利用水源热泵技术分区集中供冷供热建设节能示范可行性研究报告.doc

#区利用水源热泵技术分区集中供冷供热节能示范项目可行性研究报告#建筑设计研究院2007年06月02日40目 录1 总论11.1 #区概况11.2 建设项目概述11.3 建设项目综合效益22 项目建设重要意义42.1 水源热泵技术简介42.2 水源热泵系统的特点62.3 水源热泵应用国内外现状82.4 项目建设符合国家能源政策要求102.5 项目建设符合示范区发展规划需要113 项目建设背景133.1 现有住宅小区冬季供暖现状133.2 现有集中供热热源状况143.3 现有供热配套设施153.4 现有集中供热存在问题163.5 解决问题的途径184 项目建设条件194.1 地理位置194.2 自然条件194.3 地形地貌及土壤194.4 水资源状况204.5 项目建设地点地下水资源及地质构造情况244.6 建设地点地下水质情况274.7 电力设施情况285 水源热泵与冬夏流程295.1 水源热泵方案选择295.2 运行模式295.3 冬夏流程306 设计方案与设备选择326.1 项目分布326.2 设计方案原则326.3 设计方案依据336.4 室内外计算参数346.5 冷热负荷计算356.6 设计方案系统形式376.7 设备选择396.8 浅层地下水井分布397 关键技术问题的可行性论证417.1 热泵机组用地下水量验证417.2 地下水体中吸热与排热的匹配性418 经济的可行性与节能预测分析428.1 初投资估算428.2 运行费用计算488.3 水源热泵各项经济效益优势558.4 经济可行性计算与分析598.5 节能预测分析649 环境与社会效益669.1 环境效益669.2 社会效益6610 项目实施与组织计划6710.1 项目实施单位简介6710.2 项目资金筹措6710.3 项目实施进度计划6810.4 项目组织管理6811 结论与建议6911.1 结论6911.2 建议701 总论1.1 #区概况#区是全国唯一的国家级农业高新技术产业示范区。她前挹太白之秀，后负周原之美，襟渭带湋，水源丰富，空气新鲜，阡陌如画，颇具田园风光特色。#区，交通方便，区位优越，东距西安市82公里，西距宝鸡86公里，陇海铁路、西宝高速公路、西宝中线二级公路穿越而过。#是中华农耕文明的发祥地。早在4000多年前，我国历史上最早的农官后稷，就在这一带“教民稼穑，树艺五谷”，开创了我国农耕文明的先河。新中国成立后，国家和陕西省在这里又陆续布局建设了一批农林水方面的科教单位，为了充分发挥这里的农科教优势，推进我国干旱、半干旱地区农业发展，国务院于1997年7月13日决定设立#农业高新技术产业示范区，并实行“省部共建”的领导和管理体制，由国家19个部委与陕西省共同领导和建设。自开发建设十年来，#区在体制改革、招商引资、规划建设以及省部共建等诸方面都取得了令人瞩目的成绩。#区，这个具有雄厚科技实力的中国“绿色硅谷”必将以崭新的风姿立足西北，面向全国，走向世界。1.2 建设项目概述#区居住小区的建设，是以绿色、生态特色小区建设为目标，是以改善人们生活条件和生活环境为目的。本建设项目就是利用示范区浅层地下水可再生能源热泵技术进行供冷供热，是一项节能环保、绿色生态的新技术。在未来3年内，#区将建设化建小区、财富广场小区、永丰嘉苑小区、高新初中片区等，总建筑面积约为50万m2，此建设项目的供暖、供冷方式，计划采用水源热泵中央空调系统。该供热、供冷系统所采用的核心技术，属于可再生清洁能源利用技术，是目前国家建设部重点推广应用的节能、环保型技术之一。本系统工程项目，预计投资8643.92万元。投资来源包括：国家财政资金、地方财政配套资金、企业自筹资金三部分。项目计划申请国家财政资金2500万元，约占总投资的28.92%；地方财政配套资金2000万元，约占总投资的23.14%；鑫诚公司自筹资金4143.92万元，约占总投资的47.94%。1.3 建设项目综合效益推广应用水源热泵技术，符合中央建设资源节约型和环境友好型社会的要求。