福興煤礦水源熱泵可研報告

目錄一、前言 1二、工程概況 3三、設(shè)計依據(jù) 4四、冷熱負(fù)荷估算 4五、技術(shù)方案及主要設(shè)備 7六、方案說明 13七經(jīng)濟(jì)性分析 15八問題與建議 20山東省棗莊市嶧城區(qū)福興煤礦水源熱泵工程可行性爭論方案山東省棗莊市嶧城區(qū)福興煤礦水源熱泵工程可行性爭論方案－－10－—、前言我國是能源消耗大國，也是節(jié)約能源潛力格外大的國家。數(shù)據(jù)說明：3.1OECD(經(jīng)濟(jì)合作4.39續(xù)進(jìn)展的考慮，我國已經(jīng)將節(jié)能減排列為經(jīng)濟(jì)進(jìn)展的國策，節(jié)能市場潛力巨大，商機(jī)無限。把握這一歷史性機(jī)遇的投資者必將獲得巨額經(jīng)濟(jì)回報。地源熱泵〔Ground-SourceHeatPumpGSHP〕是利用地球外表淺層地能資源〔地下巖石、土壤、地下水或地表水〕作為冷、熱源進(jìn)展能量轉(zhuǎn)換的供熱制冷空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地能資源的溫度一年四季相對穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，是很好的空調(diào)40～6040%～60%?？梢蕴娲仩t燃燒供熱，沒有排放物及廢棄物，不需要堆放燃料和廢物的場地，以及不用遠(yuǎn)距離輸送熱量，地源熱泵成為真正的環(huán)保型空調(diào)。據(jù)統(tǒng)計，在家用供熱裝置中，地源熱泵所963827%；在美國，20234020％的遞增銷量而處于各種熱泵系統(tǒng)的首位。由于其節(jié)能和環(huán)保的雙重效益，國際上將地源熱215021境。以科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)經(jīng)濟(jì)社會進(jìn)展全局，節(jié)能降耗和污染減排，加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，堅持節(jié)約進(jìn)展、清潔進(jìn)展、安全進(jìn)展，實現(xiàn)可持續(xù)進(jìn)展已經(jīng)成為今后經(jīng)濟(jì)進(jìn)展的根本國策。〔2023～2023“十一五”末，煤炭企業(yè)單位生產(chǎn)總值能耗比202320%。目前，升級加快的歷史階段，節(jié)約能源資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境形勢格外嚴(yán)峻，的關(guān)鍵問題。目前，福興煤礦打算在工業(yè)廣場內(nèi)，利用地源熱泵系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的鍋爐供暖系統(tǒng)。該地源熱泵系統(tǒng)能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵在于是否有穩(wěn)定的熱源。依據(jù)計算，該系統(tǒng)需要供給的熱量為1929kW。福興煤礦廣場內(nèi)井下排水可以作為地源熱泵系統(tǒng)的熱源供給。20℃，9560m3/秒以上，目前的回風(fēng)熱能提取技術(shù)，可以吸取回風(fēng)中的熱能，能夠滿足地源熱泵系統(tǒng)的熱源供給要求。一五”十大節(jié)能工程的相關(guān)條件，享受國家相關(guān)節(jié)能減排的優(yōu)待政策和節(jié)能補(bǔ)足。為進(jìn)一步完善有利于節(jié)能減排的財稅政策，以確?！笆晃濉惫?jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)，國家稅務(wù)總局已經(jīng)實行了一系列措施。依據(jù)最公布的企業(yè)所得稅法，企業(yè)從事符合條件的環(huán)境保護(hù)、節(jié)能節(jié)水工程的所得，可以免征、減征企業(yè)所得稅。企業(yè)購置用于環(huán)境保護(hù)、節(jié)能節(jié)水、安全生產(chǎn)等專用設(shè)備的投資額，可以按肯定比例實行稅額抵免。該工程既有礦井現(xiàn)實的生產(chǎn)需要，又有獲得爭論成果大范圍推廣應(yīng)用的潛力，也有爭取國家優(yōu)待政策的可能。4758/年〔3663/1095/年〕，折二氧12371/2025二、工程概況福興煤礦位于山東省棗莊市嶧城區(qū)古邵鎮(zhèn)境內(nèi)，在棗莊市西南約20k1k199886252023220.70km2，也即福興煤礦北部擴(kuò)大區(qū)。