本發明屬于太陽能淺層地熱能利用技術領域，尤其涉及一種熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統及運行方法。
背景技術：
近年來，隨著城市化建設的持續發展以及人們對居住、工作環境舒適性要求的不斷提高，迎來了建筑行業的快速成長，建筑能耗呈現出持續上升的態勢。我國建筑能耗占全社會終端能耗的比例已從20世紀70年代末的10％上升到30％左右。其中北方地區的冬季采暖為建筑能耗的主要部分，每年消耗約1.5億噸標準煤以上。目前，供熱采暖仍是以消耗化石燃料為主，使得溫室氣體及各種有害物質大量排放，生態環境不斷受到威脅，也是采暖期霧霾天頻繁出現的罪魁禍首，特別在城鄉接合部與廣大農村地區的原煤散燒，導致大范圍的空氣污染。因此，盡可能的利用清潔能源，加快提高清潔供暖比重已成為國家能源工作的新重點。
太陽能取之不盡、用之不竭，無須開采和運輸，是開發和利用新能源與可再生能源的重要內容，有著巨大的市場前景。我國太陽能資源十分豐富，三分之二的地區年輻射總量大于5020mj/m2，年日照時數在2200h以上，具有有效開發利用的良好條件。低溫太陽能的熱利用是最直接的方案，發展也最為迅速，太陽能熱水器、采暖技術等越來越受到人們的重視。我國主要采暖區在北方，又恰好是太陽能資源比較豐富的地區。尤其是在需要采暖的季節，晴天比較多，為太陽能采暖提供了基本的條件。太陽能采暖是指以太陽能作為采暖系統的熱源，利用太陽能集熱器將太陽能轉化為熱能，供給建筑物冬季采暖。與單純的太陽能熱水供應相比，我國太陽能供熱采暖技術以及工程應用水平較低。大多以優先發展被動式太陽能采暖為主，而主動式太陽能采暖系統在我國的發展一直比較緩慢，其工程應用仍處于起步階段。這主要是由于太陽能能流密度低，日照時間有限，易受氣候的影響，且冬夏能量不均衡，造成傳統的太陽能采暖系統運行溫度低，集熱器安裝面積大，需要增設輔助熱源，蓄能困難與非采暖期熱量過剩等問題，都直接或間接的影響到其運行的經濟性及可靠性。
此外，近年發展起來的地源熱泵作為一種利用可再生能源的暖通空調技術，為電能采暖開辟了一條新途徑。所謂地源熱泵是指以巖土體、地下水或地表水為低溫熱源，由水源熱泵機組、地熱能交換系統、建筑物內系統組成的供熱空調系統。地源熱泵可以一機多用，應用范圍廣，運行效率高，維護費用低，環境效益顯著，因此在2005年后，隨著我國對可再生能源應用與節能減排工作的不斷加強，地源熱泵系統的應用進入了爆發式的快速發展階段。截止2013年，住建部公布的示范項目達到324個，以北方供熱居多，各種類型建筑以及熱泵形式都有應用，但大多用于城市城郊，農村很少。地源熱泵的單獨運行存在著冷熱不平衡與初投資較高兩個重要的缺點。地源熱泵的應用必須要遵循因地制宜的原則，對全年冷、熱負荷不均的地區，需做經濟性技術分析，確定是否要增設輔助熱源或冷源，使兩者合理匹配，以保證整個系統高效、經濟的運行。避免因冷熱負荷不均，地源熱泵向地下排放和吸收的熱量不等，長期運行造成地下環境偏離原有的平衡狀態，形成冷熱島效應，降低系統的運行效率，甚至不能正常運行。此外，地源熱泵系統盡管運行費運低，但初投資較高，因此如何合理的降低初投資及運行費用也是地源熱泵系統應用中值探討的問題。
技術實現要素：
我國建筑采暖區主要集中在嚴寒和寒冷地區，包括東北、華北和西北等地區，其面積約占我國國土面積的70％。為了探尋適宜于廣大北方地區的新型采暖技術和替代能源，將熱水型太陽能采暖、地源熱泵、低溫發電技術有機的耦合在一起，構成太陽能淺層地熱能綜合利用系統，實現太陽能資源全年范圍內最大化及跨季節的利用，采暖期采暖，非采暖期發電儲能，同時還可以根據需要提供生活熱水。有效的解決傳統太陽能采暖系統中運行溫度低，集熱器安裝面積大，需要增設輔助熱源，蓄能困難與非采暖期熱量過剩等技術難點，以及地源熱泵采暖系統中冷熱不平衡與初投資較高的問題。
