高温水源热泵在地热供暖中的应用.docx

高温水源热泵在地热供暖中的应用摘要：针对目前地热供暖应用的现状介绍了一种全新的地热、高温水源热泵的供暖方案。在比较了各种常规的供暖模式的经济及环保效益的同时为低温地热水、地热尾水及其它各种温度在30～60℃之间的中低品位余热水资源提供了一种高效、合理的利用途径。关键词：高温水源热泵；地热供暖；地热尾水；节能；环保中图分类号：文献标识码：文章编号：一、地热热泵的发展与现状我国地热资源总量98%以上是低温地热资源。目前我国众多的低温地热资源主要是直接利用于洗浴、采暖、种植、养殖、医疗、娱乐等方面。虽然全国直接利用总量已达到2410MW居世界各国前列1但利用水平和效率比较低对于25℃～50℃温度段的能量利用率很差。为实现可持续发展目标国家制定了“十五能源发展战略规划”：要求调整能源结构减少燃煤造成的污染大力发展新能源可再生能源的利用技术其中提到要开发地热热泵技术以充分利用地热资源。地热作为一种清洁能源用于采暖在我国北方城市发展迅速目前天津市地热供暖面积就达800多万平方米至2003年底可达1000万平方米位居全国前列。北京市地热供暖面积也达38万平方米2。目前地热供暖主要有三个突出的问题：（一）、地热水供暖后尾水排放水温比较高一般在40℃以上造成了资源的浪费。（二）、有一些地热田属低温地热田地热水温度低于55℃能量品位低不能直接为暖气片热水式热力循环系统供暖。（三）、地热水供暖后尾水排放水温比较高造成热污染不符合环保的要求。由北京市科委立项清华大学热能系和北京清源世纪科技有限公司共同研制开发出的QYHP系列的高温水源热泵机组采用最新研制的高温环保工质HTR01解决了传统工质高温工况下工作压力过高的技术瓶颈保证了设备在高温工况下运行的安全可*从根本上解决了上述地热供暖中的三个主要问题。QYHP系列高温水源热泵可直接把30-60℃的低温地热水加热到70-90℃适用于各种供暖方式解决了高寒地区的地热热泵供暖以及用高温水源热泵取代燃煤锅炉仍可利用暖气片热水式热力循环系统的采暖改造问题。被利用后的地热尾水排水温度最低可低于10℃符合环保的要求。制热工况COP可达到3.5以上也就是说花费一份代价可以得到3.5倍以上的热量。用高温水源热泵机组对低温地热水进行余热回收可加大地热井的供暖能力使一口地热井起到两口地热井的作用能产生出良好的经济效益。举北京市为例：北京城区和小汤山地区已有地热采暖工程16处年开采利用地热水285.9万立方米采暖面积约38万平方米如果利用热泵技术将40℃尾水降至10℃再排放那么从目前每年排放的286万立方地热尾水中可回收热量为3.5万千瓦扩大供暖面积90万平方米节能及环境效益十分明显。二、项目简介北京某工程项目：一期建设共有19000平方米的大学生公寓约4200平方米的公建（会所）大学生公寓采用暖气片热水式热力循环系统供暖会所采用中央空调系统冬夏两用。现有地热井一口：井深为3800米、日出水量为1054t/d（44t/h）、出水温度为57℃。该井所出57℃低温地热水可直接给采用中央空调系统的会所供暖。该低温地热水要用于大学生公寓的暖气片热水式循环热力系统供暖需进一步加热将水温提高到70℃以上。如采用传统燃煤、燃油、燃气锅炉加热方式供暖后的排放水温仍将在40℃以上无法解决资源的浪费和环境热污染的问题。应用QYHP系列高温水源热泵机组可输出70℃以上的二次热水能为末端为暖气片的用户进行供暖。被利用后的地热尾水排水温度最低可低于10℃将低温地热水的能量充分利用同时热泵机组还可免费制取生活热水及为会所提供夏季制冷。真正实现一机多用、经济环保、高效节能。三、负荷计算1、空调室外计算参数2、空调室内计算参数冬季室内设计温度t=18--22℃室内相对湿度φ≤55%夏季室内设计温度t=22--26℃室内相对湿度φ≤60%3、设计所需相关规范《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87《建筑通风设计防火规范》GBJ16-83《室内空调舒适温度》GB5701-83《办公建筑设计规范》JG67-894、负荷计算·冬季供暖工况：取面积热指标：q=60W/?.供暖总建筑面积：F=23200?冬季总热负荷：Q=q×F=60×23200=1392kW其中大学生公寓热负荷：1140kW会所热负荷：252kW·夏季制冷工况：取面积冷指标：q=