天津地區(qū)地熱利用工程實例分析

摘 要

摘要：結合天津地區(qū)某住宅小區(qū)地熱水利用工程，對地熱水分別用于制備生活熱水、供熱、制備生活熱水+供熱的3種地熱水利用系統(tǒng)進行了分析，建議采用第3種系統(tǒng)。關鍵詞：地熱水；工程實
摘要：結合天津地區(qū)某住宅小區(qū)地熱水利用工程，對地熱水分別用于制備生活熱水、供熱、制備生活熱水+供熱的3種地熱水利用系統(tǒng)進行了分析，建議采用第3種系統(tǒng)。
關鍵詞：地熱水；工程實例；生活熱水；供熱；水源熱泵
Analysis on Engineering Example of Geothermal Utilization in Tianjin Region
LI Yue
Abstract：Combined with the geothermal water utilization engineering for a residential area in Tianjin region，the three kinds of geothermal water utilization systems where the geothermal water is respectively used for preparing domestic hot water，heat-supply and preparing domestic hot water plus heat-supply are analyzed，and the application of the third system is suggested.
Key words：geothermal water；engineering example；domestic hot water；heat-supply；water-source heat pump
    天津地區(qū)多為中低溫地熱田，分布在中心城區(qū)及周邊，已探明的可開采量為3.3×1015kJ，推測資源為1.3×1016kJ，遠景資源為1.6×1017kJ，具有很大的開發(fā)潛力[1]。本文結合工程實例對地熱資源利用方式進行分析比較。
1 工程概況
   天津市南開區(qū)某住宅小區(qū)擬建兩座高層公寓，規(guī)劃建筑面積約11×104m2。在該小區(qū)內，現(xiàn)有兩眼奧陶系地熱井。最初，開發(fā)商只要求利用地熱資源解決小區(qū)生活熱水供應。設計單位考慮到節(jié)能、環(huán)保，為開發(fā)商提供了3種地熱資源利用方案，希望地熱資源能夠得到充分合理的利用。
   地熱井單井產量為141t/h，出水溫度為60℃。設計供暖熱負荷為4400kW，生活熱水設計用量為47.5t/h，供水溫度為48℃。
2 方案設計
   ① 方案1
   方案1，僅利用地熱水制備生活熱水，采用市政熱網供熱。由于該熱儲層地熱水不能直接作為洗浴熱水，因此采用板式換熱器換熱的間接供熱水方式。自來水經換熱后為用戶提供生活熱水，地熱水取熱后回灌，系統(tǒng)流程見圖1。
 

    方案1需在井口附近建1座占地面積為120m2的供熱水站，地熱水用量為50t/h，回灌溫度為20℃，總用電負荷為67kW，工程造價約113×104元。
② 方案2
方案2，僅利用地熱水供熱，生活熱水由電熱水器制備。建筑物分為高區(qū)、低區(qū)供暖系統(tǒng)，由于地熱井出水溫度為60℃，因此宜采用地板輻射供暖系統(tǒng)。為充分利用地熱資源，熱用戶采用兩級串聯(lián)形式，以降低回水溫度，即降低地熱尾水溫度。一級用戶供、回水溫度為50、40℃，二級用戶供、回水溫度為40、30℃，系統(tǒng)流程見圖2。方案2需在井口附近建1座占地面積為160m2的熱力站，地熱水用量為141t/h，回灌溫度為33℃，總用電負荷為101kW，工程造價約265×104元。

   ③ 方案3
   方案3，利用地熱水供熱兼制備生活熱水。由于地熱水不能同時滿足供熱及生活熱水負荷要求，需采用水源熱泵作為補充熱源。地熱水一部分用于加熱自來水，制備生活熱水，另一部分經兩級換熱，并經水源熱泵加熱滿足供熱需求，系統(tǒng)流程見圖3。方案3需在井口附近建1座占地面積為250m2熱力站，地熱水用量為141t/h，回灌溫度為21℃，總用電負荷為630kW，工程造價約485×104元。
 

3 經濟技術分析
    方案1的供熱水站占地面積小，工程造價較低，但方案1對地熱資源利用不充分，且公寓的供熱問題不能通過地熱水解決，市政熱網的上網費也是一筆不小的開支。方案2解決了公寓的供熱問題，而且使地熱資源得到充分利用。雖然工程造價略高，但省去了高額的熱網上網費用，而且每年的熱費收入可觀。但由于地熱資源有限，無法制備生活熱水，需在每戶安裝電熱水器。方案3采用水源熱泵作為補充熱源，解決了供熱和制備生活熱水的問題。雖然熱力站面積較大，工程造價也比方案2增加約220×104元，但單位建筑面積運行成本低于10元/m2。綜合比較，建議采用方案3。
參考文獻：
[1] 王榮光，沈天行.可再生能源利用與建筑節(jié)能[M]北京：機械工業(yè)出版社，2004.
 
(本文作者：李悅 天津市熱力公司 天津 300252)