根据#区水资源特点和地质构造情况，为满足示范区建设与可持续发展的要求，#区具有推广应用地下水源热泵技术十分有利的条件。该建设项目的实施，在经济、节能、环保等方面，将产生很好的综合效益。经济效益。国民经济内部收益率 EIRR= 44.5（大于基准收益率10%）；国民经济净现值 ENPV= 9915.4万元（大于0）；国民经济投资回收期 Pt= 4.6年。该项目经济效益明显。节能效益。经计算，每年可节约标准煤13363.39吨，节能效益显著。 环境效益。经计算，每年可减少CO2排放量8953.47吨，环保效益突出。 综合各主要效益指标，本建设项目在经济性、节能性、环保性等方面的综合效益显著，值得实施与应用推广。2 项目建设重要意义当今社会，能源危机和环境污染已成为威胁人类生存的头等大事，如何解决这一问题，已成为全人类的课题。在这种背景下，以节能、环保为主要特征的绿色建筑及相应的空调系统应运而生，而水源热泵系统正是满足这些要求的新兴中央空调系统。2.1 水源热泵技术简介水源热泵技术是利用地球表面浅层地热资源(如地下水等吸收的太阳能和地热能而形成的低品位热能)，基于热泵原理，通过输入少量的高品位电能，实现低品位热能向高品位热能转移的一种技术。水源热泵中央空调系统是一种既可供热又可供冷的高效节能型系统。它是由用户系统、热泵主机系统、水源系统三部分组成。水源热泵中央空调系统组成示意见图2-1。 热泵主机系统用户系统水源系统图2-1 水源热泵中央空调系统组成示意用户系统（室内空气处理末端等）：由用户侧水管系统，循环水泵，水过滤器，静电水处理仪，各种末端空气处理设备，膨胀定压设备及相关阀门配件组成。热泵主机系统：由压缩机，蒸发器，冷凝器，膨胀阀，各种制冷管道配件和电器控制系统等组成。水源系统：由水源取水装置，取水泵，水处理设备，输水管网和阀门配件等组成。水源热泵中央空调系统可以实现冬季供热、夏季供冷多功能工况。（1）在冬季，为用户供热时，水源中央空调系统从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的水源中央空调主机“泵”送到高温热源，以满足用户供热需求。（2）在夏季，水源中央空调将用户室内的余热，通过水源中央空调主机转移到水源中，以满足用户制冷需求。水源热泵中央空调系统冬夏运行工况示意见图2-2(a)、2-2 (b)。图2-2(a) 冬季供热工况原理图图2-2(b) 夏季制冷工况原理图2.2 水源热泵系统的特点（1）属可再生能源利用技术。水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层（土壤和水体）是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得水源热泵利用的地能成为清洁的可再生能源的一种形式。（2）属高效、节能、经济的技术。浅层地下水温一年四季相对稳定，冬季水体温度远高于室外环境空气温度，夏季水体温度远低于室外环境空气温度，浅层地下水是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得水源热泵比传统空调系统运行效率要高40，因此要节能和节省运行费用40左右。（3）环境效益显著。水源热泵污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少30%以上，与电供暖相比，相当于减少70%以上，如果结合其它节能措施节能减排效果会更明显。水源热泵虽然也使用制冷剂，但比常规空调装置减少25的充灌量。水源热泵机组没有燃烧，运行时无污染，可以建造在居民区内，且不用远距离输送热量。（4）运行稳定可靠、高效经济。地下水体温度一年四季相对稳定，受气候变化影响小，其波动范围远小于空气温度的波动，这就使得即使在室外气候环境恶劣的情况下，地下水源热泵系统仍可以保持良好的工作性能，系统运行稳定、可靠、高效、经济，自动化程度高，运行管理简单，维护费用低。机组使用寿命长达15年以上。（5）一机多用、应用范围广。水源热泵系统可以实现冬季供热和夏季供冷两种运行模式，并且四季皆可产生热水。