內(nèi)容摘要：

贛江紅谷灘分布于第四紀(jì)松散沉積物空隙地質(zhì)，區(qū)域位差形成的滲渠徑流進行綜合分析，動力擾動地下淺層水體循環(huán)與地下土壤(巖土)進行低品位熱源的提升熱交換，完成夏儲冬用的過程。應(yīng)用熱泵技術(shù)，通過輸入少量的高品位能，實現(xiàn)低品位熱源向高品位熱能轉(zhuǎn)移，可作為南昌市武警支隊綜合樓區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)、生活熱水的冷(熱)源。

技術(shù)的可行性，采取滲渠徑流技術(shù)提升水體顯熱，不消耗水量，只有水體溫度的變化，又循環(huán)回地表水體，再吸收土壤(巖土)及太陽能冷(熱)能，完成可再生能源循環(huán)過程。利用贛江地表水滲渠可再生能源熱泵空調(diào)技術(shù)，經(jīng)濟與社會效益十分可觀，給業(yè)主帶來50～60%以上節(jié)能經(jīng)濟效益。廣泛地推廣應(yīng)用，可直接緩解南昌地區(qū)電力緊張，間接減少了火力發(fā)電廠礦物燃料燃燒發(fā)電帶來的二次環(huán)境污染。

關(guān)鍵詞： 贛江、紅谷灘、空隙地質(zhì)、滲渠、徑流、地表潛水、水體顯熱、可再生能源、冷(熱)源、節(jié)能環(huán)保。

1、贛江地表潛水源熱泵空調(diào)冷(熱)源可行性方案綜述

南昌市武警支隊支隊綜合樓，建筑面積20233M2，空調(diào)面積16000M2，主要功能用于武警支隊辦公、信息、會議、文化中心、醫(yī)療、營房、高檔公寓。擬建新址位于南昌市紅谷灘新區(qū)，在紅谷六路以南、豐和大道以西。

該場地為贛江沖積Ⅰ級階地，黃海標(biāo)高為 21.59～23.21M。擬建場地勘察表明， 埋深10～20M以下為第四紀(jì)沖積層松散空隙地質(zhì)(分為層粗砂、礫砂、圓礫)層中。潛水則賦存于層粗砂及其下地層中，主要由贛江水體側(cè)向補給，含水層貯水、透水性強，水量豐富。含水層頂板與贛江斷面底板在同一標(biāo)高線上，應(yīng)用動力擾動贛江地表水通過滲渠與地下松散空隙土壤(巖土)進行低品位熱源換熱，形成小區(qū)域滲渠徑流循環(huán)，水體溫度冬暖夏涼，是南昌市武警支隊綜合樓空調(diào)系統(tǒng)良好的低品位熱源。

夏季空調(diào)冷負(fù)荷高峰季節(jié)，南昌市地區(qū)高溫高濕，空調(diào)高峰時期室外空氣干球溫度接近40℃，濕球溫度超過36℃，導(dǎo)致空調(diào)蒸發(fā)冷卻水溫超過38℃，空調(diào)機組耗電增加。

冬季南昌市地區(qū)屬于“低溫高濕”地區(qū)，以礦物燃料作為空調(diào)熱源來源，不但供熱成本高，隨之而來是礦物燃料燃燒產(chǎn)生的大量污染物，煙塵以及SO2、SO3、NO、NO2、CO2等有害氣體嚴(yán)重污染環(huán)境。

因此，急需因地制宜的應(yīng)用其它可再生低品位冷(熱)源來替代傳統(tǒng)的空調(diào)冷(熱)源方式。

地源熱泵是節(jié)能環(huán)?？照{(diào)技術(shù)，熱泵效率是否高效經(jīng)濟取決于冷(熱)源來源，在有條件的地方，用地表水滲渠的徑流循環(huán)換熱做為冷(熱)源，要比用其它資源做熱泵空調(diào)冷(熱)源節(jié)能50～60%以上。

2、項目目的和意義

經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高帶來了對能源需求量的增加，特別是電力供應(yīng)緊張局勢突出。據(jù)有關(guān)報道2005年11月17日，南昌市電網(wǎng)最高用電負(fù)荷達到100.6萬千瓦，較往年同期增長近13%。節(jié)約電能是每個公眾的節(jié)能行為，國家發(fā)改委專門編發(fā)了《公眾節(jié)能行為指南》，倡導(dǎo)全民節(jié)電。

在傳統(tǒng)建筑物項目中，空調(diào)耗電常受室外空氣冷(熱)源溫度變化影響導(dǎo)致耗電增加，空調(diào)制冷、供熱能耗可占到了建筑物經(jīng)營成本總能耗的50～55%。我國的能源結(jié)構(gòu)主要依靠礦物燃料，特別是工業(yè)與民用建筑用電、供熱仍是以煤炭為主要燃料消耗。礦物燃料燃燒產(chǎn)生的大量污染物氣體所產(chǎn)生的次生環(huán)境問題已日益成為世界關(guān)注的焦點。

空調(diào)是建筑物主要硬件設(shè)施，能耗大?？照{(diào)的冷(熱)源來源是否經(jīng)濟環(huán)保，直接關(guān)系到建筑物的經(jīng)營成本及對生態(tài)環(huán)境的污染與保護。為了適應(yīng)經(jīng)濟的發(fā)展，又要考慮建筑物的節(jié)能環(huán)保對經(jīng)濟發(fā)展的影響，急需因地制宜地應(yīng)用可再生低位熱源工程技術(shù)，在具備第四紀(jì)松散沉積物(洪積物與沖積物)條件的地方，用地表水通過滲渠技術(shù)作為節(jié)能環(huán)?？照{(diào)的冷(熱)源，替代傳統(tǒng)空調(diào)冷(熱)源來源方式。

