南山区50万平方米建筑污水源热泵技术集中供热冷示范项目申请建设可行性研究报告.doc

南山区50万平方米建筑污水源热泵技术集中供热/冷示范项目

可行性研究报告

高新区50万平方米建筑污水源热泵技术集中供热/冷示范项目可行性研究报告
目 录
第一章 项目概述 1
1.1 基本情况 1
1.2 编制依据 3
第二章 项目目的与示范研究内容 4
2.1项目目的 4
2.2 项目示范与研究内容 5
第三章 项目背景与建设的必要性 6
3.1 项目提出背景 6
3.1.1 能源背景 6
3.1.2 环境背景 7
3.1.3乌市冬季大气污染治理与“蓝天工程”延伸背景 8
3.1.4水源热泵系统应用背景 10
3.2 项目建设意义与必要性 12
3.2.1改善能源结构的需要 12
3.2.2合理利用资源的需要 12
3.2.3环境保护的需要 13
第四章 项目实施方案 14
4.1 项目规模分布与选址 14
4.2 工程技术方案 16
4.2.1 建筑围护结构节能方案 16
4.2.2 污水源热利用技术方案 18
4.2.3一次供热（中介水）管道铺设路径方案 28
4.2.4水源热泵机房 29
4.3项目实施进度计划 29
4.4环境保护 30
第五章 项目投资预算与资金方案 31
5.1 项目投资预算 31
5.1.1投资构成 31
5.1.2预算依据 32
5.1.3 资金筹措与来源 33
第六章 经济、社会与环境效益分析 33
6.1 基础参数 34
6.2 收支预测分析 34
6.2.1营业收入预测 34
6.2.2成本及税金分析 35
6.3财务分析 35
6.4 环境效益分析 36
6.4.1 节能效果分析 36
6.4.2 环保与社会效益分析 39
第七章 项目风险与应对措施 41
7.1项目风险 41
7.2应对措施 41
第八章 结 论 43
附件 45

44
第一章 项目概述
1.1 基本情况
项目名称：乌鲁木齐南山区50万平方米建筑采用污水源热泵技术集中供热/冷示范项目（以下简称“污水源热示范项目”或“项目”）；
项目地址：乌鲁木齐市国家南山技术产业开发区；
项目规模：总投资8000万元；供热/冷服务50万㎡；
建 设 期：10个月（含项目前期），于2010年8月30日前完成；
建设单位：XX兴新能源有限公司；
技术支撑与协助单位：中国建筑科学院空调研究所、乌鲁木齐水务集团排水公司、乌鲁木齐市水文测绘局、清华同方人工环境工程有限公司、山东富尔达空调设备有限公司等。
项目成果：形成国内最大面积规模的原生污水源热泵技术示范项目。实现节省标准煤消耗量7421.55吨/年、降低CO2排放量20557.70吨/年、SO2排放量10.39吨/年、粉尘颗粒物排放量81.64吨/年，氮氧化物66.79吨/年，烷烃类排放物3.71吨/年；在示范基础上，放大项目集中供热/冷服务规模达≥100万㎡，并推动乌鲁木齐市污水源热整体利用的规划与有效实施。同时实现年新增税收近40万元。
其他相关数据如下：
分 项
参 数
年供热总量（MW/Y）
33.8
供热收费标准（元/平米）
22
制冷收费标准（元/平米）
10
政府可再生能源补助资金（万元）
国家1800 ；乌市 2500；合计4300
贷款额（万元）
2000
贷款期限(年)
5
贷款年利率
5.94%
项目寿命期(年)
30
年运行与维护成本（万元/年）
80
税前投资收益率
3.18%
税后投资收益率
2.45%
年净现金流（万元）
573.71
折现率%
3.75
静态投资回收期（年）
13.9
免税期（年）
居民采暖面积供热收入免增值税；南山区招商免前3年企业所得税，后3年减半征收
增值税
非居民采暖面积供热征收13%
所得税
25%
温室气体减排量（吨/年）
15234.83
温室气体减排期（年）
30

