地熱能在某酒店工程中的開發利用引言(一級)資源、環境是人類當前面臨的重大難題。隨著我國國民經濟的迅速發展，我國的HYPERLINK"/swzx/nzj/"建筑能耗，特別是HYPERLINK""暖通空調能耗所占的比重越來越大，地熱資源作為一種可再生綠色清潔能源，在城市發展中正發揮著越來越重要的作用。據現代地熱生成理論和多次實踐證實，山東省聊城市具備地熱形成的地質條件，地熱資源比較豐富，具有良好的開發前景。該地區屬魯北地熱區。本區屬暖溫帶半濕潤氣候，年平均氣溫11.6℃，極端最高氣溫41.4℃，最低氣溫-22.1℃;年平均降水量590.4毫米，無霜期年均206天。依據各信息資料統計分析，區內地熱資源的形成、賦存和分布嚴格受斷裂構造和地層巖性的HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制，HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程所在區域位于魯西北Ⅲ級成礦遠景區內的西北端、聊城市凹陷內，石油、天然氣、地熱成礦遠景區內，聊城市--夏津地熱Ⅴ級成礦遠景區的西南側。本區位于聊考斷裂帶的東側，區內地層由上到下為第四系、新近系明化鎮組、館陶組地層和古近系地層，奧陶熱儲地層。區內隱伏著新近系(上第三系)黃華群明化鎮組，館陶組、古近系地層等熱儲地層，具有滲透性較好的熱儲水砂礫層，同時又具有較好的粘土質蓋層，它既防止了淺層地下水向下滲透，又阻隔因地下水的垂向對流而造成的熱量損耗，從而使地下熱能在其之下聚集。蓋層厚度在1200～1500m左右，說明區內已具有良好的導熱通道、熱儲空間和完整的熱儲蓋層。HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程概況(一級)聊城阿爾卡迪亞國際大酒店位于江北水城環城湖畔，按五星級酒店標準建設，為園林式多層HYPERLINK"/swzx/nzj/"建筑組群，包括接待中心、餐飲樓、客房部、會議中心、康體中心、職工宿舍樓及兩個貴賓樓，共八個子項，總HYPERLINK"/swzx/nzj/"建筑面積62000㎡，集餐飲、接待、會議、住宿、休閑娛樂為一體。為目前當地規模最大、規格最高的接待場所。HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程負荷需求(二級)夏季空調尖峰冷負荷為5900KW，供回水溫7℃/12℃;冬季空調尖峰熱負荷為5000KW，供回水溫40℃/45℃;洗浴衛生熱水最高日用水量180M3/d,供水溫度50--55℃;地熱溫泉直用水：(1).康體中心游泳館補水量60M3/d(游泳池體積約600M3，池體水溫27℃);(2).康體洗浴中心補水量60M3/d。經對HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程擬建場區大極距直流電測探后分析認為，在圈定的地熱異常發育區開采地熱井預計單井出水量不小于70M3/h，預計水溫不低于53℃。方案設計(一級)方案一(二級)利用地熱能和湖邊淺層井作為系統熱源和散熱源，通過水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵滿足系統制冷供暖及衛生熱水的需要。具體介紹如下：1、地熱水先通過一次板式換熱器加熱洗浴衛生熱水;冬季地熱尾水再進入二級板式換熱器加熱水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵蒸發器側循環水，利用兩臺水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵的冷凝器將水溫提高至45℃，滿足部分酒店熱負荷需要;另配有三臺淺層井水水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵，補充熱負荷不足部分;同時，其中一臺淺層井水水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵還可作為洗浴衛生熱水的備用熱源;地熱尾水水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵也可利用淺層井水作為熱源，作為地熱井檢修時的備用，以保證酒店的正常經營。通過以上地熱水的梯級利用，可將地熱棄水降溫至15℃排放，充分提取地熱水中蘊藏的熱能。2、夏季五臺水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵均制冷，利用淺層井水散熱，滿足酒店全部冷負荷需要;其中一臺淺層井水水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵依然兼作制備洗浴衛生熱水的備用熱源，在溫泉地熱井故障檢修時保證酒店正常供應衛生熱水。根據聊城地區地下水文資料，100米深度出水溫度約為15.2℃，因此，夏季最高日最大時淺層水需水量為480M3/h，(冬季需水量較小)。3、地熱原水、尾水及棄水可根據地熱溫泉直用的溫度需要按比例調節后，經曝氣除鐵后儲存在地熱水水箱內，利用輸水泵供應給游泳池及洗浴中心。水箱總容積為50M3X2。4、由于洗浴衛生熱水的最大小時用水量較大，因此設置洗浴熱水蓄水箱，總容積為50M3X2，采用開式變頻供水方式供水，在熱水箱和一次板換之間設置中間循環泵，該泵的啟停由設在水箱供水口處的溫度變送器的信號HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制，供水溫度高于50℃時，中間循環泵停止工作，供水溫度低于45℃時，中間循環泵開始工作。