区利用水源热泵技术分区集中供冷供热节能示范项目可行性研究报告

1 1 2 4 6 8 4项目建设条件 20 24 27 285水源热泵与冬夏流程 29 41 418经济的可行性与节能预测分析 42 48 54 59 649环境与社会效益 67 67 68 68 70早的农官——后稷，就在这一带“教民稼穑，树艺五谷”，开创了我国农耕文明的先河。新中国成立后，国家和陕西省在这里又陆续布局建设了一批农林水方面的科教单位，为了充分发挥这里的农科教#区居住小区的建设，是以绿色、生态特色小区建设为目标，是本建设项目就是利用示范区浅层地下水可再生能源热泵技术进供暖、供冷方式，计划采用水源热泵中央空调系统。该供热、供冷系统所采用的核心技术，属于可再生清洁能源利用技术，是目前国家建设部重点推广应用的节能、环保型技术之一。财政资金、地方财政配套资金、企业自筹资金三部分。项目计划申推广应用水源热泵技术，符合中央建设资源节约型和环境友好有利的条件。该建设项目的实施，在经济、节能、环保等方面，将％（综合各主要效益指标，本建设项目在经济性、节能性、环保性等方面的综合效益显著，值得实施与应用推广。事，如何解决这一问题，已成为全人类的课题。在这种背景下，以节能、环保为主要特征的绿色建筑及相应的空调系统应运而生，而水源热泵技术是利用地球表面浅层地热资源(如地下水等吸收水源热泵中央空调系统是一种既可供热又可供冷的高效节能型系统。它是由用户系统、热泵主机系统、水源系统三部分组成。水泵，水过滤器，静电水处理仪，各种末端空气处理设备，膨胀定压热泵主机系统：由压缩机，蒸发器，冷凝器，膨胀阀，各种制水源系统：由水源取水装置，取水泵，水处理设备，输水管网水源热泵中央空调系统可以实现冬季供热、夏季供冷多功能工低品位热能，通过电能驱动的水源中央空调主机“泵”送到高温热的余热，通过水源中央空调主机转移到水源中，以满足用户制冷需藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得水源热泵利用的稳定，冬季水体温度远高于室外环境空气温度，夏季水体温度远低于室外环境空气温度，浅层地下水是很好的热泵热源和空调冷这种温度特性使得水源热泵比传统空调系统运行效率要高40因结合其它节能措施节能减排效果会更明显。水源热泵虽然也使用制的工作性能，系统运行稳定、可靠、高效、经济，自动化程度高，运夏季供冷两种运行模式，并且四季皆可产生热水。一套系统可以代替原来的锅炉和制冷机两套装置，系统简单，没有冷却塔和其它室外设备。所以，就没有其它冷热源设备集中占地问题，既减少初投资，又节省了建筑面积和地皮，从而产生附加经济效益，并且改善分区灵活，使用方便。水源热泵系统可广泛应用于住宅、学校、医院、宾馆、商场、办公楼、厂房等各类建筑，特别适合于地下水资与美国的水源热泵发展有所不同，中、北欧如瑞典、瑞士、奥地点1）水源热泵技术的应用日益广泛。水源热泵应用工程项8721华中华南华东东北华北华东华南华中西北西南人员，大家迫切要求了解相关知识和经验4）水源热泵技术具有显而易见的好处，其理念非常容易为大众所理解和认同，逐渐为普财政部二零零六年八月二十八日《建设部、财政部关于推进可再生可再生能源在建筑中应用的工作目标。在“十一五”期间，我国可再生能源在建筑中应用取得实质性进展，基本形成相关政策法规、技术标准和技术支撑体系，基本建成与建筑结合的可再生能源自主知识产权技术和材料、产品体系；预计到“十一五”期末，太水源热泵技术是国家二零零六年一月一日颁布实施的《中华人用的实施意见》的集中体现，也是我省实现国家“十一五”期间可如下：提高城市居住舒适性，用宜人的居住环境吸引人才，完善城市的服务功能、建设设施配套、环境宜人的高质量城市居住区；新本项目建设为示范区商品住宅提供了水源热泵中央空调系统，既可冬季供热又可夏季供冷，提高了住房的舒适性和空气品质，提高了