生态新城可再生能源利用项目技术及商务方案.doc

xx市xx新城可再生能源利用系统商务技术方案X x 市 x x生 态 新 城可再生能源利用项目技术及商务方案目录第1章 项目工程简介11.1 项目概况11.2 新余市能源情况11.2.1 电力政策11.2.2 自来水价格11.3 设计参数的确定11.3.1 新余市气候条件11.3.2 室外设计参数11.3.3 室内设计参数11.3.4 空调负荷11.4 设计依据1第2章 水源热泵空调系统简介12.1 水源热泵简介12.1.1 热泵的基本概念12.1.2 热泵的优点12.1.3 热泵基本分类12.1.4 水源热泵工作原理12.1.5 水源热泵系统的特点12.1.6 地表水水源热泵的发展现状12.2 本案水源热泵系统运行工况12.2.1 夏季空调工况12.2.2 冬季供热工况1第3章 河水源热泵工程技术方案13.1 水源热泵系统原理13.2 能源站选址以及取回水口布置13.3 水源水取回水13.3.1 水源水流量计算13.3.2 取水方案的形式13.4 水源水处理措施13.4.1 水处理工艺13.4.2 水源水三级过滤处理13.4.3 胶球清洗装置1第4章 河水源热泵系统经济分析14.1 水源热泵系统投资估算14.1.1 水源热泵系统投资估算范围及内容14.1.2 投资估算结果14.2 水源热泵系统运行费用分析14.2.1 系统运行电费14.2.2 人员经费14.2.3 日常维护费14.2.4 折旧费14.2.5 年运行费用分析1第5章 供冷供热多方案比较15.1 多联机空调系统15.2 风冷热泵空调系统15.3 传统冷水机组+电锅炉15.4 水源热泵系统15.5 结论1第6章 综合效益分析16.1 节能效益分析16.2 环境影响分析16.3 市场需求分析16.4 项目推广前景分析1第7章 结论与建议17.1 结论17.2 建议17.3 建筑节能工作三要素1第8章 合同能源管理18.1 合同能源管理简介18.2 操作流程18.3 需办理手续1IIxx市xx新城可再生能源利用系统商务技术方案第1章 项目工程简介1.1 项目概况袁河生态新城坐落在江西省新余市，位于老城区东侧袁河两岸，西至新欣大道，东至规划经十八路，北至浙赣铁路，南至规划纬十五路，规划面积约1185.6平方公里，见图1-1。图1-1 袁河生态新城用地规划图区内江河环绕，为建设可再生能源供能系统创造了有利的自然条件。现规划采用河水源热泵系统实现袁河生态新城的非住宅建筑的夏季供冷，冬季供热。表1-1 袁河生态新城业态分布统计表如表1-1所示，总供能建筑面积约461650m2。1.2 新余市能源情况1.2.1 电力政策根据江西省发改委处得知的资料，江西省新余市电价如表1-2所示：39表1-2 江西省销售电价表单位：元/千瓦时用电分类电度电价基本电价不满1千伏1-10千伏35-110千伏以下110千伏220千伏及以上最大需量变压器容量(元/千瓦月)(元/千伏安月)一、居民生活用电0.60 0.60 0.60 二、非居民照明及商业用电1.0584 1.0434 1.0284 三、非工业、普通工业用电0.8164 0.8014 0.7864 其中：中、小化肥用电0.5864 0.5714 0.5564 四、大工业用电0.6754 0.6604 0.6454 0.6354 42 28 其中电炉铁合金、电解烧碱、合成氨、电炉钙镁磷肥、电炉黄磷生产用电0.6394 0.6244 0.6094 0.5994 42 28 电石生产用电0.6294 0.6144 0.5994 0.5894 42 28 中小化肥生产用电0.4624 0.4474 0.4324 0.4224 36 24 五、农业生产用电0.7634 0.7484 0.7334 其中农业排灌用电0.6534 0.6534 0.6534 贫困县农业排灌用电0.4534 0.4384 0.4234 1.2.2 自来水价格新余市生活用水价格如下表所示：表1-3 新余市生活用水价格表1.3 设计参数的确定1.3.1 新余市气候条件新余市是中国工业名城，位于江西省中部偏西，地处东经1142911524，北纬27332805之间。新余地处亚热带季风气候区，属亚热带季风性湿润气候类型，全年光照充足，雨量充沛，四季分明。年降水量在15001900毫米之间，多集中在春夏两季，历年平均蒸发量1319毫米，平均相对湿度为82%。