文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 青海省水地能热泵可行性分析报告

青海省水地能热泵可行性分析报告

目录

一、基本概况 (1)

(一)、青海省概况 (1)

(二)、青海省地下水概况 (2)

1.地下水类型 (2)

2.分布特征 (2)

3.地下水水质 (3)

(三)、青海省能源概况 (3)

二、热泵系统介绍 (5)

(一)浅层地能(热)的简介 (5)

(二)、地能热泵系统工作原理 (6)

(三)、地能热泵系统构成 (7)

(四)、地能热泵系统特点 (9)

三、地能热泵项目节能幅度及主要内容 (11)

四、地能热泵系统设计方案 (11)

1.建筑物冷、热负荷 (11)

2.能量提升系统 (13)

3.能量采集系统 (13)

4.能量释放系统 (14)

5.控制系统: (15)

五、各种系统初投资及运行费用比较 (20)

六、环境影响分析 (22)

七、市场需求分析 (24)

八、公司简介 (25)

九、永源热泵地能热泵机组特点 (29)

十、机组配置清单 (35)

十一、部分工程业绩 (37)

一、基本概况

(一)、青海省概况

青海省位于青藏高原东北部,东西长约1200公里,南北宽800公里,面积为72万平方公里。境内山脉高耸,地形多样,河流纵横,湖泊棋布。巍巍昆仑山横贯中部,唐古拉山峙立于南,祁连山矗立于北,茫茫草原起伏绵延,柴达木盆地浩瀚无限。长江、黄河之源头在青海,中国最大的内陆高原咸水湖也在青海,因此而得名“青海”。

青海属于高原大陆性气候,具有气温低、昼夜温差大、降雨少而集中、日照长、太阳辐射强等特点。但各地区气候又有明显差异,东部湟水谷地,年平均气温在2至9摄氏度,无霜期为100至200天,年降雨量为250至550毫米,主要集中于7至9月,热量水份条件皆能满足一熟作物的要求。柴达木盆地年平均温度2至5摄氏度,年降雨量近200毫米,照长达3000小时以上。东北部高山区和青南高原温度低,除祁连山、阿尔金山和江河源头以西的山地外,年降雨量一般在100至500毫米。

境内江河有流量在每秒0.5立方米以上的干支流217条,总长1.9万公里。较大的河流有黄河、通天河(长江上游)、扎曲(澜沧江上游)、湟水、大通河。黄河发源于巴颜喀拉山的北麓,长江发源于唐古拉山的主峰格拉丹东雪山西南侧。全省水力资源十分丰富,水力蕴藏量为210万千瓦,可供开发的水电站单机在500千瓦以上有172座,总装机容量1800万千瓦,年发电量可达770亿千瓦小时,省内

有湖泊230多个,总面积约7136平方公里,其中咸水湖50多个,淡水湖面积在一平方公里以上的有52个。我国第一大内陆湖——青海湖,海拔3200米,是本省重要的渔业基地。察尔汉、茶卡、柯柯等盐湖蕴藏着极为丰富的盐化资源。

(二)、青海省地下水概况

青海省山丘区地下水天然资源量为255.4亿m3,平原区地下水天然资源量为45.63亿m3,山丘区与平原区地下水重复量38.27亿m3,故全省总的地下水天然资源量为262.8亿m3。

1.地下水类型

全省因水文地质条件的差异,地下水可分为四种类型,大致分布是:

(1)松散沉积孔隙水,主要分布在干旱半干旱山间盆地;

(2)基岩裂隙水,主要分布在青海湖盆地、大通河流域,长江、澜沧江流域的玉树、昂欠、班玛一带;

(3)多年冻土孔隙裂隙水,主要分布在黄河湟水源头,积石山以东的同德、泽库及拉脊山区以及长江澜沧江流域的大部地区;

(4)内陆干旱荒漠盆地松散沉积孔隙永,主要分布在柴达

2.分布特征

山丘区地下永补给来源单一,主要受降水的垂直补给和冰雪融水补给,或以水平径流补给为主,通过河流和潜流排泄,故此地区分布很不均匀,分布规律大致与降水量和年径流深的布规律相一致。补给模数大于3.oL/s·km2的有大通洞和澜沧江流域,补给模数在

1—3.0L/s·km2之间的有黄河流域(大河除外)、长江流域和内陆河流域的祁连山与青海湖大部分地区.内陆河流域的柴达木、哈拉湖、茶卡~沙珠玉和可可西里地区的补给模数都小于1.0L/s.kmm2。