江西贛江流域山清水秀，有良好的自然生態(tài)環(huán)境。經(jīng)河流沖刷，松散沉積物的逐步堆積，沉積在厚度不等的山間盆(谷)的河床灘地中。贛江地表水體靠區(qū)域位差在地上河床形成徑流即地表水；在地下河床空隙層中匯聚成滲渠徑流即地表潛水，且水量較豐富。

技術(shù)應(yīng)用是以地表水為載體，擾動地表水體形成小區(qū)域循環(huán)吸收土壤(巖土)及太陽能冷(熱)量，經(jīng)熱泵提升利用其能量后又還給地表水體，完成可再生能源循環(huán)過程。

其目的意義是， 產(chǎn)生經(jīng)濟效益與社會效益。地表水滲渠水源熱泵節(jié)能環(huán)保，可有效地緩解電力需求及火力發(fā)電燃燒礦物燃料所帶來的二次環(huán)境污染，促進地表水體生態(tài)良性循環(huán)，達到生態(tài)環(huán)保。

3、指導(dǎo)思想和總體目標(biāo)

建筑業(yè)的開發(fā)必須遵循自然規(guī)律和社會經(jīng)濟規(guī)律。根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，實施科學(xué)有效而易于操作的綜合節(jié)能環(huán)保措施方案。

項目的總體指導(dǎo)思想， 改變傳統(tǒng)保守觀念，依靠新的科學(xué)技術(shù)，提高對節(jié)能環(huán)?？稍偕茉吹恼J(rèn)識，開發(fā)建設(shè)生態(tài)環(huán)保建筑物來實現(xiàn)環(huán)境保護工程。因地制宜利用江西贛江流域沖刷及松散沉積物的逐步堆積形成的空隙地質(zhì)，擾動地下淺層水體循環(huán)與地下土壤(巖土)進行低溫位熱能換熱，作為建筑物空調(diào)可再生的自然低位熱能，運用生態(tài)與節(jié)能相結(jié)合的原則，滿足經(jīng)濟需求，保護生態(tài)環(huán)境，提升社會效益。

項目的總體目標(biāo)，示范和推廣，既達到節(jié)能經(jīng)濟效益又可保護環(huán)境帶來社會效益，提高建筑服務(wù)業(yè)對生態(tài)建筑意義的理解重視。

4、本所對地表水滲渠技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

地表水滲渠水源作為空調(diào)制冷與供熱的冷(熱)源可以追溯到上個世紀(jì)初期，國外已廣泛應(yīng)用到食品冷藏庫及空調(diào)領(lǐng)域中。有關(guān)設(shè)計要求及注意事項已由建筑工業(yè)出版社編入1978年出版的《制冷工程設(shè)計手冊》中作為設(shè)計依據(jù)。

本所對地表水滲渠技術(shù)應(yīng)用較早，研究積累了一些實際經(jīng)驗。1987年設(shè)計沈陽市輝山旅游風(fēng)景區(qū)棋盤山水庫水產(chǎn)冷藏庫，應(yīng)用滲渠技術(shù)提取水庫地表水作為制冷機冷源；2002年設(shè)計寧波欣達螺桿壓縮機有限公司12500M2熱泵空調(diào)，應(yīng)用滲渠技術(shù)提取水庫地表水冷(熱)源，為寧波市重點節(jié)能項目；2003年設(shè)計寧波銀鳳旅游度假村45000M2熱泵空調(diào)，應(yīng)用滲渠技術(shù)提取地表水源冷(熱)源，為浙江省重點節(jié)能項目。

典型案例銀鳳旅游度假村45000M2地表水源可再生低溫位熱能空調(diào)工程(見圖1)。

寧波銀鳳旅游度假村，坐落在國家AAAA級溪口旅游風(fēng)景區(qū)內(nèi)，南鄰奉化江發(fā)源地剡溪。

剡溪水位深度0.5米，溫度隨季節(jié)性發(fā)生改變不穩(wěn)定。剡溪上游為亭下湖水庫，有大量的滲渠徑流涌入剡溪形成水系補給源。夏季水體溫度18～22℃；冬季水體溫度10～14℃。

剡溪地質(zhì)地表以下6～8米深為砂礫層，8米以下為黃泥層。

方案設(shè)計根據(jù)剡溪砂礫層的水力滲透阻極小，有強滲流特點，上游亭下湖水庫滲透在孔隙層形成徑流，沿途徑流同大面積巖土(土壤)進行熱交換，完全滿足旅游度假村45000M2空調(diào)系統(tǒng)冷(熱)負(fù)荷需求。

項目論證由浙江省暖通學(xué)會等有關(guān)專家對項目可行性進行了研究。

項目建設(shè)2003年春季投資建設(shè)，2003冬季投入使用至今。

項目對比該項目原設(shè)計是以溴化鋰直燃機作為空調(diào)系統(tǒng)冷(熱)源方案，通過與地源熱泵地表水空調(diào)系統(tǒng)對比，年節(jié)能400余萬元，節(jié)能經(jīng)濟效益與社會效益顯著。

5、地表水滲渠水源熱泵基本原理

地表水依靠重力差通過松散的空隙地質(zhì)形成地下徑流，成為地表水滲渠潛水，在徑流同時與地下淺層土壤(巖土)進行換熱，其水體溫度冬暖夏涼，是熱泵良好的低品位熱源。熱泵是通過作功使低品位熱源介質(zhì)流向高品位熱源實現(xiàn)熱量傳遞的，滿足建筑物空調(diào)冬季供熱和夏季制冷兩種相反的要求。