王 勇 毅

(北京正德森科技有限公司，北京 100071)

1 項(xiàng)目概況

此項(xiàng)目位于北京市大興區(qū)團(tuán)河地區(qū)，夏季供冷和冬季供暖，總建筑面積為86 592.8 m2，建筑高度約32 m，地源熱泵機(jī)房位于2號(hào)樓地下1層。此次僅對(duì)地源熱泵冬季圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷和與此同樣范圍內(nèi)的燃?xì)忮仩t圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較及節(jié)能分析。

2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷估算及主要用電設(shè)備選型

2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷估算

圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷=建筑面積×熱指標(biāo)；

則：86 592.8 m2×70 W/m2=6 061 496 W≈6 061 kW。

2.2 機(jī)房主要設(shè)備選型

2.2.1地源熱泵機(jī)房主要設(shè)備選型

根據(jù)建筑面積和建筑高度及圖紙對(duì)機(jī)房主要設(shè)備估算如下:

地源熱泵機(jī)組制冷量:2 064.8 kW,制冷輸入功率:338.6 kW；冷凍水進(jìn)出水溫度：12 ℃/7 ℃；冷卻水進(jìn)出水溫度：25 ℃/30 ℃；制熱量:2 057.5 kW，制熱輸入功率:440.3 kW；熱水進(jìn)出水溫度：40 ℃/45 ℃；冷凍水進(jìn)出水溫度：10 ℃/5 ℃；共計(jì)3臺(tái)；

用戶側(cè)循環(huán)泵：流量：430 m3/h，揚(yáng)程：45 m,功率：75 kW，共計(jì)4臺(tái)，三用一備；

地源側(cè)循環(huán)泵：流量：500 m3/h，揚(yáng)程：32 m,功率：75 kW，共計(jì)4臺(tái)，三用一備；

用戶側(cè)定壓補(bǔ)水泵：流量：8 m3/h,揚(yáng)程：45 m,功率：2.2 kW，一用一備；

地源側(cè)定壓補(bǔ)水泵：流量：8 m3/h,揚(yáng)程：28 m,功率：1.5 kW，一用一備。

2.2.2燃?xì)忮仩t機(jī)房主要設(shè)備選型

根據(jù)建筑面積和建筑高度及圖紙對(duì)機(jī)房主要設(shè)備估算如下

燃?xì)忮仩t額定熱功率：2.1 MW，耗電功率6.5 kW，管程額定出回水溫度：65 ℃/55 ℃，天然氣耗量：243 Nm3/h，共計(jì)3臺(tái)；

二次循環(huán)泵流量：430 m3/h,揚(yáng)程：45 m，功率：75 kW，三用一備；

一次循環(huán)泵流量：400 m3/h,揚(yáng)程：20 m，功率：75 kW，三用一備；

二次循環(huán)側(cè)定壓補(bǔ)水泵：流量：8 m3/h,揚(yáng)程：45 m，功率：2.2 kW，一用一備；

一次循環(huán)側(cè)定壓補(bǔ)水泵：流量：8 m3/h,揚(yáng)程：20 m，功率：1.5 kW，一用一備。

2.3 機(jī)房主要設(shè)備運(yùn)行時(shí)用電功率計(jì)算

1)地源熱泵機(jī)房主要用電功率計(jì)算如下：

機(jī)房?jī)?nèi)主要設(shè)備運(yùn)行時(shí)用電功率=運(yùn)行時(shí)主機(jī)電功率+運(yùn)行時(shí)用戶側(cè)循環(huán)泵電功率+運(yùn)行時(shí)地源側(cè)循環(huán)泵電功率+運(yùn)行時(shí)用戶側(cè)定壓補(bǔ)水泵電功率+運(yùn)行時(shí)地源側(cè)定壓補(bǔ)水泵電功率；

冬季運(yùn)行時(shí)用電功率計(jì)算：440.3 kW×3臺(tái)+75 kW×3臺(tái)+75 kW×3臺(tái)+2.2 kW×1臺(tái)+1.5 kW×1臺(tái)=1 774.6 kW；

則冬季運(yùn)行時(shí)最大用電功率約為：1 774.6 kW。

2)燃?xì)忮仩t機(jī)房主要用電功率計(jì)算如下：

機(jī)房?jī)?nèi)主要設(shè)備運(yùn)行時(shí)用電功率=運(yùn)行時(shí)主機(jī)電功率+運(yùn)行時(shí)一次循環(huán)泵電功率+運(yùn)行時(shí)二次循環(huán)泵電功率+運(yùn)行時(shí)二次循環(huán)側(cè)定壓補(bǔ)水泵電功率+運(yùn)行時(shí)一次循環(huán)側(cè)定壓補(bǔ)水泵電功率；

冬季運(yùn)行時(shí)用電功率計(jì)算：6.5 kW×3臺(tái)+75 kW×3臺(tái)+75 kW×3臺(tái)+2.2 kW×1臺(tái)+1.5 kW×1臺(tái)=473.2 kW；

