天沐·營(yíng)口熊岳溫泉度假村溫泉水綜合利用分析

王瑞坤 董傳良

(1.北京中標(biāo)新亞機(jī)電工程有限公司，北京 100048;2.北京市弘都城市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院，北京 100045)

0 引言

營(yíng)口熊岳溫泉度假村是由多棟多層建筑組成的建筑群，主要的功能有餐廳，娛樂(lè)，會(huì)議，客房，溫泉服務(wù)以及室內(nèi)外溫泉等，并有配套的各種服務(wù)設(shè)施。園區(qū)制冷機(jī)房附近地下設(shè)有溫泉水廢水收集池及溫泉水循環(huán)池。

1 度假村的建筑規(guī)模

度假村現(xiàn)已建建筑物面積A棟餐飲樓2 600 m2，B棟客房樓8 000 m2，C棟溫泉會(huì)議中心4 400 m2，D棟溫泉館2 300 m2，E棟2 300 m2，F(xiàn) 棟1 500m2，員工宿舍3 800m2，溫泉區(qū)擬建1 360m2，園區(qū)總建筑面積為24 760 m2?？照{(diào)與采暖面積約為21 000 m2。

2 一年中溫泉水量和熱量數(shù)據(jù)分析

2.1 夏季(7月～9月)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)營(yíng)口地區(qū)氣象參數(shù)每年7月～9月為夏季，此時(shí)段需開(kāi)啟空調(diào)。9月份為夏季熱量需求最大月，現(xiàn)以9月份數(shù)據(jù)作為計(jì)算依據(jù)。

1)需熱量。a.生活熱水，130 m3(給排水專(zhuān)業(yè)提供數(shù)據(jù)，15℃加熱到55℃)需熱量6 048 kW/d。b.溫泉水池恒溫(循環(huán)池)需熱量13 488 kW/d。c.溫泉池58℃溫泉水用量1 086 m3。

總需求熱量為19 536.00 kW/d。

2)可供熱量。溫泉源水產(chǎn)量1 900 m3/d，水溫70℃(抽水試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù))，可提供的熱量為:a.1 086m3溫泉源水用量從70℃降至58℃可提供的熱量約為13 641 kW/d。b.剩余814 m3溫泉源水(70℃)在熱量不足時(shí)，直接補(bǔ)入溫泉循環(huán)補(bǔ)熱池中補(bǔ)熱，供熱量22 152 kW/d。

可供給總熱量為35 793.00 kW/d。

3)熱量平衡?？晒崃?5 793 kW/d－需熱量19 536 kW/d=16 257 kW/d。

從以上可得，9月份使用1 900 m3(70℃)的溫泉源水供熱，熱量富余 16 257.00 kW/d。

2.2 春、秋季(4月～6月、10月～11月)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)營(yíng)口地區(qū)氣象參數(shù)，每年4月～6月、10月～11月為春、秋季，此時(shí)段無(wú)需空調(diào)或供暖。根據(jù)給水公司提供的數(shù)據(jù)4月份為春、秋季熱量需求最大月，現(xiàn)以4月份數(shù)據(jù)作為計(jì)算依據(jù)。

1)需熱量。

a.生活熱水，130 m3(12℃加熱到55℃)需熱量6 501 kW/d。

b.溫泉水池恒溫(循環(huán)池)需熱量18 528 kW/d。

c.溫泉池58℃溫泉水用量1 814 m3。

總需求熱量為25 029.00 kW/d。

2)可供熱量。溫泉源水產(chǎn)量1 900 m3/d，水溫70℃(抽水試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù))，可提供的熱量為:

a.1 814 m3溫泉源水用量從70℃降至58℃可提供的熱量約為22 785 kW/d。

b.剩余86 m3溫泉源水(70℃)在熱量不足時(shí)，直接補(bǔ)入溫泉循環(huán)補(bǔ)熱池中補(bǔ)熱，供熱量2 340 kW/d。

可供給總熱量為25 125.00 kW/d。

3)熱量平衡。可供熱量25 125 kW/d－需熱量25 029 kW/d=96 kW/d。

從以上可得，4月份使用1 900 m3(70℃)的溫泉源水供熱，熱量富余 96.00 kW/d。

2.3 冬季(11月～3月)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)專(zhuān)業(yè)公司提供的水量、熱量平衡計(jì)算表分析，11月份為冬季熱量需求最大月，現(xiàn)以11月份數(shù)據(jù)作為冬季計(jì)算基數(shù):

