朝陽東盛花園水源熱泵工程可行性分析

于浩 繆永剛

摘 要：隨著人們生活質量的不斷提高，人們對居住環境的要求越來越高。房屋建筑周圍的環境對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。

關鍵詞：水源；熱泵工程；可行性

1 工程概況

東盛花園由朝陽市喀左縣乾德房地產開發有限公司投資興建，位于朝陽市喀左縣，西臨新華廣場，北臨團結路。總建筑面積為6.5萬㎡，其中商用面積2.5萬m2，住宅面積4萬m2。本工程以住宅為主，冬季制熱要求相對高于夏季制冷要求，系統設計以滿足熱負荷為主。小區總建筑面積6.5萬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置至少要占地面積600m2，而且冬季存儲燃煤需要場地，煤渣的排放還需要場地。另外每年要提前大量采購燃煤，煤渣排放運輸以及存放需要很多人員，采暖期鍋爐運轉期間，每班至少要4到6人。燃煤鍋爐使用壽命一般6到8年，而每年都要進行維修維護，還需要一定費用，最重要的是煤煙和煤渣的排放會對周圍環境造成極大污染。根據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進行制冷和制熱。

2 本項目所在地水文地質條件描述

建設項目區地貌類型屬大凌河一級階地，第四系沖洪堆積物發育，勘察區含水層厚度2.6～6.5m，地下水的滲透性好，地下水資源豐富。

3 水源熱泵系統設計

3.1 冷熱負荷估算

3.2 供熱、供冷系統概況

3.2.1 空調機房部分

四臺GSHP1200Ⅱ型水源熱泵機組，三用一備。單臺機組制熱量1521KW，機組總制熱量4563KW；單臺機組制冷量1198KW，機組總制冷量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要高，機組選用以滿足制熱量為準）。

3.2.2 室外水源井部分

系統井水多機組最大需求量為508m3/h，本工程所在區域水量能夠滿足設備工藝要求（詳見地質勘察報告），單井出水量80m3/h，單井回水量40m3/h。系統需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 技術經濟分析

4.1 系統投資概算

熱泵投資（見表2）：

機房輔助設備及材料費：22.2萬元

機房供電設備及材料費：81萬元

機房輔助設備及材料費：22.2萬元

外管網材料費：87.3萬元

室內管網材料費：199.6萬元

風機盤管末端設備費：140.7萬元

土建部分費用：83.4萬元

工程安裝費：118.8萬元

稅金：66.1萬元

總計：1168.3萬元

4.2 運行費用分析

夏季運行費用12.1萬元，冬季運行費用89.6萬元，一年運行費用101.7萬元。

基本參數如下：

朝陽市現電價：0.5元/kWh

熱泵系統運行周期：

夏季運行45天，日運行時間10小時

冬季運行150天，日運行時間15小時

每日不同時段所需負荷不同，日運行系數0.6

一年中不同月份所需負荷不同，年運行系數0.7

其他輔助設備運行系數0.3

則運行費用計算公式為：輸入功率X日運行時間X年運行天數X年運行系數X電價X1.3

其他冬季運行費用： 朝陽市冬季天然氣及室外熱網，每平方米150天約25元，6.5萬平方米約162.5萬元.其他空調系統夏季運行費用一等于熱泵運行費用二倍約24萬元，則一年運行費用：186.5萬元。

4.3 示范增量成本概算

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

5 效益分析

5.1 節能預測分析

熱泵系統一年運行費用101.7萬元，其它系統（夏季電制冷，冬季熱網采暖）每年運行費用186.5萬元，每年節約84.8萬元。

5.2 環境影響分析

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

該系統每年可以節省2275噸標準煤

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：0.56萬噸

水源熱泵有效地利用了低品位的地熱能，節省了大量的高品位能源，加之地下深井水溫冬暖夏涼，大大提高了熱泵機組的運行效率，節省效果明顯。與電鍋爐供熱系統相比，可以節省60%以上的電能，與燃料鍋爐供熱系統相比可節省50%以上的能量，與空氣源熱泵系統相比可節省30%-40%的能量，而技術實現了熱水井冬夏季交互作用，不僅充分利用了低品位的地熱能，同時又有效地利用了熱泵機組的排放熱量，使機組效率得到進一步的提高。

6 風險分析

目前，地下水源熱泵技術是一項在國際上被認可的，成熟的、可推廣應用的技術。只要充分進行環境評估、充分進行設計方案論證，同時，在建設和施工過程中做好充分的準備工作及制定完善的運行管理制度，就可以保證該項目的順利實施。具體實施如下：

6.1 保證地下水實現完全回灌

①當地地下地質情況直接關系到水的回灌能力。因此要求地質勘探部門嚴格把關。②水井的成井工藝，要求嚴格把關，這直接影響到水資源是否浪費。③嚴格進行地質勘探，確保回灌井的數量。④嚴格執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，加強對回灌井的監控，以確保抽取的水量完全回灌入地下。⑤制定詳細的水井運行管理章程，包括運行時段、單井開采量和回灌量統計、水井運行維護方法和計劃等。采用上述措施后，本地區的地下水的回灌會順利完成。

6.2 保證地下水資源不受污染

地下水源熱泵系統采用“抽灌”循環封閉方式，整個系統不消耗地下水資源，因此本項目水資源保護重點應該為水質保護。針對本建設項目用水過程，為保護地下水資源不受污染，應采取下列方法：

6.2.1 洗井方法，采用活拉塞、空壓機等物理方法，嚴禁用含有污染元素的化學方法洗井。

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

6.3 考慮抽水、回水的作用對地面沉降的影響

從地下抽水及回水，可能對地面沉降有微小的影響。因此要求地質勘探部門做好建筑物沉降情況的預測分析。