一套系统可以代替原来的锅炉和制冷机两套装置，系统简单，没有冷却塔和其它室外设备。所以，就没有其它冷热源设备集中占地问题，既减少初投资，又节省了建筑面积和地皮，从而产生附加经济效益，并且改善了环境形象，保持建筑外部美观。各区域能独立选择制冷或供暖，分区灵活，使用方便。水源热泵系统可广泛应用于住宅、学校、医院、宾馆、商场、办公楼、厂房等各类建筑，特别适合于地下水资源丰富地区。2.3 水源热泵应用国内外现状国外应用现状。水源热泵是一种效果显著的节能技术，它的应用发展速度很快。目前，水源热泵理论与技术均已高度发达，并且在美、法、德、日等国家得以广泛使用。如美国，截止1998年，水源热泵系统已占空调总保有量的19%，其中新建筑中占30%。到2001年，每年安装的水源热泵系统已达到14万台，其中，地下水源热泵占15%。每年减少温室气体排放一百万吨（相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种植树一百万英亩），年节约能源费用达4.2亿美元。与美国的水源热泵发展有所不同，中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利用浅层地热资源，地下土壤埋盘管(埋深400米)的水源热泵，用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。据1999年的统计，家用的供热装置中，水源热泵所占比例：瑞士为96%，奥地利为38%，丹麦为27%。同时，中、北欧海水源热泵的研究和应用也比较多。国内应用现状。目前水源热泵技术在我国的发展呈现出以下特点：（1）水源热泵技术的应用日益广泛。水源热泵应用工程项目省、市分布表见表2-1所示；水源热泵应用工程项目地区分布图见图2-3所示；水源热泵系统应用在各类建筑的比例见图2-4所示。（2）水源热泵技术日益受到各级政府重视，把发展水源热泵作为发展经济的一个契机，大力支持水源热泵应用技术方面的研究；（3）学术交流持续升温，各类水源热泵技术相关的学术交流活动吸引了大量设计、施工、开发。 水源热泵应用工程项目省、市分布 表2-1省份数量省份数量省份数量省份数量北京758江苏68江西39福建20河北303广东64贵州38广西18天津154湖北58黑龙江36重庆13辽宁147湖南58宁夏36新疆8上海129吉林57西藏34青海7河南112内蒙古50山西28云南2山东94浙江43四川25海南1陕西70甘肃43安徽24总计2537图23(a) 水源热泵应用工程项目数地区分布图图23(b) 水源热泵应用工程项目百分比地区分布图图24 水源热泵系统应用在各类建筑的比例示意图人员，大家迫切要求了解相关知识和经验；（4）水源热泵技术具有显而易见的好处，其理念非常容易为大众所理解和认同，逐渐为普通大众所接受，其发展得到了广大百姓的支持。2.4 项目建设符合国家能源政策要求可再生能源在建筑中应用的意义。根据中华人民共和国建设部、财政部二零零六年八月二十八日建设部、财政部关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见(建科2006213号)，充分认识推进可再生能源在建筑领域规模化应用的重要意义：（1）推进可再生能源在建筑中应用是贯彻落实科学发展观，调整能源结构，保证国家能源安全的重要举措；（2）推进可再生能源在建筑中应用是实施国家能源战略的必然选择；（3）推进可再生能源在建筑中应用是满足能源需求日增长，改善人民生活质量，提高建筑用能效率的现实要求。可再生能源在建筑中应用的工作目标。在“十一五”期间，我国可再生能源在建筑中应用取得实质性进展，基本形成相关政策法规、技术标准和技术支撑体系，基本建成与建筑结合的可再生能源自主知识产权技术和材料、产品体系；预计到“十一五”期末，太阳能、浅层地能应用面积占新建建筑面积比例为25%以上，到2020年，太阳能、浅层地能应用面积占新建建筑面积比例为50%以上。水源热泵技术是国家二零零六年一月一日颁布实施的中华人民共和国可再生能源法中所列的可再生能源技术之一。