井井深3—12m潛水,承壓水埋深12m以內,輻射管距降水層應大於1m一般大於2m補給良好的中粗砂、礫石層,但不可含有飄礫單井為5000—5萬m3/d,最大為3.1萬m3/d
滲渠直徑為450—1500mm,常用為600—1000mm埋深10m以內,常用4—6m潛水,河床滲透水一般埋深8m以內一般為4—6m補給良好的中粗砂、礫石、卵石層一般為10—30m3/d.m,最大為50--100m3/d.m
7、水質處理與節水技術
7.1水處理技術
如果水源的水質不適宜水源熱泵機組使用時,可以采取相應的技術措施進行水質處理,使其符合機組要求。在水源系統中經常采用的水處理技術有以下幾種:
除砂器與沉澱池當水源水中含砂量較高時,可在水源水管路系統中加裝旋流除砂器,降低水中含砂量,避免機組和管閥遭受磨損和堵塞。國產旋流除砂器占地面積較小,有不同規格,可按標准處理流量選配除砂器型號和台數。如果工程場地面積較大,也可修建沉澱池除砂。沉澱池費用比除砂器低,但占地面積大。
淨水過濾器有些水源,渾濁度較大,用於回灌時容易造成管井濾水管和含水層堵塞,影響供水系統的穩定性和使用壽命。對渾濁度大的水源,可以安裝淨水器進行過濾。
電子水處理儀在水源中央空調系統運行過程中,冷凝器中的循環水溫度較高,特別是在冬季制熱工況下,水溫常常在50℃以上,水中的鈣、鎂離子容易析出結垢,影響換熱效果。通常在冷凝器循環水管路中安裝電子水處理儀,防止管路結垢。
板式換熱器有些水源礦化度較高,對金屬的腐蝕性較強,如直接進入機組會因腐蝕作用減少機組使用壽命。 如果通過水處理的辦法減少礦化度,費用很大。通常采用加裝板式換熱器中間換熱的方式,把水源水與機組隔離開,使機組徹底避免了水源水可能產生的腐蝕作用。當水源水的礦化度小於350mg/l時,水源系統可以不加換熱器,采用直供連接。當水源水礦化度為350-500mg/l時,可以安裝不銹鋼板式換熱器。當水源水礦化度>500mg/l時,應安裝抗腐蝕性強的钛合金板式換熱器。也可安裝容積式換熱器,費用比板式換熱器少,但占地面積大。
除鐵設備水源中央空調系統也可以用來供應生活熱水。但有時水源水中含鐵較多,雖然對制熱沒有影響,洗浴時對人體健康也不會造成損害,但溶於水中的鐵容易生成氫氧化鐵沉澱在衛生潔具上,形成有礙視覺感官的褐色污漬。當水中含鐵量>0.3mg/l時,應在水系統中安裝除鐵處理設備。
7.2節水節電技術
水源熱泵空調系統的水資源費和井泵運行費往往是工程系統運行費的最大開支,為合理有效利用水源,減少水源浪費和節約電費,在系統設計中應考慮采用節水和節電技術措施。
混水器為節約水源水用量,可在系統中安裝混水設備,一般采用容積式混水器,也可采用射流式混水器。前者體積大費用低,後者體積小費用高。
變頻調速器為節約水源水量和電量,可以安裝變頻調速器控制水源水泵,取得減少耗水量和耗電量的效果。
8、地下水人工補給(俗稱回灌)[2]
8.1人工回灌及其目的
所謂地下水人工補給(即回灌),就是將被水源熱泵機組交換熱量後排出的水再注入地下含水層中去。這樣做可以補充地下水源,調節水位,維持儲量平衡;可以回灌儲能,提供冷熱源,如冬灌夏用,夏灌冬用;可以保持含水層水頭壓力,防止地面沉降。所以,為保護地下水資源,確保水源熱泵系統長期可靠地運行,水源熱泵系統工程中一般應采取回灌措施。
8.2回灌水的水質
目前,尚無回灌水水質的國家標准,各地區和各部門制定的標准不盡相同。應注意的原則是:回灌水質要好於或等於原地下水水質,回灌後不會引起區域性地下水水質污染。實際上,水源水經過熱泵機組後,只是交換了熱量,水質幾乎沒發生變化,回灌不會引起地下水污染。
8.3回灌類型