為了解決上述技術問題，本發明提出的一種熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統，包括儲水箱、第一水泵、太陽能集熱器、低位側換熱器、壓縮膨脹雙功能機頭、永磁電動發電一體化電機、高位側換熱器、膨脹閥、工質泵、地下低位熱源熱匯系統和第二水泵；上述各設備和閥體之間通過連接管路連接，連接關系是：所述儲水箱內設有兩路盤管，從而將所述儲水箱的腔體分為殼程、第一個管程和第二管程，所述儲水箱的殼程設有兩組進出口，所述太陽能集熱器的出口端經過所述儲水箱的殼程后經過所述第一水泵后連接至所述太陽能集熱器的進口端，形成太陽能熱水循環管路；所述儲水箱的殼程通過所述第二水泵與高位側換熱器的水側連接，形成地源熱泵熱水循環管路；所述儲水箱的第一管程串聯在采暖供-回水管路上，所述儲水箱的第二管程串聯在自來水管路與生活熱水管路之間；采暖供水管路、采暖回水管路、自來水管路和生活熱水管路上均設有截止閥；所述壓縮膨脹雙功能機頭與所述永磁電動發電一體化電機連接；所述低位側換熱器的工質側的出口端通過所述壓縮膨脹雙功能機頭后連接至所述高位側換熱器的工質側的進口端，所述高位側換熱器的工質側的出口端與所述低位側換熱器的工質側的進口端并聯有第一旁路和第二旁路，其中，第一旁路上設有膨脹閥，第一旁路上，位于所述膨脹閥的進口處設有一個截止閥，位于所述膨脹閥的出口處設有熱泵單向閥，從而形成地源熱泵工質側循環管路；第二旁路上設有工質泵，第二旁路上，位于所述工質泵的進口處設有一個截止閥，位于所述工質泵的出口處設有發電單向閥，從而形成低溫發電工質側循環管路；所述低位側換熱器的水側串聯在所述地下低位熱源熱匯系統供-回水管路上。
利用上述熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統，通過調整閥門的導通或關閉，實現在采暖期利用太陽能地源熱泵供暖供熱水，在非采暖期利用太陽能發電并提供熱水；即，在采暖期，關閉第二旁路上的截止閥，同時，打開其他截止閥，進入太陽能地源熱泵供暖供熱水模式運行；在非采暖期，關閉設置在采暖供水管路、采暖回水管路和第一旁路上的截止閥，同時，打開其他截止閥，進入熱水型太陽能發電供熱水模式運行。
進一步講，本發明實現太陽能地源熱泵供暖供熱水運行的步驟是：啟動第一水泵將儲水箱中的水打入太陽能集熱器中吸熱升溫后送回儲水箱，完成太陽能熱水循環；同時，啟動永磁電動發電一體化電機以電動模式運行驅動壓縮膨脹雙功能機頭以壓縮模式運行將低位側換熱器中產生的干飽和氣態有機工質加壓升溫后進入高位側換熱器中放熱凝結為飽和液體，經過第一旁路上的截止閥，進入膨脹閥降壓降溫為低干度濕蒸氣，然后，再經過熱泵單向閥后被引入到低位側換熱器中吸熱蒸發為干飽和蒸氣，完成地源熱泵工質側循環；在地源熱泵的低位水側，地下低位熱源熱匯系統制備的低位熱源水通過熱源水供水管路進入低位側換熱器放熱降溫后從熱源水回水管路回到地下低位熱源熱匯系統完成循環；在地源熱泵的高位水側，啟動第二水泵，將儲水箱中的水打入高位側換熱器中吸熱升溫后送入儲水箱完成地源熱泵熱水循環；采暖回水經過進入儲水箱中的第一管程吸熱升溫后排出為采暖供水，完成供暖水循環；自來水進入儲水箱中的第二管程吸熱升溫后排出提供生活熱水。