平原区地下水补给源,主要是地表水和降水入渗补给,于各地降水量和地表水体的分布情况及水文地质条件不同,造成平原区地下水资源在地区分布上的差异很大。

3.地下水水质

湟水流域的地下水,因受地表水污染的影响,部分河谷地带水质较差。柴达木盆地除西北、西南部分地下水水质较差外,其余大部分地区水质较好,宜于饮用和灌溉。在工矿业较集中的格尔木、茫崖、冷湖、锡铁山及察汗乌苏等,因工业废污水直接排放,已使地下水受到一定程度的污染。青海湖盆地平原地下水主要由四周山区地表水和降水补给,靠近湖边处还受湖水的影响,故湖滨平原越靠山区,其地下水水质越好,越靠近湖边则越差。湟水流域从西宁至民和的干流段以及大通县桥头以下的北川河,地下水受到一定程度的污染而不宜饮用。在西宁盆地和民和盆地的部分浅山区,属高矿化度的硫酸盐氧化物钠型水,不宜饮用。西川的马坊,北川的川口等地因受第三系含盐地层的影响,地下水含氟量较高而不宜饮用。长江、澜沧江流域和黄河干流及大通河、祁连山等地区,绝大部分水质良好,符合饮用标准。(三)、青海省能源概况

2005年,青海省一次能源生产总量为1645万吨标准煤,其中水电占40.3%,石油19.4%,天然气16.4%,煤炭23.9%;消费总量为

1522万吨标准煤,其中水电占40.9%,石油8.6%,天然气17.7%,煤炭32.8%.自给率为108%.原油、电力部分向省外输出,天然气供需基本平衡。煤炭缺口约150万吨,主要集中在动力煤,需从外省购进。

2010年,预计青海省一次能源生产总量3240万吨标准煤,其中水电占31.4%,石油占11.2%,天然气占24.4%,煤炭占33%;消费总量2860万吨标准煤,其中水电占17.3%,石油占8.1%,天然气占20.5%,煤炭占54.1%.自给率为113%.电力、原油和天然气生产量大于消费量。煤炭随着煤焦化产业、纯碱项目的发展和一批火电厂的投产,消费量大幅增长,缺口521万吨,煤种仍然集中在动力用煤。

“十一五”青海省能源发展的指导思想是:以邓小平理论和三个代表重要思想为指导,认真贯彻落实科学发展观,坚持多元发展、多能互补、注重节约、提高效率的能源发展方针,优先发展水电,加快发展油气,积极发展煤炭,因地制宜地发展太阳能、风能等新能源,优化能源生产、消费结构,着力构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系,为经济社会发展提供可靠的能源保障。

为了配合青海省的旅游业的发展,结合青海省的地理条件,利用新能源和可再生能源降低煤和焦炭对环境的污染。

近年来,我国各大中城市在新能源和可再生能源方面发展较快,但总体来说新能源和可再生能源的使用严重不足,与经济的发展不相称。作为高效的能源利用技术,热泵技术还未得到快速发展,特别是浅层地能在建筑供暖和热水供应方面应用比较少。利用浅层地能的地能热泵系统具有环保、节能、运行成本低、保护水资源等显著特点,

其主要能量取自浅层地下,使用这一系统,将使建筑总能耗的50%以上来自可再生能源,是增加能源供给,改善区域供暖能源结构的重要战略技术措施;同时它无燃烧、无任何固态、液态和气态污染物排放,也不排放造成温室效应的CO2等有害气体,可有效的改善采暖期的空气质量。总体来说,新能源和可再生能源在能源结构中的比例很小,仅占能源总消费量的1.27%,还有很大的发展空间,特别是利用浅层地能供暖将成为建筑供暖的首选。

二、热泵系统介绍

热泵系统是一种高效、节能、节资、冷暖两用、运行灵活且无污染的新型中央空调系统。它利用空气、地表水、地下水、工业废水及地下常温土壤资源,借助压缩机系统,完成制冷(制热)。它无须任何人工资源,彻底取代了锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。它不向外界排放任何废气、废水、废渣,使人们远离粉尘、废气和霉菌,是一种理想的绿色空调技术。

正如水通过水泵能从低处向高处流动一样,热泵系统就是能够把能量从温度低(低品位能量)传递到温度高(高品位能量)的设备系统。它是以花费一部分高质能为代价,从自然环境中获取能量,并连同所花费的高质能一起向用户供热,从而有效地利用了低水平的热能(一)浅层地能(热)的简介

冷剂的冷凝器,向水中排放热量而冷却成高压液体,并使水温升高。到热膨胀阀进行节流膨胀成低压液体后进入蒸发器蒸发成低压蒸汽,吸收空气(水)的热量。低压制冷剂蒸汽又进入压缩机压缩成高压气体,如此循环不已。此时,制冷环境需要的冷冻水在蒸发器中获得。

