地熱溫泉水是一種地下水,它不僅具有許多物理方面的特性,如較高的溫度、酸堿度、溫泉水本身的浮力和壓力等等,還具有化學方面的特性,如有多種多樣的氣體、礦物質、微量元素和化學組分、陰離子、陽離子等等。這些也是溫泉能夠治療疾病的物質基礎。一般溫泉水依溫度不同可分為三類,高于75℃者為高溫溫泉,介于40℃至75℃者為中溫溫泉(臺灣溫泉大多屬此類),低于40℃者為低溫溫泉。為了更好的利用溫泉熱能。地大熱能根據部分醫院53℃左右溫泉水溫特點,分析了其熱能用于冬季空調的可行性和其節能效果。

1 溫泉水參數測試

部隊醫院溫泉水的流量測量采用美國Dynasonics TFXL超聲波流量計,溫度測量采用熱電阻;取溫泉水進行組分分析;液位的測量采用電阻法,通過水的導電性來測量溫泉水液位的變化。

針對部隊醫院某一口典型溫泉井水的流量進行測試,發現在允許最大流量下,溫泉水的流量變化很小,基本恒定。

溫泉井水液位測試數據見表1。可見,在保障允許最大出水量的前提下,溫泉井水液位變化很小。

測試過程中溫泉出水溫度變化范圍較小,在52.8℃~53.6℃之間。通過對溫泉水質pH的測試,見表2。發現溫泉水p H值在7.23~7.50之間,呈弱堿性。

通過以上檢測可見,溫泉水用于系統間接空調是可行的。

2 溫泉水熱能冬季用于空調的能源綜合利用系統及分析

部隊醫院溫泉水熱能冬季用于空調的能源綜合利用系統原理如圖2所示,根據53℃左右溫泉水溫特點,首先將開采溫泉通過高效板翅式換熱器間接利用其熱能,將其溫度下降5~8℃后,溫泉水直接供應用于洗澡、理療;將洗澡與理療使用后的溫泉排水通過高效板翅式換熱器進行能量回收,得到25~30℃左右的干凈熱水再用于生活以及養殖熱帶魚等。

在上述能源綜合利用系統中,溫泉水熱能通過板式換熱器交換后用于室內冬季空調循環水的溫度能保障達45℃以上,可以滿足室內風機盤管冬季空調的要求。對在建的4 400 m2湯山分院某建筑,其冬季的空調系統的設計熱負荷一般可以為:

式中,Q1,j為圍護結構的基本耗熱量;Q1,x為圍護結構的附加耗熱量;Q2為冷風滲透耗熱量;Q3為冷風侵入耗熱量。

若該建筑冬季空調的時間為12月、1月和2月三個月,其熱負荷變化如圖3所示,三個月總的熱負荷統計為219 278 kWh。可見,溫泉水冬季經過綜合利用于空調后,節能效果明顯。

在對部隊醫院的溫泉井進行了參數測試后,介紹了將溫泉水間接熱交換用于空調、洗澡、理療以及生活等能級利用系統,分析了溫泉水熱能用于冬季空調的可行性及節能效果。結果表明,對在建的4 400 m2某建筑溫泉水的熱能綜合用于空調后,節能效果明顯。