由当地统计年份资料了解，新余年均气温为17.2，1月最冷，月平均气温5,7月最热，月平均气温为29，年温差为24。极端最高气温达40.1，极端最低气温为8.6。由于全球温室效应，近几年新余市气温在逐渐升高，根据气象局提供的资料，七月份为最热月，平均温度为28，最高温度为39；1月份温度最低，平均温度为5，最低温度为-4。根据新余市气象台站所测典型气象年逐时温度资料，最热月、最冷月温度变化图如下所示：图1-2 新余市最热月干球温度变化曲线图图1-3 新余市最冷月干球温度变化曲线图1.3.2 室外设计参数据现行技术规范、结合新余市多年平均气候资料，室外主要设计参数确定如下：夏季空调计算干球温度35.3夏季空调计算湿球温度27.8冬季空调计算干球温度-2冬季空调计算相对湿度82%1.3.3 室内设计参数据现行技术规范，结合新余市实际情况，确定建筑室内主要设计参数确定如下：表1-4 室内设计参数建筑类型夏季冬季温度（）相对湿度（%）温度（）相对湿度（%）公建242665161830住宅2628601820301.3.4 空调负荷在不同类型建筑或同一建筑中，空调器的运行时间不同，设计时以同时使用系数表示。根据实用供热空调设计手册第二版中所提供的资料，影响同时使用系数的主要因素有：建筑类型；供冷站的规划数量及位置选取；各类建筑的使用特点；气候特点、生活习惯、经济条件等人为因素有关。并且设计手册中还给出了某些类型建筑区域的同时使用系数。见表1-5。表1-5不同类型建筑同时使用系数表区域名称同时使用系数备注大学校园0.490.55教室、实验室、图书馆、行政办公室、体育馆、宿舍等商务区0.70.8商业中心、办公类建筑、文化建筑、酒店、医院综合区0.650.7上述几类主要建筑及功能同时具有袁河生态建筑群多样性，有行政办公、商业等建筑，属于商务区范畴，所以本方案在叠加计算各类建筑逐时总负荷时，为了经济合理配置制冷主机，应考虑空调同时使用系数问题。本项目建筑类型为商务区，同时使用系数理论值是0.70.8。结合相关的区域供能的设计、施工和运营的经验，同时考虑到供能的可靠性。经研究，本项目实际运行的空调冷热峰值负荷考虑0.7的同时使用系数。实践证明，空调系统冷热源所提供的冷热量在大多数情况下，都小于设计冷、热负荷。美国暖通制冷学会有关标准显示，不管是夏季制冷，还是冬季制热，空调冷、热源只有17的时间在最大负荷下运行，39 、33、11的时间分别在75 、50 、25的负荷下运行。因此考虑空调装机容量时，还应考虑单栋建筑各房间之间的同时使用系数，及供能期内一天内的日负荷变化。综合计算考虑，单栋建筑各房间之间的同时使用系数取值为0.8。空调负荷计算见表1-6。表1-6 空调负荷分析表同时使用系数1：各地块楼栋之间的同时使用系数；同时使用系数2：单栋楼各房间之间的同时使用系数；由上表可知，本项目总设计冷负荷为31023kW，总设计热负荷为20682kW。1.4 设计依据1、建设单位提供的相关资料2、采暖通风与空气调节设计规范GB50019-20033、建筑设计防火规范GB50016- 2006 4、公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）5、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准（JGJ 134-2010）6、地源热泵系统工程技术规范GB 50366-20097、实用供热空调设计手册第二版8、全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力9、民用建筑隔声设计规范GBJ118-8810、城市区域环境噪声标准GB3096-93第2章 水源热泵空调系统简介2.1 水源热泵简介2.1.1 热泵的基本概念热泵是以消耗一部分低品位能源（机械能、电能或高温热能）为补偿，使热能从低温热源向高温热源传递的装置。其实质是借助降低一定量的功的品位，提供品位较低而数量更多的能量。由于热泵能将低温热能转换为高温热能，提高能源的有效利用率，因此是回收低温余热、利用环境介质（地下水、地表水、土壤和室外空气等）中储存的能量的重要途径。2.1.2 热泵的优点在自然界和工业生产中，存在大量的低温位热源，储藏于空气、土壤、水等介质中，以及废气、废水等工业介质中，利用热泵可以回收这些低温位热量，产生的高温位的热量来供应生产和生活的应用。热泵从这些热源吸收的热量属于可再生的能源，而且拥有较高的能量利用率。