內容摘要：
贛江紅谷灘分布於第四紀鬆散沉積物空隙地質，區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。應用熱泵技術，通過輸入少量的高品位能，實現低品位熱源向高品位熱能轉移，可作為南昌市武警支隊綜合樓區域空調系統、生活熱水的冷(熱)源。
技術的可行性，採取滲渠徑流技術提升水體顯熱，不消耗水量，只有水體溫度的變化，又循環回地表水體，再吸收土壤(巖土)及太陽能冷(熱)能，完成可再生能源循環過程。利用贛江地表水滲渠可再生能源熱泵空調技術，經濟與社會效益十分可觀，給業主帶來50～60%以上節能經濟效益。廣泛地推廣應用，可直接緩解南昌地區電力緊張，間接減少了火力發電廠礦物燃料燃燒發電帶來的二次環境汙染。
關鍵詞： 贛江、紅谷灘、空隙地質、滲渠、徑流、地表潛水、水體顯熱、可再生能源、冷(熱)源、節能環保。
1、贛江地表潛水源熱泵空調冷(熱)源可行性方案綜述
南昌市武警支隊支隊綜合樓，建築面積20233M2，空調面積16000M2，主要功能用於武警支隊辦公、信息、會議、文化中心、醫療、營房、高檔公寓。擬建新址位於南昌市紅谷灘新區，在紅谷六路以南、豐和大道以西。
該場地為贛江衝積Ⅰ級階地，黃海標高為 21.59～23.21M。擬建場地勘察表明， 埋深10～20M以下為第四紀衝積層鬆散空隙地質(分為層粗砂、礫砂、圓礫)層中。潛水則賦存於層粗砂及其下地層中，主要由贛江水體側向補給，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高線上，應用動力擾動贛江地表水通過滲渠與地下鬆散空隙土壤(巖土)進行低品位熱源換熱，形成小區域滲渠徑流循環，水體溫度冬暖夏涼，是南昌市武警支隊綜合樓空調系統良好的低品位熱源。
夏季空調冷負荷高峰季節，南昌市地區高溫高溼，空調高峰時期室外空氣幹球溫度接近40℃，溼球溫度超過36℃，導致空調蒸發冷卻水溫超過38℃，空調機組耗電增加。
冬季南昌市地區屬於「低溫高溼」地區，以礦物燃料作為空調熱源來源，不但供熱成本高，隨之而來是礦物燃料燃燒產生的大量汙染物，煙塵以及SO2、SO3、NO、NO2、CO2等有害氣體嚴重汙染環境。
因此，急需因地制宜的應用其它可再生低品位冷(熱)源來替代傳統的空調冷(熱)源方式。
地源熱泵是節能環保空調技術，熱泵效率是否高效經濟取決於冷(熱)源來源，在有條件的地方，用地表水滲渠的徑流循環換熱做為冷(熱)源，要比用其它資源做熱泵空調冷(熱)源節能50～60%以上。
2、項目目的和意義
經濟的發展和人民生活水平的提高帶來了對能源需求量的增加，特別是電力供應緊張局勢突出。據有關報導2005年11月17日，南昌市電網最高用電負荷達到100.6萬千瓦，較往年同期增長近13%。節約電能是每個公眾的節能行為，國家發改委專門編發了《公眾節能行為指南》，倡導全民節電。
在傳統建築物項目中，空調耗電常受室外空氣冷(熱)源溫度變化影響導致耗電增加，空調製冷、供熱能耗可佔到了建築物經營成本總能耗的50～55%。我國的能源結構主要依靠礦物燃料，特別是工業與民用建築用電、供熱仍是以煤炭為主要燃料消耗。礦物燃料燃燒產生的大量汙染物氣體所產生的次生環境問題已日益成為世界關注的焦點。
空調是建築物主要硬體設施，能耗大。空調的冷(熱)源來源是否經濟環保，直接關係到建築物的經營成本及對生態環境的汙染與保護。為了適應經濟的發展，又要考慮建築物的節能環保對經濟發展的影響，急需因地制宜地應用可再生低位熱源工程技術，在具備第四紀鬆散沉積物(洪積物與衝積物)條件的地方，用地表水通過滲渠技術作為節能環保空調的冷(熱)源，替代傳統空調冷(熱)源來源方式。
江西贛江流域山清水秀，有良好的自然生態環境。經河流衝刷，鬆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。
