基于不同原理热泵的地热梯级利用技术经济分析

发布时间：2021-07-31 07:06

　　以实际工程为背景,结合华北某地的地热探井具有水温高、水量大的特点,建立了以内部收益率为评价指标的算例模型,并基于此对压缩式热泵梯级利用系统和吸收式热泵梯级利用系统开展经济性分析。结果表明,在收费率低于80%时,压缩式热泵梯级利用系统因初投资较小,具有更好的经济性;在收费率高于80%时,吸收式地热梯级利用技术运行成本低的特点得以显现,相较于压缩式地热梯级利用技术具有显著的优势。 

【文章来源】：山东化工. 2020,49(07)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

压缩式热泵地热梯级利用原理图

利用吸收式换热机组的地热梯级利用方法，无需压缩式热泵机组，地热流体首先进入一级板式换热器与发生器循环水进行换热，再进入二级板换与供暖循环水进行换，最后地热尾水进入三级板换与蒸发器循环水进行换热，完成大温差换热过程，系统原理图如图2所示。供暖循环水系统的热量主要由热泵发生器冷却水热量、二级板换直接换热热量、吸收式热泵提取地热尾水的低品位热量等三部分组成。其它各地热水系统、供暖循环系统、定压补水系统、回灌系统与压缩式热泵地热梯级利用技术相同。2 两种技术对比分析

根据实际项目经验估算，当按照新建社区考虑时，收费率情况按照表2所示变化，两种技术路线的内部收益率结果如表3所示。结果表明，由于当地的资源条件好，两种方案的内部收益率均较高，在80%入住率的情况下，分别为18.84%和18.03%。同时，压缩式热泵方案在不同入住率情况下，经济性指标均高于吸收式热泵技术，但随着入住率的提高而逐渐缩小。这主要是因为两种方案均是按照算例的满负荷工况设计测算的，吸收式热泵设备初投资较大，且单机功率较大调节灵活性较差，在低负荷运行时经济性不如初投资低、单机功率低的压缩式热泵梯级利用方案。随着入住率的提高，吸收式热泵梯级利用技术的优势逐渐显现出来。在入住率为80%时，压缩式热泵方案的运行成本为129.76万元/年，高于吸收式热泵方案的86.68万元/年，运行成本成为影响方案经济性的主要因素。如图3所示，在收费率低于80%时，压缩式地热梯级利用技术仅依靠地热流体与供热循环水进行直接换热即可满足算例范围内的热负荷需求。在收费率超过80%时，需要开启压缩式热泵对无法直接换热的地热流体进行梯级利用，因此用电量显著增大。而吸收式换热机组按照负荷增长逐台启动，用电量成梯级变化。在收费率超过80%时，吸收式梯级利用机组满负荷运行，用电成本基本不变，而压缩式热泵系统的电能消耗则随收费率显著增加。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于凝汽器热回收的地热梯级高效利用系统设计和效益分析[J]. 郭啸峰,刘金侠,李瑞霞.  暖通空调. 2017(11)
[2]工业余热热泵及余热网络化利用的研究现状与发展趋势[J]. 王如竹,王丽伟,蔡军,杜帅,胡斌,潘权稳,江龙,徐震原.  制冷学报. 2017(02)
[3]碳钢和低合金钢在河南地区地热水中的腐蚀行为[J]. 周远喆,信石玉,类歆,高文金.  腐蚀与防护. 2015(11)
[4]中国地热资源特点与发展对策[J]. 周总瑛,刘世良,刘金侠.  自然资源学报. 2015(07)
[5]造气循环水腐蚀原因及措施[J]. 杜云旺.  山东化工. 2014(09)
[6]基于Co-ah循环的热电联产集中供热方法[J]. 付林,江亿,张世钢.  清华大学学报(自然科学版). 2008(09)



本文编号：3313010