深井地热资源在建筑供热系统中的利用研究

(1，3，4.青岛市建筑设计研究院集团股份有限公司 山东 青岛 266000；

深井地热资源在建筑供热系统中的利用研究

盛良薇1杨宝金2毕建强3于志杰4

(1，3，4.青岛市建筑设计研究院集团股份有限公司山东青岛266000；

2.青岛市城市规划设计研究院山东青岛266000)

国家经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价，为了社会经济的持续发展，提高人民居住生活质量，节约能源成为目前国家发展的重要问题，保护环境是保证经济长期稳定增长和实现可持续发展的基本国家利益。环境问题解决得好坏关系到中国的国家安全、国际形象、广大人民群众的根本利益，以及全面小康社会的实现。因此充分利用可再生能源和改变传统能原方式是我们目前的重要工作之一。

节能;可持续；清洁

引言

国家经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价，为了社会的持续发展，提高人民居住生活质量，节约能源成为目前国家发展的重要问题，保护环境是保证经济长期稳定增长和实现可持续发展的基本国家利益。

一、建筑概况

本项目位于青岛藏马山国际旅游度假区内。青岛藏马山国际旅游度假区位于黄岛区藏南镇藏马山南侧。东起千禧谷路与龙马大道交接处，西至樱花大道，南到龙马大道，北达松涛路与樱花大道交汇处。

二、工程规模及建筑功能

本项目总规划面积32平方公里，规划建设用地6000亩，已办理国有土地使用证1760余亩，另外有近千亩的指标已经获得。景区计划投资136亿元，用5至8年时间，打造成为建筑规模300万平方米，年接待游客300万人次，能同时容纳3000人住宿、1500人会议，常住人口8万人的大型国际养生休闲度假区。

度假区规划布局为“三带九区”：“三带”即山麓景观带、田园景观带和环湖观光带；“九区”即山地旅游区、绿谷商务区和文化创意产业区、环山芳香植物园、旅游综合服务区、千禧谷、诗经植物园、养老养生区、特色农业观光园、生态农业产业园。

图1-1 青岛藏马山国际旅游度假区总体规划平面图

青岛藏马山国际旅游度假区规划为别墅区、养生养老区、温泉区、高尔夫别墅区、拆迁住宅小区。

本项目以养老小区为例，该建筑属于居住类建筑。夏季供冷可以采用分体空调，用户自理。冬季需要满足户内温度高于18℃，该建筑属于高层住宅，每栋楼建筑面积大，住户多，因此，需要采用集中式的供热方案。

三、热源形式

深井地热综合利用技术是将深层的地热通过管道输送出来，经过综合换热，供给末端使用。具有绝对绿色、环保、无环境污染，可持续性发展；利用地下高温岩层做为热源，供热稳定，热损失小；不使用地下水也不会造成地下水污染等诸多优良特点。热泵的效率高，电耗小，费用低，深井热不会出现使用时间过长后出现衰减。

根据建筑物性质和深井地热技术的优势，该项目夏季采用分体空调，冬季集中供热采用深井地热综合利用技术。

四、方案依据

《办公建筑设计规范》 JGJ67-2006

《住宅设计规范》 GB50096-2011

《住宅建筑规范》 GB50368-2005

《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》 JGJ26-2010

《公共建筑节能改造技术规范》 JGJ176-2009

《大气污染物综合排放标准》 GB16297-1996

《地源热泵系统工程技术规范》 GB50366-2005

《城镇供热管道技术规范》 CJJ34-2010

《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 GB50242-2002

《建筑节能工程施工质量验收规范》 GB50411-2007

《民用建筑绿色设计规范》 JGJ/T229-2010

《冷水机组能效限定值及能源效率等级》 GB19577-2004

《清水离心泵能效限定值及能效等级》 GB19762-2007

《旅馆建筑设计规范》 JGJ62-2014

《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015)

