某地区采用地下水源热泵与地板供暖系统的技术经济

某地区采用地下水源热泵与地板供暖系统的技术经济分析摘要：介绍了地下水源热泵机组与地板供暖结合的供暖系统，分析了两者结合应用的优点。对该系统和城市集中供热和散热器系统、城市集中供热和地板供暖系统、电加热地板供暖系统从一次能源消耗、初投资、运行费用等各方面进行了比较。技术经济分析表明，类似某地区这种冬季采暖期长、地下水资源较丰富的地区，采用地下水源热泵与地板供暖系统相结合有很大的优势。关键字：水源热泵地板供暖技术经济分析一引言某地区为朝鲜族自治区，该地区临近日本海，地下水资源比较丰富，地下水温常年在12～14℃，地下水位一般在15～20米左右。气候上属于海洋性气候，夏季凉爽，不需要空调；冬季十分严寒，所以搞好供暖工作十分重要。当地人们有采用自烧地炕作为冬季供暖方式的传统习惯，但随着人们居住环境由平房搬进楼房，人们对生活质量和环境要求的提高，这种方式已经在城市住宅中淘汰。大部分采用城市集中供热作为热源，室内系统采用散热器系统和地板供暖系统，并且由于人们习惯于传统地炕，采用地板供暖系统更受欢迎。近几年随着供暖技术的发展，供暖热源又有了很多新的选择，包括有地源热泵（包括以土壤、地下水、地表水为热源的不同形式）和直接电加热。本文将对一些典型供暖方案作技术经济分析，供设计人员和业主参考。二地下水源热泵与地板供暖结合的供暖系统1地下水源热泵本文只考虑供暖情况，所涉及地下水源热泵是指利用地下水作为低位热源，通过电驱动制冷系统做逆制冷循环，吸收地下水的热量向房间供暖的单热泵，它的主要优点是：（1）节能，冬季地下水温度比环境空气温度高，并且地下水温较为稳定，使得热泵工作效率高，热泵机组COP可以达到3.5以上，加上水泵等系统的COP在3.0左右，而空气热泵系统的COP一般在1.8～2.2左右，在寒冷地区则更低，且由于结霜和排气温度太高而无法正常使用。（2）污染小，由于热效率高，其一次能源消耗量很小，由此造成的温室气体排放较其他几热源都要低。运行没有任何直接污染，可以建造在居民区内。没有排放及废弃物，不需要堆放燃料和废物的场地，以及不用远距离输送热量。没有空气源热泵的热污染和较大的噪声污染等。（3）运行稳定可靠，自动控制程度高，运行维护费用低，寿命长。但是地下水源热泵受地下水源的限制，只有在有充足良好的地下水源情况下才可以使用，且一定要做好井水回灌工作，做到在使用地下水源的时候尽量保护地上水源。2地板辐射供暖地板供暖供暖是通过在地下敷设热水散热盘管或直接敷设电热丝，利用地面自身的蓄热辐射而将热量向地面上的空间散发，维持该空间具有较稳定合适温度状态的一种供暖技术，它的主要优点是：（1）提高了室内环境的舒适度，低温地板供暖采暖给人以脚暖头凉的舒适感，符合人体的生理学调节特点。热容量大，热稳定性好。（2）节约能源，低温地板供暖采暖可以在比室内正常设计温度低2～3℃情况下达到对流散热供暖相同的舒适度，比传统的采暖方式要节约能源。热量集中在房间下部的工作区间内，不会出现上热下冷的现象，另外，低温地板辐射采暖可方便地实现分户热计量控制。（3）扩大了房间的有效使用面积，采用暖气片采暖，一般100平方米占有效使用面积达2平方米左右，而且上下立横管诸多，给用户装修和使用带来不便。（4）使用寿命长，低温地板采暖可靠性高，使用寿命在50年以上，不腐蚀、不结垢，节约维修和更换费用。（5）对热能温度要求不高，大热能温度低于50度时，有较强的适应性。袭另外，地吓板供暖方肌式从室内蝴供暖方式或上来讲，惩与某地区礼传统的地张炕相同，面所以在该侨地区很受失欢迎。鼠地板辐射伤供暖的缺草点是增加宪了地板的奉厚度，使喘房间净高柱减小。另脂外；家具把特别是厚糖地毯等对娱散热效果屠有较大的横影响。醋3色地下水感源热泵与应地板供暖僵结合的供年暖系统字由于地板榆供暖供水女温度不能恒太高，混姑凝土地板堂辐射供暖宝的供水温磁度宜采质用该4问5隐～荡6厚0誓℃催，供回水赛温差宜采防用灵5犬～该1尽0菌℃堤。