住宅的档次和质量，使得商品房的市场竞争力较其他同类商品但是消费者购置该商品房后不需再自行购置安装空调了，而且该系统运行费用比传统采暖和空调方式大大减少，总体来看经济上是合改善示范区的环境质量，示范区正在大力推行采用清洁能源替代燃煤锅炉；为解决城乡地区收入偏低人群的供热和制冷问题，必须结合当地的资源情况，寻找廉价环保的能源利用方式，使之既在城乡水源热泵中央空调技术是对可再生水资源能源的循环利用的新技地下水资源，采用经济、节能、环保的水源热泵技术，既可有效解决示范区的居民小区和企事业单位的供热和供冷的需求，又可改善示范区的环境条件，进而促进示范区循环经济试点园区的建设，长远满足示范区可持续发展要求。在规划中的集中供热小区：万安花园小区、金雅都小区，总建筑面 1有2有3有456无7无8无9无无无无无集中供暖41.1%有集中供暖无集中供暖41.1%有集中供暖正在规划中无集中供暖正在规划中图3-1杨凌示范区集中供暖现状天然气为燃料，采用燃气轮机蒸汽轮机组联合循环的热电联产的环通光华企业内部用汽，同时兼顾南区企业和生活用热。目前一期已厂引出沿五湖路南侧向西至新桥路，在此分为南北两线。北线干管沿新桥北路东侧绿化带向北敷设至西宝中线，再沿西宝中线北侧之末端热用户，沿途分干支管至各校区及企业单位热力站，蒸汽凝结气为燃料，采用燃气轮机蒸汽轮机机组联合循环的热电联产的环保型电厂。由于西部地区经济发展相对落后，上网电价相对较低。虽主要是由于天然气发电成本较煤电成本高所致。热电厂一期工程投00%企业用汽量有相对较小，热损耗大，所以造成了热力公司的严重连另外，示范区居民集中供热价格是参照西安市集中供热标准制定的价格，一方面由于集中供热没有达到规模效应，热力公司的经营亏损，另一方面是对于供热价格的不认同，认为示范区的集中供较大。示范区新区成立后，城市基础设施建设较为完善，但老城区的基础设施建设相对滞后，尚不具备集中供热的基础设施条件，而且老城区均以煤炭为燃料，空气污染为Ⅱ级。现有热源（燃机热电厂和南区供热中心）都集中在示范区新区，而且两个供热中心距离相对较近，不能辐射更大的供热面积。供热管网和其它配套设施也热源的布局上、供热设施的建设上、整个示范区供热能力上，均存在着不同程度的问题，这些问题困扰着示范区的集中供热，制约着在此背景下，根据水源热泵中央空调系统技术特点，结合#区4.1地理位置间气温变化不大，最高年份平均气温13.6℃,最低年份平均气温分为漫滩、阶地和黄土台原，由南向北依次为漫滩、一级阶地、二渭河漫滩成带状，沿渭河北侧东西向分布，地势平坦，宽度黄土台原分布于五泉乡—大寨乡—杨村乡一带，台原面较为平地表水的水资源。项目区有三条过境河流，分别为渭河、漆水但季节变化大，因此地表水的水资源可开发利用的条件差，利用很压水补给方式，北部黄土台原区包括区外补给、北侧地下径流补给从以上可见，#区地下水资源丰富，为#区地下水源热泵技术应0水资源总量潜水承压水可开采量承压水,注：水量单位，万立方米承压水潜水,2207.84,井灌回归补给注：水量单位，万立方米干支渠渗漏,注：水量单位，万立方米北部补给量南部补给量南部补给量,北部补给量南部补给量注：水量单位，万立方米北部补给量,注：水量单位，万立方米4.5项目建设地点地下水资源及地质财富广场小区、永丰嘉苑小区、高新初中片区。化建小区、财富广场小区位于西宝中线以北；永丰嘉苑小区、高新初中片区位于西宝本项目建设地点地下水资源丰富。根据杨陵示范区水源地钻井次为细砂层、亚粘土层、粗砂砾石层、轻亚粘土层、亚粘土层、轻亚粘土层、粗砂砾石层、亚粘土层、粗砂砾石质剖面示意图可见，含水层为粗砂砾石层，透水性好，抽水与回灌容易，地下水资源开采的地质条件好。回灌可靠，完全可以满足本建设工程对该地区地下水资源和地质构.