本项目建设是#区贯彻实施建设部、财政部关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见的集中体现，也是我省实现国家“十一五”期间可再生能源在建筑中应用工作目标的积极践行者、示范贡献者。2.5 项目建设符合示范区发展规划需要根据#城市发展总体规划（20042015），城市发展建设方针如下：提高城市居住舒适性，用宜人的居住环境吸引人才，完善城市的服务功能、建设设施配套、环境宜人的高质量城市居住区；新区建设和老区改造相结合，尽可能依托老区既有设施和发展条件，加快新区发展，以农村现代化、城乡一体化为目标。本项目建设为示范区商品住宅提供了水源热泵中央空调系统，既可冬季供热又可夏季供冷，提高了住房的舒适性和空气品质，提高了住宅的档次和质量，使得商品房的市场竞争力较其他同类商品房有所提高。虽然商品住宅中央空调系统会增加商品房的销售价格，但是消费者购置该商品房后不需再自行购置安装空调了，而且该系统运行费用比传统采暖和空调方式大大减少，总体来看经济上是合算的，消费者是完全可以接受的。#区是国家首批农业循环经济试点园区和国家环保卫生城区。为改善示范区的环境质量，示范区正在大力推行采用清洁能源替代燃煤锅炉；为解决城乡地区收入偏低人群的供热和制冷问题，必须结合当地的资源情况，寻找廉价环保的能源利用方式，使之既在城乡居民的经济承受能力之内，又满足示范区中长期发展规划的要求。水源热泵中央空调技术是对可再生水资源能源的循环利用的新技术，比传统空调节能40、运行成本低，且不污染水、不消耗水，该项技术的应用是循环经济运行模式的示范载体。因此，在示范区进行水源热泵中央空调工程项目的建设，恰好是充分利用#区丰富的地下水资源，采用经济、节能、环保的水源热泵技术，既可有效解决示范区的居民小区和企事业单位的供热和供冷的需求，又可改善示范区的环境条件，进而促进示范区循环经济试点园区的建设，长远满足示范区可持续发展要求。3 项目建设背景3.1 现有住宅小区冬季供暖现状#区既有住宅小区12个，建筑总面积73.2万m2。它包括：（1）现已采用了集中供热方式的小区：安居小区、田园小区、神农小区，集中供热小区总建筑面积达32.6万m2，占总面积的44.5%；（2）正在规划中的集中供热小区：万安花园小区、金雅都小区，总建筑面积达10.5万m2，占总面积的14.3%;（3）目前尚无集中供热设施的其它住宅小区，建筑面积达30.1万m2，占总面积的412%。#区住宅小区集中供热现状统计见表3-1。#区住宅小区集中供暖现状统计 表3-1序号小区名称户数（户）建筑面积（m2）有无集中供暖1安居小区1312146759有2田园居小区1034120600有3神农小区42658355有4万安花园32235313规划中5金雅都小区54070132规划中6家美园9313624无7节水灌溉住宅区9813069无8后稷小区62485244无9家乐园一期28839323无10家乐园二期32242462无11家和园一期56474397无12家和园二期23432938无合 并5857732216#区住宅小区集中供暖现状饼图见图3-1。由以上图表可见，目前#区住宅小区集中供暖覆盖率较低，其值不到45，若本建设项目的成功实施，可以很好解决#区既有居民小区的冬季供暖问题。3.2 现有集中供热热源状况（1）燃气轮机热电厂。#燃机热电厂是我国西部地区第一座利用天然气为燃料，采用燃气轮机蒸汽轮机组联合循环的热电联产的环保型电厂。该厂是根据省政府的决定，为了解决#农业示范区集中供热问题而投资兴建的，于2001年10月第一期投产发电供热。规划设计装机容量为110 MW，供热规模100吨/小时。热电厂一期装机容量为54.62 MW，年发电量为2.62 亿kWh，供热负荷一期平均为313.35 GJ/h，供热面积27.71万m2，工业供汽量为50t/h，年供热量92.72万GJ。（2）南区集中供热中心。南区供热中心位于示范区南部，新桥路西侧，临近渭河大桥，占地90亩。