工程名稱：山東省棗莊市嶧城區(qū)福興煤礦水源熱泵工程本方案包括以下內(nèi)容：1、北部擴(kuò)大區(qū)供暖、空調(diào)。工業(yè)場地生產(chǎn)、關(guān)心建筑物的供暖空調(diào)方案。浴室的衛(wèi)生熱水供給。包括浴池及淋浴的熱水方案。井筒防凍方案。2、南部老礦區(qū)〔1〕浴室的衛(wèi)生熱水供給。包括浴池及淋浴的熱水方案。擬承受水源熱泵中心空調(diào)系統(tǒng)供給礦區(qū)建筑供暖、空調(diào)、衛(wèi)生熱水以及井筒防凍的需求。三、設(shè)計依據(jù)1、福興煤礦根底資料2、水源熱泵技術(shù)參數(shù)及相關(guān)配置3、《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)整設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50019-2023〕4、《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-20235、《城市熱力網(wǎng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ34-2023)6、《建筑給水排水設(shè)計手冊》四、冷熱負(fù)荷估算氣象參數(shù)年采暖總天數(shù)： 110d冬季采暖室外計算溫度： -5℃夏季通風(fēng)室外計算溫度： 31℃夏季空氣調(diào)整室外計算溫度： 冬季空氣調(diào)整室外計算溫度：-8℃冬季極端最低溫度平均值：-11℃夏季極端最高溫度：42℃冬季主導(dǎo)風(fēng)向：NW冬季室外平均風(fēng)速：2.9m/s夏季室外平均風(fēng)速：2.4m/s冬季室外計算相對濕度：67％夏季室外計算相對濕度：79％最大凍土深度：0.3m4.2室內(nèi)空氣設(shè)計參數(shù)24～26℃；建筑物室內(nèi)采暖設(shè)計溫度：116～18℃；214～16℃；310～12℃；45～8℃；520～22℃；熱冷負(fù)荷工業(yè)廣場建筑采暖空調(diào)負(fù)荷14120m2，工業(yè)廣場建筑供暖總熱負(fù)荷為1133k13140m1276k工業(yè)廣場建筑供暖及供冷負(fù)荷估算表 4-1建筑名稱面積單位面積總熱單位面積(m2)熱負(fù)荷負(fù)荷冷負(fù)荷(W/m2)(kW)(W/m2)135KV20801.61202.43472機(jī)修車間6305031.5100633材料庫80907.210084904通風(fēng)機(jī)房50100512061445棧橋及煤倉980100986副井絞車房3008024120367主井絞車房4008032120488辦公樓4500803601004509聯(lián)合建筑30008024010030010職工食堂70080561208411單身宿舍3400802728027212門衛(wèi)室6010061207.213合計1412011331276序號序號供暖熱負(fù)荷冷負(fù)荷總冷負(fù)荷(kW)備注〔1〕浴室熱負(fù)荷計算100m310所需供熱負(fù)荷為：Q=10×(42-5)×1.163=430KW300KW井筒防凍熱負(fù)荷Q=60×1.281×1.01×(2+11)=1009kW總熱、冷負(fù)荷采暖熱負(fù)荷為：1133kw；洗浴熱負(fù)荷為：430kw；kW；冷負(fù)荷為：1276kW。五、技術(shù)方案及主要設(shè)備主要設(shè)備選型熱泵機(jī)組：HE600L552HE600L1HE600L2HE600L2HE600L對洗澡水加熱，夏季可以供給完全免費的生活熱水。1HE600L于供給熱水可滿足要求。HE400L熱水，夏季可以進(jìn)展冷量回收，作為機(jī)房周邊辦公樓空調(diào)的冷源。供給完全免費的冷氣。南部老礦區(qū)的改造依據(jù)已有狀況下一階段作進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計。本次設(shè)計主要針對，北部擴(kuò)大區(qū)建工業(yè)場地的水源熱泵工程進(jìn)展具體設(shè)計。