本發明實現熱水型太陽能發電供熱水運行的步驟是：啟動第一水泵將儲水箱中的水打入太陽能集熱器中吸熱升溫后送回儲水箱完成太陽能熱水循環，用于低溫發電與生活熱水供應；啟動工質泵，低位側換熱器中產生的飽和液態有機工質經過截止閥(v6)進入工質泵被加壓升溫后，經過發電單向閥打入高位側換熱器中吸熱蒸發為高壓高溫的干飽和蒸氣，進入壓縮膨脹雙功能機頭以膨脹模式運行，同時驅動永磁電動發電一體化電機以發電模式運行產生電能并輸出，膨脹后的低壓低溫氣態工質進入低位側換熱器中凝結為飽和液體完成低溫發電工質側循環；在低溫發電低位水側，地下低位熱源熱匯系統制備的低位冷源水通過冷源水供水管路進入低位側換熱器吸熱升溫后從冷源水回水管路回到地下低位熱源熱匯系統完成循環；在低溫發電高位水側，啟動第二水泵將儲水箱中的水打入高位側換熱器中放熱降溫后送回儲水箱，完成低溫發電熱水循環；自來水進入儲水箱中的第二管程吸熱升溫后排出提供生活熱水。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明提出的熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統及運行方法利用熱水型太陽能采暖、地源熱泵以及有機朗肯循環低溫發電技術的有機耦合，構成太陽能淺層地熱能綜合利用系統。實現在采暖期采暖，非采暖期實施太陽能熱發電并向地下儲能，同時還可以根據需要全年提供生活熱水的功能。其主要有益效果如下：
1.熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統利用太陽能與淺層地熱能實現采暖期采暖，非采暖期發電，全年供熱水的建筑需求，是適宜于我國廣大北方地區采暖的可再生能源新型應用技術，可有效的改善傳統采暖方式給我國能源與環境帶來的雙重壓力。同時地源熱泵與低溫發電系統的有機耦合，也降低了常規的太陽能地源熱泵復合式采暖系統的初投資以及設備長期閑置帶來的能源浪費和經濟損失。
2.熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統有效的解決了由于太陽能能流密度低，日照時間有限，易受氣候的影響，且冬夏能量不均衡，造成的傳統太陽能采暖系統運行溫度低，集熱器安裝面積大，需要增設輔助熱源，蓄能困難與非采暖期熱量過剩等問題。例如，若建筑采暖末端選用普通散熱器，供熱溫度要求在70℃以上，而市場上大量銷售的太陽能集熱器，冬季集熱溫度一般在50～70℃之間。因此，常規的太陽能采暖系統末端形式大多選用供水溫度要求更低的地板輻射系統或者是水-空氣處理設備，但造價相對較高。但是本系統可以通過調控地源熱泵的運行狀態，適時的調節儲水箱的熱水溫度，使采暖供水達到各種末端設備的溫度要求；太陽能采暖往往需要較大面積的太陽能集熱器，但對于大部分建筑卻沒有足夠的位置來安裝能夠擔負起整棟建筑負荷的太陽能集熱器，這就需要增設輔助熱源，常用的有電加熱，燃煤、燃氣、燃柴草鍋爐，熱泵加熱等，致使系統的太陽能保證率相對較低，且沒有實現真正意義上的可再生能源采暖。而本系統以地源熱泵作為太陽能采暖系統的第二熱源，是利用太陽能與淺層地熱能的純清潔能源采暖技術。在非采暖期，利用低溫發電技術將太陽能儲存在淺層地熱能中，而在采暖期，利用地源熱泵將儲存在地下的太陽能提取出來供給采暖，實現低面積大負荷的太陽能集熱器采暖技術。因此可以根據建筑實際情況，極大的減少太陽能集熱器的安裝面積；配套的蓄能技術不成熟是我國太陽能采暖系統發展緩慢的重要原因。而本系統根據建筑實際降低了太陽能保證率，主要利用地源熱泵與太陽能同時進行采暖，使得整個采暖過程可控可調，無須太陽能蓄能裝置，系統可靠性高；太陽能季節能量不均衡，會造成非采暖期熱量的大量浪費，還會給系統造成損害。因此，非采暖季熱量過剩嚴重影響了太陽能采暖事業的發展。而本系統基于有機朗肯循環利用非采暖期太陽能集熱器中產生的大量低溫熱水輸出清潔電能供給建筑使用，并將剩余的熱量存儲在淺層地熱能中，以備采暖期建筑采暖所需，實現了太陽能的最大化、跨季節應用，也徹底解決了非采暖期熱量過剩帶來的困擾。
