浅谈水源热泵与地热井的综合利用摘要： 本文结合工程实际，介绍了地热井水梯级利用的方式。
地热井水 及其洗浴尾水通过水源热泵将其能量提取作为空调系统的热源。
关键词： 地 热 （ Earth's internal hot water ） 水 源 热 泵 、 （Water-source heat pump） 、洗浴尾水（Bath Wastewate） 、 地热梯级利用（Cascade use of the Earth's interior hot water） 、正文： 地热是一种在合理利用条件下可再生的清洁能源。
地热资源的利 用可以大大降低煤炭、 石油等的消耗， 有利于减少二氧化硫等的排放， 改善居住环境。
国家鼓励合理的进行地热资源的开发利用。
山东省已 探明四个地热分布区：鲁东、沂沭断裂带、鲁中南及鲁西北。
地热资 源并非取之不尽、用之不竭，为保持地热资源的永续开发利用，山东 省地矿局在德州、威海进行了地热回灌试验；地方管理部门已经采取 了 GPRS 自动化远程监控系统对部分地热井进行监控。
一、聊城市地热利用现状 据了解聊城市目前已测算出的地热总面积达 1806.21 平方千米， 占全市土地总面积的 21％，共开采地热井 20 眼，聊城城区范围内已 开采地热井 13 眼，多为房地产公司、宾馆饭店、大学等企事业单位开发利用，主要用于住宅小区供热、洗浴等。
二、地热井利用方式的对比 我公司拟建项目欲采用一眼地热井用来做洗浴。
一眼地热井的出 水量根据聊城市已建项目的情况可以达到 120m3/h,出水温度可以达 到 55℃左右。
根据聊城市其他项目对于地热水的利用方式--直供直 排方式（图 1），地热水从地下取出后，直接进入建筑物用户室内散 热器，地热水热能利用率极低。
直排直供的利用方式，按地热井水量 120m3/h，出水温度 55℃，空调 末端出水温度 45℃则 (1)、Q：地热水供热量(kw)；Q＝1.163m△t m：地热井用水量(m3/h)； △t：供热过程供回水温差（℃）；55-45=10℃计算 Q=1395.6kw(2)、供暖面积： η：管线损失系数，取 1.05 qF：单位面积热指标，参照北京地区不同建筑物的采暖指标，连续供 暖取 50w/m2。
计算 s=2.7 万 m2 远远无法满足 7 万平方米酒店的洗浴和冬季空调需求。
但是对于 5 万 平方米左右采用地板辐射采暖的住宅小区和单纯洗浴使用， 均可满足 要求。
为了对于地热井进行综合利用结合酒店的中央空调系统我们采 用下面的方式—利用水源热泵机组对地热水进行梯级利用 （如图 2） 。
此种方式可以将地热井水和洗浴尾水内的热量通过热泵机组提 取出来，最后回灌水（向周围环境排放水）的温度可以达到 10℃， 按照上述计算方法，一口井至少可以带 12 万平米左右的采暖，可以 满足酒店的采暖和洗浴需求。
三、初步设计方案 1、工程概况 工程概况：****项目，总建筑面积约为 50700 ㎡，其中接待部分建筑 面积为 4700 ㎡，餐饮建筑面积为 4900 ㎡，会议建筑面积 为 4670 ㎡，娱乐建筑面积 5950 ㎡，住宿建筑面积 20780 ㎡，贵宾楼 7500 ㎡。
酒店内有恒温游泳池，水面面积为 402 ㎡，淋浴喷头 26 个，客房可住人数约为 194 人。
现 有热源为地热井，可出 50～55℃的热水。
要求满足整个 酒店的制冷、采暖及全年的卫生热水需求。
技术方案：考虑现有热源水，推荐采用蓝德生产的标准型满液式水源 热泵机组，满足该建筑冬季采暖、夏季制冷及全年提供卫生 热水需求。
由于热源水温度较高，夏季散热困难，建议利用 冷却塔辅助散热，以达到节省运行费用，增加经济效益的目 的。
2、 空调设计依据 1） ．GB50243-2002《通风与空调工程施工及验收规范》 2） ．GBJ23-96《机械设备安装施工及验收通用规范》 3） ．TJ304-74《建筑安装工程质量检验评定标准》 4） ．TB1223-86《通风空调机安装技术标准》 5） ．GB50235-97《工业管道工程施工及验收规范》 A.空调负荷的确定 冷负荷 建筑面积 建筑 （㎡） （W/ ㎡） 接待部 餐饮部 会议室 娱乐部 客房部 贵宾楼 总计 4700 4900 4670 5950 20780 7500 48500 120 150 120 150 100 100 — 564 735 560 893 2078 750 5580 （KW） （ ㎡） 70 70 70 70 80 80 — 329 343 327 417 1662 600 3678 W/ （KW） 指标 总冷负荷 热 负 荷 指 标 总热负荷B、 卫生热水负荷确定 1.该大酒店，约有 194 个床位。