1.2 编制依据
（1）《中华人民共和国可再生能源法》、《国家中长期科学和技术发展规划纲要》、建设部、财政部建科〔2009〕305号《关于印发可再生能源建筑应用城市示范实施方案的通知》。
（2）《新疆维吾尔自治区建设领域节能减排工作实施方案》、《关于印发乌鲁木齐市推进地源热泵示范项目指导意见的通知》乌政办（2009）212号。
（3）乌鲁木齐市水务集团排水公司提供的项目所在地城市污水管线分布及污水流量、温度资料。
（4）国家地源热泵相关技术规范文件。
（5）新疆精诚房地产有限责任公司“神华城”、新华联万泰房地产开发有限公司“万泰·星辰小区”规划建设方案。
（6）与新疆神华能源有限责任公司、新华联万泰房地产开发有限公司签订的污水源集中供热/冷协议。
（7）《转发自治区发展和改革委员会关于调整乌鲁木齐电网内部分用电销售电价的通知的通知》乌发改工价（2008）223号
第二章 项目目的与示范研究内容
2.1项目目的
（1）通过典型示范提高社会节能意识，合理引导能源消费，用节约型的消费理念引导能源消费方式的变革；提高对地水源热（水源热泵、地源热泵、污水源热泵供热/冷技术）的认识、认知。希望通过本项目达到以下方面的示范作用：
污水、地下水换热系统勘察示范、设计示范与施工示范；
热泵系统设计、施工示范；
技术含量高、能效比较高、推广价值大、节能环保、经济安全的专用设备应用示范；
污水、地下水源热泵系统整体调试示范、运行管理示范，应用效率、用户使用示范；
采暖系统分户控制，分户计量收费工作试点示范。
（2）促进本地设计单位热泵设计应用的参与和水平的提高，促进可再生能源开发利用的技术进步，提高未来开发商和业主对选择该技术的兴趣，营造规模化应用的良好社会氛围。
（3）通过以点带面，促进政府大力引导、市场有效驱动、社会各界支持配合、企业自觉行动、市民共同参与的应用机制和应用模式的形成，使新开发的可再生的污水能源等新型能源拥有更大的应用舞台。
（4）促进建筑节能效率的提高，减轻环境压力，优化能源结构，保障经济安全。
（5）通过典型示范发展可再生能源，对于保障国家能源安全、减少环境污染、促进经济可持续发展等都具有重要意义。
2.2 项目示范与研究内容
（1）解决城市管道污水的利用问题，如选择城市污水水源地问题、并网取水技术等问题，充分利用城市污水资源解决周边建筑物采暖制冷需求；
（2）高效利用城市原生污水，提升污水换热效能问题、原生污水简单处理除杂问题、污水换热方式问题、系统换热方式等问题，采用合理的系统方案，以保障其运行稳定性；
（3）根据市水务集团排水公司提供的测量数据与供暖面积的理论计算关系，现在所达到的污水量、水温、提取温度等，应该可以满足≥100万㎡建筑的集中供热/冷。通过此次项目的示范和实际运行，探索在此项目基础上，划定乌市第一个污水源热集中供热/冷片区，在全国树立一个样板。
（4）基于本项目为起点和示范，建议由市建委组织，本企业具体实施编制《乌鲁木齐市污水源热泵技术集中供热/冷规划》（作为“蓝天工程”的一项子规划）。通过规划所要达到：
① 规划乌市未来污水源热整体集中供热能力、规模等，与优化调整修编的“蓝天工程” 规划对接；
② 确定污水源供热，在乌市未来冬季供热能源消耗结构中的所占比例，划出其供热的区域和范围，按规定有计划分步实施；
③ 为乌鲁木齐市未来污水源的合理、充分利用及彻底改善乌市冬季大气污染的能源消耗配置使用奠定重大基础性工作和制定未来发展目标。
第三章 项目背景与建设的必要性
3.1 项目提出背景
3.1.1 能源背景
世界能源形势紧迫，能源问题位居世界10大（能源、水、食物、环境、贫穷、恐怖主义和战争、疾病、教育、民主和人口）焦点问题之首。全球人口2004年是65亿，每日能耗220x106BOE（标准油当量）；到2050年全世界人口至少要达到100～110亿，按照每人每年GDP增长1.6%，GDP单位能耗按照每年减少1%，每日能耗将高达450～900 x106BOE。中国已经探明的煤炭资源将在81年内采光，石油资源将在15年左右枯竭，天然气资源也将在30年内用尽。我国的经济又处在快速发展时期，而能源的生产和消耗也将高幅增长。
在2002年我国能源生产总量已达13.9亿吨标准煤，与2001年相比增长了1.81亿吨标准煤，增长14.97%。现在中国已经成为世界第二大能源消耗国和第三大能源生产国，预计国民生产总值到2020年比2000年翻两番，届时全国的能源消耗约为25亿吨标准煤。