《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》 GB50736-2012

《建筑设计防火规范》 GB50016-2014

《辐射供暖供冷技术规程》 JGJ142-2012

《绿色建筑评价标准》 GB/T 50378-2014

《通风与空调工程施工质量验收规范》 GB50243-2002

青岛藏马山国际旅游度假区政府相关文件(详见附录“相关批文”)

五、方案提出

(一)地形地貌及气候特征

本项目地形所处藏马山，长约12公里，主峰海拔395.2米，地势北高南低，形成沟壑密布，内有国家二级水源保护地陡崖子水库，库容总量为6400万立方米。

本项目气候处于北温带季风区域内，暖温带半湿润大陆性气候，空气湿润，雨量充沛，温度适中，年平均气温12.5℃，夏季平均气温23℃，最热的7月份平均气温25℃，最冷的1月份平均气温1.3℃，平均降雨量696.6mm，年无霜期平均为200天。

室外空气设计参数如下表所示。

表5-1 室外空气设计参数

(二)项目设计参数

本项目设计参数如下表所示。

表5-2 项目设计参数

(三)冷、热负荷计算

根据青岛市气候条件，以及各功能区域不同的使用要求，依据有关规范通过冷、热负荷指标，对各功能区域的冷、热负荷进行估算，汇总如下。

表5-3 冷、热负荷指标计算表

六、供冷供热设备选型

(一)方案概述

养生养老区夏季采用分体空调，用户自理。冬季采用地幔热综合利用技术，通过地热水泵(3用1备)提取深层地热，经过综合换热，提供采暖供回水温度为45/35℃，选用4台用户侧循环水泵(3用1备)输送给供用户使用，用户末端采用地暖。

(二)主要设备选型

表6-2 养生养老区主要设备表

(三)设备初投资

各设备的初投资如下表所示。根据本项目用地规划设计建议书及养老区建筑情况，养生养老区容积率取1.0，室外管线及施工估算时按照占地面积乘以15元/m2计算(包含施工费)，则室外管线初投资为450万元。机房内辅助设备管线初投资按供冷(热)量的0.7元/W，共567万元。

表6-3 养生养老区供冷供热方案初投资

注：以上价格经初步估算得出，具体投资额还需根据施工图预算确定。上表中施工费为机房施工费，包括人工费、机械费和辅材费。

由上表可以得出，该区域供冷方案初投资及供热方案初投资，详见下表所示。

表6-4 养生养老区供冷供热方案初投资汇总

(四)运行费用计算

由于夏季为分体空调用户自理，因此，不考虑夏季供冷的运行费用，则冬季供热运行费用为：

(520kW×3台+45kW×3台+37kW×3台)×24h×0.88元/kWh×

140天×0.5=267.0万元

由上述计算，将运行费用汇总如下。

表5-2 养生养老区供冷供热方案运行费用汇总

七、综合效益分析

(一)社会及环境效益分析

采用清洁能源进行供冷供热，有着巨大的社会效益及环境效益。

采用清洁能源有利于调整能源结构，减少温室气体排放。从而实现可持续发展的目标。新型的清洁能源取代传统能源是大势所趋，能源发展轨迹和规律是从高炭走向低炭，从低效走向高效，从不清洁走向清洁，从不可持续走向可持续。大力发展清洁能源可以逐步改变传统能源消费结构，减小对能源进口的依赖度，提高能源安全性，减少温室气体排放，有效保护生态环境，促进社会又好又快地发展。

(二)节能效益分析

根据以上分析，深井地热综合利用技术初投资偏高，但是运行费用降低，在地质及经济条件良好的前提下，根据初投资和运行费用进行经济性分析，结果显示该方案经济性能满足项目实施要求。采用的能源为清洁能源，对环境不造成影响。是国家鼓励推广的系统形式，符合国家节能减排的战略方针。该项目供冷供热方案，满足可行性要求，能够运用到实际项目建设中去，并在经济、社会、节能等方面产生效益。