污水源热泵工程在山西的应用情况.ppt
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1、污水源热泵工程在山西的应用情况,太原市建筑设计研究院 申达孝,各位领导、各位专家、各位从事建筑节能工作的同事和朋友:大家好!,很高兴能有这样一个机会,能同全国及山西省可再生能源的专家以及来自各地的学者和从事节能减排工作的同事共同学习和探讨有关建筑节能,特别是如何在建筑节能中推广和使用可再生能源的问题。 近几年来,我们国家通过和颁布了中华人民共和国可再生能源法特别是二OO八年四月一日开始实施的中华人民共和国节约能源法使得节能减排的工作有了法律依据。伴随着能源法的大力贯彻,我国的节能服务产业有了空前的发展。其主要表现在遍布全国的EMCA组织,同全世界接轨,节能减排已成为一种新型的产业正逐渐发展壮大
2、,其必将对我国从事节能减排服务工作,有效地开展利用可再生能源起到巨大的推动作用。,一、山西实施污水源热泵采暖空调的背景,在我国,暖通空调能耗巨大,随着人民生活水平的提高,建筑能耗将持续增加,因此,利用可再生清洁能源的空调供暖方式,对实现能源和环境的协调发展具有重大意义. 众所周知,山西是能源大省,煤炭资源占全国之首,是重要的煤炭化工基地。山西共有设市城市22个,县城84个,县城以外建制镇478个,2008年山西省设市城市和县城供热面积发展到26278万平方米,集中供热普及率为54.8,其中住宅20356.1万平方米,占77.5。集中供热总热量达到40020万GJ,根据有关方面估算,2008年山
3、西省建筑总能耗达2981万吨标煤,占全省能源消耗总量的24.2。按城乡总建筑面积(12424893万平方米)计算,单位建筑面积能耗为23.88kg/m2标准煤。,从地图上看,山西就象一个婴儿一样,依偎在母亲河黄河的怀抱之中,但山西很少能直接从黄河水中受益,多年来山西从黄河中提水每年平均1.2亿立方米,最多不过2亿立方米,而宁夏每年饮黄河水66亿立方米,山东每年饮黄河水达100亿立方米,山西这个黄河母亲怀抱中的婴儿总是喝不到水。山西是一个水资源极为贫乏的内陆省份,根据1993年国家计委批准的万家寨引黄工程最后批准方案,山西将每年引黄河水12亿立方米,这样将从根本上缓解山西的缺水问题,山西全省水资
4、源总量为123079亿立方米,人均水资源量为263立方米,仅为全国人均水资源量(2186立方米)的16.7。,近十多年来由于人为过度超量开采地下水以及采煤等多种因素山西境内的多处盆地已形成漏斗状。有上百条河流干涸断流,因此,在山西完全依靠水源热泵以地下水为低位热源的思路是不能完全满足可再生能源发展的需要的。对于一个人均水资源拥有量只有全国人均水资源拥有量16.7的省份来说,把每一滴有限的水资源用到最大潜力,把水资源的潜能挖尽才能做到物尽其用,采用一向被视为废物而白白排走的城市污水作为水源热泵的低位热源,则可很好的解决这一问题,没有绝对的垃圾,只有放错位置的资源,基于山西的特殊缺水背景,从200
5、6年开始,作为“十二五”重点推广的污水源热泵技术在山西快速起步。,二、山西污水源热泵的示范工程,对于水资源十分贫乏的山西来讲,充分发挥有限的水资源,特别是把城市污水作为可再生能源来开发有着十分重大的节能意义。山西是在全国率先应用推广污水源热泵的省份之一。 2006年1月1日中华人民共和国可再生能源法正式实施,2006年4月26日山西省第一例污水源热泵工程在太原市实施示范工程,本示范工程的概况如下:山西省国瑞大厦为水源热泵工程示范项目包括二十九层高层住宅,产权交易市场及附属办公用房、商务综合楼,是目前全国单体面积实施污水源热泵工程最大的项目之一。建筑物位于太原市平阳路与八一街交叉路口东北角,最大
