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1、污水源与地源技术供热制冷节能改造项目可行性研究报告污水源与地源技术供热制冷节能改造项目可行性研究报告目录摘 要5第 1 章 前 言61.1 项目背景61.2 项目介绍71.2.1 项目位置81.2.2 项目技术方案81.2.3 项目实施进度81.2.4 项目投资91.3 项目法人介绍91.4 项目建设目标10第2章 技术方案与节能及经济环境分析112.1 地源热泵技术应用的可行性研究112.1.1 地源热泵介绍112.1.2 土壤热物性132.1.3 地源热泵系统利用条件142.2 污水源热泵技术应用的可行性研究142.2.1 污水源热泵介绍142.2.2 污水源热泵项目实施的有利条件152.
2、3 设计参数152.3.1 室外设计参数：152.3.2 空调系统室内设计计算参数：172.3.3公共建筑主要房间设计新风量182.3.4 主要房间换气次数：192.4 地源热泵项目设计流程 (以四号能源中心为例)192.4.1工程概况202.4.2既有系统的实测能耗232.4.3 建筑物的预测负荷与预测能耗282.4.4 设备选择和地埋管换热器的热平衡分析302.4.5项目设计方案和建设费用322.4.6转换系数和收费标准332.4.7每年能源费用和节省费用352.4.8 环境分析362.5 污水源热泵项目设计流程382.5.1 建筑物描述382.5.2 既有系统的实测能耗392.5.3 系
3、统设计预测能耗402.5.4 设备选型412.5.5初投资计算422.5.6 年运行费用及节能量计算432.5.7 环境影响44第3章 改造系统概况443.1 地源热泵系统443.1.1 既有系统概况443.1.2 既有系统实测能耗概况463.1.3 方案设计概况473.1.4 能耗、经济和环境分析概况493.2污水源热泵563.3 项目总节能量60第4章 节能措施与管理614.1 建筑维护结构的节能措施614.2 运行管理的监考策略614.3 地源热泵系统的过载保护措施62第 5 章 结 论63致 谢64参考文献65概 述XX市XX市x公司成立于2010年，是具有独立法人资格的有限责任公司，
4、注册资本金3000万元。公司现有高级专业技术专家 5人，工程师及具有国家注册咨询工程师执业资格的17人；助理工程师及相应职称的专业人员 6人；此外，还聘请不同科研机构的部分专家教授及地方企业的节能专家作为公司专业支持人员。公司的短期目标是在XX市应用可再生能源系统（例如地源热泵系统和污水源热泵系统）以提高能源效率和解决能源需求问题，其长期目标是在XX市不断地使用可再生能源为更多的客户服务。 为了实现这些目标，公司需向欧行贷款1300万欧元，这些钱主要用于当前改造项目的花费，包括购买设备，工程安装及土建等，20年内还清该债务。公司的整体目标是满足要求能源供应市场，并在服务数量上保持稳定增长，以此
5、维持公司数十年。前期工作提高了公司的声誉，并指出了公司被很多人推荐和选择是因为其卓越的质量和服务。 市场研究显示，XX市的能源需求增加了经济的发展和生活水平的提高，这也就增加了既有建筑改造的潜力空间，XX市联能科技有限公司将致力于这块市场的开发。 第 1 章 前 言1.1 项目背景XX市位于山东半岛中部，地跨北纬3541 3726，东经1181012001，东邻青岛、烟台市，西接淄博、东营市，南连临沂市，北濒渤海莱洲湾。辖A区、B区、C区、D区，E、F、G、H、I、J市（县级），K、L县。总面积25544平方公里,总人口226万。据2010年XX市市过敏经济和社会发展统计公报显示，2010年X
