1、利用热泵技术回收xx热电厂循环冷却水低温热量供暖及提供生活热水项目实施单位：xx热力有限公司日 期： 目录一、 项目依据及示范性1、 依据22、 示范目的和相关政策23、 建设的示范性4二、 项目方案1、 工程概况72、 热泵原理及项目原理83、 项目技术方案114、 工程检测及维护方案和进度表155、 存在的问题及规模206、 热泵机组的介绍20三、 经济、效益、风险分析1、 经济分析272、 效益分析303、 风险分析32四、 工程实例应用1、 沈阳铁煤集团热电厂342、 大连北海热电厂35五、 xx热力有限公司资质证明36六、相关文件一项目依据及示范性1、依据1）2009年1月14日在x2、x省建设厅在会议室召开的关于xx农业职业技术学院“绿色建筑示范工程”项目论证会，用热泵技术回收热电厂循环冷却水低温热量供采暖工程技术方案可行性研讨会。详细内容见会议纪要（附件一）。2）xx热电厂提供的2008年采暖运行数据及冷却循环水冬季运行数据（附件二）。3）可再生能源建筑应用（地源热泵利用热电厂冷却塔循环水余热供暖）示范申请报告2、示范目的和相关政策2.1示范目的xx热电厂位于xx省xx市xx区，热电厂目前使用20万千瓦的热电机组，发电同时供800104m2的建筑采暖，热电厂以热定电，承担着xxxx市建筑的供暖任务，在xx市起着举足轻重的作用。由于目前我们国内热电厂一次性能源利用率普遍较低3、，很大一部分能量随着冷却塔流失掉了。如果能够将白白排放到大气中的这些低温热量回收利用起来，能够大幅度的减少一次性能源的消耗，降低供热成本，减少环境污染，产生巨大的经济效益、环保效益。2.2相关政策1）xx省相关政策：热泵技术的应用得到xx省政府，省建设厅及省电力有限公司高度重视2005在xx油田集团公司召开的关于xx油田热电厂利用热泵技术回收热电厂循环冷却水低温热量供采暖工程技术方案可行性研讨会。会议通过讨论，决定委托山东富尔达空调设备有限公司进行xx油田分公司利用热泵技术回收热电厂循环冷却水低温热量供采暖工程可行性研究报告2007年，xx省建设厅下达建设科技成果认推广项目计划的通知，通知中确4、定“水源热泵中央空调”技术列入2007年xx省科技成果推广项目。2008年，xx省电力有限公司明确规定：地源热泵用电执行民用电价，大力推广使用。 2008年，xx省建设厅向国家申请松原为“可再生能源“应用示范城市，在松原及xx省内大力推广水源热泵。2）国内地源热泵相关政策：节能、环保新技术的开发利用，受国家和社会的高度重视目前，国内外都以节约能源、保护环境为国家发展的重要目标，我党和国家也提出了建设资源节约型、环境友好型社会的要求，鼓励发展可再生能源。由于地源热泵技术在国内外均属节约资源、充分利用再生能源、改善环境的重要建筑节能技术之一，各国都在大力推广应用这一技术，并为此出台了各种鼓励政策。5、我国财政部关于印发可再生能源发展专项资金管理暂行办法的通知（财建2006237号）文件中规定了地热能为可再生能源，并为可再生能源设立专项基金，重点扶持地热能在建筑物供热、采暖和制冷中的推广应用。2006年，北京市九委局联合下发了关于印发关于发展热泵系统的指导意见的通知（京发改2006839号）文件，明确规定：采用地下（表）水源热泵的项目，政府补助35元/平方米，采用土壤源和再生水源（污水、工业废水）热泵的项目补助50元/平方米。国家经贸委、国家税务总局联合下发文件2001第5号，国家鼓励发展节水设备（产品）目录（第一批）中指出，企业技术改造项目凡使用该目录中的国产设备，享受投资抵免企业所得税的6、优惠政策，其中涉及到的换热设备就有中央液态冷热源环境系统热能采集设备，其应用技术是“单井抽灌”。2006年2月，北京市出台了北京市地热资源管理办法，其中规范了地热资源的类型、条件并且在勘查、开发和利用上制定了详细管理办法，同时将温度25摄氏度以上的地热资源作为矿产资源统一管理，从而间接推动了浅层地温能（10-20）摄氏度开发利用。北京市水利局颁布了京水资200354号文件，明确规定单井抽灌装置是一种以水为介质的土壤换热装置，而不是取水装置，“中央液态冷热源环境系统”的单井抽灌技术不纳入水资源费的收取范围。辽宁省电力公司于2003年3月16日发布了关于水源热泵用电执行集中电采暖优惠电价的通知，其7、中规定了对水源热泵供暖用电按集中电采暖优惠电价政策执行，即“在执行非工业电价的基础上，每度电价每千瓦时优惠015元，再执行峰谷电价。2002年5月，第七届国际能源组织热泵会议在北京召开。与会的中外专家普遍认为中国的热泵技术已超过世界的发展水平和推广速度。3、建设示范性：3.1 xx热电厂现状:可回收的废热量及潜在的供热能力（1）xx热电厂循环水流量14700 m3/h，而我们设备换热冬季所利用循环水量为1200 m3/h，夏季所利用循环水量为1320 m3/h，温差大于5(出口25，回水温度2015)，可回收的废热量10.8MW/h，冷却循环水中的废热可供采暖面积171900m2,可回收的能量8、巨大。（2）根据现有可回收的废热负荷将由新建热泵站来承担。在xx热电厂热源处或者在使用单位，建立热泵供热站，回收循环冷却水中的低温热量，利用17.19万平米建筑提供采暖所需的热量。3.2 热泵技术在国内外的应用情况1) 国外应用情况水源热泵技术成熟，具有高效、节能、环保、安全等优点。在美国、法国、瑞士、奥地利、德国应用广泛。地源热泵的历史为1912年瑞士的专利，而真正商业应用也只有近十几年的历史。如美国，1985为止共有1.4，万台地源热泵，1997年安装了4.5万台，而到目前为止已安装了40万台，而且每年以10%的速度稳步增长。美国在2001年达到每年安装40万台地源热泵的目标。