技術應用是以地表水為載體，擾動地表水體形成小區域循環吸收土壤(巖土)及太陽能冷(熱)量，經熱泵提升利用其能量後又還給地表水體，完成可再生能源循環過程。
其目的意義是， 產生經濟效益與社會效益。地表水滲渠水源熱泵節能環保，可有效地緩解電力需求及火力發電燃燒礦物燃料所帶來的二次環境汙染，促進地表水體生態良性循環，達到生態環保。
3、指導思想和總體目標
建築業的開發必須遵循自然規律和社會經濟規律。根據生態學原理，實施科學有效而易於操作的綜合節能環保措施方案。
項目的總體指導思想， 改變傳統保守觀念，依靠新的科學技術，提高對節能環保可再生能源的認識，開發建設生態環保建築物來實現環境保護工程。因地制宜利用江西贛江流域衝刷及鬆散沉積物的逐步堆積形成的空隙地質，擾動地下淺層水體循環與地下土壤(巖土)進行低溫位熱能換熱，作為建築物空調可再生的自然低位熱能，運用生態與節能相結合的原則，滿足經濟需求，保護生態環境，提升社會效益。
項目的總體目標，示範和推廣，既達到節能經濟效益又可保護環境帶來社會效益，提高建築服務業對生態建築意義的理解重視。
4、本所對地表水滲渠技術應用現狀
地表水滲渠水源作為空調製冷與供熱的冷(熱)源可以追溯到上個世紀初期，國外已廣泛應用到食品冷藏庫及空調領域中。有關設計要求及注意事項已由建築工業出版社編入1978年出版的《製冷工程設計手冊》中作為設計依據。
本所對地表水滲渠技術應用較早，研究積累了一些實際經驗。1987年設計瀋陽市輝山旅遊風景區棋盤山水庫水產冷藏庫，應用滲渠技術提取水庫地表水作為制冷機冷源；2002年設計寧波欣達螺杆壓縮機有限公司12500M2熱泵空調，應用滲渠技術提取水庫地表水冷(熱)源，為寧波市重點節能項目；2003年設計寧波銀鳳旅遊度假村45000M2熱泵空調，應用滲渠技術提取地表水源冷(熱)源，為浙江省重點節能項目。
典型案例銀鳳旅遊度假村45000M2地表水源可再生低溫位熱能空調工程(見圖1)。
寧波銀鳳旅遊度假村，坐落在國家AAAA級溪口旅遊風景區內，南鄰奉化江發源地剡溪。
剡溪水位深度0.5米，溫度隨季節性發生改變不穩定。剡溪上遊為亭下湖水庫，有大量的滲渠徑流湧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℃。
剡溪地質地表以下6～8米深為砂礫層，8米以下為黃泥層。
方案設計根據剡溪砂礫層的水力滲透阻極小，有強滲流特點，上遊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，完全滿足旅遊度假村45000M2空調系統冷(熱)負荷需求。
項目論證由浙江省暖通學會等有關專家對項目可行性進行了研究。
項目建設2003年春季投資建設，2003冬季投入使用至今。
項目對比該項目原設計是以溴化鋰直燃機作為空調系統冷(熱)源方案，通過與地源熱泵地表水空調系統對比，年節能400餘萬元，節能經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鬆散的空隙地質形成地下徑流，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流向高品位熱源實現熱量傳遞的，滿足建築物空調冬季供熱和夏季製冷兩種相反的要求。