HE600L熱泵根本技術(shù)參數(shù) 表5-1熱泵機(jī)組型號熱泵機(jī)組型號HE600L名義制熱量601.2KW水源流量66.4m3/h循環(huán)水流量103.4m3/h名義耗電功率〔制熱〕137.80KW掌握系統(tǒng)人工智能漢顯掌握器名義工況40～50℃外形尺寸〔長×寬×高〕3.5×1.4×2.0m重量4300機(jī)房主要設(shè)備機(jī)房主要設(shè)備 表5-2序號名稱型號單位數(shù)量作用備注01水源熱泵機(jī)組HE600L臺5夏季空調(diào)冷源冬季空調(diào)熱源7~12℃冷媒：R22制取生活熱水40~50℃02空調(diào)冷熱循環(huán)泵KHB125-315臺430冬季使用四臺夏季使用兩臺03生活熱水熱媒水循環(huán)泵KHB125-315臺204生活熱水供水泵KHB100-250臺205板式換熱器600kW臺306全程水處理儀RS-250N臺107定壓補(bǔ)水IS50-32-200臺10809軟化水全程水處理器ZDSSF-20SYS-300B1.0JZ/D套臺1110氫氣定壓罐D(zhuǎn)1400H=3200套111除砂器RS-250X個112過濾器DN300個1生活熱水熱媒循環(huán)動力生活熱水熱媒循環(huán)動力一用一備定速泵生活熱水循環(huán)動力一用一備變頻掌握去除水源水中的水垢、水銹及其他雜質(zhì)去除水源中的砂粒和雜質(zhì)13熱水水箱5000×5000×2023個1機(jī)房總風(fēng)光積約：300機(jī)房設(shè)備總耗電功率820kW。水源熱泵機(jī)房平面布置圖熱源〔水源〕系統(tǒng)需水量確實定冬季最冷時，采暖、生活熱水共52572kW4.0熱量為：Q=Q×(1-1/COP)=2572×(1-1/4)=1929kwz s其中:Q——冬季需要吸取的熱量，kWzQkWsCOP4.010165m3/h180m3/h。熱源〔水源〕確實定熱源承受“礦井排水+生活污水+礦井回風(fēng)熱回收系統(tǒng)”依據(jù)福興礦初步設(shè)計資料，考慮到礦井生產(chǎn)過程中礦井排水的特點，50m3/h30m3/h水源熱泵的熱源。礦井排水+生活污水換熱量計算：Q=1.163×Qpr

×10=1.163×80×10=930kWp其中:Q——排水換熱量，kWprQ——礦井排水量，m3/hp1.163——換算系數(shù)10 10℃溫差礦井回風(fēng)溫度根本不受室外氣溫影響并且全年都比較恒定，福興礦開采水平為-550m，估量回風(fēng)溫度冬季在20℃左右。福興礦通風(fēng)風(fēng)量為60m3/s1895%，提取熱量后的回風(fēng)溫度為9100%，則可以從回風(fēng)中提取的熱量為：Q=(h1-h2)×pv=(49.21-27)×60×1.281=19.93×60×1.281h=1707kW1895%時的焓，kj/kg；9100%時的焓，kj/kg；p：回風(fēng)平均空氣密度，kg/m3;v：回風(fēng)量，m3/s。4.2.2Q=Q+QZ pr

=930+1707=2637kW通過以上計算看出，礦井排水+生活污水+礦井回風(fēng)總換熱量大于水源熱泵機(jī)組所需換熱量，所以“礦井排水+生活污水+礦井回風(fēng)熱回收系統(tǒng)”可以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。六、方案說明方案特點水源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)是一種高效節(jié)能的環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)。具有以下特點：水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行沒有任何污染，沒有燃燒，沒有排煙也沒有廢棄物，不需要堆放燃料及廢物的場地。運(yùn)行本錢低。水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費比其它常規(guī)供暖、制冷1kw4.6kw的熱能〔冷能。一機(jī)多用。一套設(shè)備既解決供暖、又解決制冷及生活熱水，設(shè)備及工程簡潔。機(jī)房占地面積小。礦井回風(fēng)熱能提取裝置，兼有凈化回風(fēng)流粉塵，降低通風(fēng)機(jī)噪音等功能，具有巨大的環(huán)境效益。符合當(dāng)前國家節(jié)能減排的政策。供暖及空調(diào)水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)為一般建筑采溫存空調(diào)是一項成熟技術(shù)設(shè)備承受風(fēng)機(jī)盤管。45～50℃的熱7～12℃的冷水。