供热中心设计规模为145 t/h，其中一期为40 t/h（2台20 t/h蒸汽锅炉），二期为105 t/h（3台35 t/h蒸汽锅炉）。项目承建单位为亨通光华制药有限公司，主要是满足亨通光华企业内部用汽，同时兼顾南区企业和生活用热。目前一期已经投入运营。3.3 现有供热配套设施（1）热力站。热力站有住宅小区热力站和企业热力站。住宅小区热力站1个，即安居工程小区热力站，供热面积34万m2。企业热力站共有15个，包括：高速路以南2个，高速路以北、西宝中线以南10个，西宝中线以北2个。（2）热力管网。以燃气轮机热电厂为热源的热力管网，由热电厂引出沿五湖路南侧向西至新桥路，在此分为南北两线。北线干管沿新桥北路东侧绿化带向北敷设至西宝中线，再沿西宝中线北侧之末端热用户，沿途分干支管至各校区及企业单位热力站，蒸汽凝结水管与蒸汽同沟敷设，最远输送距离为2.57 km；南线蒸汽干管至沿新桥南路东侧向南敷设到秦丰农化公司，最远输送距离为2.34 km。管网最大供热半径2.1 km，管网总长度9.27 km。以南区供热中心为热源的热力管网，全长1.09 km，沿滨河路、安桥路至亨通光华制药厂。3.4 现有集中供热存在问题（1）居民供热价格。目前，#区居民小区集中供热采暖价格为4元/ m2月。根据示范区热力公司近年的运行情况，当采暖价格达到6元/ m2月时，才能保证热力公司的收支平衡，所以示范区给热力公司的价格补贴为2元/ m2月。对小区既有集中采暖系统而言，一个采暖季示范区需补贴资金4232.6=260.8万元，给示范区造成巨大的财政负担。（2）热电厂亏本运营。#热电厂是我国西部地区第一座利用天然气为燃料，采用燃气轮机蒸汽轮机机组联合循环的热电联产的环保型电厂。由于西部地区经济发展相对落后，上网电价相对较低。虽然在相关部门的协调下#热电厂的上网价格达到0.4元/度（高于西部其它电厂上网价格），但距离其发电成本0.5元/度还有一定的距离，主要是由于天然气发电成本较煤电成本高所致。热电厂一期工程投产运营至今一直是在亏损的状态下运营，每年平均亏损2000万元，所以热电厂二期工程一直没有启动。（3）热力公司入不敷出。#区热力有限公司是示范区集中供热经营单位，目前运营状况很不理想，一直在亏本的状态下经营，2004年亏损367万元，近年来年均亏损400万元。热力公司购汽价格：在采暖季为工业87元/吨，民用67元/吨；在非采暖季87元/吨。热力公司售汽价格：在采暖季工业87元/吨，民用67元/吨；在非采暖季19.2元/吨。热损耗率为54%左右。热力公司购售汽经营状况如表3-2。热力公司购售汽经营状况 表3-2用汽单位购汽价格元/吨售汽价格元/吨营业差额元/吨热耗率采暖季工业8787054民用67670非采暖季工业87149.262.2民用从表3-2可以看出，热力公司的购汽和售汽价格，只有在非采暖季的售汽价格高于购汽价格，而且示范区的多数企业不连续用汽，企业用汽量有相对较小，热损耗大，所以造成了热力公司的严重连续亏损状况。另外，示范区居民集中供热价格是参照西安市集中供热标准制定的价格，一方面由于集中供热没有达到规模效应，热力公司的经营亏损，另一方面是对于供热价格的不认同，认为示范区的集中供热价格相对较高，所以近几年集中供热小区的收费较为困难。（4）示范区整体供热设施薄弱。 #区新、老城区基础设施差距较大。示范区新区成立后，城市基础设施建设较为完善，但老城区的基础设施建设相对滞后，尚不具备集中供热的基础设施条件，而且老城区均以煤炭为燃料，空气污染为级。现有热源（燃机热电厂和南区供热中心）都集中在示范区新区，而且两个供热中心距离相对较近，不能辐射更大的供热面积。供热管网和其它配套设施也不够完善。因此，目前#区均采用集中供热方式解决整个示范区的新、老城区居民冬季采暖还存在诸多问题。3.5 解决问题的途径从现有示范区供热状况来看，在能源种类（天然气）使用上、热源的布局上、供热设施的建设上、整个示范区供热能力上，均存在着不同程度的问题，这些问题困扰着示范区的集中供热，制约着示范区的可持续发展。在此背景下，根据水源热泵中央空调系统技术特点，结合#区丰富的浅层地下水资源条件，采用水源热泵技术是解决#区供热问题的有效途径。