建筑面积14.34万平邰路西高西速公路渭河层底厚度（m)底层描述黄土状亚粘土，黄色，可塑，含石在30％左右静水位－43.20m58.00云母次之，密、饱和亚粘土，黄色、可塑，含卵石、砾石30％以上粗砂、黄色，矿物成分以石英、长石为主，云母次之，含砾石40％左右，密、饱和轻亚粘土，黄色，含卵石、砾石30％以上亚粘土、黄色、可塑、含卵砾石30%轻亚粘土、黄色、可塑粗砂、黄色，矿物成分以长石、石英为主，云母次之，含砾石24.5%,密、饱和）﹑均满足地下水源热泵对地下水水质参考标准的要求。但其中硬度超标，会降低设备的运行效率，因此，系统设计时，首先应当进行水处的低位冷热源的不同，热泵可分为空气源热泵、土壤源热泵、水源热泵。从系统的能效、设备的投资、运行的经济性等综合考虑，水源热泵比空气源热泵、土壤源热泵更具优势。按水的来源，水源热泵又可据#区当地水资源的特点，并通过对该地区地下水资源和地质构造情况分析，#区的供冷供热最适合采用地下水源热泵技术。地下水源热泵中央空调系统的运行模式1）冬季采暖与热水供应2夏季供冷与热水供应。运行模式与地下水源利用关系见表取消常规用冷却塔地下水源热泵主机地下水源热泵主机热水供应泵主机向建筑用户提供采暖用热水（55℃)和生活用热水（45℃)。水源水系统工作时，采用一抽两灌、同抽同灌的运行方式，保持地下用用地下水源热泵主机热回收型热泵机组户供应泵机组提供。水源水系统工作时，采用一抽两灌、同抽同灌的运行方根据#区“十一五”建设发展总体规划要求，结合示范区的空调系统。建设的区域包括：化建小区、财富广场小区、永丰嘉苑2） 序号)式风机盘管。空调水每户入户安装计量表，实行分户计量，简化物业水井。依据《供水水文地质手册》在含水层岩性为粗砂、粗砂含砾石59.拟建建筑面积14.34万平方米。冬季热负荷、夏季冷负荷、生活热水负荷分别为5658，8804,1535kW，抽水井9口，拟建建筑面积7.47万平方米。冬季热负荷、夏季冷负荷、生活热水负荷分别为4093，5377,434kW，抽水井10口，邰城路西拟建建筑面积10.14万平方米。冬季热负荷、夏季冷负荷、生活热水负荷分别为4001，6225,1085kW，抽水井5口，拟建建筑面积18.05万平方米。冬季热负荷、夏季冷负荷、生活热水负荷分别为7122，11081,1932kW，抽水井11口，路路速公渭河经热平衡计算，冬季工况下系统向地下水体中排热量稍大于夏广场小区、永丰嘉苑小区（经济适用房）和高新初中片区四个子项目。投资估算范围主要包括：建筑工程费、主要设备购置费（热泵化建小区项目投资费用构成表8－1一一12123456二12一一12123456二12一一12123456二1313.36高新初中片区项目投资费用构成表8－712345891.51929.70其他费用,安装工程费,2987.08,注：单位，万元建筑工程费,742.5,8.43%建筑工程费设备购置费安装工程费其他费用设备购置费,3871.12,43.97%高新初中片区,高新初中片区,化建小区财富广场小区永丰嘉苑小区高新初中片区永丰嘉苑小区,2799.82,永丰嘉苑小区,2799.82,注：单位，万元2089.19,24.17%#区水源热泵系统工程电耗，包括化建小区、财富广场小区、永化建小区水源热泵中央空调运行耗电表8-10天数248248(kW）（%）财富广场小区水源热泵中央空调运行耗电表8-11天数248(kW）248（%）(d)248(kW）（%）248高新初中片区水源热泵中央空调运行耗电表8-13天数248(kW）（%）耗电天数1111耗电耗电34供冷供热年运行费用包括：电耗费用、工资及福利费用、设备为了概算水源热泵中央空调系统节省的运行费用，对比方案采用了示范区既有建筑常用的供冷供热系统模式，节能方案采用水源计算条件1）冬季集中供热采用集中锅炉房供热系统时，现各小区夏季不同方案运行费用计算结果见表8-19、表8-2时间时间适性和空气品质，提高了住宅的档次和质量，使得商品房的市场竞争力较其他同类商品房有所提高。