地源热泵建设项目水资源论证报告书

地源热泵建设项目水资源论证报告书内容摘要：

等 10 余条河流，均属黑河内陆水系，多年平均径流量为 108m3/a。 其中，黑河是本区径流量最大的河流，多年平均径流量为 108m3/a，年最大径流量 108m3/a。 其补给来源中降水占 %、地下水占 %，冰川积雪融水占 4%，属降水和地下水混合补给类型的河流；民乐县境内的童子坝河、洪水河等 7 条河流，多年平均径流量 108m3/a；甘 10 州区境内的酥油口河、大磁窑河等 3 条河流，多年平均径流量 108m3/a。 上 述河流出山后即被水库拦蓄或纳入渠系，只有在汛期才有部分河水流入平原地带。 本世纪以来，由于全球气温的变化（升温），本区降雨量逐渐增多，致使黑河及其支流出山径流量呈现出缓慢增加之趋势。 资料统计， 2020 年～2020 年黑河出山径流量平均为 108m3/a，高于多年平均值 %。 地下水资源 松散岩类孔隙水是张掖盆地东段主要的地下水类型，广泛分布于盆地第四纪松散岩层中。 受构造 — 地貌条件的制约，盆地不同地带地下水的埋藏条件各不相同，总的规律是：自山前至盆地内部，地下水埋藏深度逐渐变浅，北部乌 江一带泉水出露。 南部山前洪积扇顶部水位埋深大于 200m，含水层由粗颗粒的砂砾卵石组成，地下水类型为单一潜水层，至扇中地带，水位埋深150～ 50m，含水层中含泥质渐多，扇缘和细土平原南部，水位埋深 50～ 10m，含水层颗粒渐细，由单一的潜水层渐变为多层的潜水 — 承压水含水综合体。 黑河 — 山丹河沿岸地带水位埋深小于 3m，乌江一带泉水成呈片状溢出（图32）。 11 据 2020 年度张掖市水利年报资料统计， 2020 年张掖盆地东段引水总量为 108m3，其中河源来水量 108m3，地下水开采总量为 108m3/a。 以各供水对象分析，农业灌溉用水比重较大，总用水量为 108m3,工业及生活用水开采量相对较小，为 108m3。 据《河西走廊地下水勘查报告》，张掖盆地东段地下水允许开采量为 108m3/a（ P=50%）。 现状条件下，盆地东段地下水开采量为 108m3/a。 由此，根据现状开 采量和允许开采量计算得出，张掖盆地东段地下水开发利用程度属中等，为 ％。 12 据 2020 年度甘州区水利年报资料 统计， 2020 年总引水量为 108m3，其中河源来水量 108m3，地下水年开采总量为 108m3/a。 以各供水对象分析，农业灌溉用水比重较大，总用水量为 108m3,占总用水量的％，工业及生活用水用采量相对较小为 108m3，占总用水量的％，生态用水 108m3，占总用水量的 ％。 依据《甘州区水资源配置方案》，境内工业配置总水量为 108m3，而实际用水量为 108m3，水量余额为 108m3。 生活配 置总水量为 108m3，而实际用水量为 108m3，水量余额为 108m3。 因此，本项目无论按工业用水还是按生活用水评价，均能满足项目用水。 水资源短缺，供需矛盾较突出。 张掖市境内降雨稀少，蒸发强烈，用水主要依靠过境水资源。 区内人均水资源量只有 1250m3，亩均水量 511m3，分别为全国平均的 75%和 29%，依据国际标准，属中度缺水地区。 另外，黑河径流年内分配不均，且来水需水过程极不均匀，造成每年夏灌期间“卡脖子”旱日趋严重，使 之境内水资源供需矛盾日渐突出。 用水结构不合理，水资源利用经济效益低下 由于历史传统原因，农业一直是张掖用水的绝对主体。 虽然农业用水比例从 2020年的近 90%调整到了 2020年的 80%，但与全国平均水平相比，用水结构中农业用水比例仍然过大，这种“一头沉”的不合理用水结构造成区域单方水 GDP产出偏低，区域水资源利用经济效益低下。 13 4 建设项目取用水合理性分析 本项目建设符合国家可再生能源利用的政策，同时符合水资源管理要求及水资源高效利用，因此，项目建设取水是合理的。 其合理性主要 表现在以下几个方面： 随着社会经济的平稳、快速发展，致使对石油、煤炭、天然气等能源需求量将会呈现出增大态势，未来能源将会形成日趋紧张的局势。 因此，寻求可再生能源资源来缓解能源供需紧张的局面已势在必行。 目前，通过水源热泵利用可再生、清洁的地下水热源，通过热能交换来代替传统的冬季燃煤供暖方式，具有广阔的发展前景，符合国家对可再生能源发展的政策。 、高效节能 目前，冬季供暖基本为传统的燃煤锅炉供暖。 据有关资料统计，燃煤锅炉传热效率为 70～ 90％，其余 10～ 30％的热量 将随水蒸气而蒸发，造成能源浪费较大。 同时，燃煤锅炉运行期间既耗水又污染周围环境，经济及环境效益低下。 水源热泵作为一种高新供暖技术，在充分吸收地下水体恒定温度的基础上，以循环水为载体通过热交换进行供暖，具有清洁环保之功效。 同时，水源热泵比电锅炉节能三分之二以上的电能；比燃煤锅炉节能三分之一以上的电能，通常热源系统消耗 1kw 的能量可获得 4kw 以上的热量，基本达到了高效节能之目的。 另外，水源热泵系统为封闭运行系统，系统回灌水量、水质等同于取水量和取水水质，不会对附近地带地下水的动态（水位、水质）产生影响。 