1、地下水源熱泵系統(tǒng)簡(jiǎn)介地下水源熱泵系統(tǒng)簡(jiǎn)介20122012年年1010月月目 錄概念概念發(fā)展?fàn)顩r發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)地下水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用的特點(diǎn)我國(guó)地下水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用的特點(diǎn)地下水源熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)地下水源熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)地下水源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)地下水源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)地下水源熱泵系統(tǒng)存在的問題地下水源熱泵系統(tǒng)存在的問題地下水源熱泵系統(tǒng)地下水源熱泵系統(tǒng)GWHPsGWHPs 采用采用地下水地下水作為低位熱源，利用作為低位熱源，利用熱泵技術(shù)熱泵技術(shù)，通過輸入少量高位，通過輸入少量高位電能電能，實(shí)現(xiàn)熱量又低位能向高位能的轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)熱量又低位能向高位能的轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到為使用對(duì)象供熱或供冷的一從而達(dá)到為使用對(duì)象供熱或供冷的

2、一種系統(tǒng)種系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r發(fā)展?fàn)顩r時(shí)間跨度 起始于1912年 至20世紀(jì)90年代，熱泵行業(yè)技術(shù)日趨成熟國(guó)外 起步較早，目前地源熱泵安裝數(shù)量最多的國(guó)家主要是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家美國(guó)己建成地下水源熱泵工程約5萬余項(xiàng)國(guó)內(nèi) 1997年開始引進(jìn)歐洲地下水源熱泵產(chǎn)品，1999年年底100套 目前工程數(shù)量1500項(xiàng)以上我國(guó)地下水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用的特點(diǎn)我國(guó)地下水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用的特點(diǎn)覆蓋面廣，應(yīng)用于各類建筑應(yīng)用存在地域差異用于城市城郊居多，農(nóng)村很少地下水源熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)地下水源熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)節(jié)能使用靈活經(jīng)濟(jì)環(huán)保優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)地下水源熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)地下水源熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)有豐富和穩(wěn)定的地下水資源作為先決條件政府、建筑設(shè)計(jì)人員和

3、公眾對(duì)這技術(shù)缺乏了解初投資高運(yùn)行管理存在問題050100150200250初投資（元）地下水源熱泵系統(tǒng)（冷媒部分投資）燃煤鍋爐供暖系統(tǒng)燃?xì)忮仩t供暖系統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)地下水源熱泵系統(tǒng)的初投資為300400 元地下水源熱泵系統(tǒng)的組成地下水源熱泵系統(tǒng)的組成地下水換熱系統(tǒng) 水源熱泵機(jī)組熱媒管路和用熱系統(tǒng)地下水源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)地下水源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)地質(zhì)勘查設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)地下水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)水文地質(zhì)勘查水文地質(zhì)勘查 在地下水源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)前，應(yīng)根據(jù)地源熱泵系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)、水溫、水量的要求，對(duì)工程場(chǎng)區(qū)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行勘查。供水水文地質(zhì)勘查規(guī)范 GB50027 供水管井技術(shù)規(guī)范 GB50296 勘查

4、目的勘查目的淺層地溫資源數(shù)量、質(zhì)量、分布規(guī)律淺層地溫資源的成因機(jī)制為GWHPs提供適合的地下水熱源 地下水源熱泵系統(tǒng)的水文地質(zhì)勘查對(duì)于開發(fā)與保護(hù)淺層低溫資源，提供資源儲(chǔ)量以及所必須的地質(zhì)資料，以減少開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，取得淺層地溫資源開發(fā)利用最大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，并最大限度的保持資源的可持續(xù)利用具有重要的意義?？辈榻鉀Q的問題勘查解決的問題 特定水文地質(zhì)條件和氣候特征下，地下含水層的流動(dòng)和傳熱機(jī)制。 地下含水層儲(chǔ)能與水、熱調(diào)蓄能力。普查詳查 水文地質(zhì)水文地質(zhì)勘探 勘查報(bào)告勘查報(bào)告分析地下水資源條件分析地下水資源條件評(píng)估工程項(xiàng)目采用評(píng)估工程項(xiàng)目采用GWHPsGWHPs的可行的可行性性提出GWHPs方

5、案建議熱源井的設(shè)計(jì)熱源井的設(shè)計(jì) 地下水源熱泵系統(tǒng)不同于一般的傳統(tǒng)地?zé)峋到y(tǒng)，其儲(chǔ)能場(chǎng)所為淺層含水層，一般深度局限于地表以下200米范圍內(nèi)。水井設(shè)計(jì)以及成井工藝均可參考一般地下水供水管井的相關(guān)規(guī)范要求。 管井基本構(gòu)造熱源井的設(shè)計(jì)熱源井的設(shè)計(jì) 熱源井設(shè)計(jì)單位應(yīng)具有水文地質(zhì)勘查資質(zhì)。 管井設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)供水管井技術(shù)規(guī)范 （GB50296）的現(xiàn)行規(guī)定。 管井設(shè)計(jì)包括：（1）管井抽水量和回灌量、水溫和水質(zhì)；（2）管井?dāng)?shù)量、井位分布及取水層位；（3）井管配置及管材選用，抽灌設(shè)備選擇；（4）井身結(jié)構(gòu)、填礫位置、濾料規(guī)格及止水材料；（5）抽水試驗(yàn)和回灌試驗(yàn)及要求；（6）井口裝置及附屬設(shè)施；熱源井設(shè)計(jì)流