我国是全球人口最多的国家，而我国的化石资源却相对贫乏，人均资源占有量不足世界人均值的一半；按照现在的能耗速度，可以肯定我国将在全球率先面临化石能源枯竭的挑战。因此，寻找未来替代能源中国比其他国家更加迫切。而未来主要途径是依靠发展可再生能源来解决。
3.1.2 环境背景
大规模、无节制地开发利用煤炭、化石燃料不仅加速了这些资源的枯谒，而且造成日益严重的排放和环境污染问题。随着全球能耗的快速增长，环境将进一步恶化。
统计显示，我国目前能源将近70%由煤炭供给。2004年我国温室气体二氧化碳排放量已超过８亿吨，成为世界第二大排放国；二氧化硫排放1927万吨，居世界首位，已远超过自身净化能力。过度依赖化石燃料的能源结构，给环境带来了极大的破坏，已造成三分之一国土下酸雨和引发带来多种疾病等问题。
因此，必须利用可再生能源来调整目前的能源结构，大力开发利用可再生能源是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。
粗略估算世界上潜在的可再生能源有：
l 水能资源4.6TW（太瓦），可经济开采资源只有0.9TW（太瓦）；
l 风能实际可开发资源2TW（太瓦）；
l 生物能3 TW（太瓦）；
l 太阳能资源120000 TW（太瓦），实际可开发资源600 TW（太瓦）；
l 其他新能源和可利用能源。
3.1.3乌市冬季大气污染治理与“蓝天工程”延伸背景
新疆维吾尔自治区党委、政府从2000年开始制定、实施的乌市冬季大气污染治理“蓝天工程”，计划用5年时间基本解决乌市冬季大气污染的目标，目前并没有完全实现。“蓝天工程”下，乌市相继建立的44家燃煤集中供热站（公司），虽然拆并了大量的小燃煤锅炉，减少和降低了相应排放，但：
燃煤作为热源、继续排放烟尘、二氧化碳、二氧化硫；
高效、大型除尘脱硫设备价格昂贵、或关键或集成技术不完善及缺陷等，实际除尘、脱硫效果大打折扣，严重影响乌市冬季大气污染的治理效果；
缺乏有效的锅炉运行实时监测，除尘和脱硫设备给政府、市民“摆样子”；
另在乌市经济与社会快速发展的情况下，燃煤消耗量持续增长。
目前，政府相关部门在总结前阶段“蓝天工程”实施经验，结合乌市地理、环境、污染类型、能源结构等，已设计提出调整，在乌市实际可操作的供热能源消耗结构和冬季大气污染治理综合方案（见下图表）。而乌市较充沛、集中的污水源热，为可再生能源的利用提供了多元化的能源支撑。
2009年9月13日，在市委、市政府《关于重点民生工程安排意
见的建议》会议上，强调将解决乌市冬季大气污染问题，继续作为市委、市政府今后的重点工作，下决心抓紧时间完成“蓝天工程”。
3.1.4 水源热泵系统应用背景
热泵技术是应用低品位再生能源的重要技术之一。按热泵利用的低位冷热源的不同，热泵可分为空气源热泵、土壤源热泵、水源热泵。从系统的能效、设备的投资、运行的经济性等综合考虑，水源热泵比空气源热泵、土壤热泵更具优势。按水的来源，水热泵又可分为地下水源热泵、地表水源热泵、污水源热泵、海水源热泵等。根据项目所在地的水源的特点，并通过对该地区地下水资源和地质构造情况分析，该项目的供冷供热非常适合采用污水源热泵技术。
污水源热泵系统是采用城市原生污水或处理水作为水源的一种热泵技术，是城市可再生能源应用的一个重要组成部分。居住相对集中、具备一定规模的城市，其污水量比较大，水量、水温相对稳定。并且，随着城市的不断发展，污水量将会不断增加，城市污水热源具备相当大的开发潜力。
随着国家大力推广可再生能源应用项目，近年来国内陆续成功建成了诸多污水源热泵应用项目，大力推动了城市节能减排工作。
近年建成投运的污水源热泵系统：
用 户 名 称
建设规模（㎡）
建成时间
状况与效果
哈尔滨望江宾馆
13000
2003
已良好运行6年
哈尔滨太古商城
34000
2004
已良好运行5年
第四军医大学西京医院消化病医疗楼
32000
2005
已良好运行4年
贵阳医学院附属医院外科大楼
30000
2005
已良好运行4年
北京悦都酒店
15000
2006
已良好运行3年
北京宏利苑大厦
15000
2006
已良好运行3年
太原市国瑞大厦
70000
2006
已良好运行3年
北京市京燕大酒店
37000
2007
已良好运行2年
北京鑫福里小区
42000
2007
已良好运行2年
南通新城小区
400000
2007
已良好运行2年