3.熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統有效的解決了傳統地源熱泵采暖系統單獨運行冷熱不平衡與初投資較高的缺點。例如，我國建筑采暖區主要集中在嚴寒和寒冷地區，建筑熱負荷往往大于冷負荷，甚至很多地區都沒有制冷需求，再加上部分建筑的生活熱水需求，造成建筑熱負荷明顯大于冷負荷。如果單獨的利用地源熱泵進行建筑采暖，將嚴重導致地下收支熱量不等，長期運行造成地下環境偏離原有的平衡狀態，形成冷熱島效應，降低系統的運行效率，甚至不能正常運行。而本系統將太陽能采暖、地源熱泵與低溫發電技術進行有機耦合，合理設計，使得向地下排放和吸收的熱量相等，以免造成淺層地熱能的熱污染，保證整個系統高效、經濟的運行；此外，與單獨運行的地源熱泵供暖系統相比，本系統初投資相對較低，在非采暖期還可以得到清潔電能供建筑使用。
附圖說明
圖1是本發明熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統示意圖；
圖中：
1-儲水箱2-第一水泵3-太陽能集熱器
4-低位側換熱器5-壓縮膨脹雙功能機頭6-永磁電動發電一體化電機
7-高位側換熱器8-膨脹閥9-工質泵
10-地下低位熱源熱匯系統11-第二水泵v1～v6-均為截止閥
c1-熱泵單向閥c2-發電單向閥
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明技術方案作進一步詳細描述，所描述的具體實施例僅對本發明進行解釋說明，并不用以限制本發明。
本發明的設計思路是：將熱水型太陽能采暖、地源熱泵以及有機朗肯循環低溫發電技術有機的耦合在一起，構成太陽能淺層地熱能綜合利用系統，完成太陽能和淺層地熱能的熱量輸出或儲存，實現采暖期采暖，非采暖期發電和儲能的全年運行方式，同時還可以根據需要全年提供生活熱水，實現太陽能資源全年范圍內最大化及跨季節的利用。采暖期利用太陽能與淺層地熱能的供暖過程，實現淺層地熱能的降溫，為后續太陽能熱發電系統提供優質的冷源；在非采暖期利用太陽能的熱發電過程，向地下儲熱，為下一個采暖期地源熱泵提供優質的低位熱源。相比于傳統的太陽能和地源熱泵采暖系統，該系統具備供熱與發電的雙重功能，可全年運行，同時確保了設備長年運行中地源體系的冷熱平衡，并達到產能的效果。
如圖1所示，本發明提出的一種熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統，包括儲水箱1、第一水泵2、太陽能集熱器3、低位側換熱器4、壓縮膨脹雙功能機頭5、永磁電動發電一體化電機6、高位側換熱器7、膨脹閥8、工質泵9、地下低位熱源熱匯系統10和第二水泵11。
上述各設備和閥體之間通過連接管路連接，連接關系如下：
所述儲水箱1內設有兩路盤管，從而將所述儲水箱1的腔體分為殼程、第一個管程和第二管程，所述儲水箱1的殼程設有兩組進出口，所述太陽能集熱器3的出口端經過所述儲水箱1的殼程后經過所述第一水泵2后連接至所述太陽能集熱器3的進口端，形成太陽能熱水循環管路；所述儲水箱1的殼程通過所述第二水泵11與高位側換熱器7的水側連接，形成地源熱泵熱水循環管路。
所述儲水箱1的第一管程串聯在采暖供-回水管路上，所述儲水箱1的第二管程串聯在自來水管路與生活熱水管路之間；采暖供水管路設有截止閥v1，采暖回水管路設有截止閥v2，自來水管路設有截止閥v3，生活熱水管路上設有截止閥v4。
所述壓縮膨脹雙功能機頭5與所述永磁電動發電一體化電機6連接；所述低位側換熱器4的工質側的出口端通過所述壓縮膨脹雙功能機頭5后連接至所述高位側換熱器7的工質側的進口端，所述高位側換熱器7的工質側的出口端與所述低位側換熱器4的工質側的進口端并聯有第一旁路和第二旁路，其中，第一旁路上設有膨脹閥8，第一旁路上，位于所述膨脹閥8的進口處設有一個截止閥v5，位于所述膨脹閥8的出口處設有熱泵單向閥c1，從而形成源熱泵工質側循環管路；第二旁路上設有工質泵9，第二旁路上，位于所述工質泵9的進口處設有一個截止閥v6，位于所述工質泵9的出口處設有發電單向閥c2，從而形成低溫發電工質側循環管路；