表2-1 不同热量提供方式的能量利用率能量提供方式燃油锅炉燃气锅炉电锅炉热泵性能系数0.850.900.800.900.950.993.5另外，热泵的应用可以带来良好的环境效益，在提高能源利用率的同时，减少对电能的需求，进而为减少温室气体CO2的排放发挥作用。2.1.3 热泵基本分类在实际应用中，根据热泵系统换热设备中进行热量传递的载能介质，可以将热泵设备归纳为四种类型：空气-空气热泵：在这类热泵中，热源和供热的介质都是空气，这是最简单和普通的热泵形式。空气-水热泵：在这类热泵中，热源为空气，供热介质为水。一般冬季按制热循环，可以供热水进行采暖；夏季按制冷循环运行，供冷水用于空调。制热与制冷循环的切换通过换向阀改变热泵工质的流向来实现。 水-空气热泵：在这类热泵中，热源为水，供热（冷）介质为空气。水-水热泵：无论是制热还是制冷运行时，均以水作为介质。一般可用切换热泵工质回路来实现制冷或制热，有时更方便的是用水回路中的多向阀来完成切换。如果水质较好，可允许水源水直接进入蒸发器，在某些特殊场合，为了避免污染，常采用中间换热器来实现水源水与进行过水处理的封闭冷水系统的热交换。2.1.4 水源热泵工作原理水源热泵技术是利用地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。地球表面浅层水源如深度在1000米以内的地下水、地表的河流和湖泊和海洋中，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，而冬季，则从水源中提取能量，由热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。通常水源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。水源热泵机组工作的原理（空调热回收工况）示图如下：图2-1水源热泵机组工作的原理图（带空调热回收工况）水源热泵根据对水源的利用方式的不同，可以分为闭式系统和开式系统两种。闭式系统是指在水侧为一组闭式循环的换热套管，该组套管一般水平或垂直埋于地下或湖水海水中，通过与土壤或海水换热来实现能量转移。（其中埋于土壤中的系统又称土壤源热泵，埋于海水中的系统又称海水源热泵）。开式系统是指从地下抽水或地表抽水后经过换热器直接排放的系统。与锅炉（电、燃料）和空气源热泵的供热系统相比，水源热泵具明显的优势。锅炉供热只能将90%98%的电能或7090%的燃料内能转化为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于水源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为1025，其制冷、制热系数可达3.54.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的5060。2.1.5 水源热泵系统的特点由于水源热泵技术利用地表水作为空调机组的制冷制热的源，所以其具有以下优点：1、可再生能源利用技术水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，而且是一个巨大的动态能量平衡系统，所以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。2、高效节能水源热泵机组可利用的水体温度冬季为10-22，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体为18-35，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以节约用户3040的供热制冷空调的运行费用。3、运行稳定可靠水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。极端工况下有电锅炉作为辅助热源，保证了供暖的可靠性。4、环境效益显著水源热泵的使用电能，电能本身为一种清洁的能源，但在发电时，消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放。所以节能的设备本身的污染就小。设计良好的水源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比，相当于减少30以上，与电供暖相比，相当于减少70以上。