降低温室气体9、排放100万吨，相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种树100万英亩；年节约能源费用4.2亿美元，此后，每年节约能源费用再增加1.7亿美元。2) 国内应用情况近十年来，热泵技术在我国的应用发展的速度非常快。其中，山东富尔达公司在全国完成工程700多项工程，采用的热源水包括地下水、海水、湖水、油田回注水、城市生活污水等各种型式，供热（冷）面积1200104m2。北京地区自1998年成功运行第一台热泵机组至今，已有210104m2工程使用热泵技术，其中北京甄氏房地产为全国最大的地温中央空调工程共50104m2；北京菊儿小区荣获联合国颁发的“人居奖”；北京首钢篮球中心被评为2008年奥运会指定比赛场10、馆。在辽河油田分公司的欢喜岭采油厂，大庆油田公司的采油二厂、三厂、五厂、七厂、管理局的房屋开发公司、大庆石化总厂等单位广泛应用。其中辽河油田、大庆油田的热泵应用与本工程应用方式类似，热泵技组回收的是油田的回注污水中的废热，为联合站采暖、大罐维温提供热量。3.3项目建设的示范性1)加快建设资源节约型、环境友好型社会，是党中央、国务院在新形势下作出的重大战略决策，建设节约型校园是教育系统落实这一战略决策的重要举措。高等学校是培养人才和促进科技进步的主要阵地，深入开展高等学校节约型校园建设工作，不仅可以促进学校本身的能源资源节约，降低办学成本，在社会起到示范和带动作用，还有利于促使广大学生树立节能环11、保意识，掌握节能环保技能，对我国经济和社会发展产生深远影响。节能节水工作是节约型校园建设的重要内容之一，加强节能节水工作，将有效地促进高等学校节约型校园建设的全面开展。根据住房和城乡建设部、教育部建科200890号文件的精神。各高等学校应针对不同建筑特点和能源消费类型，在能耗统计、能源审计基础上，对既有高耗能建筑的围护结构、中央空调、采暖、照明和用电设备等进行了节能改造，对用电设备和电力分配系统进行系统性诊断和分析，加装节电设备，实现用电系统整体优化，提高电效。积极采用节水系统、节水器具和设备，合理利用非传统水源。充分利用自然资源和可再生能源，积极推广使用浅层热泵、新能源，扩大可再生能源使用范12、围。xx农业工程职业技术学院示范项目的落实和推广将带动各高等院校做到节约型校园建设，真正起到宣传我国能源现状与节约型校园建设的重大作用，同时也将对高校节能起到示范作用。贯彻可再生能源法精神，按照节能规划要求，充分利用浅层地热能等可再生能源，通过先进、适用的科学技术手段，将其应用到该节能示范项目中，结合xx省xx市当地以及项目自身的地理优势，充分利用地下资源和其中蕴含的低品位热资源，把xx农业工程职业技术学院新建校区建成可再生能源应用的示范区，推动再生能源在当地的开发利用和供暖方式改革，因地制宜地推广地下水源热泵技术在xx省xx市的发展和应用。2) 煤炭等一次性能源的价格不断上涨能源危机是一个世13、界性的问题，一次性能源越来越宝贵，而中国又是一个能源消耗大国，随着可再生能源促进法的颁布实施，节能降耗在中国已经被充分认识到其紧迫性和严峻性。石油、煤炭等一次性能源的价格一涨再涨，而根据市场形势，价格上涨的趋势仍在继续。从工业品出厂价看，辽宁省煤炭开采和洗选业出厂价与去年同期相比上涨40%；从原材料、燃料、动力购进价格看，辽宁省煤炭开采和洗选业购进价格年同月相比上涨8%；2008年东北地区煤炭价格涨幅较大，并且煤源相对紧缺。3) 热泵技术的应用成熟水源热泵技术成熟，具有高效、节能、环保、安全等优点。在美国、法国、瑞士、奥地利、德国应用广泛。在国内近十年来，热泵技术的应用发展的速度非常快，受到国14、家相关部门的重视和用户的青睐。4) 煤炭直接燃烧造成的污染严重采用热泵技术方案后，可回收冷却塔中的废热量7.9MW/h，每年节约2389.24吨标准煤，将减少向大气中排放45吨粉尘,6260吨二氧化碳,20.31吨二氧化硫，17.8吨氮化物，相当于每年减少3600多辆汽车的尾气排放量或每年种树7000多英亩, 社会效益相当明显，减轻能源紧张和环境压力，起到积极推动作用。5)采用热泵系统方案后，每年可节约运行费用200万元，效益回收期7年左右，经济效益相当的明显。综上所述，此利用热泵技术回收热电厂内的废热，符合供热生产的要求；同时减少煤炭的燃烧量，不造成任何污染，符合环境保护的要求；回收热电厂内15、的废热，形成循环经济，节省煤炭宝贵的一次性能源；对冷却塔形成封闭冷却循环，减少蒸发量，节省宝贵的水资源；此项目又有着非常可观的经济效益，因此建设该项目是完全可行的。三、项目方案1、工程概况1）自然条件和地理位置 地理位置xx市地处东北松辽平原腹地，北靠长春，南临沈阳，铁路四通八达，是东北地区的重要交通枢纽。xx现辖公主岭市、双辽市、梨树县、伊通满族自治县和xx、铁西两个市区，总面积14,080平方公里，总人口330万。其中市区面积407平方公里，人口50万。有30个民族，其中汉族人口占91%。xx市工业以机械、能源、化工、食品为主体，有40多个行业，省以上优质产品250多种。在全国占有重要地位16、的产品有联合收割机、轮式装载机、鼓风机、改装汽车、钨钼制品、玻璃、地毯、淀粉、烟酒等。这里的温带大陆性气候和肥沃的黑土地适用于农作物的生长，玉米、水稻、大豆、葵花籽的产量和出口量占全国第一位。全市粮食总产量连年突破50亿公斤，被人们誉为“东北大粮仓”。猪、牛、羊、禽也连续几年里呈两位数增长，是国家重点牛、羊、禽、填鸭生产基地。xx市矿产资源十分丰富，各种矿藏达37种，金属矿藏主要有金、银、铁、锰、铜、锌等，其中银持的储量全国第一、世界第二。非金属矿藏主要有石灰石、硅灰石、大理石、澎润土、石英砂、天然气等。其中，硅灰石的储量居世界前列。