4 项目建设条件4.1 地理位置#区位于关中平原西部，介于北纬34143420，东经1075910808之间，东依漆水河与武功为畔，南临渭河与周至为界，西与扶风接壤，北依韦水与扶风、武功相邻，东西长16 km，南北宽6.5 km，总面积94.18 km2。1997年7月国务院正式批准建立国家级#农业高新技术产业示范区，新城区规划面积22.12 km2，下辖县级杨陵区，杨陵区下辖杨村乡、李台乡、大寨乡和五泉镇4个乡（镇）。4.2 自然条件#区属于暖温带半湿润大陆性季风气候，春暖多风，夏热多暴雨，秋凉多连阴雨，冬寒少雨雪。年日照时数2163.8小时，日照百分率49%，年总辐射量114.8千卡/平方厘米。年平均气温12.9，最冷月（1月）平均气温-1.2，最热月（7月）平均气温26.1。平均早霜期始于11月2日，晚霜终于3月26日，无霜期220天。年际间气温变化不大，最高年份平均气温13.6，最低年份平均气温12.3。年平均降雨量637.6 mm，多年平均蒸发量884 mm,干燥指数1.38，最大冻土层深度24cm，平均风速2.4m/s，最大风速23m/s(1973年6月4日)。农业气象灾害主要为干旱。4.3 地形地貌及土壤#区地势北高南低，坡度平缓，海拔516.4540.1米。地貌类型分为漫滩、阶地和黄土台原，由南向北依次为漫滩、一级阶地、二级阶地、三级阶地和黄土台原。渭河漫滩成带状，沿渭河北侧东西向分布，地势平坦，宽度9001500m，高度433437m。渭河一级阶地呈东西向分布，阶面平坦，宽10002000m，阶面高程在435450m之间；渭河二级阶地呈东西向分布，阶面宽17003000m，阶面高程在440470m 之间；渭河三级阶地呈东西走向，分布在西卜村农校上川口一带，阶地宽度5001500m，阶面高程460490m。黄土台原分布于五泉乡大寨乡杨村乡一带，台原面较为平坦，微有起伏，地面高程510550m。台原面西北较高，东南较低，坡度为3左右。土壤属娄土，具有保水保肥，抗旱耐涝等特性。土壤容重1.5t/m3，田间水量24%(重量百分比)。土壤耕层020cm，平均有机质含量1.055%，含氮0.0763%，碱解氮54PPm，速效磷6.82PPm，速效钾216PPm。4.4 水资源状况地表水的水资源。项目区有三条过境河流，分别为渭河、漆水河和韦水河。（1）渭河为黄河水系一级支流，漆水河和韦水河为二级、三级支流。渭河为区内最大河流，发源于甘肃省渭原县乌鼠山，全长672 km，由李台乡永安村入境，至东桥村入武功乞劳村，区内全长5.58 km，河床比降1，多年平均流量136.5 m3/s，最小流量45 m3/s，平均水深1.3 m左右，多年平均流量43.06亿m3。（2）漆水河发源于麟游县崖头起，由杨村乡桥家底流入境内，区内全长8.45km，河床比降约5，多年平均流量4.15 m3/s，1954年最大洪峰1200 m3/s，多年平均径流量1.16亿m3。（3）韦水河发源于凤翔县北老爷岭，全长100多km，由五泉乡曹家村入境，从杨村乡下北杨村汇入漆水河，区内长度24.7km，河流比降27，多年平均流量0.46 m3/s，1954年最大洪峰413 m3/s，年径流量1448万m3。此外，宝鸡峡渭高干渠、渭惠渠和北干二支渠也流经项目区。统计资料表明，三条河流多年平均过境径流量为44.36亿m3，但季节变化大，因此地表水的水资源可开发利用的条件差，利用很少。地下水的水资源。#多年平均地下水天然资源量为3387.34万m3，其中潜水为2207.84万m3，承压水为1179.50 m3，可开采量为3099.76万m3/a。地下水资源以潜水为主，占地下水资源总量的65；可开采量占地下水资源总量的91.5。黄土台原潜水埋深80120m, 阶地埋深1020m，漫滩埋深23m。北部黄土台原年平均潜水补给模数为13.61万m3/akm3，开采模数为9.35万m3/akm3。南部平原区补给和开采分别是北部黄土台原地区的2.94和3.63倍，年平均潜水补给模数为39.97万m3/akm3，开采模数为33.98万m3/akm3。