則冬季運(yùn)行時(shí)最大用電功率約為：473.2 kW。

3 機(jī)房?jī)?nèi)主要用電設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用

3.1 地源熱泵系統(tǒng)冬季供暖期運(yùn)行費(fèi)用

冬季供暖期運(yùn)行時(shí)用電功率約為：1 774.6 kW；

冬季供暖期每天運(yùn)行時(shí)間：24 h；

冬季供暖期天數(shù)：120 d；

電價(jià)：1.2元/度；

冬季供暖期運(yùn)行費(fèi)用=冬季供暖期最大用電功率×冬季供暖期每天運(yùn)行時(shí)間×冬季供暖期天數(shù)；則：

1 774.6 kW×24 h×120 d×1.2元=6 133 017.6元≈613萬(wàn)元。

3.2 燃?xì)忮仩t系統(tǒng)冬季供暖期運(yùn)行費(fèi)用

冬季供暖期運(yùn)行時(shí)用電功率約為：473.2 kW；

冬季供暖期每天運(yùn)行時(shí)間：24 h；

冬季供暖期天數(shù)：120 d；

電價(jià)：1.2元/度；天然氣單價(jià)：2.9元/Nm3；

冬季供暖期每小時(shí)天然氣用量=單臺(tái)燃?xì)忮仩t房天然氣耗量×臺(tái)數(shù);

則：243 Nm3/h×3臺(tái)=729 Nm3/h。

冬季供暖期運(yùn)行費(fèi)用=冬季供暖期用電功率×冬季供暖期每天運(yùn)行時(shí)間×冬季供暖期天數(shù)×電價(jià)+每小時(shí)天然氣用氣量×冬季供暖期每天運(yùn)行時(shí)間×冬季供暖期天數(shù)×天然氣單價(jià)；則：

473.2 kW×24 h×120 d×1.2元+729 Nm3/h×24 h×120 d×2.9元=1 635 379.2+6 088 608=7 723 987.2元≈772萬(wàn)元。

3.3 冬季供暖期地源熱泵運(yùn)行費(fèi)用與燃?xì)忮仩t運(yùn)行費(fèi)用比較

每年冬季供暖期可節(jié)約費(fèi)用=每年冬季供暖期燃?xì)忮仩t運(yùn)行費(fèi)用-每年冬季供暖期地源熱泵運(yùn)行費(fèi)用。

則每年冬季供暖期可節(jié)約費(fèi)用：772萬(wàn)元-613萬(wàn)元=159萬(wàn)元。

3.4 環(huán)保效益

每個(gè)冬季供暖期可節(jié)約電量=每個(gè)冬季供暖期可節(jié)約電費(fèi)÷電價(jià)。

則每個(gè)冬季供暖期可節(jié)約電量=159萬(wàn)元÷1.2元/度=132.5萬(wàn)度。

1 t標(biāo)煤可發(fā)電0.3萬(wàn)度電，每燃燒1 t標(biāo)煤，同時(shí)大氣中排放二氧化碳2.62 t，二氧化硫8.5 kg，氮氧化物7.4 kg。

每個(gè)冬季供暖期可節(jié)約的標(biāo)煤量=每個(gè)冬季供暖期可節(jié)約的電量÷1 t標(biāo)煤可發(fā)電量。

則每個(gè)冬季供暖期可節(jié)約的標(biāo)煤量=132.5萬(wàn)度÷0.3萬(wàn)度≈442 t。

每個(gè)冬季供暖期可減少排放二氧化碳量=每個(gè)冬季供暖期可節(jié)約的標(biāo)煤量×每燃燒1 t標(biāo)煤二氧化碳排放量。

則每個(gè)冬季供暖期可減少排放二氧化碳量=442 t×2.62 t≈1 158 t。

每個(gè)冬季供暖期可減少排放二氧化硫量=每個(gè)冬季供暖期可節(jié)約的標(biāo)煤量×每燃燒1 t標(biāo)煤二氧化硫排放量。

則每個(gè)冬季供暖期可減少排放二氧化硫量=442 t×8.5 kg=3 757 kg≈3.8 t。

每個(gè)冬季供暖期可減少排放氮氧化物量=每個(gè)冬季供暖期可節(jié)約的標(biāo)煤量×每燃燒1 t標(biāo)煤氮氧化物排放量。

則每個(gè)冬季供暖期可減少排放氮氧化物量=442 t×7.4 kg=3 315 kg≈3.3 t。

4 結(jié)語(yǔ)

1)每年冬季供暖期可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用159萬(wàn)元；

2)每年冬季供暖期可節(jié)約標(biāo)煤量442 t；

3)每年冬季供暖期可減少二氧化碳排放量1 158 t；

4)每年冬季供暖期可減少二氧化硫排放量3.8 t；

5)每年冬季供暖期可減少氮氧化物排放量3.3 t；

6)地源熱泵不僅運(yùn)行經(jīng)濟(jì)而且實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。