自然条件：气候xx地区室外气象条件：大气压力：冬季:1,0017、4.1； 夏季:986.3；年平均温度: 5.9；室外计算(干球)温度()冬季采暖:-22； 空调:-25； 通风:-15；夏季通风:27； 空调:30.6； 空调日平均:26.2；平均日较差: 8.5；夏季空调室外计算湿球温度: 18.5；最热月平均温度: 18；冬季空调: 68；最热月月平均: 78；夏季通风: 64；冬季平均: 3.1 m/s；夏季平均: 2.9 m/s；冬季风向: SSW； 频率():14；夏季风向: SSW； 频率():17；全年风向: SSW； 频率():16；最大冻土深度: 148cm；极端最低温度: -34.6；极端最高温度: 36.62）水文2）项目情况：xx18、农业工程职业技术学院新建校舍项目位于xx省xx市xx区城东乡一面城村东侧，四下公路两侧，地理优势十分明显。总规划占地面积21.3137公顷，建筑面积171,951（其中公建部分面积72,559；商建部分面积99,392），工程拟建成具有采暖供热能力10MW的热泵供热站一座，回收冷却水中的废热7.9MW,供热面积达到17.19104m2 (热负荷指标为45W/M2)，并对热电厂以14700m3/h的循环冷却水进行部分的封闭冷却(封闭量根据热负荷确定)，降低循环水的蒸发量。3）项目范围地源热泵系统总投资包括热泵机房内的设备费（包括热泵主机和其他配套设备）、安装费、建集水池费用和管线安装费2、热泵原19、理和项目原理1）热泵技术原理热泵技术是根据逆卡诺循环原理，将低温热源（如工业循环水、地下水、城市废水、油田回注水等）中的低品位热能进行提取，转换为高品位热能的一种高新技术产品，近几年来，该项技术在采暖供热系统中得到了广泛的应用。特别在低温余热回收方面具有独特功能，对节约能源，提高能源的有效利用率，保护环境都具有积极的意义。主机系统工作分为三个能量变化过程：第一过程 废水将能量释放给机组。第二过程 机组将得到的能量进行压缩、转换到末端用户。第三过程 末端将机组吸收的能量释放出去，达到供暖的目的。具体形式为：第一过程：机组的介质在蒸发器内蒸发，需要吸收热量，介质的蒸发温度为7左右，此时17左右的工20、业冷却水在蒸发器中经过，与7的介质换热，并将热量释放给介质，介质吸收热量蒸发。第二过程：机组自身介质循环，蒸发的气体被压缩机吸入并压缩，变成高温、高压的气体，进入冷凝器，实现热量向冷凝器转化的过程， 而冷凝器是与末端系统连接的。第三过程：机组的高温、高压的介质进入冷凝器冷凝，放出热量，并与系统水进行热交换，实现将在蒸发器内吸收的热量和输入的电能的总和输出给采暖系统水的过程，采暖系统水带着热量释放给房间，达到制热的目的。在整个的过程中，机组的能量输入输出比最高可达到5,即电机输入电能是1KW时，从电厂的循环冷却水中可以通过换热提取得到4KW的能量，在末端系统得到的能量是5kW。在整个的过程中消耗21、少量的电能，极大的利用工业循环废水的能量，从而达到节能的目的。2）项目原理（1）原系统流程描述（见下图）整个系统分为五个循环。第一：锅炉与汽轮机联动发电、供暖过程；图中所示锅炉送出高温高压的蒸汽进入汽轮机发电，汽轮机发电后的尾气约100的高温蒸汽输出到一级管网换热站。当采暖的负荷量加大，汽轮机的尾气不能满足采暖要求的时候，就需要抽取第三级蒸汽（300左右的高温蒸汽）甚至第一级蒸汽（500左右的高温蒸汽）用于一级管网的采暖换热，此时用超高品位的蒸汽换热出低品位的热水用于供暖的这种运行模式，本身就是十分不经济的了。第二：冷却塔的循环冷却水冷却凝汽器的过程；在第一循环中，要维持汽轮机的发电正常工作，22、凝汽器内的真空度就要有一定的要求，此时就通过冷却塔的循环冷却水将凝汽器冷却下来，但冷却的过程中也带走了大量的热量，排到了大气中，白白的浪费掉了，十分的可惜。经过计算，本项目可回收冷却塔的热量为7.9MW。第三：汽轮机的尾气与一级管网换热站换热的过程；汽轮机发电后的尾气与一级管网换热站进行换热，将热量输送到一级管网，供各个建筑物的二级管网的换热使用。第四：一级管网与二级管网换热站换热的过程；一级管网将从汽轮机得到的热量通过与二级管网换热站的热交换，将热量传递给二级管网。目前在最大负荷时一级管网的供回水温度分别是93和53。由于末端承载的供暖建筑物太多，与原设计的供水110，回水65相差较大，严重23、影响采暖效果，更加无法承担面积的再次增大。第五：二级管网将热量送到建筑物内采暖的过程；本循环是所有循环中的最后一级，二级管网将从一级管网中得到的热量输送给用户，完成采暖的全过程。（2）改造后系统流程描述（详见附图）系统改造后的是回收循环冷却水的热量， 25循环水经过热泵机组的取热降温至15，达到凝汽器的使用要求，同时也提取了水中的热量，循环冷却水的水量和水质不发生改变。3、项目技术方案：3.1项目原则1）编制原则（1) 严格执行国家、地方、行业的相关政策和法规。（2) 可靠性原则（3）在确定方案时，以国家权威部门的检测数据为依据。（4）所选设备设计寿命期内，要运行稳定，检修工作量小。2) 适应24、性原则工艺方案最大程度上适应系统内外的变化因素，按最不利工况进行计算。3) 经济性原则尽量选用投资相对少，运行费用低、环保无污染。4) 自动化水平在设计中，采用全自动化控制，配合无线远程控制系统，管理简单、运行安全可靠。