水源热泵系统

地下水地源热泵应用存在的主要问题


水源的探测、开采技术与开采成本制约地下水地源热泵的广泛应用。在不同的地区和水文地质条件下是否有适合的水源(水温适宜、水量充足稳定、水质较好)是地下水地源热泵应用的关键问题。水文地质条件较好,取水、回灌的难度和热源井的建设成本均会较为合理,否则就会增加项目建设实施的难度和成本。


地下水资源条件好:打井数量少,减少打井费用,回灌较容易,初投资和运行费用降低。


水文地质勘察的基础上进行设计,试验井的开凿和抽水、回灌试验环节尤为重要,基础性技术数据是井群设计的关键;不同的水文地质结构、热源井设计和成井工艺至关重要,井的结构、过滤方式、回填方式影响成井质量和使用寿命;抽水、回灌井之间的水力平衡影响总取水量和总回灌量。要注意群井联合抽水、回灌时地下流场与单井的差异,并对井群的抽水、回灌量进行必要的调整。设计和施工时,应同时留出观测井或观测孔,抽水、回灌井安装计量仪表,在达到上述检测手段的基础上,对抽水及回灌量、水位、水质进行在线检测,有利于地下水地源热泵系统的合理取水并避免对地下水的破坏和污染。


水井施工质量不过关;取水井回灌井轮换使用;反复的抽、回灌都会导致水井堵塞,使得水井回灌比不能达到要求,正常的抽水、回灌无法进行加速水井的枯竭,影响系统长期稳定运行。


若大量开采地下水而不采取回灌措施,容易产生地面沉降和导致采用天然地基作为基础的建筑物不均匀沉降;在岩溶地区,由于地下水位不断变化容易形成空洞,从而导致地面塌陷。


为了恢复含水层的水位和水量,防止区域地下水位下降和保持取水建筑物供水能力,防止地下水资源枯竭,地源热泵空调系统抽取地下水后必须进行回灌。


地下水水质基础要求:澄清、水质稳定、不腐蚀、不滋生微生物或生物、不结垢等;回灌时,水质要等于或优于原有水质;利用地下水源的进出温差过大造成地下水资源的热污染问题;回扬、水回路中产生的负压和沉砂池,使外界的空气与地下水接触,导致地下水中金属离子氧化,会产生腐蚀;应针对不同的水质采取相应的水质处理措施。


地下水地源热泵系统设计首要问题是确定合适的水源热泵机组运行温差和地下水循环水量,最佳的地下水温差和地下水量应使地下水地源热泵系统达到较高的能效比和性能系数。如果加大地下水使用温差,虽然可减小地下水使用量,降低井泵功率和环路功率,但在一定条件下会增大水源热泵机组的使用功率,反之则相反。因此,一定要根据实际工程的使用情况,在两者之间进行分析和比较,得出最优结合点,使水源热泵系统高效运行。


  • 规划、管理和评价体系问题
按照“在保护中开发,在开发中保护”的原则,各地应根据实际情况制订地下水开发利用保护规划和地源热泵系统发展规划,按照规划在资源合理利用的前提下开发地下水资源,做到资源开发和地下水保护并举。同时,应进一步开展地下水资源开发利用对环境影响评估工作,防止因无序开采地下水而造成地面沉降、水质污染和热污染等环境地质问题。