热值GJ/kg H coal0.022 含硫量% S coal 1.0 SO2排放系数kg/GJ SO2,coal0.909 CO2排放系数tons CO2/GJ CO2,coal0.095 烟尘排放系数kg/GJ D coal0.300

2.2.3节能量*

如果同样的供暖面积使用燃气锅炉供暖，则能耗计算如表4所示。表中单方能耗按照北京市统计的平均值计算。

表5.能耗比较表

项目总电耗

(kWh)

单方电耗

(kWh/m2)

总水耗

(kg)

单方水

耗

(kg/m2)

燃气耗量

(m3)

单方气耗

(m3/m2)