3.2 遵循的标准、规范（1) GB50253199 工业金属管道工程施工及验收规范（2) GB502641997 工业设备及管道绝热工程设计规范（3) CJJ341990 城市热力网设计规范（4) CJJ/T811998 城镇直埋供热管道工程技术规范（5) CJJ381990 城镇供热管网工程质量检验评定标准（6) SY00431996 油气田地面管线和设备验收规范（7) G25、BJ19-87 采暖通风与空气调节设计规范（8) JGJ37-87 民用建筑设计通则（9) JGJ50-2000 城市道路和建筑物无障碍设计规范（10) GB50325-2001 民用建筑工程室内环境污染控制规范（11) GBJ16-87-2001 建筑设计防火规范（12）(GB50019-2003) 采暖通风与空气调节设计规范 （13）(GB50045-95)(2005版) 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 （14）(GB50189-2005) 公共建筑节能设计标准 （15）(GB50243-2002) 通风与空调工程施工质量验收规范 （16）(GB50366-2006) 地源热泵系统26、工程设计规范（富尔达总工高翀参加编制）（17）国家及省市有关设计施工规范、环保、卫生、消防、防疫、交通、市政、绿化等部门的法规及规范。3.3 主要技术指标：1) 冬季室内设计温度t=18-24 ；室外设计温度t=-30。2) 单位面积热指标：q=45W/m2； 总负荷量为Q=7.9MW3) 热泵机组制热系数：cop=5.0； 热水进出口温度t=4555；4) 机组每小时用电量：N=Q/cop=7.9MW/5=1580kW5) 循环冷却水：（1）晾水塔进口温度：2418.7（最低18.7）；（2）晾水塔出口温度：13.69.9(最低9.9)；（3）按最小温差6.8；（4）按最小水量：1200 m27、3/h ；3.4技术方案:水源热泵系统投资估算：水源热泵系统总投资包括热泵机房内的设备费（包括热泵主机和其他配套设备）、安装费、建集水池费用和管线安装费。a)水源热泵机组造价富尔达LSBLGRG1700M和LSBLGRG2200M满液式高温热泵机组各一台，费用合计为426万元;富尔达LSBLGR2000M和LSBLGR2200M满液式热泵机组各一台，费用为450万元。总费用为876万元。b)其他配套设备费及安装费包括循环水泵，定压装置，除砂器，软水器，软水箱，集分水器，电子水垢处理仪，自动控制系统以及热泵站房等的采购及建设、安装费用，共为654万元。c)输送管网造价根据规划设计的冷却水输送管网28、，该部分的造价为440万元。d)其它费用（如税金、管理费）：330万元以上各项合计：2,270万元。如下表所示：表3-4 水源热泵系统造价估算序号名称数量（套）价格（万元）备注1LSBLGRG1700M满液式热泵机组1186山东富尔达2LSBLGRG2200M满液式热泵机组1240山东富尔达3LSBLGR2000M 满液式热泵机组1220山东富尔达4LSBLGR2200M满液式热泵机组1230山东富尔达5配套设备及安装费6546输送管网4407其它费用300合计2,2703.5 方案效果及特点（1）不新建锅炉房，只建设一座180平方米的热泵站，（2）建设成本效益估算：热泵采暖系统工程成本估算为29、2270万元，（3）运行成本效益估算：燃煤锅炉每年运行费用为每平米18.20元，热泵采暖运行费用折合每平米8元。热泵采暖预计每年可比燃煤锅炉节省175万元，并且每年节省循环水蒸发量10104m3。（4）与传统的燃煤锅炉采暖相比，每年减少煤炭的消耗量2389.24吨，将减少向大气中排放45吨粉尘,6260吨二氧化碳,20.31吨二氧化硫，17.8吨氮化物。（5）需7年的时间即可回收热泵系统比燃煤锅炉系统多投资的部分资金。（6）高效、环保节能，无任何污染、电脑控制、运行安全可靠，无爆炸隐患。4、项目检测及维护方案：1）检测预留方案作为国家的示范工程有提供运行数据的义务，所以我们在可再生能源建筑应用30、设计当中就从分考虑了检测预留方案，实施专项施工图设计，并预留了检测接口。为项目的评估验收和以后的运行数据监测做好准备。热泵机组性能检测预留热泵机组性能检测包括热源侧进、出口水温和流量、用户侧进、出口水温和流量以及热泵机组的输入功率。热源侧、用户侧进、出水水温检测预留在热源侧、用户侧进、出水管上焊接12X1（铜管）温度传感器探温盲管各一只，为了减少传热温差，在盲管内诸如高效导热油（如图3-3）。图3-3 热源侧、用户侧流量检测预留在热源侧、用户测总出水管上设置旁通管道，并设置截止阀门，便于检测时安装流量计做好准备（如图3-4）。图3-4机组、水泵运行功率检测预留为了方便分别检测热泵机组、热源侧循31、环水泵、用户侧循环水泵的功率，在进行配电设计时，热泵机组、热源侧污水泵、用户侧循环水泵都独立配电，单独配置用电测量表，并在配电柜中预留功率计串口，以便在检测中单独测量运行功率。热泵机组压差检测预留在每台热泵机组的进、出管道上安装压力检测仪表，以便检测机组的进出口压差的变化。为了检测热泵机组的运行情况，本工程配置如下检测仪器、设备：红外线测温仪 测试热泵机组各部件的温度热媒压力表 测试热泵机组进出口压力电压电流记录仪 测试热泵机组的电压、电流功率计、功率表 测试热泵机组的功率温度计 测试热泵机组的进出口温度噪声仪 检测机房噪音情况热源水水质监测预留在机房热源出水总管上预留DN15水质检测管，并安32、装检测阀门，以便有效取样预测。热源水水温监测预留在沉井中预留温度检测装置时时检测污水的温度变化情况。室内、室外温度监测预留为了有效检测环境温度和房间温度的情况，根据建筑的平面布置情况，选取部分典型区域和房间，在典型区域和室外分别布置温、湿度测量仪表，对测试期间室内外温湿度的变化情况进行检测。系统能效检测预留为了有效检测采暖设备的系统能效，在机房内安装用电负荷计量总表，便于计量采暖用电功率。2）运行维护方案热泵系统数据收集方案在空调系统整个漫长的生命运行周期中，管理人员不能每时每刻的关注着仪器仪表的变化，更不可能用笔亲自记录我们需要的所有数据，这不仅会耗费大量的人力。还会浪费大量的物力财力，这就33、要求我们建立一套完善的数据收集方案。