采暖模式与制冷模式相反。

(三)、地能热泵系统构成

地能热泵系统由能量采集系统、能量提升系统和末端能量释放系统三部分组成:

1、能量采集系统——由浅层地能采集抽回水井或经过集中处理的中水、能量采集器、井口换热器等组成。

能量采集系统在冬季采集浅层土壤或中水中的低位热能,为地能热泵机组持续提供热源;在夏季将浅层土壤或中水作为冷源,利用其低温特性对系统二次循环水进行冷却,通过地能热泵机组向建筑物提

供冷量。

2、能量提升系统——由地能热泵、能量输送泵、阀组、定压装置、控制系统等组成。能量提升系统利用地能热泵,提升低位能量。二次循环水通过蒸发器与地能热泵内部工质进行热交换,地能热泵由外部输入电能对能量进行提升,末端系统循环水通过冷凝器与地能热泵内部工质进行热交换。

3、能量释放系统——将提升的能量通过末端装置向建筑物释放。

能量释放系统利用末端装置,冬季供暖、夏季制冷、日常提供生活热水。能量释放系统有散热器、风机盘管、风机盘管加新风、全空气系统和地板辐射采暖系统等形式。

(四)、地能热泵系统特点

1. 属可再生能源利用技术

地能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。其中可以利用的水体,包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅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。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说,地能热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。

2、环保效益显著

地能热泵是利用了地表浅层的地热、地表水作为冷热源,进行能量转换的空调系统。供热时可代替锅炉房系统,没有燃烧过程,避免了排烟污染,供冷时省去了冷却水塔,避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘,环境效益显著。

地能热泵的使用电能,电能本身为一种清洁的能源,但在发电时,消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放。所以节能的设备本身的污染就小。设计良好的地能热泵机组的电力消耗,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。

地能热泵技术采用的制冷剂,可以是R22或R134A、R407C和R410A 等替代共质。

地能热泵机组的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放燃料废物的场地,且不用远距离输送热量。

3、高效节能

冬季,投入1kw电能可得到4kW左右的热能;夏季,投入1kw 电能,可得到5kw左右的冷量,能源利用率为电采暧方式的3~4倍以上,同时“免费”为用户加热生活热水。

夏季浅层地能温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率提高。

4、省地:

省去了锅炉房以及与之配套的煤场和碴场,节约了土地资源。

5、运行稳定可靠

水体的温度一年四季相对稳定,其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵热源和空调冷源,水体温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。

6、节水

以水为源体,吸收或向其释放热量,从而达到供暖或制冷的作用,

既不消耗水资源,也不会对其造成污染。

7、节资

通过一套系统来实现供冷和供热,一次性投资只是传统制冷制热投资的1/2~2/3;运行费用只有传统方式的1/2~2/3。

8、安全可靠

系统低温低压稳定运行,无燃烧、爆炸危险。

9. 自动运行

地能热泵机组由于工况稳定,所以可以设计简单的系统,部件较少,机组运行简单可靠,维护费用低;自动控制程度高,使用寿命长可达到20年以上。

三、地能热泵项目节能幅度及主要内容

地能热泵项目是利用可再生能源――地能热泵系统,为建筑物提供冬季供暖,夏季制冷的需要。使建筑冬季供暖能源节能幅度提高到50~65%的要求

利用可再生能源的地能热泵系统具有环保、节能、运行成本低等显著特点,其主要能量取自浅层地下,使用这一系统,将使建筑总能耗的50%以上来自可再生能源,是增加能源供给,改善区域供暖能源结构的重要战略技术措施;同时将大大提升工程的品质,为建筑增添新亮点。

四、地能热泵系统设计方案

1.建筑物冷、热负荷

(2)对于地下水资源匮乏,且地下岩层较深的地区,采用地源热泵,通过埋管中的防冻剂(乙二醇)溶液与周围土壤沙石进行热交换,从而利用蕴藏在地下土壤中的热能进行冬季供暖、夏季制冷。

(3)对于地表水丰富的地区可以适当的采用地表水源热泵系统,该系统采用直接或间接形式,将地表水中的热量(冷量)释放到末端房间内。

(4)对于工业废水,生活废水较多的地区,利用热泵技术,提取废水及污水的热量(冷量)。

(5)其他地区,根据各自的特点,找到可以利用的热源(冷源),采用相应的热泵机组,达到采暖制冷的需求。

4.能量释放系统

目前科采用的末端形式又很多种,具体使用的场所如下:

