地下水源热泵简介

地下水源热泵系统简介2012年10月目录概念发展状况我国地下水源热泵系统应用的特点地下水源热泵系统的特点地下水源热泵系统的设计地下水源热泵系统存在的问题地下水源热泵系统

GWHPs

采用地下水作为低位热源，利用热泵技术，通过输入少量高位电能，实现热量又低位能向高位能的转移，从而达到为使用对象供热或供冷的一种系统发展状况时间跨度起始于1912年至20世纪90年代，热泵行业技术日趋成熟国外起步较早，目前地源热泵安装数量最多的国家主要是欧美发达国家美国己建成地下水源热泵工程约5万余项国内1997年开始引进欧洲地下水源热泵产品，1999年年底100套目前工程数量1500项以上我国地下水源热泵系统应用的特点覆盖面广，应用于各类建筑应用存在地域差异用于城市城郊居多，农村很少地下水源热泵系统的特点

节能使用灵活经济环保优点地下水源热泵系统的特点

缺点有丰富和稳定的地下水资源作为先决条件政府、建筑设计人员和公众对这技术缺乏了解初投资高运行管理存在问题地下水源热泵系统的初投资为300—400元／㎡地下水源热泵系统的组成地下水换热系统

水源热泵机组热媒管路和用热系统地下水源热泵系统的设计地质勘查设计空调系统设计地下水源热泵系统设计水文地质勘查在地下水源热泵系统方案设计前，应根据地源热泵系统对水质、水温、水量的要求，对工程场区的水文地质条件进行勘查。《供水水文地质勘查规范》GB50027《供水管井技术规范》GB50296勘查目的浅层地温资源数量、质量、分布规律浅层地温资源的成因机制为GWHPs提供适合的地下水热源地下水源热泵系统的水文地质勘查对于开发与保护浅层低温资源，提供资源∕储量以及所必须的地质资料，以减少开发风险，取得浅层地温资源开发利用最大的社会经济效益和环境效益，并最大限度的保持资源的可持续利用具有重要的意义。勘查解决的问题特定水文地质条件和气候特征下，地下含水层的流动和传热机制。地下含水层储能与水、热调蓄能力。普查详查水文地质勘探勘查报告分析地下水资源条件评估工程项目采用GWHPs的可行性提出GWHPs方案建议热源井的设计地下水源热泵系统不同于一般的传统地热井系统，其储能场所为浅层含水层，一般深度局限于地表以下200米范围内。水井设计以及成井工艺均可参考一般地下水供水管井的相关规范要求。管井基本构造热源井的设计热源井设计单位应具有水文地质勘查资质。管井设计应符合现行国家标准《供水管井技术规范》（GB50296）的现行规定。

管井设计包括：（1）管井抽水量和回灌量、水温和水质；（2）管井数量、井位分布及取水层位；（3）井管配置及管材选用，抽灌设备选择；（4）井身结构、填砾位置、滤料规格及止水材料；（5）抽水试验和回灌试验及要求；（6）井口装置及附属设施；热源井设计流程（1）根据地下水地源热泵承担的取热量、排热量和设计温差求得地下水的总需水量夏季热泵机组按制冷工况运行，地下水总需水量mgwx为冬季热泵机组按制热工况运行，地下水总需水量mgwd为取mgwx和mgwd中最大的作为地下水源热泵系统的需水量。（2）根据允许降深和当地的含水层参数确定井流量和井数对于承压含水层中的单个定流量完整井流，其井流量的计算公式为K渗透系数

M含水层厚度

SP

长期抽水回灌允许水位降深W（u)为泰斯井函数。对于潜水完整井流，其井流量的计算公式

h0初始含水层厚度需要井的数量N

（3）根据GB50296—99《供水管井技术规范》设计和校核井结构参数;（4）根据允许的热贯通程度设计抽水井和回灌井的间距；（5）根据场地情况和当地的地下水流动情况进行；（6）校核布置后的井群降深；地下水源热泵系统存在的问题回灌阻塞问题腐蚀与水质问题井水泵功耗过高问题运行管理问题回灌阻塞问题悬浮物堵塞微生物生长化学沉淀气泡阻塞黏粒膨胀和扩张含水层细颗粒重组

腐蚀与水质问题

现在国内地下水源热泵系统的地下水回路都不是严格意义上的密闭系统，回灌过程中的回扬、水回路产生的负压和沉砂池，都会使外界的空空气与地下水接触，导致地下水氧化。

危害(1)地下水氧化会产生一系列的水文地质问题，如地质化学变化、地质生物变化。(2)管路系统中的管路、换热器和滤水管产生生物结垢和无机物沉淀，造成系统效率降低和管井堵塞。(3)污染地下水，对地下水质和含水层产生不利影响。

水质基本要求：澄清、水质稳定、不腐蚀、不滋生生物或微生物、不结垢

井水泵功耗过高

井水泵的功耗在地下水源热泵系统能耗中占有很大的比重，在不良的设计中，井水泵的功耗可以占到总能耗的25%或更多。

常用的潜水泵控制方法为变频控制。

运