该建筑的自来水温度暂按 15℃计算。
该酒店卫生热水最大小时用量为：Qh=Khmqr/T 式中 Qh—最大小时热水用量 m—用水计算单位数 水供应时间 Qh=5.61×194×120L/24=5.44m3/h. 卫生热水负荷为 5.44×1.163×（50-15）≈221KW 2.现有淋浴喷头 26 个。
该洗浴中心卫生热水最大小时用量为：Qh1=Σqh〃n0〃b 式中 qh—最大小时热水用量； n0—同型卫生器具数； Kh—小时变化系数 qr—热水用水定额 T—热b—在一小时内卫生器具同时使用的百分比； Qh1=150×26×0.5=1950L/h=1.95m3/h 卫生热水负荷为 1.95×1.163×（50-15）≈79KW 3. 402 ㎡泳池热水负荷确定 游泳池的 402m3 的温水，热负荷按每平方米水面 0.4KW 估算，假 设 水 池 的 水 面 面 积 为 200m2 ， 则 水 池 的 加 热 负 荷 为 ： 402m2 × 0.4KW/m2=161KW 则卫生热水总热负荷为 221+79＋161=461KW C、 方案说明及主机性能参数：根据该建筑的功能及特点，经 过方案论证，我们推荐以下技 术方案： 推荐末端采用风机盘管水系 统，推荐机房选用 2 台型号为 GSHP-C1908D 标准型满液式水 源热泵机组，1 台型号为地热水热源水取水泵50℃ 81m/h3一 级 板 换15℃ 161m/h3GSHP-C1908D40℃二次水循环泵1蒸 发 器冷 凝 器328m/h3系统水循环泵34℃7℃45℃ 风 机 盘34℃ 81m/h3一 级 板 换15℃ 161m/h3GSHP-C1908D40℃二次水循环泵1管3蒸 发 器冷 凝 器328m/h18℃7℃45℃GSHP-C0628DS 18℃ 51m/h3一 级 板 换15℃ 51m/h345℃二次水循环泵2蒸 发 器冷 凝 器108m/h3热水循环泵热 水 用排水10℃7℃50℃户地热水梯级利用示意图GSHP-C0628DS 完全热回收型满液式水源热泵机组及 1 台型号为 CTSC-1876 满液式冷水机组。
所选的标准型满液式热泵机组与满液式 冷水机组均为双机头机组，即每台机组有两个压缩机，因此整个系 统共 7 台压缩机，互为备用，提高系统的安全性及可靠性，且还可 根据酒店的入住率通过开启压缩机的台数进行部分负荷的调节，以 达到节省运行费用的目的。
由于热源水温度较高，冬季利用板式换 热器提取地热井水中的热量进行采暖，夏季利用冷却塔进行辅助散 热。
冬季采暖如图所示。
冬季： 台 GSHP-C1908D 主机满足该酒店的采暖需求， GSHP-C0628DS 2 完全热回收机组专门制取卫生热水； 夏季：四台主机全部开启，共同承担该酒店的冷负荷需求，且 GSHP-C0628DS 主机在制冷的同时回收系统的热量制取卫生热 水，基本为免费； 过渡季节：GSHP-C0628DS 主机专门制取卫生热水。
所选 GSHP-C1908D 机组技术参数如下：项 机目 型制 冷 GSHP-C1908D 1668KW 12～7℃ 287m3/h — — 30～35℃ 345m3/h 340KW 4.91制热制 冷（热 ）量 温度 系统水 流量 温度 二次水 流量 温度 热源水 流量 输入功率 能效比1910KW 40～45℃ 328m3/h 15～7℃ 161m3/h 50～34℃ 81m3/h 410KW 4.66所选 GSHP-C0628DS 机组技术参数如下： 制冷的同时制取卫生热 项目 水 制冷量 制热量 温度 系统水 流量 温度 热源水 流量 卫生热 温度 45～50℃ — 15～50℃ 51m3/h 45～50℃ 15～50℃ 80m3/h — — 15～7℃ 627KW 467KW 12～7℃ — 627KW — 制卫生热水水流量108m3/h15.4 m3/h108m3/h15.4 m3/h输入功率 能效比149KW 4.21149KW 4.21所选 CTSC-1876 机组技术参数如下： 项目 制冷量 温度 系统水 流量 温度 冷却水 流量 输入功率 能效比 388m3/h 378KW 4.96 323m3/h 30～35℃ 制 冷 1876KW 12～7℃注：以上四台机组总制冷量为 5679KW；总制热量为 3820KW；均能满 足该酒店的制冷及采暖需求。
四、结论： 本方案除可以节省热力增容费用及昂贵的燃气开口费用（聊城市 热力增容每平方米 25 元，燃气开口费用按照日最大用气量每方 680 元） ，其运行成本也是比较低的。
参考文献： 《地源热泵尾水利用》 ，北京华清集团； 烟台蓝德空调技术样本资料；。