3.2 项目建设意义与必要性
3.2.1改善能源结构的需要
乌鲁木齐市冬季供暖能源消耗，目前以煤炭为主，大约占供暖能源消耗结构的95%以上，其余为天然气、电采暖。由于无论是发电厂的“热电联产”，还是相继建设的44个集中供热站，均摆脱不了以煤为燃料的能源消耗，解决不了燃煤的烟尘、二氧化硫、二氧化碳等在大气中的排放。因此，乌市是在国内空气被严重污染的城市之一，排名在重度之列，尤其是冬季长达6个月 的采暖期。
根据清华大学对乌市冬季大气污染源的调查研究结果，乌市提出了以“热电联产”、天然气、可再生能源各占1/3能源消耗结构的发展思路。而乌市城镇集中、大量、统一管理的排泄污水，为可再生能源的大量利用，改善能源结构比，提供了又一个节能途径。
3.2.2合理利用资源的需要
乌鲁木齐市现每日自来水消耗约60万m3,高限时为70余万m3。消耗的自来水其中有约40余万 m3由3级、2级、1级支排污水管汇入城市主干排污地下水管进入污水处理厂。随人口的增加和城市的发展，上述数据只会增高。因此，污水源能具备合理充分利用的条件。污水源热的合理利用有两个区域，一是排污水主干管线的沿线，二是污水处理厂处理后的中水下游及周边。
3.2.3环境保护的需要
随着经济的高速发展，对电力的需求将与日俱增，这必然促使主体电力—煤电的发展，也使我们有限的资源更趋紧张；而且，煤电将产生大量的有害排放物，对环境造成巨大的破坏。据统计资料显示，中国在2003年产煤16亿吨，每亿吨燃煤会排放115万吨二氧化硫，68万吨烟尘，5000万吨二氧化碳。中国去年温室气体二氧化碳排放量就超过８亿吨，成为世界第二大排放国；二氧化硫也排放了1927万吨，居世界首位，远超过自身净化能力，已使三分之一的国土在下酸雨。
从环境角度讲，污水源热的有效利用，是零排放、零污染，是将浪费的能源再利用，实现保护环境。有效、合理利用地球上可以利用的各种资源，可改善人们的生存环境，实现人与自然的和谐发展。
第四章 项目实施方案
4.1 项目规模分布与选址
4.1.1项目规模分布
项目供热/冷服务建筑面积共50万㎡，总热负荷约22500KW，均为新建建筑，满足国家建筑节能≥50%的标准（详见附件4）。其中：

