新建住宅利用地?zé)峒八礋岜眉夹g(shù)供暖淺析

黃祖剛（勝利油田熱電聯(lián)供中心）

新建住宅利用地?zé)峒八礋岜眉夹g(shù)供暖淺析

黃祖剛（勝利油田熱電聯(lián)供中心）

東營(yíng)地區(qū)地?zé)豳Y源豐富。利用地?zé)岷退礋岜眉夹g(shù)為東營(yíng)地區(qū)新建住宅供熱存在諸多優(yōu)勢(shì)：①供暖占地少，施工方便；②換熱后底水采用熱泵提取熱量的運(yùn)行方式，供熱面積可增加1倍；③運(yùn)行費(fèi)用低，與燃煤鍋爐房運(yùn)行成本相比，一個(gè)采暖季可節(jié)約費(fèi)用126.6×104元。

地?zé)?水源熱泵 供熱 節(jié)能 住宅

東營(yíng)作為北方的石油城，冬季住宅供暖需要消耗大量的能源。投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、供熱效果好的供熱方式成為必然選擇。由于東營(yíng)地區(qū)地理、地質(zhì)的優(yōu)越性，新建住宅小區(qū)利用地?zé)岷退礋岜眉夹g(shù)供暖成為一種較好的選擇。

1 新建住宅區(qū)配套供暖遇到的問(wèn)題

因新建住宅小區(qū)對(duì)供熱設(shè)計(jì)考慮不足，往往遠(yuǎn)離熱源，配套供暖會(huì)遇到許多問(wèn)題。

（1）附近熱源負(fù)荷滿足，可以接入既有系統(tǒng)。但由于供熱距離遠(yuǎn)，處于管線末端，供熱效果往往不好，而且不是統(tǒng)一規(guī)劃經(jīng)常造成管線鋪設(shè)困難，使成本增加。

（2）附近熱源負(fù)荷不足，無(wú)法接入既有系統(tǒng)。這部分住宅供暖處境尷尬。住宅小區(qū)面積只有達(dá)到一定程度，才有可能新上燃煤鍋爐房，因?yàn)榇笮图泄徨仩t房在供熱效率、污染控制方面都有有利條件。目前東營(yíng)地區(qū)供熱燃煤鍋爐基本配置為40 t鏈條燃煤鍋爐，該型鍋爐供暖能力在35×104～40×104m2。即新建住宅區(qū)面積小于這個(gè)數(shù)值，供暖將會(huì)出現(xiàn)困難。

2 地?zé)岷退礋岜眉夹g(shù)的供熱優(yōu)勢(shì)

東營(yíng)市位于山東省境內(nèi)黃河三角洲中心地帶，東營(yíng)市境內(nèi)具有巨大的油氣資源，也蘊(yùn)藏著豐富的地?zé)豳Y源。2005年，山東省地礦局地礦工程集團(tuán)成功探明了東營(yíng)城區(qū)、孤島和河口三個(gè)大型地?zé)崽铮瑵撛诮?jīng)濟(jì)價(jià)值800×104元以上。這三個(gè)大型地?zé)崽飳儆诘蜏氐責(zé)豳Y源，溫?zé)?熱水型。熱儲(chǔ)溫度50～80℃，埋深1 000～2 000 m。其中，東營(yíng)城區(qū)地?zé)崽锟衫脽崮転?64 MW，面積342 km2；三大地?zé)崽锖侠黹_采，采期均在100年以上。豐富的地?zé)豳Y源為該地區(qū)地?zé)峁┡峁┝司薮蟮谋憷麠l件。

2.1 地?zé)岷退礋岜霉┡嫉厣?，施工方?/p>

采用地?zé)岷退礋岜霉┡恍柙谛^(qū)內(nèi)打1、2口地?zé)峋?，建設(shè)一座200 m2的設(shè)備用房即可。然后將小區(qū)供熱管線接入站內(nèi)。投資少、占地少、施工方便、建設(shè)工期短。

2.2 地?zé)岷退礋岜眉夹g(shù)相結(jié)合供暖合理

東營(yíng)地區(qū)地下水熱儲(chǔ)溫度50～80℃，但礦化度較高不能直接用于供暖，可以采用水-水換熱的方式供暖。但是考慮地下水抽取量，換熱效率，簡(jiǎn)單利用地下水換熱方式供暖存在供暖面積小，熱能浪費(fèi)等問(wèn)題。

2.2.1 單獨(dú)采用地下水換熱運(yùn)行分析

目前東營(yíng)地區(qū)新建住宅絕大部分是節(jié)能建筑，而且地板采暖越來(lái)越多。計(jì)算參數(shù)：住宅熱負(fù)荷45 W/m2；供回水溫度60/50℃；單井地下水抽取量60 m3/h（100 m揚(yáng)程電潛泵平均流量），出水溫度70℃；板式換熱器換熱效率96%。

地下水釋放熱量：1 395.6 kW，由此可計(jì)算二級(jí)網(wǎng)換熱量為：1 395.6×96%=1 339.8 kW，供熱面積2.97×104m2。

此時(shí)地下水換熱后外排溫度50℃。

2.2.2 換熱后尾水采用熱泵提取熱量運(yùn)行分析

熱泵提取地下水熱量后外排溫度一般在40℃左右，可從地下水中提取697.8 kW的熱量。

設(shè)熱泵COP=4，則熱泵提供熱量1 116.5 kW，可計(jì)算出熱泵輸入功率418.7 kW，供熱面積2.48×104m2。即通過(guò)熱泵做少量的功（418.7 kW）就可以獲得較大的熱量（1 116.5 kW），供熱面積增加近一倍。