系统运行数据的处理在本项目中我们建立了中央数据处理中心，数据处理中心是由中央控制电脑、数据采集信号器、数据探测传感器等几部分组成。数据采集点包括以下几方面：表3-7 数据采集点表序号项目序号项目1热源侧进、出口温度10热泵机组用电量2用户侧进、出口温度11热泵运行时间3环境温度12污水水温4部分房间温度13污水水质5部分房间湿度14热泵机组运行数量6热源侧水流量15热泵机组累计运行时间7用户侧水流量16太阳能水箱温度8热源侧水泵用电量17太阳能供水温度9用户侧水泵用电量18太阳能得热量中央控制电脑会对以上的数据实现间隔记录，并对收集的数据进行分析，计算出当前34、热泵机组制冷量、制热量以及热泵的主、辅侧偏差，并结合室内温湿度、环境温度的情况作出提示，给出热泵最佳的出水温度建议，以利于热泵机组的高效运行。同时提供热源侧水温、水位的变化曲线图等。中央控制电脑并通过定期的系统分析，计算出热泵系统的能效。既定节能量的保障措施通过对中央数据处理中心数据的分析，可以较准确的判断出维护结构的实际负荷、热泵机组的性能系数、通过计算也可以得出系统运行效率，对能否实现既定节能量可以做出判断，如系统没有达到设计的节能要求，通过数据分析也可以非常容易的找出原因，从而能够快速及时的采取维护措施对其进行整改，以保证达到既定的节能要求。运行维护建筑物的运行节能与日常运行维护是息息相35、关，而运行维护又涉及到管理制度、操作规程等多方面的问题。建筑用能管理制度为了降低建筑物的用能的人为消耗，建筑使用方建立了完善的用能管理制度，内容主要设计以下几点。在建筑物室内安装温度控制，温度控制与室内供电设备连锁要求无人时自动调节热水流量开关的大小，并关闭室内其他耗能备，并设立相关的检测制度。建立供暖限定温度制度，建议用户房间温度控制在要求范围内。设立操作人员节能考核制度，明确了节能建筑运行状态各项性能指标、节能工作诸环节的岗位目标责任等事项。并实行相应的奖罚制度，让节能情况与每个操作人员的利益相结合，最大程度的调动每个人的节能积极性。水源热泵运行维护在建筑用能管理制度上，对该项目进行全过程36、建筑节能管理。在项目立项规划、施工图设计、工程施工建设和项目竣工验收各个环节严把节能关，明确项目相关各单位的责任，实现建筑工程项目建筑节能的全过程闭合管理。热泵系统运行，需定期清洗。两年清洗一次，时间在停暖以后或供暖以前。采用手工清洗和化学清洗相结合的方法。a）除砂器的清洗除砂器，采暖季1个月清理一次，根据用水具体情况，也可 23个月清理一次。清理时，将除砂器下面的球阀打开，地热水就会将除砂器中的砂从球阀中冲出，然后关闭球阀，清理完毕。b）水罐的清洗水罐一般两个月清理一次，用清水冲洗，对设备的保养分为，设备的保养和对管路的保养。主要设备的保养电机、水泵等外表保养，23年需刷一遍漆。对于电机轴承37、水泵轴承当夏季不运转时，加润滑油，润滑油质量一定要好。3）进度计划与安排根据xx农业工程职业技术学院新建校舍工程进度，水源热泵工程项目进度计划如下表所示：表38 项目一进度计划表阶段起止时间具体内容说明建设前期工作阶段2008.05-2008.07编制完成了项目建议书，同时汇同建设局完成了节能项目的立项。设计阶段2008.08-2008.10污水取水方案的设计，现场勘测并设计相关数据，并审验施工图。建设准备阶段2008.11-2009.4选定使用富尔达设备，并确定技术依托单位xx佳合利升建设配套工程有限公司确定施工单位。建设实施阶段2009.05-2009.08污水取水管路安装管网机组安装，38、机房附件及电器设备。竣工验收阶段2009.09-2009.105、 存在的问题及建议（1）关于建设规模的问题此次工程建设规模是把热电厂冷却塔内部分的冷却水进行了封闭回收，建设规模较小。可以考虑统一论证，分步实施的方式，先解决目前急需的1719104m2建筑采暖的问题，条件许可再将剩余的循环冷却水中的废热进行全部回收。（2）关于时间的问题本工程论证、立项、报批、实施等各个环节总体的时间来看，时间比较紧张，建议各个环节时间尽量压缩，争取早立项、早实施、早受益。6、热泵机组的分绍： 热泵机组采用富尔达地温中央空调机组（一）机组主要部件如下：1、 设备制造执行GB/T19409-2003标准并通过IS39、O9001系列国际认证；主机的性能指标：由于机组各部件均采用国际名牌产品以及配置的合理性，因而使机组的性能指标相当高，通过测试，机组名义工况性能允差数值可达到额定值的96%以上，而美国AIR590-92标准的规定值95%，日本JIB8613-86标准的规定值为85%，我国JB/T4329-97标准的规定值为92%。2、 机组整机噪声82dB(A)。3、 压缩机：富尔达地温中央空调的主机采用上海汉钟系列半封闭双螺杆压缩机。压缩机作为整个机组的核心运转部件对整个机组的性能、可靠性、寿命等有着至关重要的影响，因此我们经过优化选配，最终选用了最能体现地温中央空调优势、满足地温中央空调使用条件，经过特殊40、改进的汉钟半封闭双螺杆压缩机，它震动小，噪音小、运行平稳、效率高等优点，并具有以下技术特点：s 第三代5：6多国专利齿形设计s 新型液喷射系统s 智慧型PTC线圈感温器和温控器s 型平衡活塞与轴向，径向轴承分力设计s 高效油分离器s 4E保护：缺相、逆相、高电压、低电压保护s 油压差保护s 压缩机过载、过热保护s 压缩机油位保护汉钟半封螺杆压缩机，它在结构设计方面充分考虑了热泵的恶劣工况。冬季机组处于供热状态时，冷凝温度高达60，此种情况下压缩机排气温度也随之升高，排气温度高使压缩机品质劣化，导致压缩机寿命降低，润滑油更换频繁。压缩机在设计上，采用新型液体喷射冷却系统，控制排气温度不超过80841、5。当排气温度达到80时，该系统将一部分制冷剂引出，通过热力膨胀阀控制将冷媒喷入马达，以降低马达与压缩机的温度，使机组润滑状况得以改善。