集中供热区域
供热面积
备 注
神 华 城
336069m2
居住部分建筑面积 139469㎡；公共建筑部分196600㎡（总用地面积93075.95㎡，容积率2.71，建筑密度26.3%，绿地率40%）
万泰星辰小区
100550m2
均为住宅
预留新增面积
63431㎡
以住宅为主
合 计
500000m2

上述建筑物设计单位面积能量消耗见下表：（详见附件1）
分项
居住
类型
面积
制热单位热负荷（w/㎡）
制冷单位热负荷（w/㎡）
制热热负荷(KW)
制冷热负荷(KW)
神华住宅
住宅
139469.00
40

5578.76

神华办公
公建
196600.00
50
60
9830.00
11796.00
万泰住宅
住宅
100550.00
40

4022.00

其 余
住宅
63381.00
40

2535.24

总 计

500000.00

21966.00
11796.00

4.1.2项目选址
污水源热示范项目，位于乌鲁木齐市国家南山技术产业开发区长春路与3088规划路交汇处东、西两侧，以新疆神华能源有限责任公司建设的“神华城”及新华联万泰房地产开发有限公司建设的“万泰·星辰小区”为需热单位，同时预留该片区部分未来新增建筑面积。外管网初步选址自河滩快速路西侧地下箱涵污水主管线取水，于河南路立交桥西北侧绿化带修建换热站及配套设施，经3088规划路铺设中介水管道，于各项目小区内修建热泵设备机房。
4.2 工程技术方案
4.2.1 建筑围护结构节能方案
本项目建筑类型分为居住和公共建筑，为多层或高层，建筑结构为框剪或全剪结构。项目工程维护结构体系设计，严格执行：
Ø 《民用建筑节能设计标准》（采暖居住建筑部分）（JGJ26-95）
Ø 《公共建筑节能设计标准》（50189-2005）
Ø 《民用建筑节能设计标准（采暖居住部分）-新疆维吾尔自治 区实施细则》（XJJ001-1999）
2009年1月前设计部分节能满足节能50%的设计要求。自2009年4月起新增部分满足建筑节能65%的标准。（详见附件4）
设计建筑及限值的热工参数和计算结果（以住宅楼部分为例）：
维护结构类型
制 作 方 法
屋面类型：
防水卷材、聚氨酯（12mm）+防水卷材、聚氨酯（15mm）+水泥砂浆（30mm）+XPS板保温层（80mm）+沥青油毡,油毡纸（3mm）+钢筋混凝土（100mm）；
外墙类型：玻璃纤维网（5mm）+XPS板保温层（80mm）+粘合层（5mm）+水泥砂浆（10mm）+钢筋混凝土（200mm）+石灰,水泥,砂,砂浆（20mm）；
架空楼板类型：水泥砂浆（20mm）+钢筋混凝土（100mm）+XPS板保温层（115mm）+水泥砂浆（20mm）；
不采暖地下室上部地板类型：
水泥砂浆（20mm）+膨胀聚苯板1（30mm）+钢筋混凝土（120mm）+水泥砂浆（20mm）；
周边地面类型
水泥砂浆（20mm）+碎石，卵石混凝土128（60mm）+挤塑聚苯板（30mm）+碎石，卵石混凝土151（100mm）+夯实粘土116（300mm）；
非周边地面
类 型
水泥砂浆（20mm）+碎石，卵石混凝土128（60mm）+碎石，卵石混凝土151（100mm）+夯实粘土116（300mm）
外窗类型
PA断桥铝合金
外门类型
木(塑料)框夹板门和蜂窝夹板门

设计中采用气密性良好的窗户（包括阳台门），其气密性等级，在1-6层建筑中，不应低于现行国家标准《建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法》（GB/T 7107）规定的Ⅲ级水平；在7-35层建筑中，不应低于上述标准的Ⅱ级水平。
4.2.2 污水源热利用技术方案
（1）系统设计方案
污水利用
污水经过污水源热泵机组后留下冷量或热量返回污水干渠；经换热/冷后的中介水在一次管网中独立密闭循环（出水与回水），不污染环境与其他设备或水系统。污水利用流程图如下：
系统设计
制热工况下，系统原理如下图：
制冷工况下，系统原理如下图：
主要设备
根据冷、热负荷计算，确定机房选用：12台LSBLGR－3100M型水源热泵机组为建筑综合小区制冷、采暖。LSBLGR－3100M冬季运行制热量为2574KW，制热输入功率为572KW；夏季运行制冷量为2887KW，制冷输入功率为397KW。项目主要设备如下表：

序号
名 称
型 号
单位
数量
1.
水源热泵主机
LSBLGR-3100M
台
12
2.
污水循环泵
500WQ2200-14-132
台
4
3.
污水提升泵
500WQ2500-10-110
台
4
4.
循环泵
DFG300-400C/4/75
台
48
5.
污水中介水热交换器
BHW900-1.0-260-SS-2
台
32
6.
防阻机
WFJ-1-R-2500
台
4
7.
变压器

台
1
8.
自动控制装置

套
1
9.
自动补水装置

套
8
（2）污水热源供应
目前乌市城市污水日排出量＞40万m³（目前自来水供应量，通常为60万m³/日，高限为71万m³/日）。
依据乌鲁木齐市水务集团排水公司提供的资料和测量数据，在乌市河滩路西侧，建设有城市主干地下排水箱涵管道一条，埋深4米，起点在红山路，终点为河东污水处理厂，全长9.8公里，其截面为1.8×1.8㎡。该管线污水通过量，峰值约为30万m³/日，低谷值约18万m³/日。其水温、水量稳定，可以满足一定规模面积的热源供应，同时也符合热泵系统采暖方式的要求。
项目所在地位于箱涵管道下游，冬季水温≥14℃。本项目需污水流量4300m³/h，该箱涵污水管线完全可以满足供水要求。
（3）污水换热站
污水换热站房，选址在河滩快速路西侧的绿化带，采用地下式建筑。构筑充分考虑到设备布置、通风换气、积水排出、污泥排出等问题。换热站选址位置如下图：
【除污格栅】
在河滩路箱涵污水管道主干侧壁分别开引水、回水两个口，污水自引水口进入引流池，在引流池与沉淀池间安装一个粗过滤格栅，以阻拦污水中较大颗粒的漂沉物和悬沉物。使用耐腐蚀坚固材质（不锈钢），栅格条粗3mm，网眼尺寸为4mm×4mm。
具体尺寸下图所示：