所述低位側換熱器4的水側串聯在所述地下低位熱源熱匯系統10供-回水管路上。
需要強調的是本發明中的壓縮膨脹雙功能機頭5主要是利用活塞機、渦旋機、螺桿機以及離心機等設備的正反轉運行實現工質的壓縮與膨脹過程。永磁電動發電一體化電機6是利用永磁電機的正反轉功能來實現驅動與發電過程。例如，當永磁電機沿正方向轉動驅動機頭做功時，壓縮膨脹雙功能機頭進行壓縮過程，系統進入熱泵運行模式。反過來，當壓縮膨脹雙功能機頭2以反方向運行進行膨脹過程時，便可推動永磁電機實施發電，系統進入發電運行模式。
綜上，本發明的熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統可以分為太陽能熱水系統，地源熱泵低溫發電一體化系統，供暖水系統以及生活熱水供應系統等四個主要部分。其中太陽能熱水系統主要由儲水箱1、第一水泵2以及太陽能集熱器3等組成；地源熱泵低溫發電一體化系統由低位側換熱器4，壓縮膨脹雙功能機頭5，永磁電動發電一體化電機6，高位側換熱器7，膨脹閥8、工質泵9、兩個單向閥、第二水泵11以及地下低位熱源熱匯系統10等組成；供暖水系統由采暖供回水管路、儲水箱1以及建筑供暖系統等組成；生活熱水供應系統則由自來水管路、生活熱水供水管路、儲水箱1以及建筑熱水供應系統等組成。
在采暖期，地源熱泵低溫發電一體化系統以地源熱泵模式運行，從地下低位熱源(土壤、地下水、地表水等)中提取熱量并提高其品位，聯合低溫太陽能集熱器為建筑物供暖，同時可供給生活熱水。而在非采暖期，系統轉為低溫發電運行模式，在保證用戶生活熱水的前提下，以土壤、地下水、地表水等淺層地熱能為冷源(熱匯)，將太陽能集熱器中吸收的低溫熱能通過有機朗肯循環一部分轉化為電能供建筑使用，同時將冷凝器中釋放的熱量儲存在地下，彌補采暖期的熱量損失，確保地下熱量收支平衡，避免形成地下冷熱島效應，污染淺層地熱能。
利用如圖1所示的熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統，通過調整閥門的導通或關閉，實現在采暖期利用太陽能地源熱泵供暖供熱水，在采暖期利用太陽能發電提供熱水；即，在采暖期，關閉第二旁路上的截止閥v6，同時，打開其他五個截止閥，即v1至v5，進入太陽能地源熱泵供暖供熱水模式運行；在非采暖期，關閉設置在采暖供水管路上的截止閥v1、采暖回水管路截止閥v2和第一旁路上的截止閥v5，同時，打開其他三個截止閥，即v3、v4和v6，進入熱水型太陽能發電供熱水模式運行。
實現太陽能地源熱泵供暖供熱水運行的步驟是：
啟動第一水泵2將儲水箱1中的水打入太陽能集熱器3中吸熱升溫后送回儲水箱1，完成太陽能熱水循環；同時，啟動永磁電動發電一體化電機6以電動模式運行驅動壓縮膨脹雙功能機頭5以壓縮模式運行將低位側換熱器4中產生的干飽和氣態有機工質加壓升溫后進入高位側換熱器7中放熱凝結為飽和液體，經過第一旁路上的截止閥v5，進入膨脹閥8降壓降溫為低干度濕蒸氣，然后，再經過熱泵單向閥c1后被引入到低位側換熱器4中吸熱蒸發為干飽和蒸氣，完成地源熱泵工質側循環；在地源熱泵的低位水側，地下低位熱源熱匯系統10制備的低位熱源水通過熱源水供水管路進入低位側換熱器4放熱降溫后從熱源水回水管路回到地下低位熱源熱匯系統10完成循環；在地源熱泵的高位水側，啟動第二水泵11，將儲水箱1中的水打入高位側換熱器7中吸熱升溫后送入儲水箱1完成地源熱泵熱水循環；采暖回水經過截止閥v2進入儲水箱1中的第一管程吸熱升溫后經過截止閥v1排出為采暖供水，完成供暖水循環；自來水經過截止閥v4進入儲水箱1中的第二管程吸熱升溫后經過截止閥v3排出提供生活熱水。
實現熱水型太陽能發電供熱水運行的步驟是：