6、的特点是路边有一条通往污水处理厂的污水管道,污水的流量充沛、稳定,取水点离建筑物30米,取水条件优越。,项目第一期工程是二十二层的国瑞大厦(山西省产权交易市场及附属办公用房),位于项目地块东南侧,框剪结构,总建筑面积31338平方米,建筑高度87.4米,地上二十二层,地下室二层为公共建筑,建筑物的空调热负荷为1860.2kw,空调冷负荷为2325.2kw。 二期工程为高层住宅楼,总建筑面积66945平方米,地上二十九层,地下二层,建筑为商住楼,住宅面积58754平方米,首层商场2607平方米,建筑热负荷为2976.4kw,建筑冷负荷为3733.8kw。 两期工程都采用污水源热泵采暖空调系统,采
7、用3台热泵机组,单台热泵机组的制冷量为1560kw,制热量为1560kw。,采用污水源热泵工程的最大难点是要把原生污水实行连续稳定的流动作热交换而又不能堵塞系统的设备和管路,要把污水中的杂物再次冲回污水管网,真正实现连续换热而又不堵塞的热交换过程,本示范工程通过防阻机的技术完成了这一难题,污水机房设在地下室二层,标高为-8.7米,建筑物室内外高差1.2米,城市污水主干管为22米的方涵,取水点埋在马路下-7.7米处,处于满流有压状态,本方涵高峰时流量7300m3/h,平均流量5000 m3/h,低峰时4000m3/h,污水温度平均16-18度,最低13度,最高21度。考虑到扩展规划为实施23万平
8、方米的供热面积,本设计引水能力为2300 m3/h。目前本工程实际供暖面积13万平方米,冬季污水最大流量仅910 m3/h,夏季污水最大流量为1110 m3/h。,三、山西实施污水源热泵示范工程的经济分析,1、示范项目投资项目的总预算 本示范项目为办公楼31338平方米,高层住宅楼66945平方米,不包括土地购置费,未考虑税金及不可预见费,本工程总投资预算为2.516亿人民币。,2、示范工程增量成本的概算,单位:万元,3、采用集中供热平米造价的预算,结论:,国瑞范大厦原生态污水热泵示范工程单位面积的增量成本为119-6455元/m2,总计增量费用172.36万元。高层住宅原生态污水源热泵示范工
9、程的单位面积增量成本为118-6454元/m2,总计增量费用361.50万元。一、二期工程的总计增量成本应为533.86万元。,4、污水源热泵示范工程的运行费用,我们曾作了3个方案进行运行费用的比较。方案1:以污水作为冷热源的热泵工程方案主机COP35.5方案2:公建部分,以及高层住宅,溴化锂机组燃气锅炉方案3:电制冷机组燃气锅炉房,三种方案的运行费用比较如下:,采用方案一:住宅部分 16.9元/m2,年运行费99.29万元/年底层商铺 22.5元/m2,年运行费5.87万元/年采用方案二:住宅部分 55.9元/m2,年运行费328.43万元/年底层商铺 77元/m2, 年运行费70.07万元
10、/年采用方案三:住宅部分 35.4元/m2,年运行费207.99万元/年底层商铺 49.1元/m2,年运行费12.8万元/年,如果加上办公楼进行比较方案一的年运行费用为175.67万元方案二的年运行费用为589.81万元方案三的年运行费用为374.66万元可见方案一运行费用最为经济,方案二的运行费用为方案一的3.36倍,方案三的运行费用为方案一的2.1倍。,从以上分析结论为:污水源热泵的运行费用最低,最经济。那么,从目前运行费用的情况究竟如何呢?目前运行费用为冬季采暖3.5元/m2/月,基本上与预算接近。,5、山西污水源热泵示范工程的环境效益,采用污水源热泵工程的节煤量,按深圳建筑科学研究院的
11、计算一年可节约标煤287T/a。其产生的环境效益是巨大的,一年可减排CO2、SO2、NOx等717.5吨,烟尘8.68吨,煤渣数百吨。,6、山西污水源热泵示范工程的权威评估:,山西国瑞大厦污水源热泵示范工程是目前山西唯一得到国家级验收合格的可再生能源示范工程,并且取得了国家财政部、国家建设部发放的有关资金补贴800余万元。2009年12月4日,国家财政部、住宅和城乡建设部对山西国瑞大厦污水源热泵工程组织了专家验收,验收结论为该项目由于周边无集中供热管线,因此以充分利用可再生能源尽量减少常规燃烧矿物燃料产生的废物对大气的环境污染为原则,采用城市原生态污水源热泵冷、热、生活热水三联供技术,并为该项
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