水环热泵空调系统应用中的问题

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1、地热作为一种清洁能源，既有"热"的价值，又有"水"的价值，采暖和生活热水的优势十分明显，在我国北方得到迅速的发展。国内地热供热应用主要集中在天津、北京、河北、西安等地。天津地热供热应用较为普遍，目前天津的地热供暖面积已达500万m2，按替代燃煤锅炉供暖计算，每个供暖季替代了11万吨以上的煤，取得了良好的环境保护效益。　　地热供暖中一个突出的问题是供暖后地热排放水温比较高，一般在45℃以上，有的甚至达60℃，造成了资源的浪费和环境热污染。另外，有少数地热田温度低(低于55℃)。这类低温热源要用于供暖，需进一步加热，如采用传统锅炉加热方式，供暖后的排放水温仍将在40℃以上。如采用热泵技术，不仅

2、可回收地热的排放水热量，加热升温采暖供水温度，同时加大了地热的供暖能力，可使一口井相当于一口半至两口井使用，另外降低地热排放水温度，达到环保要求。　　1地热热泵供热方案　　以往计算分析说明[1、2]：地热热泵供暖系统，以地热加热泵调峰供暖方式的供暖成本和投资低于热泵单独作热源的供暖方式。本文选取地热热泵调峰供暖作为基本系统进行三种地热热泵供热方案的技术经济性分析。　　方案1：地热热泵调峰供暖系统　　设计地热热泵调峰供暖方案的系统原理图示，如图1。地热为供暖基本热源，满足采暖系统的基本热负荷要求，到了采暖严寒期，地热热量不能满足采暖热负荷要求，启用热泵调峰，以提高采暖循环供水温度，达到调峰供

3、暖的要求。此系统中，地热供暖后的尾水作为热泵蒸发器的热源，因此地热的排水温度将会进一步降低。　　方案2：地热热泵调峰供暖与生活热水供应　　在满足方案1供暖要求同时，还可兼顾生活热水的供应，即利用地热供暖后的尾水作为生活热水供应。与单一地热供暖相比较，地热供暖与生活热水供应不仅利用了地热的“热”，而且利用了地热的“水”。　　由于地热供暖后的尾水温度低于45℃，需要有将尾水加热升温的系统。这里设计以一定量地热供水55℃与一定量地热尾水相混合，达到供应45℃的生活热水，如图1，这种方案涉及到要降低地热供暖的供水流量，即降低地热的供热量，因此相应地要加大热泵的调峰量。　　方案3：地热热泵调峰供暖生

4、活热水供应并兼顾夏季空调在满　　足上述方案2地热热泵供热的基础上，考虑热泵兼顾夏季空调用。热泵的工作原理与制冷机相同，二者也具有相同的主要部件，只是运行的温度、压力范围不同。热泵机组一机两用，提高了设备的利用率，相应减少了采暖、空调系统的设备初投资，同时电力初装费只一次性计入，投资的经济性得以提高。热泵空调机一机两用，并且机组在夏季空调的运行时间要比冬季调峰供暖的运行时间长，因此可以把热泵初投资的50%甚至60%以上计入空调系统。　　2地热热泵供热系统技术经济分析　　按上面提出的三种地热热泵供热方案和两类地热资源情况：地热利用后的尾水或新钻地热井，作供暖基本热源加热泵调峰进行供热。进行方案

5、技术经济参数计算和分析的依据是北京某工程的实际参数：地热供水温度55℃，流量80t/h;采暖回水温度按35℃计算;采暖面积5万m2，按建筑节能要求，采暖热指标可采用50w/m2;当地能源价格为：电价0.36元/度，地热水费0.3元/吨，自来水水费0.7元/吨，煤价220元/吨，天然气价格1.8元/m3。　　由于采暖供回水温度偏低，选用终端散热器上将有所考虑。计算发现，对55℃以下的低温采暖，如采用常规暖气散热器，所需要的散热器面积至少要增加50%，相应投资也将增加50%。目前一种新兴的PP-C管地板辐射散热器正在兴起和投入使用，由于它埋在房间地板下，散热方式是由下向上辐射散热，适合人的身体

6、和生活需要。这一特点，即使是降低它的供回水温度，如采用50℃/35℃，对它的散热效果也没有太大影响。这使得地板辐射散热器在低温采暖中有很强的竞争力。因此，可结合建筑实际情况，终端可采用暖气散热器，或采用地板辐射散热器。　　根据上面所提到的条件和参数，对三种地热热泵供热方案进行具体的计算，结果见下表1、表2。　　计算结果分析和比较：　　1、表1计算了不同采暖终端，新钻地热井系统的投资和单位运行成本。从三种地热供热方案看，方案1的投资低，供暖成本也低，但没有生活热水供应。综合比较，方案3既有供暖，又有生活热水供应，同时还兼顾夏季空调，从投资和运行成本看，方案3处在方案1和方案2之间，可作为优选

7、方案。　　2、表2计算了计入和不计地热井时的经济参数计算结果。不计入地热井时，系统只有热泵、管网和采暖终端，没有地热井的投资和运行费用，其供暖成本只有计入地热井系统的55%左右。　　表1不同方案下地热热泵供热经济参数的计算　　终端地热供热方案地热井管网终端投资(万元)热泵初投资(万元)热泵单位电费(元/m2)供暖单位成本(元/m2)生活热水投资(万元)供水单位成本(元/m2)初投资总计(万元)　　暖气散热器方案16001