利用水源热泵技术分区集中供冷供热节能示范项目
行供冷供热,是一项节能环保、绿色生态的新技术。
在未来3年内,#区将建设化建小区、财富广场小区、永丰嘉苑小区、高新初中片区等,总建筑面积约为50万m2,此建设项目的供暖、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。
本系统工程项目,预计投资8643.92万元。投资来源包括:国家财政资金、地方财政配套资金、企业自筹资金三部分。项目计划申请国家财政资金2500万元,约占总投资的28.92%;地方财政配套资金2000万元,约占总投资的23.14%;某公司自筹资金4143.92万元,约占总投资的47.94%。
1.3 建设项目综合效益
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型社会的要求。根据#区水资源特点和地质构造情况,为满足示范区建设与可持续发展的要求,#区具有推广应用地下水源热泵技术十分有利的条件。该建设项目的实施,在经济、节能、环保等方面,将产生很好的综合效益。
经济效益。国民经济内部收益率 EIRR= 44.5%(大于基准收益率10%);国民经济净现值 ENPV= 9915.4万元(大于0);国民经济投资回收期 Pt= 4.6年。该项目经济效益明显。
节能效益。经计算,每年可节约标准煤13363.39吨,节能效益显著。
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环境效益。经计算,每年可减少CO2排放量8953.47吨,环保效益突出。
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。
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第二章 项目建设重要意义
当今社会,能源危机和环境污染已成为威胁人类生存的头等大事,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,而水源热泵系统正是满足这些要求的新兴中央空调系统。
2.1 水源热泵技术简介
水源热泵技术是利用地球表面浅层地热资源(如地下水等吸收的太阳能和地热能而形成的低品位热能),基于热泵原理,通过输入少量的高品位电能,实现低品位热能向高品位热能转移的一种技术。
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。水源热泵中央空调系统组成示意见图2-1。
用 户 系 统 热泵主机系统 水 源 系 统 图2-1 水源热泵中央空调系统组成示意
用户系统(室内空气处理末端等):由用户侧水管系统,循环水泵,水过滤器,静电水处理仪,各种末端空气处理设备,膨胀定压设备及相关阀门配件组成。
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热泵主机系统:由压缩机,蒸发器,冷凝器,膨胀阀,各种制冷管道配件和电器控制系统等组成。
水源系统:由水源取水装置,取水泵,水处理设备,输水管网和阀门配件等组成。
水源热泵中央空调系统可以实现冬季供热、夏季供冷多功能工况。(1)在冬季,为用户供热时,水源中央空调系统从水源中提取低品位热能,通过电能驱动的水源中央空调主机“泵”送到高温热源,以满足用户供热需求。(2)在夏季,水源中央空调将用户室内的余热,通过水源中央空调主机转移到水源中,以满足用户制冷需求。水源热泵中央空调系统冬夏运行工况示意见图2-2(a)、2-2 (b)。
图2-2(a) 冬季供热工况原理图
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图2-2(b) 夏季制冷工况原理图
2.2 水源热泵系统的特点
(1)属可再生能源利用技术。水源热泵是利用了地球水体所储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。地表浅层(土壤和水体)是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量),而且是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。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地能成为清洁的可再生能源的一种形式。
(2)属高效、节能、经济的技术。浅层地下水温一年四季相对稳定,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
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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源,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%,因此要节能和节省运行费用40%左右。
(3)环境效益显著。水源热泵污染物排放,与空气源热泵相比,相当于减少30%以上,与电供暖相比,相当于减少70%以上,如果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冷剂,但比常规空调装置减少25%的充灌量。水源热泵机组没有燃烧,运行时无污染,可以建造在居民区内,且不用远距离输送热量。
(4)运行稳定可靠、高效经济。地下水体温度一年四季相对稳定,受气候变化影响小,其波动范围远小于空气温度的波动,这就使得即使在室外气候环境恶劣的情况下,地下水源热泵系统仍可以保持良好的工作性能,系统运行稳定、可靠、高效、经济,自动化程度高,运行管理简单,维护费用低。机组使用寿命长达15年以上。
(5)一机多用、应用范围广。水源热泵系统可以实现冬季供热和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,并且改善了环境形象,保持建筑外部美观。各区域能独立选择制冷或供暖,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源丰富地区。
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