消费者购置该商品房后不需自行目实施区域不铺设市政供热管网。该项目建设可节约的财政市政供效益计算口径对应一致的原则，计算资金的时间机制以动态分析为投资回收期pp投资回收期pp14.9%>0>1>10%＜6年>3.06%是是是是率10%率3.06%评价一项项目投资是否可行，首先是看该项目是否满足财务可行性的各项指标，也就是说，项目决策的各项指标均要控制在一定的前提下，还要尽可能的减少投资风险，提高项目投资的预期收益指数（PI内部收益率（IRR投资回收期（pp、pp´),投>10%>0是是是率10%评价项目投资是否可行的另一个标准，需要考虑是否满足国民经济可行性评价指标的要求。国民经济评价是在合理配置国家资源的前提下，从国家整体的角度分析计算项目对国民经济的净贡总体评价。此项投资，无论是从财务角度分析，还是从国民经济角度分析，其盈利能力都是比较强的，具备投资回收期短、见效快、投资收益高的特点，既满足财务可行性指标要求，也满足国民建设期2运行期1建设期2运行期13现金流入经济收益现金流出固定资产投资年运行费用固定资产折旧息税前利润所得税（按33%算）净利润净现金流入累计净现金流量4二2五六七八0000056789财务净现值（Ic=10%）:NPV=￥6479万元财务内部收益率（%）：IRR=34.9%投资回收期(含建设期):PP=5.1年序号现金流入经济收益序号现金流入经济收益建设期23131一一现金流出二1固定资产投资减少市政投资2三累计净现金流量国民经济净现值（Ic=10%）：ENPV=￥9915.4万元国民经济内部收益率（%）：EIRR=44.5%投资回收年限（年）：Pt=4.6年节能预测计算所选两种方案：节能方案与对比方案（见表8-924.71604.59表8-28对比方案――采用集中供热＋家庭空调器供冷时，各个小区供对比方案――采用集中供热＋家庭空调器供冷时，各个小区供采用家用空调供冷时折标煤量计算表8-29时，节能方案比对比方案的年节约标煤量为＝对比模式年耗能折标9.1环境效益该项目建设可以有效地利用低品位的地下水能源，同时使用少的污染物排放，是一种可持续发展的建筑节能新技术。该项目年节22（t）（t）2）：9.2社会效益水源热泵机组是高效节能产品，使用可再生低品位能源，节省高品位能源使用量，温度对口，能源梯级利用，合理用能，具有很好的节能效益和社会效益。水源热泵系统可以替代原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。系统紧凑，省去了锅炉房和冷却塔，节省建筑空间，与户式空调器相比，除了节省运行费用以外，也没有空示范区土地的综合开发；城市基础设施建设投资管理；授权经营非经营性资产。该公司受示范区管委会的委托，负责城市基础设施及市政公用事业项目投资、融资和管理，多年来一直致力于城市基础设施项目的资金筹措和相关债务清偿与监控，确保项目资金的良性政配套资金和企业自筹资金三部分。项目计划申请国家财政资金本项目实施遵循统一规划，分布实施的原则，根据项目建设目一协调各子项目的组织与实施；统筹各子项资金使用计划；负责落实该项目设计、施工、监理及运行管理等；以确保本建设项目按计依据充分，目标切合实际，方案合理可行，具有显著的经济、环境（1）#区现有集中供热能源种类和热源布局不和供热能力存在不足，本项目的建设和实施可以解决上述存在的问能环保技术之一，符合国家能源政策及示范区可持续求。