夏季机组处于制冷状态时，由于采用温度较低的地下井水充当冷却水，因而冷凝温度和冷凝压力也较低，而压缩机的半封螺杆是靠压力差供给润滑油的，汉钟公司生产的B系列压缩机之压力差只要保证2.5kgf/cm2，就能保证良好地供给润滑油(其它厂家均在6kgf/cm2以上)。汉钟公司生产的压缩机还采用型平衡活塞，轴向、径向分力轴承设计，改善压缩机内部元件的受力状况。以上特点保证富尔达地温中央空调具有很高的可靠性，平均运行寿命达到50000小时以上。机组与水源侧水泵实现联动控制42、，最大程度节省地下水流量；机组具有良好的密封措施，保证压缩机不泄露；4、 自动控制： 机组采用德国西门子的PLC微电脑控制，具有极强的抗电磁干扰能力，真正实现无人值守。所有操作和相关信息的存取都通过美国digital汉显触摸屏执行，相关设备所处状态和输出信息都直接显示在液晶屏上。对制冷剂回路进行监视：一旦有控制动作或检测出某项参数异常，相应机组将停止运行，所带负荷自动转移到其它正常工作的机组上。电脑硬件能适应-300C+600C的环境温度，而且容易更新及维护。 中文触摸屏显示的参数温度显示：循环水出水温度、循环水进水温度、井水出水温度、井水进水温度、用户用水温度、压缩机排气温度；压缩机显示：显43、示压缩机加载过程，0、25%、50%、75%、100%几个状态、压缩机累计运转小时及次数、压缩机开机数量；水泵显示：显示循环水泵、潜水泵的开机数量；故障显示：水流开关、油位开关、油压差、吸气低压、排气高压、主机过载、电源故障；用户设定：水温设定、时间设定、调试设定。 机组具有多种保护功能压缩机保护功能：（见压缩机）水系统温度过低保护：在循环水系统设有温度探头，当温度达到下限制时会自动停机保护；水系统缺水、断水保护：机组采用型号为HFS25的水流开关，确保水系统出现缺水、断水时，机组会自动停机保护；备有手动操作系统。机组具有故障诊断功能：当机组自动停机保护后，触摸屏上会显示相关故障内容并自动把发44、生的故障记录下来，在以后任何时候，操作人员都可在显示屏上读取相关内容。机组制冷量、制热量根据外界负荷情况进行自动调节：微电脑不断监视进入和流出机组的水流量和温度，根据循环水回水温度随时决定机组是否增载或卸载以及投入运行的机组台数，水温达到设定值的上限后机组自动卸载，当水温低于设定值的下限，机组自动上载，这样可以使水温一直稳定地在许可范围内运行。同时机组输出的制冷量、制热量与外界负荷达到最佳匹配。用户还可根据需要调整设定值（设定精度0.30C），满足不同出水温度要求。潜水泵配有节能装置：可根据机组的输出功率随时改变井水流量，达到最大节能，对外部水泵、深井泵等控制电路，电脑控制系统能确保其与主机控45、制电路联锁控制，确保机组运行安全。5、 蒸发器和冷凝器结构及特点：机组的壳管换热器选用上海环球高效壳管换热器。冷凝器的外壳是用钢板卷制焊接而成的圆筒体，外壳两端焊有两块圆形的管板，传热管两端用涨管或焊接法固定在管板的管孔中，桶体两端有端盖，端盖内设有隔板，将管子按一定的管数和流向分成几个流程，使冷却水按一定的流向在管内依次流过，制冷剂在管外冷凝；壳管冷凝器传热系数较高，冷却水耗用量少。满液式蒸发器主要是用于大容量的机组。所谓满液式是相对于干式蒸发器而言的，其外形和结构与干式蒸发器很相似，都有壳体、传热管束、端盖、制冷剂和水进出接管组成。满液式蒸发器相对于干式蒸发器有很多优点：干式蒸发器的制冷剂46、走管程，由于需要有一定的过热度，制冷剂在管程的最后部分为蒸汽状态，这部分的换热效率下降，因此浪费了一定的换热容积；而满液式蒸发器制冷剂走壳程,制冷剂从壳体下部进入在传热管外流动并受热沸腾，蒸汽从壳体上部排出，制冷剂在蒸发器中的换热始终是液体间的换热，换热效率高，提高了蒸发温度，压缩机的排气温度和排气压力降低，功率下降，因此提高了压缩机的容积效率，制冷量增大，其效率可比干式壳管蒸发器高10%以上。6、 电子膨胀阀：我公司的满液式机组的膨胀阀都采用电子膨胀阀，与热力膨胀阀不同的是电子膨胀阀不需要过热度，而是以满液式蒸发器的液位为信号，可以根据负荷变化随时调整开启度，因此能完全适用于制冷和采暖两个工47、况。电子膨胀阀开启依靠马达打开，不受冷凝温度影响，可以在很低的冷凝温度下、部分负载的条件下能有较高的COP值。我公司选用世界著名品牌美国ALCO出品的电子膨胀阀，由阀门和步进电机组成，调节范围共分2600步，采用全封闭设计，温度控制精确，操作范围大。7、 通讯接口：我公司机组的自控系统均带有485和232接口，机组的通讯协议为modbus rtu，可以与楼宇自控的协议相兼容。8、 远程监控系统：公司总部可通过无线通讯网络对机组实现远程监控，直接观察用户的操作情况和测控机组的运行状态。系统每隔一分钟检测空调的全部运行参数，并分析是否出现运行异常，详细记录第一手分析资料，并随时反馈到指挥中心。系统48、采用C+语言，在NET环境下编程，并采取了一系列加密措施，保证了设备的安全、保密、高效。该项目实施后，可大大提高产品的自动化水平，有效控制所有运行中的富尔达地温中央空调机组的常用运行参数，实现在公司总部远程测控用户空调的运行状况，预防、指挥并能及时发现设备故障，使所有用户空调设备运行始终处于正常状态，从而提高富尔达机组的使用效率，大大延长了使用寿命。9、 检测平台：根据地温中央空调独特的运行工况，我公司不惜花巨资与国家权威检测机构合肥通用机械制冷研究所合作，共同研制开发出目前处于世界领先水平的国内唯一一个地温中央空调检测平台，它的成功设立也标志着国家认证中心唯一认可的中国地温空调（水源热泵）检49、测中心的正式成立。