6、程熱源井設(shè)計(jì)流程 （1）根據(jù)地下水地源熱泵承擔(dān)的取熱量、排熱量和設(shè)計(jì)溫差求得地下水的總需水量夏季熱泵機(jī)組按制冷工況運(yùn)行，地下水總需水量mgwx為冬季熱泵機(jī)組按制熱工況運(yùn)行，地下水總需水量mgwd為取mgwx和mgwd中最大的作為地下水源熱泵系統(tǒng)的需水量。（2）根據(jù)允許降深和當(dāng)?shù)氐暮畬訁?shù)確定井流量和井?dāng)?shù)對(duì)于承壓含水層中的單個(gè)定流量完整井流，其井流量的計(jì)算公式為 K滲透系數(shù)滲透系數(shù) M含水層厚度含水層厚度 SP 長(zhǎng)期抽水回灌允許水位降深長(zhǎng)期抽水回灌允許水位降深W（u)為泰斯井函數(shù)。對(duì)于潛水完整井流，其井流量的計(jì)算公式 h0初始含水層厚度初始含水層厚度 需要井的數(shù)量需要井的數(shù)量N （3）根據(jù)GB

7、 50296 99供水管井技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)和校核井結(jié)構(gòu)參數(shù); （4）根據(jù)允許的熱貫通程度設(shè)計(jì)抽水井和回灌井的間距； （5）根據(jù)場(chǎng)地情況和當(dāng)?shù)氐牡叵滤鲃?dòng)情況進(jìn)行； （6）校核布置后的井群降深；地下水源熱泵系統(tǒng)存在的問題地下水源熱泵系統(tǒng)存在的問題回灌阻塞問題回灌阻塞問題腐蝕與水質(zhì)問題井水泵功耗過高問題運(yùn)行管理問題回灌阻塞問題回灌阻塞問題懸浮物堵塞微生物生長(zhǎng)化學(xué)沉淀氣泡阻塞黏粒膨脹和擴(kuò)張含水層細(xì)顆粒重組 腐蝕與水質(zhì)問題腐蝕與水質(zhì)問題 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)地下水源熱泵系統(tǒng)的地下水回路都不現(xiàn)在國(guó)內(nèi)地下水源熱泵系統(tǒng)的地下水回路都不是嚴(yán)格意義上的密閉系統(tǒng)，回灌過程中的回?fù)P、水是嚴(yán)格意義上的密閉系統(tǒng)，回灌過程中的回?fù)P、水回

8、路產(chǎn)生的負(fù)壓和沉砂池，都會(huì)使外界的空空氣與回路產(chǎn)生的負(fù)壓和沉砂池，都會(huì)使外界的空空氣與地下水接觸，導(dǎo)致地下水氧化。地下水接觸，導(dǎo)致地下水氧化。 危害危害 (1) (1) 地下水氧化會(huì)產(chǎn)生一系列的水地下水氧化會(huì)產(chǎn)生一系列的水文地質(zhì)問題，如地質(zhì)化學(xué)變化、地質(zhì)生物變文地質(zhì)問題，如地質(zhì)化學(xué)變化、地質(zhì)生物變化?；?。 (2) (2) 管路系統(tǒng)中的管路、換熱器和管路系統(tǒng)中的管路、換熱器和濾水管產(chǎn)生生物結(jié)垢和無機(jī)物沉淀，造成系濾水管產(chǎn)生生物結(jié)垢和無機(jī)物沉淀，造成系統(tǒng)效率降低和統(tǒng)效率降低和 管井堵塞。管井堵塞。 (3) (3) 污染地下水，對(duì)地下水質(zhì)和含污染地下水，對(duì)地下水質(zhì)和含水層產(chǎn)生不利影響。水層產(chǎn)生不利影響。 水質(zhì)基本要求：澄清、水質(zhì)穩(wěn)定、不腐蝕、不滋生生物或微生物、不結(jié)垢 井水泵功耗過高井水泵功耗過高 井水泵的功耗在地下水源熱泵系統(tǒng)能井水泵的功耗在地下水源熱泵系統(tǒng)能耗中占有很大的比重，在不良的設(shè)計(jì)中，井耗中占有很大的比重，在不良的設(shè)計(jì)中，井水泵的功耗可以占到總能耗的水泵的功耗可以占到總能耗的25%25%或更多?；蚋?。 常用的潛水泵控制方法為常用的潛水泵控制方法為變頻控制變頻控制 。 運(yùn)行管理運(yùn)行管理 運(yùn)行管理是任何一個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理是任何一個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)于地下水源熱泵系統(tǒng)這的重要組成部分，對(duì)于地下水源熱泵系統(tǒng)這種特殊系統(tǒng)更是關(guān)鍵因素。種特殊系統(tǒng)更