污水经粗格栅过滤后，再设置一道细格栅，以阻拦污水中小颗粒的漂沉物和悬沉物，。细格栅使用耐腐蚀坚固材质（不锈钢），栅格条粗2mm，网眼尺寸为2mm×2mm。具体尺寸下图所示：

经过两道格栅的过滤，污水中的大、小颗粒漂沉物和悬沉物基本被阻拦，以避免换热器的堵塞，然后经过滤后的污水进入原生污水热泵防阻机，再进入污水中介水换热器。阻拦的栅渣每隔大约半小时自动输送到垃圾池。
污水引流池内水深为2.5m。底部有0.4m的停滞态污泥。
【污水提升泵与污水传输泵】

污水提升泵选用4台500WL2500-10-110污水提升泵，流量2500m3/h，扬程10m ，功率110KW，其中2台备用；污水传输泵选用4台2200WL2200-14-132，流量2200m3/h，扬程14m ，功率132KW，其中2台备用。为防止污水腐蚀，水泵叶轮均选用不锈钢或铸钢叶轮。
【原生污水防阻机】
产品功能：采集经过格栅除污后的原生污水，制定特定粒径以上的固体、悬浮物截留，允许含有该特定粒径颗粒以下固体悬浮物进入污水中介水换热器，将悬浮物对换热器的不利影响降到最低程度。换热后的污水回到污水防阻机另一通道，并将被截留污杂物一起带入污水主干箱涵。
技术原理：该原理为滤面自身旋转，在任意时刻都有部分滤面位于过滤的工作区，另一个部分滤面位于水力反冲区。在旋转一周的时间内，每一个滤孔都有部分时间在过滤的工作区进行过滤，另一部分在反冲区被反洗，以恢复过滤功能。污水经由过滤后去污水中介水换热器无堵塞换热，换热后的污水回到污水防阻机的反冲区对过滤面实施反冲，并将反冲掉的污杂物全部带走并排回污水回水池中。
工作原理简述：用污水泵1抽吸污水主干箱涵的城市原生污水进入桶外供水区A，经旋转的圆筒形格栅过滤网3过滤后进入筒体供水区B，此时污水中已不再含有会引起污水中水换热器堵塞的大粒径污杂物，利用污水泵5将筒内供水区B中的污水引至污水中介水换热器6中，换热后污水回到筒内回水区C，在压力下经过圆筒形格栅网3时，对在圆筒格栅外表上已经淤积的污杂物进行反冲洗，反冲洗后的污水进入筒外回水区D，并被重新排回污水主干箱涵中。
污水防阻机的工作原理如下图所示：
制热工况下，按照5℃的供、回水温差计算，污水源热泵系统需要污水水量为4300.0m3/h；夏季设计水温为20℃左右。
选择WFJ-1-R-2500型污水防阻机4台（污水处理流量2500 m3/h），其中有2台作为备用。
【污水中介水换热器】
利用未经污水处理厂专业处理的污水作为水源进行采暖、制冷，是水源热泵的一种方式。一般污水中悬沉物、污垢沉淀物较多，加之乌鲁木齐饮食习惯也影响城市污水的结构，使污水中的油垢和纤维的含量有所增加，而且污水的碱性较大，极易对换热器产生腐蚀，结垢、堵塞等现象，从而严重地影响传热效率。
通过实验测试，15℃城市原生污水动力粘度较清水动力粘度（15℃，1.14×10－6㎡/s）大40倍，为4.56×10－5㎡/s。虽然经过格栅和防阻机的处理，但少量高粘度的腐蚀性物质和悬浮物、油垢、纤维还可能进入污水中介水换热器中。因此，对换热器的材质、表面粗糙度和内部结构设计都提出较高地要求。　
污水中介水换热器设计为壳管式换热器。该换热器的特点为小温差、大流量。为节省换热器面积与投资，要求传热系数达1600W/m2·℃。为提高两侧水速以提高换热系数，按照冬季最大换热量计算，采用BHW900-1.0-260-SS-2卧式壳管换热器32台，每台换热面积为254.6 m2。其主要参数如下：
单台传热量：Q=1000kw
污水侧进口温度： t1=14℃ 污水侧出口温度：t2=8℃
中介水侧进口温度： T1=5℃ 中介水侧出口温度：T2=10℃
设计压力：1.0Mpa
设计温度：100℃（实际工作温度：管程13-8℃/壳程5-10℃）
换热管材质： 304号不锈钢钢材
换热管规格：Φ19×0.8（mm）
筒体材质：Q235-B
具体尺寸如下图所示：