根據工程場地的實際情況,可采用地面滲入補給,誘導補給和注入補給。注入式回灌一般利用管井進行,常采用無壓(自流)、負壓(真空)和加壓(正壓)回灌等方法。無壓自流回灌適於含水層滲透性好,井中有回灌水位和靜止水位差。真空負壓回灌適於地下水位埋藏深(靜水位埋深在10米以下),含水層滲透性好。加壓回灌適用於地下水位高,透水性差的地層。對於抽灌兩用井,為防止井間互相干擾,應控制合理井距。
8.4回灌量
回灌量大小與水文地質條件、成井工藝、回灌方法等因素有關,其中水文地質條件是影響回灌量的主要因素。一般說,出水量大的井回灌量也大。在基巖裂隙含水層和巖溶含水層中回灌,在一個回灌年度內,回灌水位和單位回灌量變化都不大;在礫卵石含水層中,單位回灌量一般為單位出水量的80%以上。在粗砂含水層中,回灌量是出水量的50-70%。細砂含水層中,單位回灌量是單位出水量的30-50%。采灌比是確定抽灌井數的主要依據。 8.5回揚
為預防和處理管井堵塞主要采用回揚的方法,所謂回揚即在回灌井中開泵抽排水中堵塞物。每口回灌井回揚次數和回揚持續時間主要由含水層顆粒大小和滲透性而定。在巖溶裂隙含水層進行管井回灌,長期不回揚,回灌能力仍能維持;在松散粗大顆粒含水層進行管井回灌,回揚時間約一周1—2次;在中、細顆粒含水層裡進行管井回灌,回揚間隔時間應進一縮短,每天應1—2次。在回灌過程中,掌握適當回揚次數和時間,才能獲得好的回灌效果,如果怕回揚多占時間,少回揚甚至不回揚,結果管井和含水層受堵,反而得不償失。回揚持續時間以渾水出完,見到清水為止。對細顆粒含水層來說,回揚尤為重要。實驗證實:在幾次回灌之間進行回揚與連續回灌不進行回揚相比,前者能恢復回灌水位,保證回灌井正常工作。
9、應用水源熱泵的限制條件
水源熱泵中央空調系統是一種高效、節能、環保型產品,但並不是在任何條件下都可以應用。其制約條件是電源和水源。目前,我國電力供應較充足,容易解決。而水源則是其主要限制條件,沒有適合可靠的水源,就不能使用水源熱泵。例如有些工程規模大,制冷或制熱負荷大,所需水源水量很多,雖然工程場地有一定面積,也可以鑽井,但因水資源量不足,難以完全滿足工程負荷需要。有些工程所在場地下面雖然有地下水,但是由於該工程地處繁華市區,場地面積狹小,無處布井取水,場地環境條件限制了水源熱泵系統的應用。
10、水源熱泵應用工程實例
10.1工程概況
為治理北京大氣污染,北京市地質勘察技術院承擔完成了地熱加水源熱泵供暖示范工程項目。冬季供暖的辦公樓和家屬樓共6幢,建築面積約3萬平方米,磚混結構,原暖通設計為燃煤鍋爐供暖,末端為單管串聯上送下回系統,鑄鐵四柱813型暖氣片。示范工程熱源為地熱井,水溫68℃,水量125m3/h,兩眼45m淺層第四系水井,水溫16℃,單井出水量50m3/h,井間距100m。
該工程因地熱鑽探施工周期限制,供暖試驗分兩期進行。一期工程從1999年12月5日至2000年3月8日,以16℃地下水為熱源,利用水源熱泵對五層綜合辦公樓進行供暖試驗。該樓建築面積4078m2,建築高度18m,三七牆,單層玻璃窗。供暖前,對運行14年之久的暖氣管路進行了化學清洗,更換了部分銹損暖氣片。為對比供暖效果和夏季進行制冷,在一、二層辦公樓加裝了風機盤管。由1號井抽出的16℃地下水送入熱泵機組蒸發器吸熱後由2號井回灌入地下,保護地下水源。熱泵輸出的52℃熱水對辦公樓供暖。
二期工程自2000年3月8日(地熱井竣工)至4月5日,進行了地熱加水源熱泵供暖運行試驗。地熱井68℃地熱水對2.5萬m2建築進行“一次”供暖,部分地熱水經過板換溫度降至13℃後作為棄水排放,板換冷側端的循環水經熱泵熱能轉換後輸出52℃熱水對辦公樓進行供暖。2000年夏季,利用1、2號抽、灌井和水源熱泵機組對辦公樓進行了制冷空調。
10.2主要技術參數
