天沐·營口熊岳溫泉度假村溫泉水綜合利用分析

王瑞坤 董傳良

(1.北京中標新亞機電工程有限公司，北京 100048;2.北京市弘都城市規劃建筑設計院，北京 100045)

0 引言

營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，會議，客房，溫泉服務以及室內外溫泉等，并有配套的各種服務設施。園區制冷機房附近地下設有溫泉水廢水收集池及溫泉水循環池。

1 度假村的建筑規模

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

2 一年中溫泉水量和熱量數據分析

2.1 夏季(7月～9月)數據分析

根據營口地區氣象參數每年7月～9月為夏季，此時段需開啟空調。9月份為夏季熱量需求最大月，現以9月份數據作為計算依據。

1)需熱量。a.生活熱水，130 m3(給排水專業提供數據，15℃加熱到55℃)需熱量6 048 kW/d。b.溫泉水池恒溫(循環池)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。溫泉源水產量1 900 m3/d，水溫70℃(抽水試驗報告數據)，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，直接補入溫泉循環補熱池中補熱，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)數據分析

根據營口地區氣象參數，每年4月～6月、10月～11月為春、秋季，此時段無需空調或供暖。根據給水公司提供的數據4月份為春、秋季熱量需求最大月，現以4月份數據作為計算依據。

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。溫泉源水產量1 900 m3/d，水溫70℃(抽水試驗報告數據)，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，直接補入溫泉循環補熱池中補熱，供熱量2 340 kW/d。

可供給總熱量為25 125.00 kW/d。

3)熱量平衡?？晒崃?5 125 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)數據分析

根據專業公司提供的水量、熱量平衡計算表分析，11月份為冬季熱量需求最大月，現以11月份數據作為冬季計算基數:

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。溫泉源水產量1 900 m3/d，水溫70℃(抽水試驗報告數據)，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，可產生1 347 m3廢水，通過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，直接補入溫泉循環補熱池中補熱，同時產生約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

根據上述數據分析，現能源綜合利用方案如下:

1)夏季(空調制冷與生活熱水、循環補熱池恒溫熱量補充)。

a.采用兩臺水源熱泵機組供給空調冷源，產生的熱量由冷卻水塔排放。

b.生活熱水恒溫熱量補充采用70℃通過板式換熱器供給。根據數據分析每天尚有7 593 kW熱量富余，因此在滿足生活熱水補熱的前提下，剩余熱量可用作循環補熱池恒溫補熱。

c.循環補熱池恒溫熱量補充首先利用生活熱水補熱剩余的源水熱量通過板式換熱器供給，根據數據分析單純利用生活熱水補熱剩余源水的熱量每日缺口為5 895 kW，因此每天需通過直接注入154 m3溫泉源水給循環補熱池補熱。

d.此方案每天消耗1 240.00 m3溫泉源水即可達到水量、熱量平衡。

2)春、秋季(生活熱水、循環池恒溫熱量補充)。

a.本季節段基本不需要供暖或空調制冷。

b.生活熱水恒溫熱量補充采用70℃通過板式換熱器供給。根據數據分析每天尚有16 283 kW熱量富余，因此在滿足生活熱水補熱的前提下，剩余熱量可用作循環補熱池恒溫補熱。

c.循環補熱池恒溫熱量補充首先利用生活熱水補熱剩余的源水熱量通過板式換熱器供給，根據數據分析單純利用生活熱水補熱剩余源水的熱量每日缺口為2 245 kW，因此每天需通過直接注入59 m3溫泉源水給循環補熱池補熱。

d.此方案每天消耗1 873.00 m3溫泉源水即可達到水量、熱量平衡。

3)冬季(采暖與生活熱水、循環池恒溫熱量補充)。

a.空調采暖與地板輻射采暖由兩臺水源熱泵機組吸收30℃的溫泉廢水的熱量來提供。

b.生活熱水恒溫熱量補充采用70℃通過板式換熱器供給。根據數據分析每天尚有14 348 kW熱量富余，因此在滿足生活熱水補熱的前提下，剩余熱量可用作循環補熱池恒溫補熱。

c.循環補熱池恒溫熱量補充首先利用生活熱水補熱剩余的源水熱量通過板式換熱器供給，根據數據分析單純利用生活熱水補熱剩余源水的熱量每日缺口為2 332 kW，因此每天需通過直接注入61 m3溫泉源水給循環補熱池補熱。

d.遇冬季極端低溫天氣時，關閉多數室外泡池，采用溫泉源水通過熱交換直接采暖，采暖后的源水溫度下降至50℃時排入廢水收集池與溫泉區廢水混合，當廢水收集池水位上升到設定水位時停止溫泉源水采暖，采暖熱源通過水源熱泵吸收溫泉廢水的熱量來提供。

e.此方案每天消耗1 745.00 m3溫泉源水，同時開啟水源熱泵機組即可達到水量、熱量平衡。

4 系統原理

系統原理圖見圖1～圖3。

4.1 夏季供冷運行說明

閥門A，D開，閥門B，C關閉，冷水機組(1)，冷凍水泵(2)，冷卻水泵(3)，冷卻塔(4)一一對應聯鎖運行，根據系統冷負荷變化，自動或手動控制冷水機組的投入運轉臺數(包括相應的冷凍水泵，冷卻水泵，冷卻塔)。開機程序:冷卻塔進出水電動閥→冷卻水泵→冷水機組進水電動閥→冷凍水泵。

4.2 冬季運行說明

熱泵機組運行:閥門 A，D，F，G 關，閥門 B，C，E，H 開。冷水機組(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)一一對應聯鎖運行，根據系統冷負荷變化，自動或手動控制冷水機組的投入運轉臺數(包括相應的冷凍水泵，溫泉水泵等等)。

用溫泉水直接供熱，熱泵機組停止運行:閥門A，B，E，H關，閥門C，D，F，G開。冷凍水泵(2)、溫泉水二次泵(6)、熱交換器(7)、高溫泉水泵(10)一一對應聯鎖運行，根據系統冷負荷變化，自動或手動控制冷水機組的投入運轉臺數(包括相應的冷凍水泵，溫泉水泵等)。

圖1 供暖設備

圖2 供冷設備

圖3 制冷主機部分

5 結語

使用過之后的溫泉水經過提升收集后，以便日后加以集中利用，避免了能源的浪費。

空調主機選用水源熱泵機組是非常合理的，它利用溫泉水廢水的熱量達到了一機三用的目的，即冬季供暖，夏季供冷，其余時間可產生生活熱水，使能源達到了最大的綜合使用效率與再生。