天津地区地热利用工程实例分析

摘 要

摘要：结合天津地区某住宅小区地热水利用工程，对地热水分别用于制备生活热水、供热、制备生活热水+供热的3种地热水利用系统进行了分析，建议采用第3种系统。关键词：地热水；工程实
摘要：结合天津地区某住宅小区地热水利用工程，对地热水分别用于制备生活热水、供热、制备生活热水+供热的3种地热水利用系统进行了分析，建议采用第3种系统。
关键词：地热水；工程实例；生活热水；供热；水源热泵
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
    天津地区多为中低温地热田，分布在中心城区及周边，已探明的可开采量为3.3×1015kJ，推测资源为1.3×1016kJ，远景资源为1.6×1017kJ，具有很大的开发潜力[1]。本文结合工程实例对地热资源利用方式进行分析比较。
1 工程概况
   天津市南开区某住宅小区拟建两座高层公寓，规划建筑面积约11×104m2。在该小区内，现有两眼奥陶系地热井。最初，开发商只要求利用地热资源解决小区生活热水供应。设计单位考虑到节能、环保，为开发商提供了3种地热资源利用方案，希望地热资源能够得到充分合理的利用。
   地热井单井产量为141t/h，出水温度为60℃。设计供暖热负荷为4400kW，生活热水设计用量为47.5t/h，供水温度为48℃。
2 方案设计
   ① 方案1
   方案1，仅利用地热水制备生活热水，采用市政热网供热。由于该热储层地热水不能直接作为洗浴热水，因此采用板式换热器换热的间接供热水方式。自来水经换热后为用户提供生活热水，地热水取热后回灌，系统流程见图1。
 

    方案1需在井口附近建1座占地面积为120m2的供热水站，地热水用量为50t/h，回灌温度为20℃，总用电负荷为67kW，工程造价约113×104元。
② 方案2
方案2，仅利用地热水供热，生活热水由电热水器制备。建筑物分为高区、低区供暖系统，由于地热井出水温度为60℃，因此宜采用地板辐射供暖系统。为充分利用地热资源，热用户采用两级串联形式，以降低回水温度，即降低地热尾水温度。一级用户供、回水温度为50、40℃，二级用户供、回水温度为40、30℃，系统流程见图2。方案2需在井口附近建1座占地面积为160m2的热力站，地热水用量为141t/h，回灌温度为33℃，总用电负荷为101kW，工程造价约265×104元。

   ③ 方案3
   方案3，利用地热水供热兼制备生活热水。由于地热水不能同时满足供热及生活热水负荷要求，需采用水源热泵作为补充热源。地热水一部分用于加热自来水，制备生活热水，另一部分经两级换热，并经水源热泵加热满足供热需求，系统流程见图3。方案3需在井口附近建1座占地面积为250m2热力站，地热水用量为141t/h，回灌温度为21℃，总用电负荷为630kW，工程造价约485×104元。
 

3 经济技术分析
    方案1的供热水站占地面积小，工程造价较低，但方案1对地热资源利用不充分，且公寓的供热问题不能通过地热水解决，市政热网的上网费也是一笔不小的开支。方案2解决了公寓的供热问题，而且使地热资源得到充分利用。虽然工程造价略高，但省去了高额的热网上网费用，而且每年的热费收入可观。但由于地热资源有限，无法制备生活热水，需在每户安装电热水器。方案3采用水源热泵作为补充热源，解决了供热和制备生活热水的问题。虽然热力站面积较大，工程造价也比方案2增加约220×104元，但单位建筑面积运行成本低于10元/m2。综合比较，建议采用方案3。
参考文献：
[1] 王荣光，沈天行.可再生能源利用与建筑节能[M]北京：机械工业出版社，2004.
 
(本文作者：李悦 天津市热力公司 天津 300252)