一、項(xiàng)目背景
在我國(guó)的能源消耗中，建筑物的供熱和制冷所用的能耗占建筑總能耗的30—50%，其中單位面積采暖能耗相當(dāng)于氣候條件相近的發(fā)達(dá)國(guó)家的2—3倍。不僅造成了巨大的能源壓力，也帶來(lái)了諸如廢氣排放、溫室效應(yīng)和酸雨等環(huán)保問(wèn)題。
鐵路系統(tǒng)的采暖、制冷范圍很廣，現(xiàn)在基本沿用傳統(tǒng)的燃煤、燃油、燃?xì)夤┡翱照{(diào)制冷方式。尤其近些年來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的程度不斷加強(qiáng)，越來(lái)越多的大中城市相繼提出取消分散的燃煤鍋爐，強(qiáng)令推行清潔生產(chǎn)方式的供暖措施，給鐵路帶來(lái)了較大的不利影響。鐵路運(yùn)輸企業(yè)大都地處大中城市中心地帶，并且其分工嚴(yán)密，車、機(jī)、工、電、輛、客、貨各成獨(dú)立體系，傳統(tǒng)的供暖方式受到了沖擊。迫使鐵路企業(yè)大量采用燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t和電鍋爐，甚至在鐵路陸續(xù)進(jìn)行的新建、改建工程項(xiàng)目中，燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t和電鍋爐被明確寫(xiě)入設(shè)計(jì)方案中。目前，鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中，有相當(dāng)多在用的燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t和電鍋爐。許多鐵路企業(yè)用在冬季供暖的能源消耗費(fèi)用支出增加了50%—70%，使鐵路運(yùn)輸成本不斷加大。在能源利用效率、環(huán)境污染等方面都造成很大的壓力。因此，鐵路目前迫切需要一種綠色節(jié)能環(huán)保的供暖、制冷方式。
地源熱泵技術(shù)屬清潔、經(jīng)濟(jì)有效的可再生能源利用技術(shù)，環(huán)境效益顯著。由于采用了特殊的能源方式，使它具有高效、節(jié)能，環(huán)保、無(wú)污染，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，控制簡(jiǎn)單，運(yùn)行靈活，節(jié)省占地空間，使用壽命長(zhǎng)，一機(jī)多用等優(yōu)點(diǎn)。其節(jié)能、環(huán)保、應(yīng)用范圍廣、不受地域限制等特點(diǎn)恰恰順應(yīng)了鐵路沿線車站建筑采暖需求。所以在鐵路行業(yè)得到了迅速的應(yīng)用和發(fā)展。
神華包神鐵路公司沿線有12個(gè)站區(qū)及10個(gè)機(jī)房通過(guò)采用地源熱泵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的節(jié)能、環(huán)保的目的。在節(jié)省人員、節(jié)省投資的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)公司投資綜合效應(yīng)最大化。
采用地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)為各站區(qū)和機(jī)房空調(diào)采暖房間提供夏季制冷和冬季供暖及單身公寓全年生活洗澡用熱水。系統(tǒng)形式為：空調(diào)采暖采用地埋管換熱器＋地源熱泵機(jī)組＋末端風(fēng)機(jī)盤管的空調(diào)形式，生活熱水采用地埋管換熱器＋地源熱泵機(jī)組＋獨(dú)立熱水水箱進(jìn)行加熱，加熱方式采用夜間一次性加熱到設(shè)定溫度，全天隨時(shí)使用。
系統(tǒng)形式為在工作取建筑周圍埋設(shè)多個(gè)地埋管換熱器，機(jī)房設(shè)置1臺(tái)空調(diào)用地源熱泵機(jī)組和1臺(tái)洗澡用熱泵機(jī)組，通過(guò)循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)移。末端風(fēng)機(jī)盤管吊裝與室內(nèi)裝修相配合。
例如河西站地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)采暖年運(yùn)行所消耗的電量為230784kwh，折算成標(biāo)準(zhǔn)煤92t。
使用煤鍋爐進(jìn)行采暖年運(yùn)行所消耗的原煤為780t，折算成標(biāo)準(zhǔn)煤為546t。
經(jīng)比較分析河西站采用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)僅冬季采暖一項(xiàng)每年可節(jié)省能源相當(dāng)于454t標(biāo)準(zhǔn)煤。