城市集拘中供热设什计供回水捏温度愉为蚁9软5稳℃孔/7乎0掠℃叔，要应用这地板供暖压系统，用长户需自己惑加设换热瘦器。而采凑用地下水视源热泵为正热源时，息较低的供崖水温度正抵好使得热领泵机组的残冷凝温度喜较低，这百样可以使障得机组的壮性能系抢数森CO哑P举较高，在早同样的供屿暖量情况壶下减少了扯电耗。对准于地下水吃源热泵供述热系统，拴由于供水斤温度较低痰，采用传号统的散热次器作为末膊端散热设排备的话，王势必需要隙增加散热凭器的散热亮面积。所剩以地下水新源热泵结庸合地板供渡暖是利用酷了双方的溜优点而避告免了双方戒的缺点，霞是一种经堡济、高效赏的供暖系懂统形式。吹三伐著技术经济硬分析就本文以住惊宅楼为例棕，对地下积水源热泵零结合地板刷供暖系统绒、现有的薪城市集中须供热和散跳热器系统林、城市集材中供热和舅地板供暖物系统、直里接电加热处地板供暖哥系统从一浆次能源消睁耗量、能魔源利用率鉴、初投资敲和运行费谱用、投资霸经济性等培方面进行廉了比较。裹四个方案浴编号如下勇：受A撤地下水划源热杰泵狼+与地板供暖婶B趁电加捕热糖+杏地板供暖扔C崖城市集弊中供剑热钥+坚地板供暖具D架城市集际中供竿热搂+项散热器供割暖木1胆甩一次能源校消耗量与混能源利用间率比较搞比较能源缴消耗量需卡要有共同雀的标准，英一般采用邀一次能源欧消耗量为搁基准。一喝次能源是铜指在自然病界现成存耍在，可以也直接取得衰而不用改逝变其基本耐形态的能拔源，如煤朋、天然气凡、石油等移。能源利疲用率在这竿里指用户图需要的热制量与消耗碍的一次能汉源的比值讲。能耗计扯算原则如石下：搅散热器供蔽暖时设计鄙供热榜量帮60W/疼m斧2快，地板供伪暖设计供裁热量找为碗50W尾/m块2量，全年供栋暖期扛为脱15烤0葱天，按每们天供鞠暖训2绵0鸽小时计算好，捉共奋300姨0效小时，整乳个供暖季欠单位面积袄平均供热械量按设计客供热量哄的成60景%买计算。斑地下水供腐回水温度篇为身1畏2造℃滋/绣5变℃押，用户侧绢供回水温域度绣为昨4戒5纤℃鞠/3第8块℃走，根据实倦测数据和捉产品样本芳，热泵机垂组只CO猴P饿为格3.友8插。到水泵与电天机综合效情率齿为的50胡%丽，地下水论位实测歼为黎1线5庆～妙20拼m诵，地下水魔泵扬程取呀为脱25爆m姐，用户侧版水泵扬程启为令20书m惧。水泵按拐定流量运坛行，流量访按设计供遥热量计算锈。舍电加热效团率取故为读100剑%巨，发电输垃电配电系策统总效率锋为评30炉%街。捞集中供热赔能量转换追与输配综棚合效率嘱为尤80幻%惰，板式换细热器，设袖其效率势为听95鸡%受。缩四个方案左一次能源奉消耗量及盲能源效率熊比较见屠表踏1票。唐一次能源赛消耗量及度能源效率陷比驶较磁雪专表娃1沫A译B负C氧D刷所需热浴量邀MJ/m价2假·a载324泰324正324尝389则消耗电掌能意MJ/m皆2虚·a轿97.8跃324.倍0福7.2投0妻消耗热裳能出MJ/m返2上·a沈0浸0军341叫389额一次能源获消耗杆量塞MJ/m节2铺·a低326茫108妻450列486驰能源利用涝率闲99.4计%吓30.0禁%轨71.9窄%病80.0济%搬2莲判初投资比船较思地下水水村井费用每途口额井筛2000铲0块元，出水孝量劝2拣0禾～语30t/伪h露，这样的淡井躬2劫口可谋供封6000纱m渣2订建筑面积偏使用，折惭合布为拿6.6旷7大元悲/m俱2蒙。热泵系拐统初投资镇为撇6酸0崖元臣/m蹈2辞。酿电加热变军电设备等拾投资乏为江2暮0缠元炉/m菊2徒。某地区奶不收电力单增容费。刑集中供热戒入网费授为社5霉0趁元饱/m放2塑，视离供饥热站距离矛远近而定等的入网管道道费梨为舒1劝0答～阵3线0换元卸/m执2汇，这里取筐为浊2朝0捆元怠/m突2材。方学案淡C磁的换热器德系统投资食为续1过0宜元肚/m草2谁。画低温辐射求地板和散浴热器系统匠的初投资杯相同，都疏是帆5狗0救元润/m结2妥。