啟動第一水泵2將儲水箱1中的水打入太陽能集熱器3中吸熱升溫后送回儲水箱1完成太陽能熱水循環，用于低溫發電與生活熱水供應；啟動工質泵9，低位側換熱器4中產生的飽和液態有機工質經過截止閥(v6)進入工質泵9被加壓升溫后，經過發電單向閥c2打入高位側換熱器7中吸熱蒸發為高壓高溫的干飽和蒸氣，進入壓縮膨脹雙功能機頭5以膨脹模式運行，同時驅動永磁電動發電一體化電機6以發電模式運行產生電能并輸出，膨脹后的低壓低溫氣態工質進入低位側換熱器4中凝結為飽和液體完成低溫發電工質側循環；在低溫發電低位水側，地下低位熱源熱匯系統10制備的低位冷源水通過冷源水供水管路進入低位側換熱器4吸熱升溫后從冷源水回水管路回到地下低位熱源熱匯系統10完成循環；在低溫發電高位水側，啟動第二水泵11將儲水箱1中的水打入高位側換熱器7中放熱降溫后送回儲水箱1，完成低溫發電熱水循環；自來水經過截止閥v4進入儲水箱1中的第二管程吸熱升溫后經過截止閥v3排出提供生活熱水。
研究材料：以沈陽市為例，本發明熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統全年內產生的經濟以及環境效益分析如下。
沈陽市位于東經123.4°，北緯41.8°，是我國太陽能資源豐富的地區，水平面上全年輻射量在3780～5040mj/m2之間，相當于129～172kg標準煤燃燒所發出的熱量。當地緯度傾角平面年平均日輻射量為14.98mj/(m2·d)，當地緯度傾角平面十二月的月平均日輻射量為11.437mj/(m2·d)。沈陽市屬于我國建筑氣候分區的嚴寒地區，設計計算用供暖期天數為152天。
由于不同建筑類型對于生活熱水的需求不盡相同，因此本次計算中不涉及生活熱水的供應。在確保地源熱泵低溫發電一體化系統向地下排放與吸收熱量相等的前提下，以傾角等于當地緯度傾角平面上的月平均日輻射量進行100m2太陽能集熱器采光面積熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統采暖期供熱量、非采暖期發電量的計算。其中基于采光面積的太陽能集熱器工作效率取50％；管路和水箱的熱損失率為10％；根據課題組相關實驗結果取低溫發電運行模式機組的發電效率為6％；地源熱泵運行模式機組的供熱系數為4.0；沈陽市現有建筑耗熱量指標為32.61w/m2；供熱計量價格每千瓦時0.25元；用電電價每千瓦時0.50元；太陽能熱發電上網電價為每千瓦時1.15元；此外，熱力與標準煤的折算系數按熱量當量值進行計算，而電力的折標系數則根據電力行業2016年度發展報告取0.315kg/(kw·h)，同時取單位標煤co2排放量為2.65kg/kg，so2排放量為1.49g/kg，nox排放量為1.37g/kg。相關計算結果表1所示。
表1熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統經濟及環境效益計算結果
從表1可以得出，以沈陽市為例，對于100m2太陽能集熱器采光面積，本發明提出的熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統采暖期供熱量為76111kw·h，可滿足674m2建筑面積的采暖需求。相比于傳統的集中供暖系統，該系統全年經濟收益總值為15952元(全年經濟收益總值＝采暖期供熱節省費用-采暖期地源熱泵耗電費用+非采暖期低溫發電產生的電能收益)，節省標煤6126kg，co2、so2、nox減排量分別為16234kg、9128g、8393g。可見，熱水型太陽能淺層地熱能熱電聯產一體化系統的實施將會帶來巨大的經濟與環境效益。
盡管上面結合附圖對本發明進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發明的保護之內。