5.1熱泵工作原理「熱泵」這一術語是借鑑「水泵」一詞得來。在自然環境中，水往低處流動，熱向低溫位傳遞。水泵將水從低處泵送到高處利用。而熱泵可將低溫位熱能「泵送」(交換傳遞)到高溫位提供利用。對「熱泵」的解釋是「能實現蒸發器和冷凝器功能相互轉換的制冷機」。由電能驅動壓縮機作功，使工質循環運動反覆發生物理相變過程，分別在蒸發器中氣化吸熱、在冷凝器中液化放熱，通過節流閥膨脹，使熱量不斷得到交換傳遞，並通過換向閥門切換管路連接使機組實現制熱或製冷功能。以冬季供熱為例，熱泵的壓縮機需要一定量的高位電能驅動，其蒸發器吸收的是低位熱能，經熱泵提升輸出的熱量是可利用的高位熱能，在數量上是其所消耗的高位熱能和所吸收低位熱能的總和。熱泵輸出功率與輸入功率之比稱為熱泵性能係數（COP），COP值的大小，反映了熱泵的性能高低。
5.2熱泵冷(熱)源來源能夠通過人為因素因制至宜來獲得大量價格低廉的可再生低溫位冷(熱)源，是建築物空調經濟運行重要條件。熱泵常用的冷(熱)源來源有空氣源、地源(地下水、地表水、土壤)、海水、太陽能及工業廢水等能源。低溫位冷(熱)源是藉助熱泵作功進行冷(熱)源能量的傳遞，完成製冷與供熱。低溫位冷(熱)源的傳遞來自空氣源稱為空氣源熱泵；低溫位冷(熱)源的傳遞來自地源，中國標準稱為水源熱泵，國際標準稱為地源熱泵。
5.3地源熱泵技術分類地源熱泵是一種既可實現供熱又可製冷的高效節能空調。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源，實現低溫位熱能向高溫位熱能轉移。夏季，把室內的熱量取出來經熱泵釋放到地源中去，熱泵消耗1KW的電能，用戶可以得到4-5KW以上的冷量；冬季，把地源中的低溫位熱能取出來，經熱泵提升後，供給室內供暖。熱泵消耗1KW的電能，用戶可以得到3-4KW以上的熱量。根據對地源冷(熱)源來源分類為，地下土壤源、地下水源、地表水源：
5.3.1地源—土壤源熱泵以地下土壤源作為熱泵空調的冷(熱)源系統。根據地質構造及有效的埋管面積情況確定採用水平埋管或垂直埋管。系統為閉式方式，通過中間介質作為熱載體，在封閉埋管環路中循環流動與大地土壤進行熱交換。此方案適應於冷熱負荷平衡地區，熱泵空調節能效果顯著。
5.3.2地源—地下水源熱泵以地下水源作為熱泵空調的冷(熱)源系統。通過建造抽水井群將地下水抽出，水源直接送至熱泵機組，經提取熱量或釋放熱量後，由回灌井群灌回地下。此方案適應於地下水源充足，地質條件為砂礫層或裂隙構造可達到良好的回灌效果。熱交換器供回水溫差可選取較大差值△t=10℃有利於節能降耗。
5.3.3地源—地表水源熱泵利用地表水 (江水、河水、湖水及海水等熱)作為熱泵空調的冷(熱)源系統。開式系統是以地表水滲渠為水源對比地表水閉式系統要節約20%的運行費用。開式系統地表水經動力擾動形成滲渠徑流與地下土壤(巖土)進行低品能換熱，熱泵通過輸入少量的高品位能源，實現低溫位熱能向高溫位轉移，實現空調系統的製冷與供熱。
6、技術特點節能與環保效應
根據地源冷(熱)源來源的不同，地源熱泵分為：土壤源熱泵、地下水源熱泵、地表水源熱泵，其中地表水滲渠為水源的熱泵冷(熱)源來源在分布廣泛，多集中在第四紀衝積物、洪積物鬆散空隙地質構造層中，應用技術成熟，具有節能環保的顯著特點。
6.1可再生能源地表水體直接吸受了太陽輻射能量及氣候變化傳導給土壤(巖土)的冷(熱)量，自然的保持能量接受和散發的相對一定時間內均衡，是一個巨大的動態能量平衡系統。這使得利用近乎無限的太陽能或氣候變化所儲藏的能量成為可能。地源熱泵技術是利用了地表水體所儲藏的低位能能量資源，由熱泵進行能量轉換，作為空調系統的冷(熱)源，使機組的能效比(COP/EER)高達4.0～4.6以上，比傳統中央空調可節能30%～60%。因此，地源熱泵技術是利用清潔的可再生能源的新技術。