1)需熱量。a.采暖，日需熱量23 647 kW/d。b.生活熱水，130m3(10℃加熱到55℃)需熱量6 804 kW/d。c.溫泉水池恒溫(循環(huán)池)需熱量16 680 kW/d。d.溫泉池58℃溫泉水用量1 684 m3。

總需求熱量為47 131.00 kW/d。

2)可供熱量。溫泉源水產(chǎn)量1 900 m3/d，水溫70℃(抽水試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù))，可提供的熱量為:a.1 684m3溫泉源水用量從70℃降至58℃可提供的熱量約為21 152 kW/d。b.1 684m3溫泉源水用量，可產(chǎn)生1 347 m3廢水，通過(guò)水源熱泵取熱可獲得熱量28 202 kW/d。c.剩余216 m3溫泉源水(70℃)在熱量不足時(shí)，直接補(bǔ)入溫泉循環(huán)補(bǔ)熱池中補(bǔ)熱，同時(shí)產(chǎn)生約172 m3的溫泉廢水，供熱量9 496 kW/d。

可供給總熱量為58 850.00 kW/d。

3)熱量平衡?？晒崃?8 850 kW/d－需熱量47 131 kW/d=11 719 kW/d。

從以上可得，11月份使用1 900 m3(70℃)的溫泉源水供熱，熱量富余 11 719.00 kW/d。

3 能源綜合利用分析

根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析，現(xiàn)能源綜合利用方案如下:

1)夏季(空調(diào)制冷與生活熱水、循環(huán)補(bǔ)熱池恒溫?zé)崃垦a(bǔ)充)。

a.采用兩臺(tái)水源熱泵機(jī)組供給空調(diào)冷源，產(chǎn)生的熱量由冷卻水塔排放。

b.生活熱水恒溫?zé)崃垦a(bǔ)充采用70℃通過(guò)板式換熱器供給。根據(jù)數(shù)據(jù)分析每天尚有7 593 kW熱量富余，因此在滿(mǎn)足生活熱水補(bǔ)熱的前提下，剩余熱量可用作循環(huán)補(bǔ)熱池恒溫補(bǔ)熱。

c.循環(huán)補(bǔ)熱池恒溫?zé)崃垦a(bǔ)充首先利用生活熱水補(bǔ)熱剩余的源水熱量通過(guò)板式換熱器供給，根據(jù)數(shù)據(jù)分析單純利用生活熱水補(bǔ)熱剩余源水的熱量每日缺口為5 895 kW，因此每天需通過(guò)直接注入154 m3溫泉源水給循環(huán)補(bǔ)熱池補(bǔ)熱。

d.此方案每天消耗1 240.00 m3溫泉源水即可達(dá)到水量、熱量平衡。

2)春、秋季(生活熱水、循環(huán)池恒溫?zé)崃垦a(bǔ)充)。

a.本季節(jié)段基本不需要供暖或空調(diào)制冷。

b.生活熱水恒溫?zé)崃垦a(bǔ)充采用70℃通過(guò)板式換熱器供給。根據(jù)數(shù)據(jù)分析每天尚有16 283 kW熱量富余，因此在滿(mǎn)足生活熱水補(bǔ)熱的前提下，剩余熱量可用作循環(huán)補(bǔ)熱池恒溫補(bǔ)熱。

c.循環(huán)補(bǔ)熱池恒溫?zé)崃垦a(bǔ)充首先利用生活熱水補(bǔ)熱剩余的源水熱量通過(guò)板式換熱器供給，根據(jù)數(shù)據(jù)分析單純利用生活熱水補(bǔ)熱剩余源水的熱量每日缺口為2 245 kW，因此每天需通過(guò)直接注入59 m3溫泉源水給循環(huán)補(bǔ)熱池補(bǔ)熱。