5地熱系統綜合利用工藝流程見附圖1：方案分析(三級)方案一的優點是系統投資不高，機房HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制也不太復雜，卻可滿足酒店的多功能需求，地熱能的梯級利用可以大幅降低運行費用，充分提取地熱能量;淺層井水即可作為制冷時的散熱源，又可作為供暖時熱源的補充和備用。這樣就即降低了運行成本，又可滿足酒店的可靠運行，其優勢是顯而易見的。《地源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵系統HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程技術規范GB50366-2005》中規定，地下水水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵系統應同層回灌，因此，筆者會同甲方及相關單位就淺層水回灌做了一系列的調查工作：(1)該區地層特征：本區80m以內深度屬于第四紀黃河沖積物，按地層時代分為黑土湖組和平原組。黑土湖組(QH)為湖沼相沉積，厚度較穩定，埋深約14m，巖性主要為灰黑色淤泥質粉土、粉質粘土，與下伏平原組呈整合接觸。平原組(QP)不整合于明化鎮組之上，巖性為一套棕黃色粉砂、粘土夾中細砂層，局部夾淤泥層，屬河漫灘相、河床相的綜合體，底部以砂礫層為標志層。(2)含水層水文地質特征：本區含水層累計厚度40m左右，最大單層厚度20m之多。主要含水層巖性為灰白色中細砂，垂向上呈上細下粗的正旋回沉積。含水層孔隙在25%左右，具有良好的儲水空間。礦化度1890mg/l，水化學類型為HCO3·Cl—NaMa型，井口水溫16℃。靜止水位埋深6m左右。(3)試驗鉆孔綜合柱狀圖見下頁:根據以上地質及水文特征分析，該地區蓄水量豐富。但由于其巖性顆粒較小，滲水性能差，且靜止水位太淺，回灌水壓小，經回灌試驗測定，其單井回灌量僅為10M3/h。對五星級酒店而言，如此差的回灌條件是不能保證系統的可靠運行的。因此，經多次研究，甲方雖對該方案非常感興趣，但最終還是忍痛放棄了該方案。方案二(二級)利用地熱能和常規能源，通過水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵、燃氣鍋爐和水冷機組為酒店提供空調冷熱源和衛生熱水。具體介紹如下：1地熱水先通過一次板式換熱器加熱洗浴衛生熱水，同時，板換后串聯管殼式汽-水換熱器，可將衛生熱水供水溫度提至55℃，保證洗滌場所最低供水溫度不低于50℃，熱水蓄水、加熱HYPERLINK"/index.php?gid=280"控制及供應系統同第一方案，不再贅述。2冬季地熱尾水再進入二級板式換熱器加熱水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵蒸發器側循環水，利用一臺水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵的冷凝器將水溫提高至45℃，滿足部分酒店熱負荷需要;另外，系統并聯兩臺管殼式汽-水換熱器，補充熱負荷不足部分(其中一臺為水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵的備用);通過以上地熱水的梯級利用，可將地熱棄水降溫至15℃排放，達到充分利用地熱能的目的。3夏季，水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵冷凝器接入HYPERLINK"/search.php?searchid=114&orderby=lastpost&ascdesc=desc&searchsubmit=yes"冷卻塔冷卻水系統，蒸發器接入用戶空調循環系統，與兩臺離心式冷水機組聯合供冷。為滿足洗衣機房和廚房設備對蒸汽供應的要求，設計了三臺燃氣蒸汽鍋爐，既可全年提供蒸汽供應，又可補充冬季地熱供暖不足部分的熱負荷，還可作為地熱井故障檢修時的備用熱源。非常可靠的保證酒店的正常經營。4地熱水直供系統詳第一方案，不再贅述。5地熱系統綜合利用工藝流程見附圖2：方案分析(三級)顯而易見，該方案較第一方案更為復雜，初投資也高，且運行費用也比第一方案要高。但常規能源較有保證，不受淺層水回灌因素的制約，從酒店經營的角度，該方案更為安全可靠，因此，最終實施第二方案結語(一級)1在利用地熱能的供暖系統中，因空調設計回水溫度不低于40℃，則地熱水通過一次板換后的地熱尾水排放溫度勢必大于40℃，則既對排放環境造成很大的熱污染，更是對地熱資源的極大浪費，同時也增加了用戶的運行成本。而利用水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵則可將地熱棄水排放溫度降至15℃以下，將地熱水中蘊藏的熱量充分提取出來，使地熱能的利用更充分。就本HYPERLINK"/swzx/nzj/"工程第二方案來說，利用水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵與利用燃氣鍋爐供暖相比就可節省每小時不小于350元的運行費用，其經濟效益非常明顯。2正如大家所公認的，淺層井水水源HYPERLINK"/forum-31-1.html"熱泵制冷供暖空調系統是一項利國利民的HYPERLINK"/zm/search.php?searchtype=keywords&keywords=%BD%DA%C4%DC&catid=47&typeid=0&fromdate=&todate=&ordertype=0&search=1"節能形式，但在實際HYPERLINK"/swzx/nzj