左洋

摘要：在城市化進(jìn)程不斷加快下，人們提高了對(duì)供暖的需求，城市集中供熱是城市能源建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施。尤其是在冬季供熱期間，會(huì)消耗大量的資源，導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重資源危機(jī)，也對(duì)環(huán)境造成了污染，因此，需要采取有效措施解決這一問題。而深層地?zé)崮茏鳛橐环N綠色、潔凈的可再生能源，在能源領(lǐng)域中具有重要作用。本次研究主要對(duì)現(xiàn)階段深層地?zé)崮軕?yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并結(jié)合北方實(shí)際工程實(shí)例固安牛駝鎮(zhèn)某綜合體項(xiàng)目，具體分析了深層地?zé)崮芴菁?jí)利用供暖方法，希望為深層地?zé)崮艿睦靡约霸O(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：深層地?zé)崮?梯級(jí)利用;供暖方法

深層地?zé)崮茏鳛橐环N可再生資源，儲(chǔ)量豐富，并且具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，對(duì)我國未來能源使用具有重要作用。但是深層地?zé)崮茉趯?shí)際應(yīng)用過程中，其應(yīng)用模式較為單一，間接對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響，也造成了大量的能源浪費(fèi)，為此，本文對(duì)深層地?zé)崮芴菁?jí)利用供暖方法進(jìn)行深入研究，希望可以改善這一問題。

一、現(xiàn)階段深層地?zé)崮軕?yīng)用現(xiàn)狀

所謂深層地?zé)崮埽饕傅木褪菧囟却笥?5攝氏度的一種自然資源。深層地?zé)崮軆?yōu)勢(shì)較為突出，不僅熱流密度大，并且流量、溫度等熱物性參數(shù)較為穩(wěn)定。屬于一種礦產(chǎn)資源，也是極為寶貴的水資源，可以經(jīng)過開發(fā)后發(fā)揮使用價(jià)值。

現(xiàn)階段，我國在應(yīng)用深層地?zé)崮苓^程中，主要是利用地下存儲(chǔ)豐富的高溫地下水，但是地下高溫水的有效利用溫度差較小，導(dǎo)致出現(xiàn)了能源浪費(fèi)情況。并且被利用后的高溫?zé)崴苯恿魅氲江h(huán)境中，對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重影響[1]。

二、深層地?zé)崮芴菁?jí)利用項(xiàng)目實(shí)例分析

本文主要以廊坊市牛駝鎮(zhèn)萊康郡項(xiàng)目為例進(jìn)行分析。項(xiàng)目總建筑面積678466.52平方米，建筑密度24.67%。因當(dāng)?shù)氐責(zé)豳Y源豐富所以項(xiàng)目以溫泉養(yǎng)生為主打理念，配套建設(shè)高層住宅、聯(lián)排及獨(dú)棟別墅、公租房、酒店、及配套商業(yè)娛樂設(shè)施等。

本次設(shè)計(jì)為一期能源站項(xiàng)目。包含住宅及俱樂部公共建筑物。其供熱面積約17萬平方米（包括自持10萬平米，可售7萬平米），供冷面積2萬平方米。熱負(fù)荷6700KW，冷負(fù)荷1400KW。

（一）設(shè)計(jì)方案

針對(duì)項(xiàng)目整體情況，冬季利用“地?zé)岣邷厮惫?尾水梯級(jí)利用”的方式解決項(xiàng)目所有建筑物的熱負(fù)荷需求;根據(jù)不同溫度段，采取合理的換熱方式，充分發(fā)揮地?zé)崴男б?，從而達(dá)到地?zé)崴奶菁?jí)利用。夏季供冷區(qū)域采用熱泵系統(tǒng)配置冷卻塔的形式進(jìn)行制冷

在實(shí)際工程建設(shè)中，新增了2口深層地?zé)峋毓嗑?口，生產(chǎn)井1口，利用地?zé)崴疄楣こ烫峁┲茻嵝枨?，取水溫?2攝氏度，回水溫度10攝氏度，水量80m3/h，設(shè)計(jì)出一級(jí)板式換熱器直供（用于原自持住宅項(xiàng)目約10萬平米），二級(jí)熱泵機(jī)組提熱系統(tǒng)[2]（用于可售7萬平米住宅項(xiàng)目）。

1.熱源選擇

在此地區(qū)中蘊(yùn)含著大量的地?zé)豳Y源，當(dāng)冬季出現(xiàn)供暖需求后，該建筑主供暖方式是將地?zé)崴菁?jí)利用與熱泵機(jī)組結(jié)合，從而為建筑提供供暖。根據(jù)實(shí)際情況以及該地區(qū)的地質(zhì)，在加上現(xiàn)有的成井，新建2口地?zé)峋?，單井出水溫?2攝氏度，出水量為每小時(shí)80m3。