水源热泵技术采用的制冷剂，可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代工质。水源热泵机组的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。5、一机多用，应用范围广水源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，水源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求，减少了设备的初投资。水源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，小型的水源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。6、使用方便可根据各区域的实际需要开启关闭空调，各区域的空调使用独立方便，对租售的功能调整，可轻松更换机组，满足大范围负荷的不同需求，轻松配合二次装修与区域分隔，并可根据需要独立电表计费。7、自动运行水源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，使用寿命长可达到30年。当然，像任何事物一样，水源热泵也不是十全十美的，其应用也会受到制约。2.1.6 地表水水源热泵的发展现状20世纪30年代，地表水源热泵系统问世，是地源热泵中最早使用的热泵系统形式之一。20世纪4050年代，瑞士、英国早期使用的热泵装置中大部分是地表水源热泵。20世纪80年代瑞典和前苏联开始大规模应用以地表水、地下水、城市污水和工业废水为低位热源的大型热泵站。截止1987年，瑞典有100座热泵站投入运行，总供热能力达1200MW。近年来，我国也十分重视热泵技术的发展，1997年11月中国科技部和美国能源部签署的中美能源效率及可再生能源合作议定书中专门设有有关地源热泵的发展战略。此后，在2001年颁布的夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准和建设部建筑节能“十五”计划纲要中都明确指出要大力发展和应用热泵技术。2005年11月31日，我国颁布了地源热泵系统工程技术规范（GB50366-2005），并自2006年1月1日起正式实施。2.2 本案水源热泵系统运行工况2.2.1 夏季空调工况水源热泵系统以袁河水作为冷热源，河水夏季水温约2530，由于水源水温度较冷却塔温度低，可使得水源热泵主机效率相应提高，水源水水温每降低1，主机的效率可提升3%，因此水源热泵系统夏季的能效比可达约4.0，远高于传统的冷却塔+冷水机组空调系统。结合水源热泵机组高效、节能、经济的特点，制冷时取水源热泵的能效系数4.0。（1）夏季直供工况夏季直接供冷工况下，空调末端温度设定为7/15，进入热泵系统的水源水温度设定为30/35。工况运行简图如下所示：图2-2夏季直供工况（2）夏季蓄冷工况夏季蓄冷工况下，热泵主机蓄冷供回水温度设定为5/13，进入热泵系统的水源水温度设定为30/35。工况运行简图如下所示：图2-3夏季蓄冷工况2.2.2 冬季供热工况冬季，采用袁河水作为水源热泵机组的热源水，热泵系统采用主机串联方式运行。根据已知水文资料显示，冬季河水温度约为105。（1）冬季供热正常工况冬季正常工况下，河水水利用温度为10/5。直接供热时，空调末端供回水温度为45/37；蓄热时，蓄热供回水温度为48/40。此时热泵系统制热能效系数为3.5。工况运行简图如下所示：图2-4冬季供热正常工况图2-5 冬季蓄热正常工况（2）冬季供热极端工况当水温低于7时为极端工况，需采用乙二醇溶液作为进入主机蒸发器的媒介水（乙二醇水溶液结冻温度为-6）才可以解决供热，水源水侧进出水温度控制在4/1，乙二醇溶液进出主机的温度控制在3/-2。直供时，空调末端供回水温度为45/37；蓄热时，蓄热供回水温度为48/40。此时热泵系统制热能效系数为3.0。工况运行简图如下所示：图2-6冬季供热极端工况图2-7 冬季蓄热极端工况第3章 河水源热泵工程技术方案3.1 水源热泵系统原理本项目采用河水作为热泵机组的冷热源，热泵系统设置一个3000m的蓄能水池，在夜间蓄能，白天释能，可提供3MW冷、热负荷。夏季能源站为项目区内建筑提供冷负荷为31.1MW，冬季可提供热负荷为20.7MW。