浴室的衛(wèi)生熱水10機(jī)組首先加熱蓄水箱中的水，浴室浴池及淋浴噴頭的熱水由水箱供給，蓄水箱中的水承受循環(huán)加熱方式以保證穩(wěn)定的水溫，一般保證42℃左右。對于已經(jīng)放入浴池中的水，為保證水溫，承受循環(huán)泵抽取池中水經(jīng)過慮到換熱器中換熱加溫后再送入原池中。七、經(jīng)濟(jì)性分析方案一〕與傳統(tǒng)“燃煤鍋爐+分體空〔方案二〕從投資和運(yùn)行費用兩方面進(jìn)展比較。工程總投資估算表方案一總投資序號項目造價〔萬元〕備注序號項目造價〔萬元〕備注熱泵機(jī)組210附屬設(shè)備501機(jī)房設(shè)備機(jī)房設(shè)備安裝70機(jī)房土建20200m2,750/m22末端設(shè)備(風(fēng)機(jī)盤管)11280/建筑平米3井口加熱設(shè)備204供暖空調(diào)、熱水外主干管線60包括保溫、防腐、土石方5水源取水和換熱1506合計6927南部老礦區(qū)洗浴改造1508工程投資總計842方案二總投資方案二工程總投資估算表 表7-2序號序號項目造價〔萬元〕備注燃煤鍋爐68附屬設(shè)備301機(jī)房設(shè)備機(jī)房設(shè)備安裝30機(jī)房土建452末端設(shè)備(暖氣片)5680/建筑平米3井口加熱設(shè)備64熱水外主干管線及保溫、輸水管線60包括保溫、防腐、土石方5分體空調(diào)1005000米，200/建筑平米合計395運(yùn)行費用估算：方案一運(yùn)行費估算85.5〔1〕冬季運(yùn)行費用：1冬季供熱的有關(guān)負(fù)荷參數(shù)：供暖期：110天 熱負(fù)荷：1133KW運(yùn)行時數(shù)：12h/d負(fù)荷率：0.72系統(tǒng)耗電113÷×111×0.261723KWh3電價按當(dāng)?shù)厣虡I(yè)電價0.8則全年運(yùn)行費用為：261723×0.8＝20.94夏季運(yùn)行費用：1夏季制冷的有關(guān)負(fù)荷參數(shù)：供冷期：120天 冷負(fù)荷為：1276KW運(yùn)行時數(shù)：10h/d負(fù)荷率：0.72系統(tǒng)耗電:127÷×121×0.267960KW3電價按當(dāng)?shù)厣虡I(yè)電價0.8則全年運(yùn)行費用為：267960KW×0.8/kwh＝21.44生活熱水加熱費用：10元〔機(jī)組冷凝熱回收制取〕2冬季及過渡季 負(fù)荷

KW供熱天數(shù)270日運(yùn)行小時數(shù)10h/d負(fù)荷率：0.6系統(tǒng)耗電:430÷4.5×270×10×0.6＝154800KW0.8則運(yùn)行費用為：154800KW×0.8/kwh＝12.38井筒保溫運(yùn)行費用：1冬季供熱的有關(guān)負(fù)荷參數(shù)：供暖期：110天 熱負(fù)荷：1009KW運(yùn)行時數(shù)：8h/d 負(fù)荷率：0.62系統(tǒng)耗電100÷×110.＝133188KWh3電價按當(dāng)?shù)厣虡I(yè)電價0.820%估算?！?0.94+21.44+12.38+10.6〕×1.2=78.5萬元方案一運(yùn)行費估算208.81運(yùn)行費用計算 表7-3耗煤量計算運(yùn)行時間(d)負(fù)荷率冬季采暖及井筒防凍23.4t/d1100.85夏季及過度季浴室熱水合計7.8t/d2700.7方案一燃煤鍋爐+分體空調(diào)負(fù)荷(kw)運(yùn)行時間(h)負(fù)荷率費用(萬元)電冬季采暖井筒防凍夏季空調(diào)浴室熱水7030方案一燃煤鍋爐+分體空調(diào)負(fù)荷(kw)運(yùn)行時間(h)負(fù)荷率費用(萬元)電冬季采暖井筒防凍夏季空調(diào)浴室熱水7030110×24=2640120×10270×10=27000.68.872000.815.360.53.24熱水泵、循環(huán)泵等費合計耗煤1037.47費用(萬元)109.4(218873.71(1475183.11總計220.58投資及運(yùn)行費用比較7-4山東省棗莊市嶧城區(qū)福興煤礦水源熱泵工程可行性爭論方案挨次一基建投資挨次一基建投資方案一燃煤鍋爐+分體空調(diào)費用(萬元)1主要設(shè)備鍋爐分體空調(diào)機(jī)36+32=685000m2×200/m2=100水源機(jī)2配套設(shè)備303室外管網(wǎng)604機(jī)房土建45200m2，7505設(shè)備安裝306末端設(shè)備暖氣片56風(fēng)機(jī)盤7井口末端設(shè)備68水源取水及換熱合計395南部老礦二運(yùn)行費用1電費(0.8/kWh)37