2.地?zé)峋O(shè)計(jì)及成井工藝

地?zé)峋梢豢谏a(chǎn)井和一口回灌井組成，實(shí)際的井深取決于開采過程中的水溫以及地質(zhì)情況決定。

（1）井身結(jié)構(gòu)及套管結(jié)構(gòu)

對(duì)于井身結(jié)構(gòu)的選擇，主要利用“三開”結(jié)構(gòu)。井身結(jié)構(gòu)為444.5mm ，其中套管結(jié)構(gòu)為339.7mm， 311.1mm的套管結(jié)構(gòu)為244.mm，以及215.9mm。

（2）地?zé)峋删に?/p>

分析井的地質(zhì)情況，最終確定該井結(jié)構(gòu)：0到400m的井徑為直徑444.5 mm，放入石油套管直徑339.7 *9.65mm;而360到1400 m的井徑為直徑311.1mm，下入石油套管直徑244.5*8.94mm;1400到1800m為直徑215.9mm裸眼。

3.地?zé)釗Q熱站

在此供熱系統(tǒng)中主要由一級(jí)板式換熱器直接換熱和二級(jí)板式換熱器間接供熱系統(tǒng)構(gòu)成，其二級(jí)制熱系統(tǒng)主要利用的是熱泵系統(tǒng)，將一級(jí)板式換熱器地?zé)崴鏊鳛闊岜玫臒嵩?，其中一?jí)板式換熱器利用80℃的地?zé)崴訜岫蝹?cè)供暖水溫度至50℃ 供末端采暖用戶需要，其進(jìn)出水溫為80/35℃。二級(jí)板式換熱器利用熱泵技術(shù)，將35℃的一級(jí)板換地?zé)嵛菜ㄟ^換熱器換熱后，經(jīng)熱泵機(jī)組提取熱量，制取50℃熱水供冬季采暖系統(tǒng)使用，其進(jìn)出水溫為35/10℃。地?zé)嵛菜ㄟ^加壓回灌裝置回灌入井。其原理圖見下圖1。

夏季由熱泵機(jī)組為俱樂部等公共建筑提供7/12℃制冷冷水。同時(shí)配備兩臺(tái)冷卻水量為350m3/h的冷卻塔。

換熱站主要設(shè)備包括：制熱量1800KW熱泵機(jī)組兩臺(tái)，鈦合金板式換熱器4臺(tái)（其中一級(jí)板式換熱2臺(tái)，二級(jí)板式換熱2臺(tái)），循環(huán)泵若干，軟化水設(shè)備一套。

4.回灌及地?zé)嵛菜幚?/p>

結(jié)合該項(xiàng)目中的地質(zhì)構(gòu)造，可以滿足回灌條件，由于在地?zé)嵛菜校嬖诘V化度、溫度等原因，如果直接對(duì)外排放，會(huì)造成水體污染以及熱污染，所以需要開采地?zé)峄毓嗑?。因此，該工程鉆采1口回灌井將地?zé)峋M(jìn)行回灌。

（二）節(jié)能減排

通過數(shù)據(jù)對(duì)比后，可以發(fā)現(xiàn)不同供暖形式其污染物排放情況存在很大不同，如圖1所示。

本次研究主要是將深層地?zé)崴鳛楣┡療嵩?，這與燃煤鍋爐房集中供熱相比較，減少了煤炭資源的使用，降低了環(huán)境污染，對(duì)環(huán)境保護(hù)起到重要作用，迎合了節(jié)能減排目標(biāo)。

結(jié)語：

通過本文結(jié)合項(xiàng)目的深層地?zé)崽菁?jí)利用采暖設(shè)計(jì)，不難發(fā)現(xiàn)，深層地?zé)岬睦镁哂泻艽鬂摿?，梯?jí)利用極大的提高地?zé)崮芾寐?，?shí)現(xiàn)對(duì)地?zé)豳Y源的充分利用，有利于進(jìn)一步增強(qiáng)節(jié)能減排效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓二帥，張家護(hù)，魯冰雪，劉帥.中深層地?zé)崮芄峒夹g(shù)綜述及工程實(shí)例[J].區(qū)域供熱，2019，54（02）：179-183+195.

[2]張曦，李杰.深層地?zé)崮芏嗵菁?jí)利用的應(yīng)用研究[J].節(jié)能，2019，38（01）：181-184.