安陽市發展地下水源熱泵空調的可行性分析

□宋曉陽 □朱志剛 □韓 濤 □孟秀霞

（安陽市水利局）

地下水源熱泵空調以高效、節能、清潔的特點，受到了廣大用戶及社會各界人士的廣泛關注。近年來，隨著經濟社會的快速發展，申請使用地下水源熱泵項目的逐年增多，安陽市水行政主管部門也開展了對這一課題的可行性研究。

一、安陽市發展地下水源熱泵空調的可行性

（一）從安陽市水文地質條件分析

安陽市主要分布于洹河沖洪積扇上。洹河沖洪積扇是第四系更新統中上部全新統復合堆積而成的，具有明顯的上細下粗的二元結構。其三面被丘陵崗地環繞，向東敞開，呈向東傾的簸箕狀，封閉條件較好，構成一完整的水文地質單元。地下水儲水介質主要是沖洪積扇的卵礫石層。卵礫石層自西向東頂板埋深由8～10m至20～25m，略向東傾伏，厚度多在10m以上，最厚超過30m，向東單層厚度漸薄，到市區東南的大市莊附近，主要儲水層以透鏡狀砂層為主。由于卵礫石層空隙大，連通好，地下水在此傳導運移速度快，儲水、給水性能好，因而非常適合地下水源熱泵空調項目的建設。綜合安陽市水文地質條件得出，安陽市區淺層地下水埋深較淺，單井出水量大，地質條件好，便于開采和回灌，為開發利用地下水源熱泵空調提供了優越的條件。

（二）從投資和運行角度分析

由于水源熱泵空調具有既能供暖、又能供冷的功能，通過已有設備運行的資料看，地下水源熱泵空調在經濟方面顯示了極大的優越性。現以10000m2為例，建筑物滿足冬天供暖、夏季供冷的需要，室內設計溫度冬季滿足18℃±2℃，夏季滿足26℃±2℃。依據意大利克萊門特公司河南辦事處、鄭州工業大學萬力公司所提供的資料，與傳統供暖、冷方式進行經濟分析對比。詳見表1和表2。

表1不同采暖供冷系統初始投資對比表 單位：（萬元）

表2不同采暖供冷系統運行費對比表 單位：（萬元）

從以上前期投資與運行費用上對比分析可知，水源熱泵空調一機多用，投資項目少，具有較高的性價比。項目投資費用比傳統供熱（制冷）方式小，效益顯著，回報率高。

（三）從國家和地方政府政策分析

隨著建設節約型社會、促進循環經濟發展步伐的加快，國家也認識到開展這項工作的重要性、緊迫性。國家建設部1999年提出在10年內建筑節能效率要在現有基礎上提高50%；政府已明令，逐步撤掉所有燃煤鍋爐，而改使用清潔能源，并在財政上予以扶持。

安陽市委、市政府非常重視此項工作，專門成立了安陽市地溫地熱水資源管理保護與開發利用工作領導小組，對全市地下水源熱泵的審批、監管、保護、開發利用、防止污染等工作進行組織協調；印發了《安陽市地溫空調和地熱水井取用水管理辦法》，細化了論證、審批、建設、驗收、運行、監管、監測等環節，對地下水源熱泵空調建設過程中的防污和運行過程中的水質監測等作了明確規定。通過加強組織領導和出臺管理辦法等一系列措施，確保了安陽市地下水源熱泵空調項目的健康、有序發展。

（四）從回灌水質和水溫對地下水的影響分析

1.水質變化對比分析

通過對近幾年安陽市區地下水源熱泵空調8個監測點的地下水水質監測數據報告，對地下水源熱泵空調回水水質進行分析對比結果發現，地下水水質變化主要體現在地下水硬度超標、鋅和鐵含量略有增加、高錳酸鹽和硝酸鹽指數有所上升等方面。但其超標點少，分布面積不大，超出標準值不高，地下水源熱泵空調回水尚未對地下水環境造成明顯不利影響，其回水水質仍然完全可以滿足回灌水水質的要求。

2.水溫變化對比分析

在采取水樣的同時，還對其水溫進行了測試，抽水井中的地下水溫度約17℃，制冷時，地下水源熱泵空調管道水水溫一般高出地下水5～11℃；制熱時，管道水溫一般比抽水井地下水低3～6℃。

經過對抽、回水井水溫的長期定點監測發現，在地下水強大的自我恢復、平衡功能下，在短時間內完全能夠將空調運轉后能量轉換造成的水溫差異自我恢復，因此地下水源熱泵空調的使用對地下水的水溫未產生明顯變化。

二、安陽市地下水源熱泵使用現狀及存在的問題

安陽市地下水源熱泵空調的開發利用從20世紀90年代中期以來，全市共發展水源熱泵空調項目39個，成井236眼，深度在70～100m之間，主要用于夏季制冷和冬季取暖，使用面積約110萬m2，使用范圍已涉及行政、教育、科研、旅游、衛生、工業生產、餐飲洗浴、商場經營、小區供暖制冷等領域。初步測算，每年可節約標準煤約1.5萬t，減少溫室氣體排放約4.5萬t，節能效果及環境效益顯著。

在近幾年對水源熱泵空調的推廣應用過程中，通過實際運行發現目前還存在水源熱泵空調行業管理不夠規范，缺乏統一的安裝、操作、運行、維護技術標準，井口防污措施不到位，操作維護人員不夠專業等方面的問題，需在今后的實際工作中重視和解決。

三、進一步加強地下水源熱泵空調項目管理的建議

（一）嚴把申請審批環節關

在用水單位提出取水申請后，在審批程序上按照取用水單位申請—水資源項目論證—局長辦公會研究初審—政府批準等程序嚴格把關。

（二）嚴格規范建設施工環節

在施工過程中，要求建設單位必須委托有資質的設計單位、鑿井單位、安裝單位、監理單位，按照設計—審查—施工—監理—驗收等環節進行建設，實行全過程監理，由水行政主管部門全程監管。

（三）細化運行管理環節

1.計劃管理。對取用水管理嚴格實行計劃用水管理。

2.計量管理。在用水單位取、退水設施井口處按照規范安裝計量設施，并加蓋鉛封，注重計量設施的日常檢查，確保準確計量。

3.防污管理。要求用水單位設立明顯警示標志，指派專職人員對取、回水設施進行管理和保護，著重對井口處進行密閉，防止出現污染地下水資源的現象。

4.費用征收。按照省、市法律法規規定的范圍和標準，根據實際取水量按月足額征收水資源費。

5.監測管理。對地下水源熱泵空調系統取、回（排）水實行長期監測制度。

6.季節管理。對地下水源熱泵空調系統施行季節性管理，每個運行期結束后，3日內封停取水設施，每個運行期開始前3日內對取水設施檢查合格后啟封使用。

（四）搞好調查評價，制定發展規劃

弄清地下水資源儲量，做好地下水調查評價，為水源熱泵空調項目的合理開發提供技術依據和數據支持，在此基礎上制作出地下水資源開發利用規劃，并堅持水資源優化的原則與城市建設、供熱、中水配置等規劃相協調。