因此，采 用水源热泵系统进行供暖 ，即清洁环保，又高效节能。 ，推广前景广阔 14 水源热泵技术以其独 特的设计理念和地 下浅层稳定可靠的“热源”为依托，在供暖领域取得了快速的发展，已成为世界上最先进的供热技术，欧美许多经济发达国家已广泛应用。 近年来，该项技术在国内各省区已被积极推广应用。 目前，张掖市区已有个别用户采用该项技术进行冬季供暖，其应用效果和经济效益极为明显，其市场发展前景广阔。 水源热泵供热虽然开采利用地下水，但它获取地下水体中的热源后，则通过回灌井全部回灌于地下水体中，循环系统并 不消耗水量。 因此，该系统取水符合水资源优化配置，取水合理。 综上所述，采用水源热泵冬季供暖，符合我国能源产业政策，属于国家鼓励发展的项目，项目取水是合理的。 冷热负荷计算 甘州区丰泽园 B 区（ 2 号机组）建筑全为十一层住宅楼，取暖面积，根据《全国民用建筑工程设计技术措施（暖通空调动力）》中各类建筑的热负荷指标及本项目特点，甘州区丰泽园 B 区（ 2 号机组）热负荷指标以住宅区的热负荷指标为参考依据，取热负荷指标为 45W/m2。 通过计算，得出甘州区丰泽园 B 区（ 2 号机组 ）总热负荷 WH= 45=897kW。 用水量计算 按 照甘州区丰泽园 B 区（ 2 号机组）取暖面积所需要的 热负荷 值 计算 所需水量。 甘州区丰泽园 B 区（ 2 号机组）冬季供热所需的总热负荷为 897kW。 用水量理论计算公式： 冬季用水量： ( 1)1 .1 6 3 HH CO P WQ CO P t    15 其中： COP 一般选 5； QH为冬季地下水需用量，单位为 m3/h； WH为总热 负荷值，单位 KW。 △ t 为提取水温温差值，单位℃。 根据以上公式进行计算，井水循环提取的温差按 6℃计算，则甘州区丰泽园 B 区（ 2 号机组） 热泵冬季高峰需水量 QH＝ 897 ＝ 102m3/h。 热泵一般运行时 需水量按照高峰需水量 80%计算 ，冬季取暖一般用水量为82m3/h。 用水合理性分析 本项目用水由两部分组成。 其中，居民生活及环境绿化用水由张掖市自来水公司利用城市供水管网统一供给，而水源热泵系统冬季供暖则规划利用地下水源进行供水。 水源热泵供热系统由供热、循环两部分组成，供热部分为取水 — 加压 —提热 — 热交换系统，水源热泵机组工作原理就是在冬季从地下水源中提取热量送到建筑物中循环；运行介质为自来水， 是将热交换系统传输的热能通过水体循环输送到用户，最终实现供暖目标。 本项目规 划设计 1 眼取水井和 3 眼回灌井。 取水只是把地下水作为热源，利用循环水进行热交换，交换后全部回灌地下水体中，整个循环过程不消耗地下水资源。 因此，供暖系统运行期间始终保持地下水抽灌平衡，对区域地下水动态变化不产生影响。 本项目利用热泵原理完成供暖运行期间抽水、回灌始终保持水量平衡， 16 同时，循环系统为封闭型，故热量交换过程中不消耗水资源，也不向外界排放废水、废气，是一项绿色环保型采暖工艺。 因此，项目用水 效率高，其用水是合理的。 水源热泵用水工艺是采用封闭式循环用水技术，对所用地下水而言，只是以地下水作为介质提取地下能量，整个过程不消耗地下水资源。 该项目节水潜力和措施主要表现在： ，建筑材料保温性能好，热泵系统用水量就相应减少，建筑材料保温性能差，热泵系统用水量就多，所以建筑材料应尽可能选择保温性能好的。 ，这样就减少了室内与外界能量的交换，同时 也相 应减少了工艺用水。 ，建立雨洪收集系统 ， 实现雨水资源化，收 集处理后的雨 洪 水 可以用于地下水回灌，涵养地下水资源。 日循环需水量 不同使用时间，系统运行负荷不同， 根据 甘州区丰泽园 B 区（ 2 号机组）特点及用途 进行日需水量计算。 以冬季最冷天为例， 水源热泵系统工作时间按照每日 22 小时 计算。 高峰时段 7 小时， 需水量 102m3/h； 一般时段 共 6 小时， 需水量按 高峰时段的 80%计，为 82m3/h；维持 时段 共 9 小时， 需水量按 高峰时段的 40%计，为 41m3/h。 具体运行时间表及各时间段用水量 见表 41。 17 表 41 冬季热泵运行日需水量计算表 时间 运行状态 水量（ m3） 时间 运行状态 水量（ m3） 0:001:00 维持 41 12:0013:00 停机 0 1:002:00 维持 41 13:0014:00 停机 0 2:003:00 维持 41 14:0015:00 维持 41 3:004:00 维持 41 15:0016:00 维持 41 4:005:00 维持 41 16:0017:00 一般 82 5:006:00 维持 41 17:0018:00 一般 82 6:007:00 一般 82 18:0019:00 高峰 102 7:008:00 高峰 102 19:0020:00 高峰 102 8:009:00 高峰 102 20:0021:00 高峰 102 9:0010:00 高峰 102 21:0022:00 一般 82 10:0011:00 高峰 102 22:0023:00。