河北天津地熱泵地熱空調
　一說到“地熱”，許多觀眾恐怕想到的就是洗“溫泉浴”了。不錯，“溫泉浴”僅僅是地熱資源利用的很小一部分，其實它更大的作用是取代傳統的燃煤鍋爐和空調，來進行取暖和制冷，利用範圍非常廣氾。河北省地熱資源十分豐富，但利用率卻難盡人意，在河北省經濟總量中所占比例相比差距還是很大。如何在地熱資源的利用上尋找突破口，更加廣氾地利用，將是河北省能源利用上着重考慮的重點。
地熱井的鑽井成本較高，地熱水一經采出后，應盡可能的提高其熱能利用率，做到物盡其用。課題小組結合當時國內剛剛引進的水源熱泵系統技術，將其與地熱供暖相結合，進行了細緻的工作和大膽的嘗試，終於在回收地熱尾水熱能上取得突破，使同一口地熱井的采暖面積增加了2~3倍，采暖初投資減低了近一倍。
  2.1水源熱泵系統的原理
  水源熱泵系統是一個可以將低溫熱能提升為高溫熱能的集成系統。利用逆卡諾原理，熱泵工質（以R22為例）在蒸發器中由低壓濕蒸汽變成低壓氣體（簡稱工質蒸發），工質蒸發溫度在0℃左右，蒸發過程中，通過換熱器吸收地熱尾水中的熱量；攜帶能量的熱泵工質氣體，經壓縮機的抽吸、壓縮作用（驅動電能作功），以高溫高壓過飽和氣體進入冷凝器內；在冷凝器內液化為常溫高壓液體，並釋放攜帶的熱量（簡稱工質冷凝），工質冷凝溫度在68℃左右，冷凝過程中熱能通過換熱器傳遞給建築物供暖系統循環水；工質經過膨脹閥降壓節流后，又變成低壓濕蒸汽進入蒸發器，完成一個循環。如此周而復始，不斷的將地熱尾水中的能量搬運、轉移到需用的建築物內。地熱尾水由水源熱泵系統回收熱能后，由直接供暖后地熱尾水溫度40℃，最低可將低至10℃左右。
  2.2 水源熱泵熱能回收系統的理論解析
  仍以城區地熱田的有代表性的地熱井為例：
  直接供暖，地熱水由供水溫度55℃降至40℃，直接利用地熱溫度為15℃。採用水源熱泵系統，在此基礎上可將地熱尾水降至10℃，多利用地熱水溫度30℃，提取的地熱能增加了2倍（地熱水梯級利用及水源熱泵熱能回收系統示意見圖2）。
 
  (1)、地熱水供熱量(kw)
  由兩部分組成，地熱水直接供熱量同上Q1＝698kw；水源熱泵系統從地熱尾水中吸收熱能Q2'＝1.163m△t
△t：供回水溫差（℃）；30℃
計算Q2'=1396kw
  在地熱尾水熱能回收過程中，驅動壓縮機電能作功，轉化熱能約為465kw，一般情況下COP值在4.0以上。
  地熱尾水回收系統總供熱量Q2=1396+465=1860kw;
  地熱梯級利用系統總制熱量Q=1860+698=2558kw;
  (2)、供暖面積s的計算方案同上，計算供暖面積為5.11萬m2，是地熱直供面積1.33萬m2的3.84倍，增加供暖面積近3倍。
  2.3 應用事例分析
  地熱供暖示範工程選定在朝陽區立水橋甲2號的北京市地質勘察技術院的辦公、家屬區內，項目啟動于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。
  示範工程鑽鑿地熱井兩眼，取水井深2400m，水溫70℃，日出水量3000m3；回灌井井深2890m，水溫59℃，日水量1600m3，按傳統工藝，地熱水直接進用戶，地熱供暖面積不到8萬m2，採用水源熱泵系統回收地熱尾水熱能，系統滿負荷運行供暖面積可達到20萬m2。示範工程現有供暖面積3.7萬m2，為院區家屬樓、辦公樓等所有建築物供暖，整個冬季采暖地熱水平均用水量25m3/h，極大的降低了地熱水用量。

  示範工程工藝圖：
 

  2.4 推廣應用
  示範工程的成功實施，對地熱在供暖方面的應用起到極大的推動作用，為使該項成果儘快轉化為生產力，服務于社會並進行該項科技成果的市場推廣，現將已完成和在施工的部分項目匯總見下表：
項目名稱 建築面積（萬m2） 項目概況 年替代燃煤量
（t標準煤） 實現產值
（萬元）
北京市立水橋地熱供暖示範工程 3.7 1999.11~2001.12，北京市地熱供暖示範項目，工程分為兩期，新建地熱取水回灌井兩眼，地熱梯級利用，熱泵回收尾水熱能。 最終規模4148 1130
 
華威冶金印刷廠地熱供暖改造工程 2.18 2000.8-2000.10，對原地熱供暖系統進行改造，改直供為間供，利用熱泵系統回收部分地熱尾水熱能。 2906 220
崇文區郭莊北里住宅樓地熱供暖工程 2.8 2001.5-2001.11，新建地熱取水回灌井兩眼。為6棟家屬樓提供供暖，地熱梯級利用，熱泵回收尾水熱能。 3732 1300
北京好運物業廣渠門住宅樓供暖改造工程 2.8 2002.6-2002.10，利用臨近單位40℃的采暖地熱尾水作為水源熱泵的低位熱源，採用高溫水源熱泵來提供70/50℃的熱水，為供熱系統的熱源。原有供熱系統的末端設備維持不變。 3732 295
北苑家園六區地熱供暖一期工程 43.6 2001.12-2003.10，新建地熱取水回灌井和地熱梯級利用、地熱尾水熱能回收系統作為供熱基礎負荷，小區燃氣鍋爐提供調峰負荷。在基礎負荷與調峰負荷之間，尋求最優的運行費用與初投資結合點。 35547 7000
合計     50065 9945