6、X市市生产总值（GDP）完成3990.9亿元，按可比价格比上年增长了13.3%；其中第一产业增加值390.5亿元，增长4.3%；第二产业增加值1590.3亿元，增长13.2%；第三产业增加值1740.1亿元，增长16.0%。一、二、三产业分别拉动GDP增长0.4、7.7、5.2个百分点。按常住人口计算，人均GDP达到34950元，约折合5172美元，比上年增长12、1%。三次产业结构调整为10.69:55.66:33.65。XX市有四季气候,炎热和潮湿的夏天,寒冷而干燥的冬天。日平均温度范围从1月份的-2.9C到7月的26.2C，年平均为12.49C。因此，该地区有大量的冷热需求。山东省地方标
7、准居住建筑节能设计标准条文解释中提到，住宅空调耗能量一般为建筑耗能量的15%左右，如果考虑到生活热水等其他供热负荷，则XX市地区居住建筑全年供热能耗要比空调能耗多出3-4倍还要多。通过现场调研与实地数据采集，所有项目建筑由集中供热站供热，由冷水机组或是空气源热泵制冷。通过现场调研，发现了这些项目建筑既有冷热源的一些严重问题：(1) 城市集中供热热源不足 近几年，XX市市发展很快，城市建设规模也逐年增大，目前XX市的城市集中供热管网的基础建设较差，不能满足全部建筑面积的供暖需求，因此目前XX市市存在较大的供热缺口，亟需寻找合适的低品位热源来满足居住及公共建筑的冬季供暖需求。(2) 空气源热泵冬季
8、供暖效率低 目前一些既有项目使用空气源热泵提供供热和制冷。空气源热泵在冬季寒冷条件下使用存在结霜除霜的问题，系统运行效率较低，在极端气候条件下效率甚至低于1.5。(3) 夏季空调系统热污染严重 小型燃煤锅炉消耗大量的一次能源，效率低，对环境污染比较严重，需要进行节能改造。(4) 冷水机组引起的问题计划改造的项目中公共建筑多采用空气源模块式冷水机组或水冷式冷水机组。与地源热泵相比，风冷热泵与冷水机组的能耗均大于地源热泵的能耗，而且水冷冷水机组必须配冷却塔，占用楼顶面积，且不美观。对于开式冷却循环水系统，由于冷却水吸收热量后，与空气接触，CO2逸入空气中，水中溶解氧和浊度增加，造成冷却循环水系统有
9、4大问题：腐蚀、结垢、菌藻滋生及污泥。如果不对水质进行处理将严重损坏制冷设备，大幅度降低热交换效率，造成能源的浪费。此外，冷水机组和风冷机组还将会加剧城市热岛效应。基于既有系统存在的上述问题，有必要对既有系统进行改造，以进一步提高其能源效率。地源热泵系统和污水源热泵系统作为有利的替代能源，分别利用浅层地热能和污水作为冷热源实现冬季供热、夏季空调。XX市当地政府积极响应国家节能减排政策，提出了利用尽可能多的可再生能源为建筑物供暖和空调，来替代原有的低水平的能源形式。本次改造项目面积为1616.56平方千米，包括政府办公楼、会议中心、办公建筑、公寓、商场、学校等。1.2 项目介绍1.2.1 项目位
10、置 本次能源系统改造项目位于A区，能源中心有13个（如图1.1所示），其中地源热泵12个，污水源热泵项目一个。该区域市政配套服务设施齐全，通讯、交通、十分方便，是XX市市居住规划建设的重点整改地段。XX市市区地层以粘性土和砂土为主（50至100米左右），其下基岩以中新代火山岩、沉积岩为主。粘土体全年温度相对变化稳定，一般为14.516.5。同时，XX市市地下水温度为1616.5，含有巨大的地热潜能。1.2.2 项目技术方案 本项目利用地源热泵和污水源热泵供暖空调，其中污水源热泵项目承担632.47 km2的冬季供暖面积，夏季252 km2的空调面积，地源热泵系统承担7632.09 km2的供暖