河水源热泵系统原理图如下图示：图3-1 河水源热泵系统原理图3.2 能源站选址以及取回水口布置建设一个集中式能源站，集中制取冷热水，通过室外空调管网送到各用能建筑。一般区域集中供能的制冷站选址主要有以下几个原则：（1）制冷站宜布置在公共区域或防护绿地，尽量远离居住用房。（2）制冷站宜设置在地下，这样既可节省地上面积，又对地面的整体规划影响较小。（3）制冷站宜设置在每个区域负荷中心位置，便于能源输送系统的设计，减少输送距离，降低管道能量损耗，有利于管网的水力平衡。图3-2 能源站及取回水口示意图如上图所示，综合考虑各方面因素，能源站建在13-01地块，取水口设置在排水口的上游位置。3.3 水源水取回水3.3.1 水源水流量计算一、夏季热泵主机水源水小时流量的计算夏季，热泵装机负荷为31.1MW，热泵机组COP约为5.5。则取冷凝器总的换热量约为：Q=Q(1+1/COP)=31100(1+1/5.5)=36754kW夏季水源水进出水温度为30/35，温差为5。则夏季小时最大需水源水量为：式中：q-水源水小时流量，m3/h； Q-冷凝器总的换热量，kw；t-冷凝器换热温差，。二、冬季热泵主机水源水小时流量的计算（1）冬季正常工况冬季正常工况下，热泵机组串联运行，装机负荷为20.7MW，水源热泵主机COP约为5.0，主机的输入功率可转化为热量送到室内，则取蒸发器总的换热量约为：Q=Q(1-1/COP)=20700(1-1/5.0)=16560kW水源水进出水温度为10/5，温差为5。则冬季正常工况下，小时最大需水源水量为：式中：q-水源水小时流量，m3/h； Q-冷凝器总的换热量，kw；t-冷凝器换热温差，。（2）冬季极端工况冬季极端工况下，热泵机组串联运行，装机负荷为20.7MW，水源热泵主机COP约为4.0，主机的输入功率可转化为热量送到室内，则取蒸发器总的换热量约为：Q=Q(1-1/COP)=20700(1-1/4.0)=15525kW板换一次侧水源水进出水温度为4/1，板换二次侧乙二醇溶液进出温度为-2/3，主机蒸发器侧乙二醇溶液进出温度为3/-2。则冬季极端工况下，小时最大需水源水量为：式中：q-水源水小时流量，m3/h； Q-冷凝器总的换热量，kw；t-冷凝器换热温差，。3.3.2 取水方案的形式方案一：打井渗透取水（1）取水原理：该方案不是直接取用河水，而是通过围堰钻井取用河水，相当于经过一次过滤，水中杂质较少。主要由围堰、河水取水广口井、河水取水潜水泵、以及其他辅助装置组成。如附图所示，在近河岸设置围堰,在围堰内钻一广口井，河水则通过渗透渗入广口井内，空调水源水受河上水位的影响较小，河水也可以通过一次沙滤的过程，提高了河水的水质，再通过河水取水潜水泵将广口井中的河水送至能源站。原理图见下图：图3-3 打井渗透取水方式优点：a、水处理简单，无需砂滤，节约投资。缺点：a、地下资料不详细，岩石裂缝不好找。b、需进行地质勘探，对地质数据进行分析。方案二：设置岸边取水头（1）取水原理：该方案将能源站建在浅水岸边，整个机房放在地平面以下，取水头放在河水较深的位置。取水头部内设格栅及旋转滤网，其中格栅采用膨胀螺栓进行固定。共设两套旋转滤网，一用一备，本项目采用内流式旋转滤网，其优点为格网工作面积得到充分利用，可增大设计水量，滤网上未冲净的杂质不会进入吸水井内，被截留的杂质在网外，容易清除及检查。同时取水头部设闸板，调节流量。最低设计水位按97%保证率水位，以历史最低水位校核。采用侧面进水，进水孔下缘距河底0.6m，进水孔上缘距离97%保证率水位0.52m。图3-4 岸边取水方式优点：a、水温条件较好，取水点温度稳定。 b、取水管道较短，节约管网方面的投资。 c、有成熟的取水经验。缺点：a、在河水深处建立取水头部及取水管道较困难。b、取水泵的效率较低。方案三：岸边设栈道至深水处（十米深左右）取水（1）取水原理：图3-5 岸边设栈道取水方式优点：a、水温条件较好，取水点温度相对恒定。 b、无河底作业要求，施工方便。 c、欧洲的河水源热泵用此取水方式较多，可借鉴。缺点：a、能源站离工程用地太远，能源损耗太大。b、设栈道取水造价较高。c、影响海岸线美观。方案四：虹吸取水方案（1）取水原理在能源机房内设置水环真空泵，初次运行时调节池内充水至虹吸设计水位，启动水环真空泵，虹吸管在真空泵的作用下获得了虹吸真空压强，形成虹吸取水，将取水头部河水引入调节水池，启动河水取水泵，运行稳定后真空泵停泵。当测得虹吸管压强低于设定值时，再次启动水环真空泵。虹吸管取水量应满足能源机房最大需水量要求。