根據(jù)發(fā)改委公布：煤燃燒1t原煤所排放的SO2為0.014t，煙塵0.011t，固體廢氣物0.3t。
河西站通過(guò)使用地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)，建筑用采暖相對(duì)與使用燃煤鍋爐系統(tǒng)每年可減少燃燒原煤780t，相當(dāng)于減少燃煤所排放的SO2為11t，煙塵為85.8t，固體廢棄物234t。
二、實(shí)施方案
技術(shù)特點(diǎn)
高效節(jié)能：我們常用的地源熱泵是取之距地表面30米以下深度的土壤熱量，這種地?zé)岢从诘厍騼?nèi)部的熱能向上傳遞外，地表淺層也收集了大量太陽(yáng)輻射的熱能，是取之不盡、用之不竭的可再生能源。并且地?zé)釡囟缺容^穩(wěn)定，基本不受季節(jié)變化的影響。在地源熱泵供暖、制冷時(shí)，70%的能量來(lái)源于地?zé)?，相?dāng)于替代了70%的燃料，真正做到了最大程度的高效節(jié)能。
運(yùn)行費(fèi)用低：夏季高溫差的散熱和冬季低溫差的取熱，使得地源熱泵具有很高的換熱效率。其供熱系數(shù)≥3.5，制冷系數(shù)≥5.0。由于相當(dāng)于有70%的能量是不需要化錢的，僅用30%的電能來(lái)搬運(yùn)這些能量。所以供暖時(shí)，運(yùn)行費(fèi)用比其他采暖設(shè)備節(jié)省30—70%左右；制冷時(shí)，運(yùn)行費(fèi)用比常規(guī)空調(diào)節(jié)省50%左右。
應(yīng)用廣泛、安全可靠：地源熱泵對(duì)土壤和地下水的要求，只要達(dá)到10—20℃即可正常運(yùn)行，在全國(guó)大部分地區(qū)都可應(yīng)用。適用于任何大小建筑，及新建、改建工程，也可分期、分批施工。地源熱泵在運(yùn)行中全部為自動(dòng)化控制，一般情況下不需專人值守。機(jī)組壽命長(zhǎng)（20年以上），故障率低，其他附屬設(shè)施少，維修量極小。由于無(wú)儲(chǔ)煤、儲(chǔ)油及天然氣、煤氣的輸送，無(wú)安全隱患。
布置靈活、節(jié)省空間：地源熱泵機(jī)組為定型產(chǎn)品，選型、安裝簡(jiǎn)便。既可集中安裝，也可分散安裝在地下室、樓梯間及走廊吊頂內(nèi)。由于拆除了傳統(tǒng)的暖氣片，使室內(nèi)更加寬敞明亮。另外，沒(méi)有了鍋爐房、煙囪、煤場(chǎng)、渣場(chǎng)及冷卻塔和中央空調(diào)集中占地，節(jié)省了空間和地皮，不但美化了環(huán)境，也可產(chǎn)生附加的經(jīng)濟(jì)效益。
無(wú)任何污染、保護(hù)了環(huán)境：地源熱泵機(jī)組在運(yùn)行中無(wú)任何化學(xué)燃燒反應(yīng)，不排放任何廢氣、廢水、廢渣等污染物。從根本上解決了傳統(tǒng)的供暖、制冷方式所帶來(lái)的溫室效應(yīng)和酸雨等問(wèn)題，保護(hù)了環(huán)境。
三、項(xiàng)目的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益
１、項(xiàng)目完成后對(duì)企業(yè)實(shí)際能源消耗的影響
地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)項(xiàng)目年運(yùn)行費(fèi)用低，節(jié)能效益顯著；大氣污染物及廢渣廢液為“零”排放，是目前最好的環(huán)?？照{(diào)系統(tǒng)，在地處西北荒漠地區(qū)的環(huán)保事業(yè)起到推動(dòng)的作用。通過(guò)此項(xiàng)節(jié)能技術(shù)的實(shí)施，可為我集團(tuán)公司今后鐵路沿線建筑的采暖形式確定了一個(gè)良好的發(fā)展方向，為企業(yè)節(jié)能減排找到出路，使企業(yè)的能源消耗量在短期內(nèi)有顯著的降低。
２、項(xiàng)目完成后企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益
地源熱泵系統(tǒng)屬遠(yuǎn)期效益顯著的項(xiàng)目，能降低我運(yùn)輸公司的日常運(yùn)行成本，減少日常開(kāi)支，改善員工辦公環(huán)境，降低污染給企業(yè)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)，促進(jìn)我公司完成年節(jié)能減排的任務(wù)目標(biāo)。
３、項(xiàng)目完成后對(duì)周圍環(huán)境的影響
采用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)每年減少大氣污染物的排放，針對(duì)于城市大氣狀況改善起到了模范作用，今后大面積推廣后，整個(gè)城市的天空將更加清潔、晴朗。
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