11、空调面积。欧行贷款主要用于购买地源热泵系统及设备，以替代原来的锅炉。1.2.3 项目实施进度项目拟分步实施。本项目建设期为3年，计划于2014年5月份进行该区域内既有建筑改造，同时进行现有管网改造设计和管网敷设；2014年完成部分既有建筑节能和分户供热计量改造并投入使用；2015年4月启动热水管网改造和换热站改造，同时进行热泵系统建设；2015年11月份部分投入供热；预计2016年4月份全部完成，11月正式投入生产。能源管理合同正与业主协商中，将在系统改造前签订，其合同草本见附录1-1至附录1-3。1.2.4 项目投资本项目计划总投资2.522亿元，其中地源热泵项目总投资19118万元，向欧行
12、贷款1300万欧元，其余的由XX市XX市x公司自筹；污水源热泵项目总投资为6102万元，不申请欧行贷款，全部由该公司自筹。1.3 项目法人介绍XX市XX市x公司成立于2010年，是具有独立法人资格的有限责任公司，注册资本金3000万元。该公司以先进的技术、工艺和服务质量及管理在能源应用与节能服务上享有很高的声誉。公司自成立以来发展飞速，2012年的销售总额为431万，2013年由签订的合同可知销售总额将为1228万元。该公司承担以下业务：1. 城市集中供热项目设计2. 地源热泵、污水源热泵及水源热泵的供热空调项目3. 节能产品的研制和推广等。公司现有高级专业技术专家 5人，其中聘请中科院院士1
13、人及中科院能源所博士1人作技术指导；工程师及具有国家注册咨询工程师执业资格的17人；助理工程师及相应职称的专业人员 6人；此外，还聘请了中科院、青岛理工、XX市市节能检查中心等院校、科研机构的部分专家教授及地方企业的节能专家作为公司专业支持人员。1.4 项目建设目标本项目改造的主要目标是解决XX市地区的供暖能源问题，如果可再生能源利用以解决住宅的供热问题，将大大降低传统的能源消耗。因此，能源改造，主要是冬季的供热问题，将提高系统的稳定性，增加系统的效率，减少CO2的排放量。结合实际情况，冷/热系统的设计是基于既有建筑冷热源及建筑冷热负荷的基础上的。该项目能耗严格执行国家居住建筑节能65%的节能
14、设计标准，积极推动可再生能源在建筑领域中的应用，有效降低建筑能耗，贯彻国家可再生能源法。地源热泵系统和污水源热泵系统COP不低于3.0。本项目将节省14954.15吨标煤，CO2, SO2, NOX 和灰尘的减排量分别为37280.70吨、112.16吨、 56.83吨 和101.69吨。.第2章 技术方案与经济节能环境分析2.1 地源热泵技术应用的可行性研究2.1.1 地源热泵介绍地热能是作为热能存储在地表下的一种能源形式（VDI4640,2000)。它是在几乎每个地方都可用并且依赖于特定的地质热力特性，它可以以多种方式应用，例如发电和区域供热。截止到2009年底，安装浅层地源热泵全世界的数
15、量达到了大约294万，在欧洲2011年超过了100万。地热能能够代替常规能源，并因此作为了的一种能源选择以减少环境污染特别是温室气体。Saner et al. (2010）给出了用地源热泵系统去提供给一个普通欧洲独户住房比常规的燃油锅炉节省了35%二氧化碳排放量。地热能系统在市场上被认为是一种最有效的供热制冷系统。美国环境保护机构把地热称为最有效的能源，并且它是环保清洁、经济的空调系统可用能源。因此，在大多数像XX市的大城市，低焓的地源热泵系统是有主要的优势。地源热泵系统具有如下特点：（1）节能、运行费用低 较深的地层中在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度，远高于冬季的室外温度，又低于夏季的室外温度。地源热泵可克服空气源热泵负荷需求越高，效率越低的技术障碍，显著提高效率。高效率意味着消耗一次能源少，运行费用少。（2）环保、洁净 地源热泵系统的运行没有燃烧，没有排烟，大大降低了城镇的大气污染；据调研，由于需输入的少量的电能维持热泵运转，地源热泵由此产生的