（二）富尔达地温中央空调的技术特点1）设备适用场合富尔达地温中央空调以地下水、江河湖海水以及地表水、生活及工业废水等低品位能源为热源，经过机组进行能量转换，实现夏季制冷、冬季制热并提供卫生热水，可广泛适用于宾馆、住宅、写字楼、医院、体育场所、工厂等需要中央空调的各种类型建筑群体。2）设备特点1、一机三用：富尔达地温中央空调在制冷、供暖的同时，可供卫生热水，卫生热水的制取可完全自动控制，无人值守。2、高效、节能、设计配置合理：在制热名义工况下（热水进出口水温45/50）投入1KW电能，可得到4.8KW热量；在制冷实用工况下（冷水进出口水温7/12），投入1KW电能，可得到6.350、-7KW冷量，可达到设计值98%以上。3、经济：在实现制冷、采暖、供生活热水的要求下，与跟其它形式的中央空调机组比较，一次性投资降低1/3以上，运行费用降低1/3-1/2。4、安全可靠：富尔达地温中央空调机组的主要配件及控制元件均优选国际名牌产品，确保了产品的可靠性，完善的控制系统与安全保护系统可有效保证机组长期安全地运行。5、体积小、重量轻、可模块组合：若某一台处于检修状态时不影响整个系统的运行，可最大限度地保证使用效果。6、无污染：供热时省去了锅炉房，没有燃烧过程，避免了排烟污染；制冷时省去了冷却塔，避免冷却塔噪音及污染，既不消耗、不污染水资源。7、PLC控制：全电脑控制，全自动追踪负荷，51、实现最大节能。8、远程控制：采用先进的无线通讯技术，基于GPRS网，对机组实施远程测控，使所有用户空调设备运行始终处于正常状态，从而提高富尔达机组的使用效率，大大地延长了使用寿命。三、项目经济、效益、风险分析：1、经济分析：1）水源热泵系统示范增量成本概算水源热泵系统与常规系统相比较，增加了室外集水池的施工、输送管网和热泵站房的高效率水源热泵机组等相关设备，所以系统的初投资较高。与常规的市政管网供暖系统相比，xx市政管网采暖总的接入费用为50元/，该项目总体接入费用为860万元。而采用污水源热泵系统，造价2,270万元的造价，该工程水源热泵系统增量投资为1,410万元。单位面积增量投资82元/52、。2）污水源热泵系统增量成本回收年限计算污源热泵系统运行成本估算表35 污水源热泵运行费用分析表设备名称每台主机额定功率冬 季开机台数每天运行时间每天耗电量LSBLGRG1700W制热：315KW10.5114h2,249.1LSBLGRG-2200M 制热：403KW10.5114h2,287.4LSBLGR-2000M 制热：356KW10.5114h2,541.8LSBLGRG-2200M 制热：384KW10.5114h2,741.8污水泵75KW20.5114h1,071空调循环泵55KW40.5124h2,692.8其它设备200kW14 h1,428合 计164,589每天运行费53、用164,589度0.60元/度=9,875元每年运行费用8,844元162天=1,599,788元xx农业工程职业技术学院污水源热泵系统采暖季运行天数与市政供热天数相同，为162天（参考民用建筑节能设计标准JGJ26-95），该工程水源热泵每年冬季的运行成本为160万元。采用污水源热泵供暖，每年可节约2,389吨标准煤，现行煤价以650元计，每年可节约155万元。表3-6 地源热泵系统与普通采暖工程成本分析 单位：万元工程及费用名称机房设备及安装费用外网建设入网费总计常规采暖系统0860860污水源热泵系统1,5307402,270项目费效比由上述节能量及增量成本计算：项目每年的增量成本=154、410/20=70.5万元项目的费效比=污水源热泵每年投资增量成本/污水源热泵节能量705,000/2,389=295元/吨煤年资金落实情况xx农业工程职业技术学院新建项目总建筑面积171,951m2，计划总投资2.4亿元，资金来源于学校自筹；均已全部落实。2、效益分析1）示范项目前景分析随着人类社会的进步与发展，越来越多的理论研究和实证分析表明，可持续性的经济增长需要有可持续性的能源产出作支撑。但是，煤炭、石油、天然气等常规化石能源的有限性已经多次为人类敲响了警钟。目前，国内外都以节约能源、保护环境为国家发展的重要目标，我党和国家也提出了建设资源节约型、环境友好型社会的要求，鼓励发展可再生能55、源。由于地源热泵技术在国内外均属节约资源、充分利用再生能源、改善环境的重要建筑节能技术之一，各国都在大力推广应用这一技术。本工程采用地源热泵技术供热，可大大降低供热的燃料消耗，在节能的同时也大大降低了燃烧矿物燃料而引起的CO2和其他温室气体及污染物的排放，地源热泵的设备安装使用较简单，可直接安装在建筑物内部的热泵机房里，减少城市供热管网的建设，对城市原有的道路也没有破坏性。xx省地下水资源量按地区的分布情况是：白城地区为33.88亿立方米，占全省资源总量的29.91；延边州为25.43亿立方米，占全省地下水资源量的22.5；浑江市为14.74亿立方米，占全省地下水资源量的13.02；长春市为156、2.38亿立方米，占全省地下水资源量的10.94；xx市为9.77亿立方米，占全省地下水资源量的8.6；xx市为6.83亿立方米，占全省地下水资源量的6.03；通化市为8.61亿立方米，占全省地下水资源量的7.6；辽源市为1.54亿立方米，占全省地下水资源量的1.4。综合xx省的地理、地址和水文等条件来看，我省大部分地区都适于地源热泵技术的推广和使用。本工程热泵技术的推广将为xx市带来的极大的经济效益和社会效益，为我省的节能减排工作做出应有的贡献。2）环境影响分析随着全球范围内能源供需矛盾日益突出，环境污染日趋严重，倡导环境的可持续发展成为时代的主题，我国因资源紧张，己重视可再生能源的开发利用57、。工业废水及地下水中都蕴含着丰富的低品位热能，如果能把这些能量全部利用，将会非常可观。水源热泵系统没有锅炉，节省机房面积，保护环境。