利用煤矿矿井水的水源热泵系统的经济性分析.doc

利用煤矿矿井水的水源热泵系统的经济性分析 李萌 ?刘传聚 ?陈劲晖 ? 【摘要】：水源热泵技术是一项新兴的节能空调技术,近年来在国内发展迅速。本文介绍了山东某煤矿利用矿井水作水源热泵系统的冷热源,为矿区的建筑物供冷和供暖。本文对照传统的燃煤锅炉加电制冷方案,进行了经济性分析。 【作者单位】： 同济大学机械工程学院 同济大学机械工程学院 同济大学机械工程学院 【关键词】： 水源热泵矿井水节能 【分类号】：TU831【DOI】：CNKI:SUN:JZRK.0.2004-03-013【正文快照】： 水源热泵是利用地球表面浅层水如地热水、地下水、地表水、海水以及湖泊水的低品位热能资源,通过输入少量高品位电能,实现低品位热能向高品位热能的转化装置。由于地表浅层水水温一年四季相对稳定,其波动范围远远小于空气温度,使得水源热泵系统运行稳定可靠,不受外界气候变动 我国热泵发展状况背景以及未来的展望 2008/4/8/11:18 来源：中国建筑科学研究院空调所 ????1.热泵发展的现状 ????近几年来，我国热泵发展很快，主要表现在如下几个方面： ????（1）据统计，1996年我国空调设备（指电动冷热水机组、吸收式冷热水机组、房间空调器以及单元空调机组，但不包括进口机组）的总制冷能力约为2000万kW，其中热泵型机组的制冷能力约占60%。在全部热泵型机组中，电驱动热泵容量约为1070kW，占90%；吸收式热泵容量约为130万kW,占10%。 ????（2）近几年来，我国的吸收式制冷装置发展迅速。据统计，1996年销售的溴化锂吸收式制冷机约3000多台，其中直燃机1115台。 ????（3）热泵在工业中的应用已见端倪，木材、食品（茶和水果）、陶瓷、造纸、印刷、石油和化工等工业生产过程已采用了蒸汽喷射式热泵、吸收式热泵和电驱动热泵。例如，目前大约有400台热泵式木材干燥机正在运行，年处理能力约为200千立方米。??? ????2.热泵发展的背景 ????2.1能源政策 ????我国一次能源年保有总量（不包括生物质能和新能源）为14亿吨标准煤，其中原煤14.6亿吨，原油1.7亿吨，天然气300亿立方米，水电2400亿kWh，核电250kWh，进口石油4～6亿吨，火电电力装机容量2.9～3亿kW（平均每年增加装机容量1500kW）。据1997年统计，我国电厂热效率为32.95%，电厂供热效率为83.68%，能源转换总效率为38.07%。采用热电冷三联供系统或称总能系统（TES——TotalEnergySystem)，燃气热泵（GEHP）后，通过热力学第一定律的热效率分析和热力学第二定律的效用率分析说明：由于利用废热，GEHP的综合利用可达到80%～85%；若通过轴动力传动热泵，利用了低位热能，故综合热效率可达到150%～170%。对于TES方式，实现热电冷三联供后，其综合利用率可达到65%～80%。《中华人民共和国节约能源法》第三十九条将热电冷联产技术列入国家鼓励发展的通用技术，促进了热泵事业的发展。 ????2.2环境保护政策 ????采用热驱动热泵，CO2排放量亦明显降低。通过改善热泵性能，降低工质泄漏与使用新工质，热泵将在环境保护上发挥更大的作用。 2.3建筑节能法 ????实施《民用建筑节能设计标准》后，提高了建筑隔热保温性能，降低了建筑采暖能耗，结果是大幅度地降低了热泵采暖方式的年运行费用，增加了热泵与集中供热采暖方式的竞争能力。 ????2.4城市能源结构的改变 ????大中城市人口集中，能源消耗量大，污染问题最突出，因此，必须实施国家能源政策，改善能源结构，提倡使用清洁优质能源，限制煤炭的使用，这就为热泵的应用创造了条件。 ????2.5能源价格的调整 ????3.热泵技术发展的展望 ????3.1热泵技术的现状 ????所有型式的热泵都有蒸发和冷凝两个温度水平，节流采用膨胀阀或毛细管。只是压力的增加有不同的形式，主要有机械压缩式，热能压缩式、喷射蒸汽压缩式。 ????目前我国热泵发展有三种趋势： ????·风冷热泵型热水机组发展迅速，1996年比1995年增长近二倍。 ????·直燃式溴化锂冷热水机组发展较快，占全部溴化锂吸收式热水机组的56%。 ????·房间空调器比重最大。热泵型窗式、分体式和10kW冷量以下的单元空调机占总冷量的45%。 ????但技术上存在以下几方面的问题： ????·风冷热泵型机组存在体型较大，噪声较高，除霜技术尚不完善等问题。主要应用风冷热泵的地区是长江流域，该地区夏季闷热，冬季湿冷，1月份平均气温0℃～10℃，相对湿度大于75%。因此，要求热泵必须适应0℃以下低温高湿气候环境。 ·吸收式溴化锂制冷机组效率偏低。 ????·房间空调器存在噪声污染、