以下为虹吸取水原理图：图3-6 取水头部真空虹吸取水方式虹吸取水条件：a、取水点液面高于需水点；即袁河枯水位需高于调节水池最低水位；b、取水点液面与虹吸最高点高差不得大于7米（吸水时）；c、虹吸管内空气较少；d、水管无破损；e、产生虹吸后取水点不会产生漩涡，满足以上条件后可长时间出水。具体采用哪一种取水方案，要根据项目所在地的地形特点、能源站与袁河的地势差和距离、袁河水流量情况以及详细的经济性分析后确定。3.4 水源水处理措施3.4.1 水处理工艺根据本项目河水的水质特点，制定合理可行的水处理方案，妥善解决堵塞和河水腐蚀问题。如通过采用特殊材料的换热器，以及安装高自动换热器清洁系统，或者采用特殊设计的河水源热泵系统，本方案采采用水源水三级水源处理系统。能够有效解决河水对换热器的腐蚀和堵塞等问题。图3-7 水处理工艺流程图3.4.2 水源水三级过滤处理（1）一级过滤处理：取水口前设置斜板过滤装置（格栅）作为一级处理，有效去除水体中大型颗粒、悬浮物等物体。防止水中的大块漂流杂物进入水泵，阻塞通道或损坏叶轮以及换热管（板）。常采用斜板式机械格栅，一般小于40目。（2）二级过滤处理：为了保障系统的安全运行，加装二级机械旋流除砂器，可以有效去除水中的砂子等颗粒，可有效保护主机等设备的安全稳定运行。（3）三级过滤处理：为了保障系统安全运行，在二级过滤器后，加装三级机械过滤器，过滤等级为80目/英寸。普通的水处理装置（如格栅）处理毛发、短纤、活性微生物胶体时，毛发、短纤、活性微生物胶体容易缠绕在格栅上，不利于反冲洗。采用自动反冲洗功能的机械过滤器，可以有效彻底去除水中的毛发及短纤维，保证系统的连续性。3.4.3 胶球清洗装置图3-8 胶球清洗装置示意图利用胶球清洗装置不断清洁机组换热壁，使得换热壁面时刻保持洁净状态，提高了主机效率。此项技术在南通新城小区污水源热泵三联供项目中成功运行至今。胶球清洗装置主要功能有如下两点：（1）防止产生生物黏泥，避免对管线、设备及换热器的堵塞和结垢，进而导致降低热交换器的传热效率，水头损失增加。（2）防止微生物生长繁殖对换热器及管道的腐蚀。因为生物黏泥在金属表面上的黏附不可能是均匀的，于是黏泥较厚或有黏泥的金属部位则贫氧而成为腐蚀电池阳极，而黏泥较薄或无黏泥的金属部位则氧浓度较高而成为电池的阴极，从而加速金属的腐蚀。第4章 河水源热泵系统经济分析4.1 水源热泵系统投资估算4.1.1 水源热泵系统投资估算范围及内容水源热泵系统工程投资范围及内容如下：（1）取回水投资主要为取水口土建、格栅设备、取回水管网等费用。（2）室外空调管网投资包括聚氨酯直埋保温管、土方开挖、回填，水泥支墩等费用。（3）能源站投资a、站房设备及安装费主要为热泵主机、水泵、站内管网、阀门及配套系统设备及安装。b、水处理费主要包括：胶球清洗装置、反冲洗过滤器、旋流除砂器等。c、自控系统费用主要为冷热量自动计量及收费管理系统及节能监控及自动化控制系统等费用。d、配电系统费用为水源热泵主机及水泵等设备提供动力的配电系统。（4）蓄能水池投资主要包括蓄能水池土建、布水器、保温等。4.1.2 投资估算结果本项目河水源热泵能源站投资费用估算表如下：表4-1 河水源热泵能源站投资估算表根据上面表格分析数据，本项目河水源热泵系统工程总投资9635.05万元（不包括末端），末端管网以及末端投资额约为6000万元，整个空调系统的投资为15635.05万元。4.2 水源热泵系统运行费用分析本项目河水源热泵系统年运行费用主要由如下几部分组成：（1）运行电费；（2）人员经费：人员经费按5万元/（人.年）；（3）日常维护费用：取2%；（4）折旧费：折旧年限为20年。4.2.1 系统运行电费本项目夏季空调冷负荷为31.1MW，冬季空调热负荷为20.7MW。夏季供冷按120天计算，冬季供暖按90天计算，全天平均供能10小时计算。（1）夏季运行费用分析水源热泵系统的夏季综合能效比平均按4.0计算。夏季运行120天，水源热泵系统耗电量为：新余市1-10KV段，普通商业电价为1.0434元/kwh。则，水源热泵系统夏季运行电费为：对于过渡季节供冷和冬季需要供冷的区域，由于不用开启或很少开启主机，只有泵耗，所以不用考虑这部分的费用。（2）冬季运行费用分析水源热泵系统的冬季综合平均能效比按3.2计算。冬季运行90天，水源热泵系统耗电量为：新余市1-10KV段，普通商业电价为1.0434元/kwh。则，水源热泵系统冬季运行电费为： （3）全年系统运行电费综合夏季和冬季的运行电费，可知水源热泵系统全年运行电费为1581万元。