4.2.3一次供热（中介水）管道铺设路径方案
中介水管道一端连接污水换热站，沿3088号规划路向西至“万泰·星辰”小区，为该小区提供冷、热源，管道沿3088号规划路继续向西延伸至“神华城”小区为其提供冷、热源。
中介水管道采用直埋保温管，设计管径为DN800，双程总长约4000M；另中介水管道至“万泰·星辰”小区支管部分采用DN400管径，双程总长为500M；中介水管道“神华城”支管部分采用DN500管径，双程总长为400M。
4.2.4水源热泵机房
拟采用配置合理、性能指标高、运行可靠的国际名牌产品。机组制热工况（45℃/40℃）名义COP值5以上，制冷工况（7℃/12℃）名义COP值7以上。机组名义工况性能允差数值需达到额定值的96%以上（注：美国AIR590-92标准的规定值为95%，日本JIB8613-86标准的规定值为85%，我国JB/T4329-97标准的规定值为92%）。主机操作系统应具备很好的控制性及兼容性，能实现远程控制。同时，能对机组运行进行监控及预警，具有故障自检功能。
4.3项目实施进度计划
如下列甘特图所示：
4.4环境保护
（1）城市原生污水与中介水经一次换热后仍会送至原污水管道，并将污水除杂处理后的废物垃圾回填至回流污水中，污水换热站不产生垃圾，不对环境产生污染。
（2）在小区内，采取以下措施可大大降低机房内热泵机组和水泵的噪声污染：
① 机房内热泵机组和水泵均设浮筑基础，以减少其震动产生的噪声；
② 所有吊装的大、中型设备均设减振吊架；
③ 热泵机组、循环水泵均垫SD橡胶减振垫，其进出水管处均安装不锈钢波纹减震器；
④ 整个热泵机房内壁均贴吸音材料，其隔墙采用密度较高的隔音材料砌筑，机房门采用隔音门。
（3）污水源热泵运行不产生任何污染物，是国家鼓励大力发展的一种南山技术产品。该产品具有良好的环保性，属于环保产品，污水源热泵机组是以清洁的电能为动力，在运行中没有任何污染，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要煤场和堆放燃料废物的场地。只提取水中的热量，不消耗水，不改变水质。

第五章 项目投资预算与资金方案
5.1 项目投资预算
5.1.1投资构成
Ø 可行性研究和前期费用
Ø 主要设备与安装调试费用
Ø 土建及配套设施费用
Ø 投资期管理费用
Ø 不可预见费用
本项目初步预算总投资8000万元人民币。其投资预算见下表：

投 资 预 算 表 （万元）
主要设备费用
3882
水源热泵主机
2184
污水循环泵
63
污水提升泵
54
循环泵
148
污水中介水热交换器
960
防阻机
144
变压器
35
自动控制装置
230
自动补水装置
64
土建及配套设施费用
3666
可行性研究和前期费用
151
投资期管理费用
75
不可预见费用
226
合 计
8000
5.1.2预算依据
（1）可行性研究和前期费用为固定资产投资的2%；
（2）投资期管理费用为固定资产投资的1%；
（3）不可预见费用为固定资产投资的3%；
（4）设备价格参考有关设备制造厂家的报价或按照类似工程的设备价格估算；
（5）项目的安装工程和建筑工程费用估算依据类似工程造价指标，并且考虑本建设项目所处地区和具体情况估算。估算的工程材料、人工费用等取价调整到2009年的物价水平。
5.1.3 资金筹措与来源
（1）本项目总投资：8000万元
（2）融资渠道
资金来源
融资金额（万元）
融资比例
企业自筹
2400
30%
政府(国家、地方)财政补助
及中节能合资后投资
3600
45%
银行贷款
2000
25%
合 计
8000
100%

第六章 经济、社会与环境效益分析
本财务分析分为两种情况：
财务分析（一）是在总投资8000万元，其中含2000万元银行贷款的情况下的财务评价结果；财务分析（二）是在总投资8000万元，除国家财政补助额外、全部为企业自筹、无贷款的情况下的财务评价结果。
6.1 基础参数
项目寿命期：30年
贷款期:5年
贷款年利率：5.94%
减排期：30年
折旧期：20年
折旧率：4.75%
预计净残值率：5%
基准收益率：3%
税率：增值税按13%征收；企业所得税按25%征收。
税收优惠政策：居住建筑供热收入部分免征增值税；企业所得税前三年免征，后三年减半，第七年起全额征收。
增值税额：9.23万元/年
电价：以平均价格为0.428元/千瓦时为计算依据。（详见附件9.3）
未计入固定资产折旧残值。
6.2 收支预测分析
6.2.1营业收入预测
收入类型
面积
单价
价格（万）
居住建筑供热收入
303400
22
667.48
非居住建筑供热收入
196600
22
432.52
非居住建筑制冷收入
196600
10
196.6
合 计
500000