6.2高效節能地下土壤(巖土)淺層溫度一年四季相對穩定，熱泵承受的動荷載小，磨損輕，使運行更穩定可靠，熱泵壽命可長達20年，保證了系統的高效性和經濟性。冬季地下水與土壤(巖土)淺層溫度為16～18℃，地表潛水溫度為6～14℃，比環境空氣溫度高，所以熱泵供熱循環的蒸發溫度提高，壓縮比小，性能係數提高，與空氣源熱泵及溴化鋰直燃機相比，相當於減少50 70% 以上的能源消耗。夏季地下水與土壤(巖土)溫度為18～20℃，地表潛水溫度為20～22℃，其溫度均比環境空氣溫度低，冷凝壓力降低，壓差小，能效比提高，與空氣源熱泵及溴化鋰直燃機相比，可以節約50～60% 的空調運行費用。
6.3一機多用功能地源熱泵系統可供暖氣、冷氣實現舒適空調，可取代常規的「鍋爐加製冷」兩套裝置。在熱源條件充分情況下特定的熱泵機組還可提供生活熱水，達到經濟實惠，安全可靠，一機多用。
6.4地下潛水位不受影響通過對紅谷灘新區多處地段地質分析，紅谷灘新區為第四紀衝積物鬆散的空隙地質，由贛江水側向補給，水量較大，徑流條件好，地下水位主要受贛江水位的影響(見圖5)。
6.5環境效益顯著地表水源熱泵與空氣源熱泵相比，沒有室外機那樣熱氣流汙染又破壞建築物外觀形象。與溴化鋰直燃機及煤鍋爐相比沒有燃燒後二氧化硫、二氧化碳、氧化氮等有害氣體（這些氣體排放到大氣中，是產生溫室效應和造成大面積酸雨的主要原因。）的排放，沒有為燃料的存儲引發火災及爆炸而擔憂。更沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地。地源熱泵是以水作為傳熱介質與大地土壤進行熱交換，不需要消耗地下水資源，不會對地下水質產生汙染。
7、贛江地表水源熱泵冷(熱)源關鍵技術參數
地表水源熱泵空調系統是在江、河、湖、海等有大量自然水體，又具備第四紀衝積物、洪積物形成的鬆散空隙地質條件下， 動力擾動自然水體與地下空隙地質形成滲渠徑流循環來和地下土壤(巖土)進行低品位能換熱的。這種地表水源熱泵與氣候、可利用空隙地質容積、深度、動力擾動徑流阻力、區域徑流流速等多種因數有關。
贛江紅谷灘空隙地質地表水開發利用， 是依據紅谷灘水文地質資料及空調冷(熱)負荷需求，計算可利用的巖土底板面積對冷(熱)負荷的調解能力，以及有效地空隙蓄熱層容積，擾動地下空隙層地表潛水循環，根據空調冷(熱)負荷需求變化情況，調整變水流量控制系統，達到冷(熱)源變水流量節能等科學方法確定的。
7.1基本水文地質氣侯資料收集勘測和收集基本資料 包括地形、水文、地質、土壤、氣象，查明笫四紀水文地質特徵、含水層埋藏條件、水力聯繫及回灌循環阻力對地源熱泵系統的影響，通過熱工計算是否滿足地源熱泵冷(熱)源蓄能/釋能所需要的容量，冷(熱)源來源是否經濟可靠。資料收集越齊全，設計方案依據越充分，也就越符合實際。
7.1.1贛江水文，今視網訊報導，記者從南昌市水文分局了解到， 2004年2月25日至27日，贛江南昌站的水位一直保持在14.5米左右；而2月28日降雨當天，水位上漲至15.5米；2月29日的水位則上漲至15.6米，僅5天時間，贛江南昌站的水位則漲了1米左右。贛江的主航道西河水位有5米深，承受三、四百噸的載重量已不成問題。
7.1.2贛江紅谷灘地質，原屬贛江河漫灘地貌，查閱多處勘察場區地質資料證明，紅谷灘地表以下深-10～20米為第四紀鬆散沉積物形成的空隙地質。
1）南昌市武警支隊綜合樓，位於南昌市紅谷灘新區，在紅谷六路以南、豐和大道以西。該場地為贛江衝積Ⅰ級階地，勘察場區內潛水則賦存於層粗砂及其下地層中（見圖5），主要由贛江水體側向補給，含水層貯水、透水性強，水量豐富，勘察期間測得潛水穩定水位埋深為7.20～8.50米，標高為13.91～15.61米，平均標高14.89米。由於其地下水位主要受贛江水位的影響，根據該地區建築經驗和贛江水位的變化其抗浮水位建議取23.50米。
2）南昌市房產交易大樓， 高21層框架結構，位於南昌市昌北新區的紅谷灘新區西部，東為豐和中大道，南為空地及紅谷中學，北為南昌市工商局綜合執法大樓(在建中)。潛水則賦存於及-1層以下地層中，主要由贛江水側向補給，水量較大，徑流條件好。標高為16.53～17.48 m。據現在季節為枯水期，水位變化幅度為在原水位加1～2m。
