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北京高温水源热泵在地热供暖中的应用

   日期:2016-10-08     来源:地源热泵网    浏览:44    评论:0    

  一、地热根本知识及我国地热的生长与近况

  地热平日是陆地地表5000m深度内的热能。据推算,地核外部的温度达2000~5000℃,而地幔的温度达1000~2000℃。是以,在地球的最外层——地壳中储藏着巨大年夜的热水库。地热水其实不是地壳内天然存在的,而是空中上的雨水沿岩石、泥土的裂缝深刻地壳深处,这些水被四周的热岩所加热。假设地壳深处有较大年夜的空闲层,就可以够构成具有开采价值地热水层.而今朝开采和应用最多的地热能等于地热水。根据地热水温度的不合,地热水可分为:高温水(t<140℃)、中温水(t=40~60℃)和高温水(t=60~100℃)、过热水(t>100℃).我国地热资本总量98%以上是高温地热资本。今朝,我国浩大的高温地热资本主如果直接应用于沐浴、采暖、栽种、养殖、医疗、文娱等方面。固然全国直接应用总量已达到2410MW,居世界各国前列,但应用水平和效力比较低,关于25℃~50℃温度段的能量应用率很差。为完成可持续生长目标,国度制订了“十五动力生长计谋筹划”:请求调剂动力构造,增添燃煤形成的污染,大年夜力生长新动力可再生动力的应用技巧,个中提到要开辟地热热泵技巧,以充分应用地热资本。

  地热作为一种干净动力用于采暖,在我国南方城市生长敏捷,今朝天津市地热供暖面积就达800多万平方米,至2003岁尾可达1000万平方米,位居全国前列。北京市地热供暖面积也达120万平方米[4].但今朝地热供暖重要有三个凹陷的成绩:

  (一)地热水供暖后尾水排放水温比较高,普通在40℃以上,形成了资本的浪费。

  (二)有一些地热田属高温地热田,地热水温度低于55℃,能量层次低,不克不及直接为暖气片热水式热力轮回体系供暖。

  (三)地热水供暖后尾水排放水温比较高,形成热污染,不符合环保的请求。

  2、全新的地热、高温水源热泵的供暖筹划

  由北京市科委立项,清华大年夜学热能系和北京清源世纪科技无限公司合营研制开辟出的QYHP系列的高温水源热泵机组,采取最新研制的高温环保工质HTR01,处理了传统工质高温工况下任务压力太高的技巧瓶颈,包管了设备在高温工况下运转的安然靠得住,从根本上处理了上述地热供暖中的三个重要成绩。

  QYHP系列高温水源热泵可直接把30-60℃的高温地热水加热到70-90℃,实用于各类供暖方法,处理了高寒地区的地热热泵供暖和用高温水源热泵代替燃煤锅炉仍可应用暖气片热水式热力轮回体系的采暖改革成绩。被应用后的地热尾水排水温度最低可低于10℃,符合环保的请求。制热工况COP可达到3.5以上,也就是说,花费一份价值,可以取得3.5倍以上的热量。

  用高温水源热泵机组对高温地热水停止余热收受接收,可加大年夜地热井的供暖才能,使一口地热井起到两口地热井的感化,能产生出优胜的经济效益。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,年开采应用地热水285.9万立方米,采暖面积约38万平方米,假设应用热泵技巧将40℃尾水降至10℃再排放,那么从今朝每年排放的286万立方地热尾水中可收受接收热量为3.5万千瓦,可扩大年夜供暖面积90万平方米,节能及情况效益非常明显。

  3、项目简介

  北京某工程项目:一期扶植共有19000平方米的大年夜先生公寓,约4200平方米的公建(会所),大年夜先生公寓采取暖气片热水式热力轮回体系供暖,会所采取中心空调体系,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℃高温地热水可直接给采取中心空调体系的会所供暖。但该高温地热水要用于大年夜先生公寓的暖气片热水式轮回热力体系供暖,需进一步加热,将水温进步到70℃以上。如采取传统燃煤、燃油、燃气锅炉加热方法,供暖后的排放水温仍将在40℃以上,没法处理资本的浪费和情况热污染的成绩。