d.此方案每天消耗1 873.00 m3溫泉源水即可達(dá)到水量、熱量平衡。

3)冬季(采暖與生活熱水、循環(huán)池恒溫?zé)崃垦a(bǔ)充)。

a.空調(diào)采暖與地板輻射采暖由兩臺(tái)水源熱泵機(jī)組吸收30℃的溫泉廢水的熱量來(lái)提供。

b.生活熱水恒溫?zé)崃垦a(bǔ)充采用70℃通過(guò)板式換熱器供給。根據(jù)數(shù)據(jù)分析每天尚有14 348 kW熱量富余，因此在滿(mǎn)足生活熱水補(bǔ)熱的前提下，剩余熱量可用作循環(huán)補(bǔ)熱池恒溫補(bǔ)熱。

c.循環(huán)補(bǔ)熱池恒溫?zé)崃垦a(bǔ)充首先利用生活熱水補(bǔ)熱剩余的源水熱量通過(guò)板式換熱器供給，根據(jù)數(shù)據(jù)分析單純利用生活熱水補(bǔ)熱剩余源水的熱量每日缺口為2 332 kW，因此每天需通過(guò)直接注入61 m3溫泉源水給循環(huán)補(bǔ)熱池補(bǔ)熱。

d.遇冬季極端低溫天氣時(shí)，關(guān)閉多數(shù)室外泡池，采用溫泉源水通過(guò)熱交換直接采暖，采暖后的源水溫度下降至50℃時(shí)排入廢水收集池與溫泉區(qū)廢水混合，當(dāng)廢水收集池水位上升到設(shè)定水位時(shí)停止溫泉源水采暖，采暖熱源通過(guò)水源熱泵吸收溫泉廢水的熱量來(lái)提供。

e.此方案每天消耗1 745.00 m3溫泉源水，同時(shí)開(kāi)啟水源熱泵機(jī)組即可達(dá)到水量、熱量平衡。

4 系統(tǒng)原理

系統(tǒng)原理圖見(jiàn)圖1～圖3。

4.1 夏季供冷運(yùn)行說(shuō)明

閥門(mén)A，D開(kāi)，閥門(mén)B，C關(guān)閉，冷水機(jī)組(1)，冷凍水泵(2)，冷卻水泵(3)，冷卻塔(4)一一對(duì)應(yīng)聯(lián)鎖運(yùn)行，根據(jù)系統(tǒng)冷負(fù)荷變化，自動(dòng)或手動(dòng)控制冷水機(jī)組的投入運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)(包括相應(yīng)的冷凍水泵，冷卻水泵，冷卻塔)。開(kāi)機(jī)程序:冷卻塔進(jìn)出水電動(dòng)閥→冷卻水泵→冷水機(jī)組進(jìn)水電動(dòng)閥→冷凍水泵。

4.2 冬季運(yùn)行說(shuō)明

熱泵機(jī)組運(yùn)行:閥門(mén) A，D，F(xiàn)，G 關(guān)，閥門(mén) B，C，E，H 開(kāi)。冷水機(jī)組(1)，冷凍水泵(2)，溫泉水二次泵(6)，熱交換器(7)，溫泉水一次泵(5)一一對(duì)應(yīng)聯(lián)鎖運(yùn)行，根據(jù)系統(tǒng)冷負(fù)荷變化，自動(dòng)或手動(dòng)控制冷水機(jī)組的投入運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)(包括相應(yīng)的冷凍水泵，溫泉水泵等等)。

用溫泉水直接供熱，熱泵機(jī)組停止運(yùn)行:閥門(mén)A，B，E，H關(guān)，閥門(mén)C，D，F(xiàn)，G開(kāi)。冷凍水泵(2)、溫泉水二次泵(6)、熱交換器(7)、高溫泉水泵(10)一一對(duì)應(yīng)聯(lián)鎖運(yùn)行，根據(jù)系統(tǒng)冷負(fù)荷變化，自動(dòng)或手動(dòng)控制冷水機(jī)組的投入運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)(包括相應(yīng)的冷凍水泵，溫泉水泵等)。

圖1 供暖設(shè)備

圖2 供冷設(shè)備

圖3 制冷主機(jī)部分

5 結(jié)語(yǔ)

使用過(guò)之后的溫泉水經(jīng)過(guò)提升收集后，以便日后加以集中利用，避免了能源的浪費(fèi)。

空調(diào)主機(jī)選用水源熱泵機(jī)組是非常合理的，它利用溫泉水廢水的熱量達(dá)到了一機(jī)三用的目的，即冬季供暖，夏季供冷，其余時(shí)間可產(chǎn)生生活熱水，使能源達(dá)到了最大的綜合使用效率與再生。