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关于用地埋管地源热泵解决军部部分 建筑物供暖、供冷问题的可行性分析报告
一、方案提出
按照71521部队整体建筑规划布局，现需要解决机关营区分队宿舍楼、拟建门诊部、幼儿园、士官家属楼等建筑面积共43000平方米的采暖、制冷及生活热水使用问题。考虑到发展，本次计划预留30%的负荷余量备用，故按55000平方米建筑面积考虑空调系统总负荷。根据营房处前期的调查研究、比较分析，我们提出建设节能减排、绿色环保的“地埋管地源热泵中央空调系统”对上述建筑进行供暖、供冷，同时提供生活热水。
二、项目选择分析
我们分析了军部周边的能源种类、新乡市的能源环境状况，提出了可以满足使用要求的以下八种系统建设方案可能，并从系统造价、运行费用、使用寿命、系统可靠性、建设可能性等多个方面进行了比对分析。
1、燃煤锅炉供暖+单冷中央空调供冷（缺点：污染、煤价上涨、煤源缺乏、锅炉审批困难、运行费用越来越高；优点：造价较低，比地源热泵低15%）
2、集中供热供暖+单冷中央空调供冷（缺点：新乡市集中供热3-5年内辐射不到军部，运行费用高、含开口费造价不低；优点：成熟可靠）
3、燃气溴化锂冷暖中央空调（缺点：气源不足、造价偏高、运行费用高；优点：成熟可靠）
4、燃气锅炉供暖+单冷中央空调供冷（不可用，运行费用太高）
5、电锅炉供暖+单冷中央空调供冷（不可用，运行费用太高）
6、风冷热泵中央空调（优点：投资较低；运行费用适中；缺点：技术不成熟，天气越冷效果越差、运行费用越高，当室外气温低于零下5度无法运行）
7、地下水地源热泵中央空调（打井，使用地下水。优点：投资适中，效果可靠，运行费用较低；缺点：地下水使用量太大，43000平方米每天需要8000吨以上的地下水，政策风险大，需要交水资源费，需要水利局审批，系统使用寿命短约2-6年，系统维护费用高，100%回灌问题无法解决，容易影响建筑物的地基沉降安全，需要有打井的位臵）
8、地埋管地源热泵中央空调（打孔埋管，不用水。优点：节能减排、绿色环保，技术成熟，投资适中，效果可靠，运行费用低，不用地下水，系统使用寿命长达50年，几乎没有维护费用，不需交水资源费，没有任何安全隐患，国家大力提倡推广；缺点：大众认知度较低，需要科学设计、精心施工，设计监理人员不多，施工需要技术指导和严格把关）
以上系统均可同时实现生活热水供应。其中，燃气溴化锂空调系统、地埋管或地下水热泵系统生活热水产出成本较低。通过论证、分析，我们建议首选建设地埋管地源热泵中央空调系统。
三、本工程地埋管系统与地下水地系统的详细比较与分析
地下水地源热泵和地埋管地源热泵都称为“地源热泵空调系统”，原理都一样。主要区别是地下换热器结构不同，导致效果、风险、寿命、维护费用不同。鉴于现阶段地下水系统使用较多，地埋管使用较少，我们就军部该项目使用这两种系统进行了详细地技术、经济分析。
（一）节能原理
地源热泵系统是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。按能量来源介质分为：地下水、地埋管、地表水三种形式。
节能工作原理：在电制冷压缩机主机的基础上，增加了一套地温能取能装臵。也就是利用外界环境和地温介质之间的温差（以地温为例，冬天的温差为：外界0--5℃，地温为15--18℃；夏天的温差为：外界为25--35℃，地温为15--18℃），换热器从地下提取热量或冷量，补充到主机系统，主机系统通过压缩机、冷凝器、蒸发器等，将提取的能量转化到用户系统的密闭系统中，从而节约了大量的电能。并且没有任何污染排放，达到了节能减排的效果。
（二）该项目55000平方米建筑物投资估算比较
1、主机及机房系统造价：地下水及地埋管基本一致，约--万元{含主机设备、室外管网、机房水泵、水处理设备、定压装臵、管道阀门、集分水器、控制系统、配电柜设备、保温材料、安装施工等} 其中地埋管系统因为不需要大规模的水处理装臵，造价还会再低--万元左右。
2、室外地下换热器系统造价：
