朝阳东盛花园水源热泵工程可行性分析

于浩 缪永刚

摘 要：随着人们生活质量的不断提高，人们对居住环境的要求越来越高。房屋建筑周围的环境对人们的生活有很大的影响。文章主要举例阐述了水源热泵工程的可行性，供大家参考。

关键词：水源；热泵工程；可行性

1 工程概况

东盛花园由朝阳市喀左县乾德房地产开发有限公司投资兴建，位于朝阳市喀左县，西临新华广场，北临团结路。总建筑面积为6.5万㎡，其中商用面积2.5万m2，住宅面积4万m2。本工程以住宅为主，冬季制热要求相对高于夏季制冷要求，系统设计以满足热负荷为主。小区总建筑面积6.5万m2，用燃煤锅炉最少要10吨以上的锅炉方能保证供暖，修建锅炉房以及烟囱的设置至少要占地面积600m2，而且冬季存储燃煤需要场地，煤渣的排放还需要场地。另外每年要提前大量采购燃煤，煤渣排放运输以及存放需要很多人员，采暖期锅炉运转期间，每班至少要4到6人。燃煤锅炉使用寿命一般6到8年，而每年都要进行维修维护，还需要一定费用，最重要的是煤烟和煤渣的排放会对周围环境造成极大污染。根据以上情况并综合考虑到充分利用一切可利用的能源，东盛花园拟定采用水源热泵系统进行制冷和制热。

2 本项目所在地水文地质条件描述

建设项目区地貌类型属大凌河一级阶地，第四系冲洪堆积物发育，勘察区含水层厚度2.6～6.5m，地下水的渗透性好，地下水资源丰富。

3 水源热泵系统设计

3.1 冷热负荷估算

3.2 供热、供冷系统概况

3.2.1 空调机房部分

四台GSHP1200Ⅱ型水源热泵机组，三用一备。单台机组制热量1521KW，机组总制热量4563KW；单台机组制冷量1198KW，机组总制冷量3594KW。夏季供回水温度为7/12℃，冬季供回水温度为50/40℃（考虑商住楼冬季制热比夏季制冷要求相对要高，机组选用以满足制热量为准）。

3.2.2 室外水源井部分

系统井水多机组最大需求量为508m3/h，本工程所在区域水量能够满足设备工艺要求（详见地质勘察报告），单井出水量80m3/h，单井回水量40m3/h。系统需8口取水井（其中1口备用井），16口回灌井。井深约26m，开孔直径为1200mm，井管直径为800mm。

4 技术经济分析

4.1 系统投资概算

热泵投资（见表2）：

机房辅助设备及材料费：22.2万元

机房供电设备及材料费：81万元

机房辅助设备及材料费：22.2万元

外管网材料费：87.3万元

室内管网材料费：199.6万元

风机盘管末端设备费：140.7万元

土建部分费用：83.4万元

工程安装费：118.8万元

税金：66.1万元

总计：1168.3万元

4.2 运行费用分析

夏季运行费用12.1万元，冬季运行费用89.6万元，一年运行费用101.7万元。

基本参数如下：

朝阳市现电价：0.5元/kWh

热泵系统运行周期：

夏季运行45天，日运行时间10小时

冬季运行150天，日运行时间15小时

每日不同时段所需负荷不同，日运行系数0.6

一年中不同月份所需负荷不同，年运行系数0.7

其他辅助设备运行系数0.3

则运行费用计算公式为：输入功率X日运行时间X年运行天数X年运行系数X电价X1.3

其他冬季运行费用： 朝阳市冬季天然气及室外热网，每平方米150天约25元，6.5万平方米约162.5万元.其他空调系统夏季运行费用一等于热泵运行费用二倍约24万元，则一年运行费用：186.5万元。

4.3 示范增量成本概算

可再生能源增量成本概算：与采用热网采暖相比，需增加投资：1168.3-472.5=695.8

5 效益分析

5.1 节能预测分析

热泵系统一年运行费用101.7万元，其它系统（夏季电制冷，冬季热网采暖）每年运行费用186.5万元，每年节约84.8万元。

5.2 环境影响分析

项目建设完成后在取得显著的节能效益的同时，还具有良好的环保效益。尤其建筑群处于拥有众多古迹，文化悠久的历史名城喀左，其环境影响更为重要。

该系统每年可以节省2275吨标准煤

减排烟气：0.3亿立方米

减排颗粒物：9.7吨

减排二氧化硫：53吨

减排氮化物：38.8吨

减排二氧化碳：0.56万吨

水源热泵有效地利用了低品位的地热能，节省了大量的高品位能源，加之地下深井水温冬暖夏凉，大大提高了热泵机组的运行效率，节省效果明显。与电锅炉供热系统相比，可以节省60%以上的电能，与燃料锅炉供热系统相比可节省50%以上的能量，与空气源热泵系统相比可节省30%-40%的能量，而技术实现了热水井冬夏季交互作用，不仅充分利用了低品位的地热能，同时又有效地利用了热泵机组的排放热量，使机组效率得到进一步的提高。

6 风险分析

目前，地下水源热泵技术是一项在国际上被认可的，成熟的、可推广应用的技术。只要充分进行环境评估、充分进行设计方案论证，同时，在建设和施工过程中做好充分的准备工作及制定完善的运行管理制度，就可以保证该项目的顺利实施。具体实施如下：

6.1 保证地下水实现完全回灌

①当地地下地质情况直接关系到水的回灌能力。因此要求地质勘探部门严格把关。②水井的成井工艺，要求严格把关，这直接影响到水资源是否浪费。③嚴格进行地质勘探，确保回灌井的数量。④严格执行抽水井和回灌井的成井工艺，尤其控制止水层的位置和厚度。安装水表，记录抽、灌水量，加强对回灌井的监控，以确保抽取的水量完全回灌入地下。⑤制定详细的水井运行管理章程，包括运行时段、单井开采量和回灌量统计、水井运行维护方法和计划等。采用上述措施后，本地区的地下水的回灌会顺利完成。

6.2 保证地下水资源不受污染

地下水源热泵系统采用“抽灌”循环封闭方式，整个系统不消耗地下水资源，因此本项目水资源保护重点应该为水质保护。针对本建设项目用水过程，为保护地下水资源不受污染，应采取下列方法：

6.2.1 洗井方法，采用活拉塞、空压机等物理方法，严禁用含有污染元素的化学方法洗井。

6.2.2 对水源井井口封闭，井周围禁止有污水管道和明渠通过，以防地下水体二次污染。

6.3 考虑抽水、回水的作用对地面沉降的影响

从地下抽水及回水，可能对地面沉降有微小的影响。因此要求地质勘探部门做好建筑物沉降情况的预测分析。