4.2.2 人员经费能源站工作人员为6人，年人员经费为30万。4.2.3 日常维护费日常维护费取总投资的2%，年日常维护费为192.7万元。4.2.4 折旧费水源热泵系统机电设备总投资为3289.5万元，折旧年限为20年。则年折旧费为164.5万元。4.2.5 年运行费用分析表4-2 年运行费用分析表夏季供冷运行费用万元973.5冬季供热运行费用万元607.5人员经费万元30日常维护费万元192.7折旧费万元164.5系统全年运行费用万元1968.2由上表可知，全年总运行费用为1968.2万元。水源热泵系统夏季空调运行时间为120天、每天10小时，总供冷量为37320MWh；冬季空调运行时间为90天、每天10小时，总供热量为18630MWh。则，年总供能量为55950MWh。则综合运行成本为0.352元/kwh。第5章 供冷供热多方案比较5.1 多联机空调系统多联机中央空调系统也被称作变制冷剂流量空调系统，是户用中央空调的一个类型，俗称”一拖多”，指的是一台室外机通过配管连接两台或两台以上室内机，室外侧采用风冷换热形式、室内侧采用直接蒸发换热形式的一次制冷剂空调系统。（1）投资成本估算采用上述空调系统形式，主要投资部分为多联机中央空调系统。投资内容包括：室外机、室内机、工程安装费用等。目前市场上多联机中央空调系统造价约为420元/m2。则多联机中央空调系统总投资额为：461650m2420元/m2=19389.3万元（2）运行成本估算采用上述供冷供热形式，夏季空调运行时间为120天，每天10小时，总供冷量为37320MWh；冬季空调运行时间为90天，每天10小时，总供热量为18630MWh。则年总供能量为55950MWh。采用多联机中央空调系统，夏季综合能效比为3.0，冬季综合能效比为2.5，电网电价取1.0434元/kwh，则，夏季运行费用为1298万元，冬季运行费用为777.5万元。总电费为2075.5万元，则单位能量运行成本为0.37元/kwh。折旧年限取20年，则年折旧费用为854万元，单位折旧成本为0.15元/Kwh；综上，综合运行成本为0.52元/KWh。本方案年供能量为55950MWh，年用电量为19892MWh。5.2 风冷热泵空调系统风冷热泵，是空调行业内区别于风冷冷水机组的一种空调机组。除具备风冷冷水机组制取冷水的功能外，风冷热泵机组还能切换到制热工况制取热水。风冷热泵的基本原理是基于压缩式制冷循环，利用冷媒做为载体，通过风机的强制换热，从大气中吸取热量或者排放热量，以达到制冷或者制热的需求。采用风冷热泵空调系统，（1）投资成本估算采用上述空调系统形式，主要投资部分为风冷热泵空调系统。投资内容包括：风冷热泵机组、循环水泵、管道、室内空调末端及工程安装费用等。 目前风冷热泵空调系统造价约为370元/m2。则461650平米的风冷热泵空调系统总投资额为：461650m2370元/m2=17081万元（2）运行成本估算采用上述供冷供热形式，夏季空调运行时间为120天，每天10小时，总供冷量为37320MWh；冬季空调运行时间为90天，每天10小时，总供热量为18630MWh。则年总供能量为55950MWh。采用风冷热泵空调系统，夏季综合能效比可达3.3，冬季综合能效比为2.8，电网电价取1.0434元/kwh，则夏季运行费用为1180万元，冬季运行费用为694.3万元。总运行电费为1874.3万元，则单位能量运行成本为0.335元/kwh。折旧年限取20年，则年折旧费用为854万元，单位折旧成本为0.153元/Kwh；综上，综合运行成本为0.488元/KWh。本方案年供能量为55950MWh，年用电量为17963MWh。5.3 传统冷水机组+电锅炉夏季采用传统冷水机组制冷，冬季供热采用电锅炉供热。一、成本估算（1）投资成本估算采用上述供冷供热形式，主要投资部分为夏季冷水机组投资，冬季电锅炉投资。投资内容包括：空调末端、室内外空调管网、冷水机房机电设备、冷却塔、电锅炉、工程安装费用等。冷水机组中央空调系统投资单价约为330元/m2，电锅炉投资单价约0.1元/W。则冷水机组中央空调系统总投资额为：461650330元/m2=15234.45万元，20.7MW电锅炉总投资为：20.7MW0.1元/W=207万元，总投资额约为15441.45万元，折合成单位面积投资成本为335元/m2。