河北天津地热泵地热空调
　一说到“地热”，许多观众恐怕想到的就是洗“温泉浴”了。不错，“温泉浴”仅仅是地热资源利用的很小一部分，其实它更大的作用是取代传统的燃煤锅炉和空调，来进行取暖和制冷，利用范围非常广泛。河北省地热资源十分丰富，但利用率却难尽人意，在河北省经济总量中所占比例相比差距还是很大。如何在地热资源的利用上寻找突破口，更加广泛地利用，将是河北省能源利用上着重考虑的重点。
地热井的钻井成本较高，地热水一经采出后，应尽可能的提高其热能利用率，做到物尽其用。课题小组结合当时国内刚刚引进的水源热泵系统技术，将其与地热供暖相结合，进行了细致的工作和大胆的尝试，终于在回收地热尾水热能上取得突破，使同一口地热井的采暖面积增加了2~3倍，采暖初投资减低了近一倍。
  2.1水源热泵系统的原理
  水源热泵系统是一个可以将低温热能提升为高温热能的集成系统。利用逆卡诺原理，热泵工质（以R22为例）在蒸发器中由低压湿蒸汽变成低压气体（简称工质蒸发），工质蒸发温度在0℃左右，蒸发过程中，通过换热器吸收地热尾水中的热量；携带能量的热泵工质气体，经压缩机的抽吸、压缩作用（驱动电能作功），以高温高压过饱和气体进入冷凝器内；在冷凝器内液化为常温高压液体，并释放携带的热量（简称工质冷凝），工质冷凝温度在68℃左右，冷凝过程中热能通过换热器传递给建筑物供暖系统循环水；工质经过膨胀阀降压节流后，又变成低压湿蒸汽进入蒸发器，完成一个循环。如此周而复始，不断的将地热尾水中的能量搬运、转移到需用的建筑物内。地热尾水由水源热泵系统回收热能后，由直接供暖后地热尾水温度40℃，最低可将低至10℃左右。
  2.2 水源热泵热能回收系统的理论解析
  仍以城区地热田的有代表性的地热井为例：
  直接供暖，地热水由供水温度55℃降至40℃，直接利用地热温度为15℃。采用水源热泵系统，在此基础上可将地热尾水降至10℃，多利用地热水温度30℃，提取的地热能增加了2倍（地热水梯级利用及水源热泵热能回收系统示意见图2）。
 
  (1)、地热水供热量(kw)
  由两部分组成，地热水直接供热量同上Q1＝698kw；水源热泵系统从地热尾水中吸收热能Q2'＝1.163m△t
△t：供回水温差（℃）；30℃
计算Q2'=1396kw
  在地热尾水热能回收过程中，驱动压缩机电能作功，转化热能约为465kw，一般情况下COP值在4.0以上。
  地热尾水回收系统总供热量Q2=1396+465=1860kw;
  地热梯级利用系统总制热量Q=1860+698=2558kw;
  (2)、供暖面积s的计算方案同上，计算供暖面积为5.11万m2，是地热直供面积1.33万m2的3.84倍，增加供暖面积近3倍。
  2.3 应用事例分析
  地热供暖示范工程选定在朝阳区立水桥甲2号的北京市地质勘察技术院的办公、家属区内，项目启动于1999年8月，一期工程2000年4月完成；二期工程2001年12月份完成。
  示范工程钻凿地热井两眼，取水井深2400m，水温70℃，日出水量3000m3；回灌井井深2890m，水温59℃，日水量1600m3，按传统工艺，地热水直接进用户，地热供暖面积不到8万m2，采用水源热泵系统回收地热尾水热能，系统满负荷运行供暖面积可达到20万m2。示范工程现有供暖面积3.7万m2，为院区家属楼、办公楼等所有建筑物供暖，整个冬季采暖地热水平均用水量25m3/h，极大的降低了地热水用量。

  示范工程工艺图：
 

  2.4 推广应用
  示范工程的成功实施，对地热在供暖方面的应用起到极大的推动作用，为使该项成果尽快转化为生产力，服务于社会并进行该项科技成果的市场推广，现将已完成和在施工的部分项目汇总见下表：
项目名称 建筑面积（万m2） 项目概况 年替代燃煤量
（t标准煤） 实现产值
（万元）
北京市立水桥地热供暖示范工程 3.7 1999.11~2001.12，北京市地热供暖示范项目，工程分为两期，新建地热取水回灌井两眼，地热梯级利用，热泵回收尾水热能。 最终规模4148 1130
 
华威冶金印刷厂地热供暖改造工程 2.18 2000.8-2000.10，对原地热供暖系统进行改造，改直供为间供，利用热泵系统回收部分地热尾水热能。 2906 220
崇文区郭庄北里住宅楼地热供暖工程 2.8 2001.5-2001.11，新建地热取水回灌井两眼。为6栋家属楼提供供暖，地热梯级利用，热泵回收尾水热能。 3732 1300
北京好运物业广渠门住宅楼供暖改造工程 2.8 2002.6-2002.10，利用临近单位40℃的采暖地热尾水作为水源热泵的低位热源，采用高温水源热泵来提供70/50℃的热水，为供热系统的热源。原有供热系统的末端设备维持不变。 3732 295
北苑家园六区地热供暖一期工程 43.6 2001.12-2003.10，新建地热取水回灌井和地热梯级利用、地热尾水热能回收系统作为供热基础负荷，小区燃气锅炉提供调峰负荷。在基础负荷与调峰负荷之间，寻求最优的运行费用与初投资结合点。 35547 7000
合计     50065 9945