蚊四个方案布初投资比丰较见他表艰2扔。胳初投资比让较有敞漏表扔2户A尘B刃C俭D牺地下水井码￥杀/m帅2步6.67胶0购0越0景设备和入郑网费佣￥蚂/m往2丽60武20脾80愈70之地板或散针热器盐￥岛/m贞2蕉50壁50听50欺50尤总计初投院资吉￥岁/m授2凤116.容67年70.0炉0航130.治00扰120.涝00血3光枝运行费用武比较截计入变压居器线路损俭失费用后揉电价子为坟0.下4意元朽/kW丽h馋。销罩集中供热淡收费对住迟宅楼收费潮为善2颈0锤元伍/m梳2征。赠伟采暖地板交供暖的方损案围AB卡C违维修费用末按照设备指投资讨的诚2纯%炮计算，散掩热器系统上的维修费心用按照散采热器设备五投资荒的匠3幸%邻计算笋。营梁四个方案增年运行费珍用比较见怜表德3趣年运行费孔用比较楼多剑表姨3笼A搜B稠C装D轰电缆要￥井/m挽2脾10.8孤7渗36.0崇0慕0.80碗0扮供热收费刊￥呀/m按2呼0咏0趟20.0面0粉20.0坝0到维修费晒￥带/m猴2饱2.33史1.40滚1.00阶1.50刮合计年费遗用绑￥膊/m否2侄13.2汤0雁37.4箱0何21.8姓0泡21.5拌0粒4股缎寿命周期良费殿用图矛（惜Life耕Cyc叫leC桑ost途,LC狠C突）效寿命周期柔费疲用学断（来LC薄C形）是指在氏设备寿命珠周期内投剥入的设置吩费用（初筑投资）和相维持费用俩（运行费贸）的总和扩，寿命周胀期费用是储设备投资顾方案的重暗要依据。帖由于初投省资和运行堡费在时间道概念上是费不一样的童，应该把况它们折算待到同一时戚间点上进誓行比较。附本文按资树金年利率饺为妨10皇%声都折算为婶现值进行斑比较青。期辆水井、地缎板供暖末大端设备、圈散热器末衰端寿命迫为段3充0感年，其余木设备欣为畏1平5答年，计算沈总费用周削期队为肿3替0者年凤。犬逗四个方案妨寿命周期识费用现值烟比较见轰表恋4运。顺寿命周期宪费用现值隔比衔较境亦宗表毯4铸A边B暑C唉D博梁完彻初投资那￥付/m伏2否131.怒03场74.7亏9民132.隶39枣120.瞒00跪烤纱鞠运行费勉￥饶/m嗽2谦124.跳46捏352.净57据280.内96辰278.愈09豪距攀LC求C渔现值黑￥析/m丰2充255.撞50里427.殖35污413.协35恨398.困09五5茫各方案商技术经济臭分析项从能源利日用角度来常年，方堵案雕A但最好，其煤一次能源祸消耗量最魔少，能源疼利用率最刃高；方忌案耍B译最差，其悄一次能源万消耗量最袭多，能源血利用率最绸低；方竟案衬C探的一次能遍源消耗量幸比方雅案娃D僚少，但是落由于需要岭换热器和淋运行水泵暂等设备，枣其能源利专用率比方池案那D色要低籍。兆技初投资最母少的是方振案慈B费，主要是宇电加热设滴备价格低顺廉，而且委不收取电讨力增容费乏。倘若收天取电力增绕容鼓费烛80短0尼元兵/k男W锋，方躬案司B逝的初投资课将接近其锤它方案。铅方渐案则A拘的初投资停方假案煎C亭的初投资镰最高，同战由于集中蒙供热入网勒费用较高于，并且为级适应地板鹅供暖还需盛加设换热姿器等设备敲。方固案呜D席初投资一垫般，与方屡案弯B瞒相差很小途。延营运行费用天最低的是亩方桌案辟A基，这一方山面是由于啊热泵的运航行效率高凶，另一方鸭面也是由既于地下水顶位高，使面得泵耗等妥也小。方船案密B汪的运行费亦用最高，纪是由于全奥年供暖时睁间较长，完消耗电能境较多，而漠电是属于相高品质能处源，价格擦自然较高丑。在供暖架期较短，找室外温度然较高的地非区，采用笑电热直接缓供暖其费重用才比较织有竞争力秘，在寒冷技的东北地错区则不太愈适宜。集趟中供热按绝面积收费腿使得地板慈供暖的节艇能优势没棵有办法得桂到应有的密回报，总滋费用方饥案帜C胶还比方福案挂D穿略高亭。唯拿对各方案爆的寿命周辨期费用分俭析表明，撕方违案夸A版的寿命周递期费用最躁低，是最凡优的方案谷。方衰案改B陡的寿命周注期费用最邀高，但其故初