不用消耗煤炭、石油、天然气等宝贵的一次性不可再生的能源，不排放二氧化碳及二氧化硫等气体，除使用少量的电能以外，其运行没有任何污染。工业废水及地下水中蕴含着丰富的低品位热能均来自太阳能，太阳能被地球浅层土壤吸收，转化为地球浅层地热能，地表浅层的地热能资源量大面广，无处不在，是一种清洁的可再生能源。开发可再生能源成为国际社会的一大主题和共同行动，是我国制订可持续发展战略的重要内容。随着人们对能源危机和环保问题严峻性的认识的提高，水源热泵技术在我国建筑空调系统中发挥越来58、越重要的作用，采用水源热泵作为冷热源、进行供热水、供暖和空调的建筑越来越多。因此本示范项目具有显著的节能、节水和提高资源利用率的效果。该项目污染物零排放，有效解决关系人民群众健康的环境问题。3）可推广性分析随着地球上不可再生能源（煤、石油、天然气）的不断消耗，充分开发利用地下水中蕴含的巨大的低品位热源这一可再生的、清洁的能源，正越来越多的受到人们的关注。我国的可再生能源，尤其是地下水蕴含的能源，具有很大的开发利用潜力。加快建设资源节约型、环境友好型社会，是党中央、国务院在新形势下作出的重大战略决策，建设节约型校园是教育系统落实这一战略决策的重要举措。高等学校是培养人才和促进科技进步的主要阵地，59、深入开展高等学校节约型校园建设工作，不仅可以促进学校本身的能源资源节约，降低办学成本，在社会起到示范和带动作用，还有利于促使广大学生树立节能环保意识，掌握节能环保技能，对我国经济和社会发展产生深远影响。节能节水工作是节约型校园建设的重要内容之一，加强节能节水工作，将有效地促进高等学校节约型校园建设的全面开展。根据住房和城乡建设部、教育部文件建科200890号的文件精神。各高等学校应针对不同建筑特点和能源消费类型，在能耗统计、能源审计基础上，对既有高耗能建筑的围护结构、中央空调、采暖、照明和用电设备等进行了节能改造，对用电设备和电力分配系统进行系统性诊断和分析，加装节电设备，实现用电系统整体优化60、，提高电效。积极采用节水系统、节水器具和设备，合理利用非传统水源。充分利用自然资源和可再生能源，积极推广使用浅层热泵、新能源，扩大可再生能源使用范围。xx农业工程职业技术学院示范项目的落实和推广将带动各高等院校做到节约型校园建设，真正起到宣传我国能源现状与节约型校园建设的重大意义。同时也将对高校节能起到示范作用。在本示范项目中利用了工业余热水源热泵技术，充分体现了“节能”、“资源综合利用”的理念。通过本节能示范项目的节能、环保效应的影响，将为水源热泵技术在xx，乃至整个xx省建筑节能技术中的推广和应用起到良好的示范作用，尤其是在高校节能方面会起到良好的示范作用，有利于推动我国循环经济和可持续发61、展战略的进程。可以说，随着水源热泵技术在本示范项目中的成功实践，必将为该项技术在大批公共建筑和以及住宅建筑中的推广创造良好条件，为建立节约型社会和社会主义循环经济在建设领域做出贡献。3、风险分析虽然水源热泵区域供热技术体系在欧洲已有20年的运行历史，已成为一个成熟的技术系统，但对于国内水源热泵系统来说，还是一个新生事物，并且和常规采暖空调技术相比，初投资较高，因此就会存在一定风险。政策风险本示范项目中采用的污水源热泵技术，与常规供热系统相比，地下水源热泵系统运行时消耗的能源主要为电能，电价对该项目的运行费用有很大的影响。技术风险项目采用的水源热泵系统中的技术难点，是污水的除污。多项新技术在项目62、中的应用，必将增加设计、建设、施工及运行管理的难度，使项目在建设及运营管理过程中存在一定的技术风险。(3)风险控制目前，水源热泵利用技术均是在国际上被认可的，成熟的、可推广应用的技术。只要充分进行环境评估、充分进行设计方案论证，同时，在建设和施工过程中做好充分的准备工作及制定完善的运行管理制度，就可以保证该项目的顺利实施。政策风险控制自70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用可再生能源的热潮，并制定了相应的发展计划。只要政府提供政策资金支持及相关政策补贴，该风险是完全可以控制和避免的。技术风险控制近年来随着我国对环保问题的重视，水源热泵技术在北京、沈63、阳迅速发展，xx省是刚刚起步，我公司仅在长春、通化、延吉安装使用了水源热泵，供暖面积累计3.8万。只要充分进行环境评估、充分进行设计方案论证，同时在建设和施工过程中做好充分的准备工作及制定完善的运行管理制度，就可以保证该项目的顺利实施。四、工程实例1、沈阳铁煤集团热电厂应用情况：利用热电厂冷却循环水，应用大容量余热源热泵机组10台，为总建筑面积50万平方米的小区提供冬季采暖，年节约10万吨标煤示范意义：作为实施的大型区域供暖项目，利用工业余热，实现区域节能减排供暖运营，针对大型建筑群及区域供热需求，提供综合节能减排解决方案。2、北海热电厂北海热电厂利用3号汽轮机的冷却循环水作为热源，通过热泵设64、备提取循环水的热量，将热网循环水温度从30提升到65，输送到热力站经换热后对居民供暖，一级热网供回水温度可达65和55，二级热网的供回水温度可达60和50，还经过4个多月紧张施工投入运行，该工程是全国最大的为居民供暖的水源热泵工程。回水温度60，这意味着管网运行有效率非常高，绝对可以保证供热质量。 北海热电厂再生水利用水源热泵厂房感受了与普通锅炉房的区别，厂房不但特别干净，让人根本感觉不到粉尘物质，而且厂区噪声也特别小，两个人交流不需再提高声音，整个厂房完全可以当作会议室来用。据介绍，该工程被列为国家建设部、财政部的建筑节能示范项目，也是国家重点扶持的节能减排、发展循环经济项目。 据介绍，北海热电厂再生水源热泵工程计划安装5台7MW热泵机组，是全国最大的为居民供暖水源热泵工程，需建8座热力站，可向130万平方米居民住宅供暖，整个工程于2008年10月底全部完工，在节能减排和发展循环经济方面发挥了榜样作用。