熱泵主機:清華同方人工環境設備公司生產的ghp型水源中央空調系統,1台,名義制熱量360kw,制冷量275kw,裝機功率64kw,制熱工況下冷凝器出/回水溫度52℃/42℃,制冷工況下蒸發器出回水溫度7℃/12℃,制熱/制冷工況切換由水管路閥門組開關實現。板式換熱器:br0.24ⅶ型1台,12m2,300kw,40-13/10-15℃,不銹鋼材質。冷水潛水泵:qj50-50/6型2台,流量50m3/h,揚程50m,功率7.5kw。南院暖氣循環泵:isg型80-160,3台,流量50m3/h,揚程32m,功率7.5kw。冷水循環泵:dfb80-32b型2台,流量42m3/h,揚程24m,功率5.5kw。 10.3運行效果
冬季供暖,水源熱泵連續運行126天,性能穩定,以供回水溫度(52/42℃)控制壓機啟停,平均每小時耗電40度,冷水井水源用量18m3/h,室外氣溫-10℃時,多數房間室溫18℃,供暖系統末端少數房間15-16℃,安裝了風盤的房間室溫可達20-25℃。夏季制冷,水源熱泵連續運行120天,以冷凍水回水溫度(12℃)控制壓機啟停,室外氣溫33-40℃,室內溫度22-26℃。節能與環保完美結合的冷熱源技術 水源熱泵機組是利用地下水、河水、湖水及其它水資源,通過熱泵或制冷循環而實現冬季采暖、夏季制冷的現代空調產品,設備同時具有節能與環保等優點。 水源熱泵工作原理及其系統構成 “熱泵”這一術語是借鑒“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。在我國《暖通空調術語標准(gb50155-92)》中,對“熱泵”的解釋是“能實現蒸發器和冷凝器功能轉換的制冷機”;在《新國際制冷詞典(newinternationaldictionaryofrefrigeration)》中,對“熱泵”的解釋是“以冷凝器放出的熱量來供熱的制冷系統”。可見,熱泵在本質上是與制冷機相同的,只是運行工況不同。其工作原理是,由電能驅動壓縮機,使工質(如r22)循環運動反復發生物理相變過程,分別在蒸發器中氣化吸熱、在冷凝器中液化放熱,使熱量不斷得到交換傳遞,並通過閥門切換使機組實現制熱(或制冷)功能。在此過程中,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,但熱泵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系數,即cop值(coefficientofperformance)。熱泵有多種,以水作為熱源和供熱介質的熱泵稱為水源熱泵。水源熱泵性能系數(即cop值)高於空氣源熱泵,系統運行性能穩定。
水源熱泵工程是一項系統工程,一般由水源系統、水源熱泵機房系統和末端散熱系統三部分組成。其中,水源系統包括水源、取水構築物、輸水管網和水處理設備等。
2、水源熱泵對水源系統的要求
http://co.163.com/forum/content/1789_458302_1.htm
水源熱泵是一種利用地球表面或淺層水源(如地下水、河流和湖泊),或者是人工再生水源(工業廢水、地熱尾水等)的既可供熱又可制冷的高效節能空調系統。
水源熱泵技術利用熱泵機組實現低溫位熱能向高溫位轉移,將水體和地層蓄能分別在冬、夏季作為供暖的熱源和空調的冷源,即在冬季,把水體和地層中的熱量"取"出來,提高溫度後,供給室內采暖;夏季,把室內的熱量取出來,釋放到水體和地層中去。從學術角度來說,當利用的對象都是水體和地層(含水地層)蓄能,而且都是以水作為熱泵機組的冷熱源供給載體時,都可以將之歸類為水源熱泵系統。
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