散热器(暖气片):寒冷地区的主要末端形式,只能冬季采暖;

风机盘管:要求较高的住宅,办公等,既可以提供冬季采暖又可以进行夏季制冷;

风机盘管加新风:商场、娱乐、综合楼等,既可以提供冬季采暖又可以进行夏季制冷;

全空气系统:医院,展览馆等对空气质量要求较高的场所,既可以提供冬季采暖又可以进行夏季制冷;

地板辐射采暖:主要应用于住宅,是目前最舒适的采暖形式,只能进行冬季采暖。

不同的末端形式又各自的优缺点,具体的方式根据业主的冷热要

求,及具体的建筑用途确定。不同的末端形式同时会影响到地能热泵机组的选择。

5.控制系统:

我北京永源热泵独立开发的地能热泵控制系统,将地能热泵机组和外围设备,包括循环地泵、地源井泵综合成一个系统,实现多台地能热泵机组的集中控制。与系统相连接的监控计算机为地能热泵机组的集中控制提供人机界面,通过该界面,可以了解系统的运行状态,地能热泵机组运行参数,可参与热泵机组的集中群控管理,满足冷热负荷要求。

该控制系统特点和功能:

A.根据能效和设备性能提供最优设备运行组合,优化每台机组

负荷分配,提供智能控制以便最大限度的根据负荷需求实现

节能运行,合理控制机组运行台数,实现系统最佳节能运行。

B.综合考虑系统供地温度设定值与系统负荷变化趋势,防止过

量机组负载的发生。

C.实现对各台机组及地源泵的运行时间均衡,根据要求自动切

换机组的运行次序,累计每台机组运行时间,自动选择运行时间最短的机组,使每台机组均衡运行。

D.对循环水泵、地源井泵实现联锁控制,并在设备损坏时自动

启用备用设备,并且具备断电恢复后自动启动的功能。

E.全面显示系统运行状态和主要参数,累计热泵机组、地泵的

运行时间,具有故障报警、报告及故障诊断信息的功能。F.提供严密的安全等级及操作权限,能够设置不同权限级别的

操作密码。

G.具有自动存储档案数据及记录打印的功能,按照使用要求保

存历史运行数据,并且能够根据需要自动编制热泵机组管理报告。

北京永源地能热泵机组模拟运行界面

地能热泵机组循环启停顺序说明:

为平衡地能热泵机组的使用时间,使每台机组保持基本一致的运行时间以延长机组寿命,系统为用户提供了一个热泵机组启停顺序的程序,可在操作平台自定义循环周期,即用户可自定义热泵机组的循环方式及循环时间。同时自动平衡地泵的运行时间,延长设备的使用寿命。

增加负荷加载的流程

A.当前运行的机组有足够的时间由0%负载至接近100%负载

B.当温度传感器所测得冷冻水供水温度,高于当前的冷冻水供

水温度设定点与一个可调整地温度偏差值相加后的所得值

C.运行机组的负载大于设定值

D.运行机组的温度降低速率小于0.5℃/分钟

*以上各项要求A-D均能满足,才能进入以下机组加载程序

E.新机组启动的延迟时间已经结束(延迟时间可以设定)

F.新机组禁止运行的命令未激活

G.新机组没有处于出错、斜坡加载或处于断电重起阶段

*以上各项要求E-G均能满足,新机组立即启动

减少制冷需求卸载的流程

A.目前运行的机组台数多于一台

B.运行机组的平均负载小于某个设定值

C.当温度传感器所测的冷冻水供水温度,小于当前的冷冻水供

水温度设定点与一个可调整温度偏差值得0.6倍相加后的所得值。

*以上各项要求A-C均能满足,才进入以下机组卸载程序D.机组停机的延迟时间已经结束(延迟时间可以设定)

*以上要求D能满足,设定机组马上停机

系统模拟运行界面

井地泵控制流程说明:

A.根据地能热泵机组开机要求,开启对应井地泵。

B.系统实时监测冷却水回地温度,计算实际值与设计值的差Δt

(实际值-设计值)

C.控制系统将根据地源井回地温度和其温度的变化趋势来对冷

却井地泵实现变频控制。

D.在夏季负荷高峰时期,如果地能热泵机组冷却水出水温度持

续高于设计值且冷却地源井水泵已开启全部开启,冷冻水总出水温度将被重新设定,以维持能使机组正常运行的冷却水

和冷冻水温差。

地泵控制运行界面

本控制系统可以保障地能热泵机组高效节能运行;通过群控功能,使系统达到最优运行。

相关文档
相关文档 最新文档