根据#区地下水资源丰富及地质构造特点，#区非常适合采用该样化验，部分排至地面的回扬井水对土壤无污染，节能与环境效益根据可行性分析结论，#区地下水源热泵中央空调系统高效节能，运行费用小，投资回收年限短，经济、环境、社会效益显项目切实可行，建议主管部门尽快上报立项，落实建设资金，早实123456789设备名称螺杆式水源热泵机组螺杆式水源热泵机组便拆式单级双吸式冷热水循环泵便拆式单级双吸式冷热水循环泵便拆式卫浴热水循环泵便拆式单级双吸式冷热水循环泵玻璃钢卫浴热旋流除砂器装置PSRHH6604PSRHH2402-RKDSB250-200-355KDSB150-125-200KDSB80-80KDSB150-125-200---ZBT-1400×1-50×2冷量：2629.3kW热量：2821.7kW冷量：946.1kW热量：1011.8kWQ=460～550m3/hH=40～35mN=75kWQ=150～175m3/hH=36～32mN=22kWQ=15～25m3/hH=32.5～32mN=5.5kWQ=150～175m3/hH=36～32mN=22kWV=4.5×4.5×3.0m橡塑保温厚50mmQ=250m3/hDN200H=50MN=7.5kW克莱门特CLIMAVENETA克莱门特CLIMAVENETA------DA16DA4BR01Q=500KWQ=120～430m3/h消防水池循环KDSB200-150-280H=22～17m泵N=22kWFA-15---V=10m3Q=80m3/h200QJ80-66/6H=60～70mN=22kWGGD21风机盘管TCR200705×470×24022风机盘管TCR300805×470×24023风机盘管TCR400995×470×240财富广场小区序设备名称号螺杆式水源热1泵机组螺杆式水源热2泵机组便拆式单级双3吸式冷热水循环泵PSRHH5704PSRHH2002-RKDSB250-200-355冷量：2310.8kW热量：2458.1kW冷量：792.9kW热量：849.9kWH=34～30.5mN=55kW克莱门特CLIMAVENETA克莱门特CLIMAVENETA便拆式单级双4吸式冷热水循环泵便拆式卫浴热5水循环泵便拆式单级双6吸式冷热水循环泵玻璃钢卫浴热78旋流除砂器9装置20风机盘管21风机盘管KDSB150-125-375BKD80-32BKDSB150-125-375B---KDG46-44---DA25DA4---200QJ80-66/6GGDQ=138.4~H=37.5～31mN=22kWQ=30.3～43.3m3/hH=32～28mN=5.5kWQ=138.4~H=37.5～31mN=22kWV=6.0×6.0×3.0m橡塑保温厚50mmQ=200m3/hDN200H=44MN=5.5×2kWQ=1500KWV=30m3Q=80m3/hH=60～70mN=22kW705×470×240805×470×240995×470×240永丰嘉苑小区序设备名称号螺杆式水源热1泵机组螺杆式水源热2泵机组便拆式单级双3吸式冷热水循环泵便拆式单级双4吸式冷热水循环泵便拆式卫浴热5水循环泵便拆式单级双6吸式冷热水循环泵玻璃钢卫浴热78旋流除砂器9装置PSRHH5704PSRHH2402-RKDSB250-200-355KDSB150-125-200KD80-32KDSB150-125-200---KDG46-44---DA32DA6冷量：2310.8kW热量：2458.1kW冷量：946.1kW热量：1011.8kWQ=380～460m3/hH=34～30.5mN=55kWQ=150～175m3/hH=36～32mN=22kWQ=50～65m3/hH=32～28mN=7.5kWQ=150～175m3/hH=36～32mN=22kWV=6.0×6.0×3.0m橡塑保温厚50mmQ=250m3/hDN200H=44MN=5.5×2kWQ=1800KW克莱门特CLIMAVENETA克莱门特CLIMAVENETA软水箱---V=40m3Q=80m3/h变频潜水泵200QJ80-66/6H=60～70mN=22kW水源井GGD风机盘管TCR200705×470×240风机盘管TCR300805×470×240