3）南昌市萬達星城小學， 擬建南昌市萬達星城小學地塊位於昌北新區的紅谷灘新區南部，豐和大道以東，紅谷七路以南，南昌五中以北。勘察場區內，潛水則賦存於層礫砂及其下地層中，主要由贛江水側向補給，水量較大，徑流條件好。勘察期間測得其穩定水位埋深為7.00～8.60m，標高為12.02～13.91 m，水位變化幅度為1～2m。
7.2熱泵空調冷(熱)負荷計算南昌市武警支隊綜合樓，建築面積20233M2，空調面積16000M2，主要功能用於辦公、信息、會議、文化中心、醫療、營房、高檔公寓。依據建築平面圖和室內外空氣參數及武警支隊對各功能區的要求，夏季空調場所溫度26～28℃；冬季空調場所溫度24～26℃。以夏季估算空調冷負荷為依據，負荷側約為2000KW，應用區域控制後機組負荷可下降到1700～500KW左右。
7.3地下巖土年調解負荷能力及蓄熱能力計算在地區區域位差很小的情況下，河床灘地地下空隙層區域面積、容積與滲渠徑流有很大關係，在徑流緩慢情況下，空隙層巖土容積的利用只能是在建築紅線範圍內使用。因此，動力擾動地表水體與地下空隙層形成滲渠徑流循環換熱，進行地下巖土年調解負荷能力及蓄熱能力計算至關重要。
7.3.1地下巖土水平/垂直傳熱年調解能力計算QN南昌市武警支隊綜合樓，採用均布1取水井，2回灌井，底板有效面積利用率為75%，計算地下-10M以下有效水平/垂直傳熱面積。依據國外近百年來對土壤能源密度的研究實驗測試，土壤能源密度約20～40 W/M2，擬建場地勘察深度-20M以下基巖為下第三系新餘群砂礫巖，巖土層傳熱效果好，可取30W/M2。
底板水平巖土傳熱QX1
傳熱面積：邊長L=150米，邊寬B=100米，周邊擴散係數1.2，利用率為70%，計算水平方向傳熱。
水平方向傳熱：QX1= FX·ρ
式中：FX1= L·B·1.2·70% (M2)； ρ= 35(W/M2)。
QX1= (150×100×1.2×70%)×30 = 378000W(378KW)
周邊垂直巖土傳熱QX2
傳熱面積：邊長L=150M，邊寬B=100M，厚度H=10M，周邊擴散係數1.2，利用率為70%，計算垂直方向傳熱。
垂直方向傳熱：QX2= FX·ρ
式中：FX2= ( L+B)·2·H·1.2·70% (M2)； ρ= 35(W/M2)。
QX2= [(150+100)×2×10×1.2×70%]×30 = 126000W(126KW)
地下巖土年調解負荷能力QN
底板水平巖土及周邊垂直巖土傳熱夏季對地下巖土蓄能/釋能的調解能力為：
QN= (QX1+ QX2)·24·100
QN=(378+ 126)×24×100= 1209600 KW
7.3.2地下巖土有效容積蓄熱量計算QV南昌市武警支隊綜合樓，為贛江衝積Ⅰ級階地，勘察場區內可利用有效容積蓄熱層賦存於-10～20M的粗砂、礫石層中，可利用地下粗砂、礫石層容積蓄熱作為大廈冬季供熱的可再生低位熱能。底板長度約150米，寬度約100米，層厚度約10米，擴散係數1.2，有效容積利用率75%。採用擾動地下水體循環與粗砂、礫石層進行熱交換，經一個周期性的蓄熱/釋熱循環擬定地下巖土溫度為：
夏季蓄熱最高巖土溫度t1=25℃；冬季釋熱最低巖土溫度t2=15℃。
計算理想狀態下地下粗砂、礫石層容積蓄熱量。
容積蓄熱量公式：QV= VV·C·Δt·80% /4.19
式中： VV= L·B·H·1.2 (M3)；C = 2400(kJ /℃·M3)；
Δt = 15℃； 4.19 ( J ) = 1.0 (cal )。