（2）运行成本估算采用上述供冷供热形式，夏季空调运行时间为120天，每天10小时，总供冷量为37320MWh；冬季空调运行时间为90天，每天10小时，总供热量为18630MWh。则年总供能量为55950MWh。夏季采用冷水机组，综合能效比可达3.8；冬季采用电锅炉，综合能效比为0.97，电网电价取1.0434元/kwh。则夏季运行费用为1025万元，冬季运行费用为2004万元。总运行电费为3029万元，则单位能量运行成本为0.54元/kwh。折旧年限取20年，则年折旧费用为772万元，单位折旧成本为0.14元/Kwh；综上，综合运行成本为0.68元/KWh。本方案年供能量为55950MWh，年用电量为29027MWh。5.4 水源热泵系统由第4章可知：（1）水源热泵系统工程总投资9635.05万元，单位投资为208.7元/。目前市场上，室内空调末端投资单价为130元/m2。则采用水源热泵系统，本供冷供热工程总投资为339元/m2。（2）系统综合运行成本为0.352元/kwh；（3）年总供能量为55950MWh，年用电量为15152MWh。5.5 结论将前三种方案的投资成本、运行成本、环境成本综合汇总与第四种方案进行比较，可得以下结论：表5-1 多方案比较汇总表序号供冷供热系统方案投资成本（元/平米）运行成本（元/KWh）备注1多联机空调系统4200.522风冷热泵空调系统3700.4883传统冷水机组+电锅炉3350.684河水源热泵系统3390.352河水源热泵系统与多联机空调系统相比，年节标煤量为1896吨，年减排CO20.5万吨；与风冷热泵空调系统相比年节标煤量为1124.4吨，年减排CO20.3万吨；与传统冷水机组+电锅炉相比年节标煤量为5550吨，年减排CO21.3万吨。综合分析各供能方案的投资成本、运行成本以及节能环保等方面，本项目在现有条件下，采用河水源热泵系统方案可对该项目做到资源的最有效利用，产生最大的经济效益，对环境的影响也最小，对新余市的节能减排工作作出最大的贡献。第6章 综合效益分析河水源热泵综合利用系统的节能效益分析根据评估的依据和评估的时期分为节能效益的预评估和节能效益的长期监测评估。6.1 节能效益分析本项目采用的河水源热泵系统实施后，最大可节电13875MWh/年，折合成标煤，节约标准煤量5550吨/年。6.2 环境影响分析本项目采用的可再生能源综合系统实施后，将直接减少一次能源的使用量，从而减少烟尘、CO2、SO2等的排放量，实现节约资源，保护环境的目的。该项目CO2减排1.25万吨/年，SO2减排47吨/年，氮氧化物41吨/年。6.3 市场需求分析地表水资源是远有前景，近有实效的可再生能源。它既可作为常规能源的补充，又可改善环境，防止大气污染，是为未来社会发展提供支撑的高品位能源。通过本项目河水源热泵系统工程的建设，将进一步带动发展新余地区相近的应用软件和硬件；研究和开发水源热泵等与建设一体化技术；重点加快该技术的研究、技术开发。在我国，水地源热泵的研究起始于20世纪80年代，最近几年该项技术成了国内建筑节能及暖通空调界热门的研究课题，并开始大量应用于工程实践。1996年至今，在北京、山东、河南、辽宁、河北、江苏、浙江、湖北、上海、西藏等地都有地源热泵工程建成，全国地源热泵系统的应用面积到2004年底已经超过2000万平方米。在2005年之后，中国水源热泵的应用明显加快，由于这项技术已经非常成熟，在中国即将进入大规模推广应用阶段。建设部已经在2005年确定了大连作为大规模推广水源热泵的试点城市。大连市已经确定了500万平米的试点地区并且准备进一步推广。按照每平米280元的投资估算，大连市近期对于水源热泵的投资将会达到14亿元。另外，建设部准备进一步推广水源热泵的使用，按照水源热泵的技术特点，未来在沿海较发达城市（大连、秦皇岛、青岛、烟台等）以及地表水丰富的南方地区，工业余热较大地区都能够得到广泛的应用。根据从公开资料获得的信息，青岛将有150万平米以上的建筑采用水源热泵技术，而其他沿海城市也有类似的投资计划。6.4 项目推广前景分析1、由于水源热泵节能环保的特征，已经在发达国家得到了广泛的应用，其中美国、瑞典、瑞士等国应用最为普遍。中国在1996年之后开始应用这一产品，2005年建设部开始大规模推广，大连市已经确定了500万平米以上的建筑使用海水热泵，总投资估计可以达到12-15亿元。因此技术方面已非常成熟。2、在袁河生态新城的成功实施将会为普及、推广广大民众的节能意识起到很好宣传作用。社会效益十分明显，同时反过来刺激了百姓对节能