全区潜水补给量与多年平均潜水量相当，为2207.84万m3，其中降雨入渗补给665.37万m3，干支渠渗漏补给1032.5万m3，井灌回归补给119.88万m3。全区承压水年总补给量也与多年平均承压水量相当，为1179.5万m3，其中，北部补给量为717.35万m3，南部为462.5万m3。承压水补给方式，北部黄土台原区包括区外补给、北侧地下径流补给和垂直方向的潜水层补给，南部平原区主要为地下径流补给。#区地下水资源状况见图4-1（a）, #区地下水资源构成百分比见图4-1（b）。潜水补给水量的来源见图4-2。全区承压水补给量分布见图4-3。从以上可见，#区地下水资源丰富，为#区地下水源热泵技术应用提供了非常好的条件。图41（a）#区地下水资源状况图41（b） #区地下水资源构成百分比图42 示范区潜水补给水量的来源图43 全区承压水补给量分布4.5 项目建设地点地下水资源及地质构造情况项目建设地点地下水资源。本项目建设小区有4个：化建小区、财富广场小区、永丰嘉苑小区、高新初中片区。化建小区、财富广场小区位于西宝中线以北；永丰嘉苑小区、高新初中片区位于西宝高速公路以北。项目地点方位见图4-4。 本项目建设地点地下水资源丰富。根据杨陵示范区水源地钻井资料，该区域地下水含水层厚度为4050m，该区域内三点勘探含水层平均厚度为45.2 m；该区域内三点勘探的单井日出水量为20002500m3/d，该区域内平均单井日出水量为2334 m3/d，即单井的小时涌水量为97.25 m3/h；静水位为-43.1 m左右，动水位为-45.0 m左右；水温为1518C，四季相对稳定。从示范区地下水的单井日出水量指标来看，示范区属于极富水带（最高等级）。 项目建设地点地下地质构造。#区建设项目地点的地质构造见图4-5。由图可见，该地区地下地质构造上部为黄土状亚粘土，下部依次为细砂层、亚粘土层、粗砂砾石层、轻亚粘土层、亚粘土层、轻亚粘土层、粗砂砾石层、亚粘土层、粗砂砾石层、亚粘土层。从地质剖面示意图可见，含水层为粗砂砾石层，透水性好，抽水与回灌容易，地下水资源开采的地质条件好。综上两方面，该地区地下水资源充足、水温适当、供水稳定、回灌可靠，完全可以满足本建设工程对该地区地下水资源和地质构造的要求。图44 杨凌示范区项目建设地点方位示意图 图45 杨凌示范区项目建设地点地质构造示意图4.6 建设地点地下水质情况经实地两处水样采集，水样1采集于1#井，水深40m，井位在化建小区南侧100m。水样2采集于2#井，水深24m，井位在永丰嘉苑小区东侧500m。2007年6月21日取回水样，经#给排水实验室检测，检测结果见表4-1。水 样 检 测 结 果 表 4-1项目水样1水样2浊度（NTU）0.680.84PH7.487.37硬度 (mg/l )340.34405.41碱度(mg/l)190.67204.69由表4-1可见，水样PH值7，呈弱碱性，因此，当地下水回灌溢出而渗入地表土壤时，不会影响地表生态环境。地下水源热泵用地下水水质参考标准 表 4-2项目标准范围浊度（NTU）20PH6.58.5硬度 (mg/l )200碱度(mg/l)500由表4-1和表4-2对比可见，浊度（NTU）PH值碱度三项均满足地下水源热泵对地下水水质参考标准的要求。但其中硬度超标，会降低设备的运行效率，因此，系统设计时，首先应当进行水处理，降低其硬度至允许值以内，满足水源热泵水质要求。4.7 电力设施情况#区共有110KV变电站3座，35KV变电站1座，主变共7台，总容量为208MVA，10KV开闭所一座，10KV线路18条，电网已覆盖全区。拟建水源热泵空调系统的电力容量需求约为1.27万kW，示范区电力设施和电力供应能够满足建设项目的需要。5 水源热泵与冬夏流程5.1 水源热泵方案选择热泵技术是应用低品位再生能源的重要技术之一。按热泵利用的低位冷热源的不同，热泵可分为空气源热泵、土壤源热泵、水源热泵。从系统的能效、设备的投资、运行的经济性等综合考虑，水源热泵比空气源热泵、土壤源热泵更具优势。