风机盘管TCR400995×470×240序设备名称号螺杆式水源热1泵机组螺杆式水源热2泵机组便拆式单级双3吸式冷热水循环泵便拆式单级双4吸式冷热水循环泵便拆式卫浴热5水循环泵便拆式单级双6吸式冷热水循环泵玻璃钢卫浴热7高新初中片区PSRHH7204PSRHH2002-RKDSB250-200-358KDSB150-125-375BKD80-32BKDSB150-125-375B---冷量：2839.9kW热量：3065.8kW冷量：792.9kW热量：849.9kWQ=400～600m3/hH=34～29mN=55kWQ=138.4~H=37.5～31mN=22kWQ=12.5～16.3m3/hH=32～30mN=3.0kWQ=138.4~H=37.5～31mN=22kWV=4.5×4.5×3.0m橡塑保温厚50mm克莱门特CLIMAVENETA克莱门特CLIMAVENETA8旋流除砂器9装置20风机盘管21风机盘管KDG46-44---DA16DA4---200QJ80-66/6GGDTCR200TCR300TCR400Q=200m3/hDN200H=44MN=5.5×2kWQ=500KWV=10m3Q=80m3/hH=60～70mN=22kW705×470×240805×470×240995×470×2404序号1螺杆式水源热泵机组螺杆式水源热泵机组便拆式单级双热水循环泵便拆式单级双热水循环泵便拆式卫浴热水循环泵便拆式单级双热水循环泵玻璃钢卫浴热旋流除砂器PSRHH6604PSRHH2402-RKDSB250-200-355KDSB150-125-200KDSB80-80KDSB150-125-200---机房设备2629.3kW2821.7kW946.1kWQ=460~550m3/hH=40～35mN=75kWQ=150~H=36～32mN=22kW2132Q=15~25m3/hH=32.5~N=5.5kWQ=150~H=36～32mN=22kWV=4.5×4.5橡塑保温厚Q=250m3/hDN200CLIMAVENETACLIMAVENETA/万元0.914/万元2.9562.956234水稳压装置集、分水器处理仪处理仪板式换消防水池循环泵软水装置软水箱变频潜盘管风机盘管风机盘管---DA16DA4BR01KDSB200-150-280FA-15---200QJ80-66/6GGDH=50MN=7.5kWL=3.2mQ=500kWQ=120~430m3/hH=22～17mN=22kWV=10m3水井设备Q=80m3/hN=22kW末端设备705×470×805×470×995×470×4.264.264.264.2620.25序号1螺杆式水源热泵机组螺杆式水源热泵机组便拆式单级双热水循环泵便拆式单级双热水循环泵便拆式卫浴热水循环泵便拆式单级双热水循环泵玻璃钢卫浴热旋流除砂器PSRHH5704PSRHH2002-RKDSB250-200-355KDSB150-125-375BKD80-32BKDSB150-125-375B---机房设备2310.8kW2458.1kW792.9kW849.9kWQ=380~460m3/h~H=34~30.5mN=55kWQ=138.4~H=37.5~N=22kWQ=30.3~43.3m3/hH=32～28mN=5.5kWQ=138.4~H=37.5~N=22kWV=6.0×6.0橡塑保温厚Q=200m3/hDN200克莱门特CLIMAVENETA克莱门特CLIMAVENETA/万元4.2630.457/万元21.184.4344.434234水稳压装置器处理仪处理仪板式换软水装置软水箱变频潜KDG46-44---DA25DA4---200QJ80-66/6GGD盘管风机盘管风机盘管H=44MN=5.5×2kWQ=1500KWV=30m3水井设备Q=80m3/hH