7.3.3地下巖土承受冷負荷係數計算δ1綜合樓勘察場區內可利用有效容積蓄熱層賦存於-10～20M的粗砂、礫石層中。空隙層巖土底板面積、蓄熱容積大小反映地下巖土綜合承載負荷能力，是否滿足周期性的蓄熱/釋熱循環，直接影響系統的經濟運行性能。
空調系統製冷/供熱逐時逐月負荷估算值Q+
巖土承受冷負荷係數δ1
承受冷負荷係數：δ1=（QN+ QV）/ Q+·ψ
式中：QN=1209600 KW地下巖土年調解負荷能力；QV=1438900 KW地下巖土有效容積蓄熱量；
δ=（1209600 + 1438900）/1377680·1. 2=1.6
δ= 1.6滿足夏季空調冷負荷要求。
7.3.4地下巖土冷熱平衡係數δ2由於南方夏季空調製冷負荷大於冬季供熱負荷，夏季儲藏於地下巖土中熱量不能在冬季供熱時全部提取出來，可採用生活熱水機組消耗掉地下巖土中多餘的低位熱量達到地下冷熱平衡。當地下潛水徑流緩慢多餘熱量位移困難，地下巖土傳熱面積不足年調解負荷能力達不到要求時，又無其它措施消耗掉多餘的熱量，若干年後會導致地下巖土溫度場逐年升高，夏季空調能效比下降。地下巖土年調解負荷能力是否滿足冷熱平衡要求：
冷熱平衡係數: δ2= QN/ QV-─ QV+
式中：QN=1209600 KW地下巖土年調解負荷能力；
δ2=1209600 /1653216─871808=1.55
δ2=1.55滿足夏季多餘空調餘熱向周邊擴散的平衡。
7.4區域徑流對地表水源熱泵的影響徑流，指大氣降水扣除損耗外，從地表和地下向流域出口斷面匯集的水流。徑流可分為地表徑流、地下徑流。地表徑流指沿地表向河流、湖泊、沼澤、海洋等匯集的水流；地下徑流指沿潛水層或隔水層間的含水層，向河流、湖泊、沼澤、海洋等匯集的地下水水流。地下徑流大對可提供空調系統的冷(熱)源就越多；反之越小。贛江紅谷灘屬第四紀鬆散沉積物空隙地質，地下徑流大，其流速可通過地下鑽孔鹽水電解法測量，才能對區域徑流對地表潛水水源熱泵影響作出正確評價。
7.5地表潛水平均日循環量利用「小流量、大溫差」 的系統運行方式，能夠實現對鬆散沉積物空隙層水體擾動循環，實現蓄能與釋能的最大利用，同時可以減少擾動動力耗電。根據熱泵機組熱交換器的進出水溫差Δt = 5℃最為經濟，但綜合考慮對地下水體擾動循環消耗動力大特點，以及流速對換熱器性能與結垢的影響，按夏季全部採用地源提供低位熱源進出水溫差Δt = 10℃較為經濟合理，設計循環量為M3/h。
熱源側地表潛水循環量確定：Gh= Q·/Δt 式中：Q= Qh·1.2·0.86；Δt = 10℃。
Gh=1700×1.2×0.86/10 = 175440 kg (175噸)
地表潛水平均日循環量確定：Gr= G++ G-/304
式中：G+=141820噸、G-=75667噸 見表2
Gr=141820+ 75667/304= 715.42(噸)
因此，本方案按Δt = 10℃計算地下擾動循環水量不應少於175噸，建議200噸，採用變水流量控制系統。地表潛水平均日循環量715噸。
8、贛江地表水源熱泵冷(熱)源關鍵技術措施
南昌市武警支隊綜合樓，地處贛江紅谷灘為衝積Ⅰ級階地，勘察場區內可利用有效容積蓄熱層賦存於-10～20M的粗砂、礫石層中，砂礫石層中含水量較大，徑流條件好，主要由贛江水側向補給。根據地表水源熱泵技術要求有兩種可行性技術方案。
8.1滲渠井大區域外循環系統在紅谷灘採用取水滲渠井提取贛江地表潛水顯熱後，可直接排入內河水系與贛江構成大區域外循環系統，可為熱泵空調提供豐富的冷(熱)源，但這一方案需要市政統籌安排。
8.2滲渠井小區域內循環系統在紅谷灘採用滲渠取水井提取地表潛水顯熱後，通過滲渠回水井與地下空隙層構成(建築紅線範圍內)小區域內循環系統，郭鵬學暖通可為熱泵空調系統提供定量的冷(熱)源，該方案需要對地下巖土年調解負荷能力及蓄熱能力進行計算，是否滿足要求。