1296.6
注：未计入二氧化碳交易可能获得的收入。
6.2.2成本及税金分析
经 营 期 限（年）
项 目
1
2
3
4
5
6
7-20
折 旧
358.53
358.53
358.53
358.53
358.53
358.53
358.53
摊 销
480.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
电 费
548.85
548.85
548.85
548.85
548.85
548.85
548.85
财务费用
118.80
118.80
118.80
118.80
118.80
0.00
0.00
管理费用
80.00
80.00
80.00
80.00
80.00
80.00
80.00
城市建设及教育附加费
0.92
0.92
0.92
0.92
0.92
0.92
0.92
所 得 税
0.00
0.00
0.00
23.69
23.69
38.54
77.07
6.3财务分析
财 务 分 析（一）
财务净现值
573.71万元
内部收益率
3.75%
静态投资回收期
13.9年

虽然在财务评价中，项目的内部收益率较低。实际上，国家投入部分在项目经营过程中通过折旧贴现流入企业获利，企业投资的实际盈利状况要优于财务分析（一）的分析结果。
当除国家财政补助额外全部为企业自筹的情况下的财务分析为：

财 务 分 析（二）
财务净现值
1091.78万元
内部收益率
4.47%
投资回收期
12.9年

6.4 环境效益分析
6.4.1 节能效果分析
冬季供暖与传统区域燃煤集中供暖方式作对比，夏季制冷与房间分体空调器制冷作对比。均以所消耗的一次能源（煤炭）为评价标准。
基础数据：乌鲁木齐地区发电每千瓦时消耗标准煤380g；
（1）冬季供暖的节能量
① 污水源热泵供热
冬季供热 水源热泵

供热工况总耗电量（Kw·h）
1KW·H发电耗煤量（g/Kw·h）
水源热泵系统
11294871
380
Q1bm=
4292.05（吨）
即污水源热泵供暖每年消耗4292.05吨标准煤。
② 区域集中供热
冬季供热 集中供热

供热工况总热负荷（Kw）
单位热负荷（w/㎡)
民用建筑采暖耗煤量指标(Kg/㎡)
集中供热系统
21966.00
40
17
Q1'bm=
供热工况总热负荷÷单位热负荷×耗煤量指标
Q1'bm=
9335.55
（吨）
即区域集中供热每年消耗9335.55吨标准煤。
（2）夏季制冷的节能量
基础数据：夏季运行12小时，运行天数90天，运行系数0.6，房间空调器制冷平均能效比为2.8，发电每千瓦时消耗标准煤380g。
① 污水源热泵制冷：折合标准煤量Qbm
夏季制冷 水源热泵

制冷工况总耗电量（Kw·h）
1KW·H发电耗煤量（g/Kw·h）
水源热泵系统
1528761.6
380
Q1bm（吨）
580.93
即采用污水源热泵制冷每年消耗580.93吨标准煤。
② 采用房间空调器制冷
夏季制冷 水源热泵

制冷工况总热负荷（Kw）
运行时间（h）
运行天数（d）
运行调节系数
系统能效比
1KW·H发电耗煤量（g）
空调系统
11796
12
90
0.6
2.8
380
Q1'=
制冷工况总热负荷×运行时间×运行天数×运行调节系数÷系统能效比
Q1'bm（吨）
1037.37
即采用空调器制冷每年消耗4854.41吨标准煤。
③ 预测全年节能量

水源热泵系统
集中供暖系统
空调系统
节煤量
冬季供暖期消耗标准煤量
4292.05
9335.55

5043.5
夏季制冷期消耗标准煤量
580.93

1037.37
456.44
全年合计
4872.98
9335.55
1037.37
5499.94
即采用污水源热泵系统制冷、采暖可节约标准煤5499.94吨/年。
6.4.2 环保与社会效益分析
本方式相对其他传统供热方式更节能环保。在相当长的时期中，我国北方一般以燃煤锅炉解决冬季取暖问题，造成一次性能源的大量消耗和对环境的严惩污染。在二十世纪九十年代以后，对于取暖方式也开始有新的尝试和探讨，特别是随着可持续发