详细造价需要进行负荷计算、现场勘查、精心设计才能确定，但该估算误差不应超过10%。
从以上分析可以看出，地埋管系统总造价为-万元；地下水系统造价为-万元，地下水系统比地埋管系统总造价低出12%（造价均不含设计、全程技术服务及监理费用约70万元）。
（三）运行费用比较
不考虑地下水的水资源费、运行维护费用等，地埋管和地下水系统运行费用基本相当（地埋管系统只需要电费）。按照调查的成功工程运行费用推算，55000平方米满负荷运行，每年冬季运行费用约15元/平方米，夏季约9元/平方米，全年为24元/平方米。而如果采用集中供热供暖，每年冬季仅供暖费用就需33元/平方米，节能效果十分明显。
（四）施工场地比较：综合考虑井间距、孔间距、井间连接、孔间连接等问题，地下水系统室外占地约为地埋管占地的2分之1。我军地埋管系统约需楼房建筑以外场地（如绿化地带、硬化地面、道路、运动场、院落等下面均可施工）8000-9000平方米
（五）地下水系统与地埋管系统比较存在的缺点：
1、地下水系统设计必须保证水井持续出水量需求及长期可靠回灌，如无可靠的回灌，不仅造成水资源的浪费，同时地下水大量开采还会引起的地面沉降、地裂缝、地面塌陷等地质问题，且回灌堵塞问题时有发生，可能被政府重视而导致加收水资源费甚至取缔。而地埋管是国际上都大力提倡的，节能、环保、无污染，没有任何风险。
2、抽水泵功耗过高是目前地下水系统运行存在的普遍问题，以我军55000平方米负荷为例，地下水换热器需要每年地下提升水电力20万元，需要上交水资源费30万元，需要维护维修费用20万元。而地埋管不需要任何费用。
3、使用寿命：地下水系统为2-6年，而地埋管系统为50年。
四、使用地埋管系统的效益分析
根据我们调查的河南省精神病院的地埋管地源热泵项目运行效果和了解的河北省建设厅等项目运行效果分析，其社会效益和经济效益十分显著，真正是节能、减排、绿色、环保的空调技术。
能源管理师对河南省精神病院的地埋管地源热泵项目运行结果分析如下： 系统从2010.11.20投入使用到2011.3.16止，116天共消耗总电量80.5万度，折合电费57.96万元。与去年同期相比，节约了2100吨取暖煤。按冬季煤价680元/吨计算，折合煤款143万元；节约锅炉房冬季供暖水电费15万元，节约锅炉房人工工费、维修费、软化水处理费8万元。一个冬季为医院节约经费108万元（143+15+8-58=108）。供暖费用为每平米14.15元，与去年同期我院同面积取暖经费比较，节约率为65%；是城市热力管网办公取暖费每平米28元（实际应该是33元）的50.5%。
综合效益
1.为单位节支：每年冬季为医院节约经费108万元 2.为国家节能：每年冬季为国家节能1534吨混煤。折合标准煤1095吨。
3．为社会减排：每年冬季为社会减少CO2排放量4602吨；减少SO2排放量46.02吨。
据了解，该院正在申请节能减排政府的费用补助，准备建成河南省地源热泵技术推广示范基地。
以此可以预估，我军地源热泵系统项目建成投运后也可产生巨大的经济效益和社会效益。
五、结论
通过以上分析，我处建议：使用地埋管地源热泵中央空调系统解决我军部分建筑的供冷、供暖和生活热水问题。
六、项目实施步骤及需要注意的问题
（一）步骤：
1、与真正有实际设计经验的设计方签订设计和技术服务合同。首先需要进行楼房整体负荷需求计算，根据楼房结构、当地的实际气温、负荷的使用性质（每天的使用时间、是办公还是住宅等）计算出实际负荷需求量，不应该靠经验估值；其次需对施工场地地下岩土体进行热物性试验，计算出需要打孔的数量；现场勘查，提出具体方案；设计出具体的施工图和工程量清单。大约需要60天。
2、招标，或以议价的方式确定有经验的施工单位，签订施工合同书。如果条件具备，施工工期大约需要3-4个月。
（二）需要注意的问题
1、必须有真正懂得地埋管技术的专业人员进行施工技术服务和施工质量把关，大多监理公司不具备技术监理能力。
2、方案设计必须科学合理。
请首长批示
营房处 2011-5-25
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