按水的来源，水源热泵又可分为地下水源热泵、地表水源热泵、污水源热泵、海水源热泵等，根据#区当地水资源的特点，并通过对该地区地下水资源和地质构造情况分析，#区的供冷供热最适合采用地下水源热泵技术。5.2 运行模式地下水源热泵中央空调系统的运行模式：（1）冬季采暖与热水供应；（2夏季供冷与热水供应。运行模式与地下水源利用关系见表5-1。运行模式与地下水源利用关系 表 5-1运行模式冬季工况夏季工况采暖热水供应供冷热水供应地下水源热源冷源独立热回收收益取消常规用锅炉取消常规用冷却塔节能、环保、高效经济、节能、环保5.3 冬夏流程地下水源热泵系统工艺流程。工艺流程与运行模式相匹配，冬季供热流程示意见图5-1；夏季供冷流程示意见图5-2。 图51 #区冬季供热流程示意图由图5-1可见，冬季工况运行时，以地下水作为热源，通过热泵主机向建筑用户提供采暖用热水（55）和生活用热水（45）。水源水系统工作时，采用一抽两灌、同抽同灌的运行方式，保持地下水位稳定。图52 #区夏季供冷流程示意图由图5-2可见，夏季工况运行时，以地下水作为冷源，通过热泵主机向建筑用户提供空调用冷水（7）；生活用热水由热回收型热泵机组提供。水源水系统工作时，采用一抽两灌、同抽同灌的运行方式，保持地下水位稳定。6 设计方案与设备选择6.1 项目分布根据#区“十一五”建设发展总体规划要求，结合示范区的实际情况，在未来3年内，规划建设总建筑面积50万m2的建筑，为满足当地居民住宅和学校的供冷供热需求，拟建总建筑面积为50万m2的空调系统。建设的区域包括：化建小区、财富广场小区、永丰嘉苑小区、高新初中片区等。拟建各小区的建筑面积见表6-1。拟建各小区建筑面积一览表 表6-1建筑名称占地面积（m2）拟建的建筑面积（万m2）化建小区8142410.14财富广场小区2849414.34永丰嘉苑小区13467318.05高新初中片区1140477.47合计35863850.006.2 设计方案原则（1）贯彻执行国家基本建设的方针政策，使设计方案的确定切合实际，技术先进，经济合理，安全舒适。（2）遵循国家现行能源政策民用建筑节能管理规定、中华人民共和国节约能源法、中华人民共和国可再生能源法，力求为业主提供一个安全、健康、环保、节能的优质工程。（3）设计方案确定严格遵守国家现行有关标准、规范。精心比较，节约建设投资，降低运行费用，为业主提供性价比最好的空调系统。6.3 设计方案依据（1）“十一五”#区城市发展规划。（2）关于发展节能省地型住宅和公共建筑的指导意见，建科2005 78号。（3）建设部、财政部关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见，建科2006 213号。（4）住宅建筑设计规范（GB50096-1999）。（5）夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准（JGJ 134-2001）。（6）采暖通风及空气调节设计规范（GB50019-2003）。（7）地源热泵系统工程技术规范（GB50366-2005）。（8）建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）。（9）通风与空调工程施工质量验收规范（GB50243-2002）。（10）建筑给水排水与采暖工程施工质量验收规范（GB50242-2002）。（11）机井技术规范（SL256-2000）。（12）压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范（FBF29-96）。（13）制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范(GB50274-98)。6.4 室内外计算参数（1）室外设计参数夏季： 空气调节室外计算温度 35.6 平均每年不保证50小时室外计算湿球温度 26.6 室外大气压 95.8 hpa 室外风速 2.2 m/s冬季： 采暖室外计算温度 -5