如果將熱泵外排溫度降低至10～15℃，那么提取的熱量將會(huì)增加2～3倍，供熱效能更加可觀。

因此僅采用地?zé)峁┡遣唤?jīng)濟(jì)的，只有地?zé)岷退礋岜孟嘟Y(jié)合供暖才是最合理、最經(jīng)濟(jì)的。

2.3 采用地?zé)岷退礋岜眉夹g(shù)供熱運(yùn)行費(fèi)用較低

采用地?zé)岷退礋岜眉夹g(shù)供熱主要運(yùn)行費(fèi)用為電費(fèi)、人工費(fèi)、地?zé)豳Y源補(bǔ)償費(fèi)，主要運(yùn)行設(shè)備為電潛泵、循環(huán)泵、清水泵、熱泵。

2.3.1 電費(fèi)

電潛泵：產(chǎn)水60 m3/h，配套電動(dòng)機(jī)功率約45 kW。

循環(huán)泵：供熱面積為2.97×104m2+2.48×104m2=5.45×104m2。

管網(wǎng)流量：5.45×104m2×40 m3/(104m2·h)=218 m3/h，地板采暖住宅通常按照40 m3/(104m2·h)計(jì)算。

配套電動(dòng)機(jī)功率約37 kW。

清水泵：配套電動(dòng)機(jī)功率約18.5 kW。

熱泵:熱泵輸入功率418.7 kW，可選擇2臺(tái)HTHP200-H熱泵，輸入功率208 kW。

按照東營(yíng)地區(qū)近幾年氣溫統(tǒng)計(jì)，供暖初期和供暖末期約40天時(shí)間，住宅熱負(fù)荷只有室內(nèi)平均計(jì)算熱負(fù)荷的60%，即只需要地下水換熱采暖就可以滿足供暖需要。

循環(huán)泵運(yùn)行電量：31 968 kW。

電潛泵運(yùn)行電量：38 880 kW。

運(yùn)行費(fèi)用：42 225元。

其他時(shí)間需要開啟熱泵才能滿足熱負(fù)荷需求。

循環(huán)泵運(yùn)行電量：63 936 kW。

電潛泵運(yùn)行電量：77 760 kW。

清水泵運(yùn)行電量：15 984 kW。

熱泵運(yùn)行電量：718 848 kW。

運(yùn)行費(fèi)用：52.241×104元。

2.3.2 人工費(fèi)

這樣規(guī)模的地?zé)嵴具\(yùn)行人員需要4人（4班3倒），年度人工費(fèi)為12×104元。

2.3.3 地?zé)豳Y源補(bǔ)償費(fèi)

按照東營(yíng)市國(guó)土資源局規(guī)定，地下水溫度≥60℃按1.00元/m3征收地?zé)豳Y源補(bǔ)償費(fèi)。

地下水取水量：17.28×104m3。

地?zé)豳Y源補(bǔ)償費(fèi)：17.28×104元。

2.3.4 折舊費(fèi)及其他費(fèi)用

設(shè)備折舊費(fèi)及維修費(fèi)、材料費(fèi)約22×104元?？傔\(yùn)行費(fèi)用：107.74萬(wàn)元。運(yùn)行成本：19.77元/m2。

2.3.5 在采暖季與其他供熱方式成本對(duì)比

東營(yíng)地區(qū)燃煤鍋爐房運(yùn)行成本：43元/m2。燃油鍋爐房運(yùn)行成本：48元/m2。

水煤漿鍋爐房運(yùn)行成本：41元/m2。

地?zé)崤c水源熱泵供暖與燃煤鍋爐房運(yùn)行成本對(duì)比一個(gè)采暖季節(jié)約費(fèi)用126.6×104元。

3 投資

采用地?zé)岷退礋岜眉夹g(shù)供熱前期費(fèi)用主要有：

鉆井費(fèi)用：180×104元。

設(shè)備費(fèi)用（包括水泵、換熱器、熱泵）：390×104元。

土建及施工費(fèi)：40×104元。

合計(jì)費(fèi)用：610×104元。

從上節(jié)可知，相比燃煤鍋爐供暖，采用地?zé)岷退礋岜霉┡\(yùn)行費(fèi)用每個(gè)采暖季節(jié)約126.6×104元

工程回收期：4.8年。

4 小結(jié)

（1）統(tǒng)籌考慮合理布局。地?zé)岵膳局沙掷m(xù)發(fā)展的思路，必須按照地方政府有關(guān)政策開采。要統(tǒng)籌考慮合理布局保證該地區(qū)的地下水量平衡。

（2）尾水溫度合理利用。地下水經(jīng)過(guò)熱泵提取熱量后，尾水溫度仍然很高，對(duì)于熱泵來(lái)講，10℃以下的水沒(méi)有進(jìn)一步提取熱能價(jià)值。因此如果尾水溫度高于10℃，應(yīng)該盡可能采用其他技術(shù)提取熱量，進(jìn)一步提高能源利用效率。

（3）東營(yíng)地區(qū)應(yīng)該充分利用地?zé)豳Y源豐富的優(yōu)勢(shì)，對(duì)新建住宅采用地?zé)岷退礋岜媒Y(jié)合的供暖方式，最大限度地節(jié)約能源，減少污染，提高居民的生活質(zhì)量。

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.02.010

2011-01-28）

黃祖剛，1995畢業(yè)于承德石油高等?？茖W(xué)校，工程師，現(xiàn)從事供熱工作，E-mail：xhrlhzg@126.com，地址：勝利石油管理局熱電聯(lián)供中心仙河熱力大隊(duì)，257237。