  应用QYHP系列高温水源热泵机组,可输入70℃以上的二次热水,能在末尾为暖气片的用户停止供暖。被应用后的地热尾水排水温度最低可低于10℃,将高温地热水的能量充分应用,同时热泵机组还可收费制取生活热水及为会所供给夏季制冷。真正完成一机多用、经济环保、高效节能。

  四、负荷计算

  1、空调室外计算参数(北京地区)

  2、空调室内计算参数

  夏季室内设计温度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、负荷计算

  夏季供暖工况:

  取面积热目标:q = 60 W/㎡.

  供暖总修建面积:F = 19000+4200=23200㎡

  夏季总热负荷:Q = q × F = 60×23200=1392kW

  个中大年夜先生公寓热负荷:1140kW

  会所热负荷:252kW

  夏季制冷工况:

  取面积冷目标:q = 110 W/㎡、

  制冷总修建面积:F = 4200㎡

  则夏季总冷负荷:Q = q × F = 110×4200=462kW

  五、工艺筹划

  夏季工况:应用57℃地热水停止供暖,采取梯级应用的方法停止。

  第一级:应用板式换热器输入55℃热水为高等公寓部分供暖,地热尾水温度降为52℃阁下;地热水间供可供给256KW的热量,可满足会所夏季供暖252kW最大年夜热负荷的需求。

  第二级:应用1台QYHP600H高温水源热泵机组对52℃地热尾水停止余热收受接收,输入75℃二次水对大年夜先生公寓停止供暖。

  第三级:应用1台QYHP600H高温水源热泵机组对36℃阁下的地热尾水停止余热收受接收,输入75℃二次水对大年夜先生公寓停止供暖,地热尾水温度18℃,符合排放标准。

  两台QYHP600H高温水源热泵机组共可输入1248KW的热量,可满足大年夜先生公寓夏季供暖1140kW最大年夜热负荷的需求。

  夏季工况:QYHP600H型高温水源热泵机组单机额外制冷功率为325KW,两台算计为650KW,可满足4200㎡高等修建共462 KW的夏季冷负荷的需求。

  六、经济性比较

  高温水源热泵除具有环保的特点外,更具有明显的节能优势,下面将应用各类余热资本采取高温水源热泵的供暖方法同现行的各类供暖方法就运转本钱、一次性投资根据基本数据作分析比较以下:

  7、筹划长处

  1、余热应用、经济节能

  采取高温水源热泵机组可直接收受接收应用高温地热水、地热尾水、含油污水及其它各类温度在30~60℃之间的中高层次余热资本,从根本上处理了此类余热资本不克不及被热泵机组直接收受接收应用的近况。机组制热工况出水温度可根据用户需求调理,最赶过水温度可达90℃,可满足不适用户的空调、供暖、制备生活热水的需求,高温地热水+高温水源热泵代替燃煤锅炉停止夏季供暖不必改革供暖末尾及现有供暖管网,从而使现有资本取得了最公道的应用。

  2、绿色环保、效益明显

  采取地热水+高温水源热泵代替燃煤锅炉可取得很好的环保效应和经济效应,防止了燃煤锅炉的废气、废渣对四周情况的污染,省掉落了燃煤的运输费用、贮煤场地费用、除尘费用、灰渣的运输处理费用等。同时处理了高温地热水或地热尾水排放后对情况形成的热污染的成绩,经此筹划后,地热水的温度只要18℃阁下远低于国度规定的小于30℃的标准。

  3、一机多用,节约资金

  在该项目中,应用高温水源热泵供给夏季供暖的同时,还可供给夏季制冷,从而防止了中心空调体系的反复投资。

  4、性能稳定、安然靠得住

  水源热泵运转主动化程度高,运转人员少,无压力容器存在,安然性好。地下水温度稳定,水源热泵供热为持续供热,温度恒定,人体的温馨感好。

 
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