8.3綜合樓空調冷(熱)源方案根據武警支隊綜合樓空調負荷較小，經對地下巖土年調解負荷能力及蓄熱能力進行詳細計算，小區域內循環系統滿足綜合樓空調冷(熱)源要求。因此，綜合樓空調冷(熱)源方案，採用滲渠井小區域內循環系統。
8.4防止熱貫通相關技術措施綜合樓勘察場區內可利用的有效容積蓄熱層賦存於-10～20M的粗砂、礫石層中，其含水量較大，徑流阻力小，易形成截面積較大的脈狀輸水通道，有效換熱面積減少，形成「熱貫通」 現象。本方案採取的措施是，「單點取水雙點回水」。循環取水井沿建築紅線範圍內宿舍樓南側中心方向布置，在未查明地下潛水徑流速是否滿足熱泵空調冷熱源要求時，要求先沉井後建房；循環回灌井在與循環取水井相反方向沿，靠近北側紅谷六路，建築紅線範圍內對角布置。循環取水井與循環回灌井，井距離應大於150米，呈▽型分布(見圖6)。當查明地下潛水徑流流速，經計算滿足熱泵空調冷(熱)源要求時，循環取水井可向北側移位至圖7備選取水井位。
8.5滲渠井成井相關技術措施贛江紅谷灘屬第四紀鬆散沉積物空隙地質，如果採用鑽井技術，當鑽井遇到卵礫石層時，在工藝上需要停止鑽進，從井內提出鑽具，再向井內灌注水泥漿材料，待水泥漿材滲擠、充填到地層空隙中並凝固複雜層段後，再重新下入鑽具掃孔鑽進成井。分析鑽井技術對遇到卵礫石層採取充填水泥凝固材料，會對卵礫石層地下水體擾動循環產生阻力。因此，綜合樓滲渠取水井、滲渠回水井應採用沉井技術。
8.5.1取水井、回水井相關技術參數
8.5.2取水井、回水井剖面圖取水井沉井深度於圓礫層中，有利於提取溫度穩定的冷(熱)源即地表潛水，提高熱泵能的性能係數；回水井沉井深度於中砂層中，有利於夏季回水分層，通過徑流將空調餘熱傳向建築紅線以外區域，擴大地源蓄熱能力範圍。
9、不同冷(熱)熱泵空調系統節能及投資性價比
小結：不同熱泵空調系統製冷/供熱逐日逐月負荷能耗對比，表8說明地表水源熱泵應用了低能耗冷(熱)源，末端採用低能耗的區域控制空調系統方案，年耗電約為340713KWH；對比傳統風冷熱泵中央空調系統，年節約空調耗電約45萬左右度。
小結：不同冷熱(源)熱泵空調系統投資性價比，表9說明地表潛水熱泵水/水區域空調系統比風冷熱泵水/水區域空調系統少投資77萬元。水源熱泵為乾式螺杆機組使用壽命20年；風冷熱泵為渦旋機熱泵機組使用壽命10年。
10、結論
贛江紅谷灘屬第四紀鬆散沉積物沉積形成的空隙地質即地下古河床，且分布廣泛，自然生態環境良好。贛江地表水體靠區域位差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。以地表水體為換熱載體作為空調系統的冷(熱)源，其節能環保所產生的經濟效益與社會效益十分可觀。技術應用是以地表水為載體，地表水體吸收土壤及太陽能冷(熱)量，熱泵提升冷(熱)源過程中不消耗水量，只是在水體溫度的高低變化後，又還給地表水體，完成可再生能源循環過程。地表水源冷(熱)源的提取是應用滲渠砂濾淨化技術加速地表水體微生物、懸浮物、膠凝物、有機物的沉積養護了生態環境。
10.1 節能經濟效益顯著應用贛江地表水體為換熱載體作為南昌市武警支隊綜合樓熱泵空調的冷(熱)源其節能經濟效益顯著，對比傳統風冷熱泵中央空調系統，年節約空調耗電約45萬左右度。
10.2 降低系統初投資通過不同冷熱(源)熱泵空調系統投資性價比比較，地表水熱泵水/水區域空調系統比風冷熱泵水/水區域空調系統少投資77萬元。
10.3 間接環保效果地下土壤(巖土)傳給地表潛水的水體溫度一年四季穩定，使熱泵性能係數提高，減少高位能電力消耗，有效緩解電力需求及火力發電燃燒礦物燃料所帶來的二次環境汙染。
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