赣江流域渗渠水源热泵可行性方案

地下岩土年调解负荷能力QN

底板水平岩土及周边垂直岩土传热夏季对地下岩土蓄能/释能的调解能力为：

QN= (QX1+ QX2)·24·100

QN=(378+ 126)×24×100= 1209600 KW

7.3.2地下岩土有效容积蓄热量计算QV南昌市武警支队综合楼，为赣江冲积Ⅰ级阶地，勘察场区内可利用有效容积蓄热层赋存于-10～20M的粗砂、砾石层中，可利用地下粗砂、砾石层容积蓄热作为大厦冬季供热的可再生低位热能。底板长度约150米，宽度约100米，层厚度约10米，扩散系数1.2，有效容积利用率75%。采用扰动地下水体循环与粗砂、砾石层进行热交换，经一个周期性的蓄热/释热循环拟定地下岩土温度为：

夏季蓄热最高岩土温度t1=25℃；冬季释热最低岩土温度t2=15℃。

计算理想状态下地下粗砂、砾石层容积蓄热量。

容积蓄热量公式：QV= VV·C·Δt·80% /4.19

式中： VV= L·B·H·1.2 (M3)；C = 2400(kJ /℃·M3)；

Δt = 15℃； 4.19 ( J ) = 1.0 (cal )。

7.3.3地下岩土承受冷负荷系数计算δ1综合楼勘察场区内可利用有效容积蓄热层赋存于-10～20M的粗砂、砾石层中。空隙层岩土底板面积、蓄热容积大小反映地下岩土综合承载负荷能力，是否满足周期性的蓄热/释热循环，直接影响系统的经济运行性能。

空调系统制冷/供热逐时逐月负荷估算值Q+

岩土承受冷负荷系数δ1

承受冷负荷系数：δ1=（QN+ QV）/ Q+·ψ

式中：QN=1209600 KW地下岩土年调解负荷能力；QV=1438900 KW地下岩土有效容积蓄热量；

δ=（1209600 + 1438900）/1377680·1. 2=1.6

δ= 1.6满足夏季空调冷负荷要求。

7.3.4地下岩土冷热平衡系数δ2由于南方夏季空调制冷负荷大于冬季供热负荷，夏季储藏于地下岩土中热量不能在冬季供热时全部提取出来，可采用生活热水机组消耗掉地下岩土中多余的低位热量达到地下冷热平衡。当地下潜水径流缓慢多余热量位移困难，地下岩土传热面积不足年调解负荷能力达不到要求时，又无其它措施消耗掉多余的热量，若干年后会导致地下岩土温度场逐年升高，夏季空调能效比下降。地下岩土年调解负荷能力是否满足冷热平衡要求：

冷热平衡系数: δ2= QN/ QV-─ QV+

式中：QN=1209600 KW地下岩土年调解负荷能力；

δ2=1209600 /1653216─871808=1.55

δ2=1.55满足夏季多余空调余热向周边扩散的平衡。

7.4区域径流对地表水源热泵的影响径流，指大气降水扣除损耗外，从地表和地下向流域出口断面汇集的水流。径流可分为地表径流、地下径流。地表径流指沿地表向河流、湖泊、沼泽、海洋等汇集的水流；地下径流指沿潜水层或隔水层间的含水层，向河流、湖泊、沼泽、海洋等汇集的地下水水流。地下径流大对可提供空调系统的冷(热)源就越多；反之越小。赣江红谷滩属第四纪松散沉积物空隙地质，地下径流大，其流速可通过地下钻孔盐水电解法测量，才能对区域径流对地表潜水水源热泵影响作出正确评价。

7.5地表潜水平均日循环量利用“小流量、大温差” 的系统运行方式，能够实现对松散沉积物空隙层水体扰动循环，实现蓄能与释能的最大利用，同时可以减少扰动动力耗电。根据热泵机组热交换器的进出水温差Δt = 5℃最为经济，但综合考虑对地下水体扰动循环消耗动力大特点，以及流速对换热器性能与结垢的影响，按夏季全部采用地源提供低位热源进出水温差Δt = 10℃较为经济合理，设计循环量为M3/h。

热源侧地表潜水循环量确定：Gh= Q·/Δt 式中：Q= Qh·1.2·0.86；Δt = 10℃。

Gh=1700×1.2×0.86/10 = 175440 kg (175吨)

地表潜水平均日循环量确定：Gr= G++ G-/304

式中：G+=141820吨、G-=75667吨 见表2

Gr=141820+ 75667/304= 715.42(吨)

因此，本方案按Δt = 10℃计算地下扰动循环水量不应少于175吨，建议200吨，采用变水流量控制系统。地表潜水平均日循环量715吨。

8、赣江地表水源热泵冷(热)源关键技术措施

南昌市武警支队综合楼，地处赣江红谷滩为冲积Ⅰ级阶地，勘察场区内可利用有效容积蓄热层赋存于-10～20M的粗砂、砾石层中，砂砾石层中含水量较大，径流条件好，主要由赣江水侧向补给。根据地表水源热泵技术要求有两种可行性技术方案。

8.1渗渠井大区域外循环系统在红谷滩采用取水渗渠井提取赣江地表潜水显热后，可直接排入内河水系与赣江构成大区域外循环系统，可为热泵空调提供丰富的冷(热)源，但这一方案需要市政统筹安排。

8.2渗渠井小区域内循环系统在红谷滩采用渗渠取水井提取地表潜水显热后，通过渗渠回水井与地下空隙层构成(建筑红线范围内)小区域内循环系统，郭鹏学暖通可为热泵空调系统提供定量的冷(热)源，该方案需要对地下岩土年调解负荷能力及蓄热能力进行计算，是否满足要求。

8.3综合楼空调冷(热)源方案根据武警支队综合楼空调负荷较小，经对地下岩土年调解负荷能力及蓄热能力进行详细计算，小区域内循环系统满足综合楼空调冷(热)源要求。因此，综合楼空调冷(热)源方案，采用渗渠井小区域内循环系统。