地下水源热泵空调系统的设计【最新精选】.doc

第五章 地下水源热泵空调系统的设计 5.1 概述 地下水源热泵空调系统是我国应用较为普遍的一种地源热泵空调系统，也是国内较早的地源热泵之一。早在1965年，国内已研制成功首台水源热泵机组。1985年广州能源所首先在广东东莞游泳池开始应用地下水源热泵，用25～40m深井中的24℃的地下水作为热源但国内地下水源热泵的发展一直很缓慢直到1996年，山东富尔达空调设备有限公司开发出水源热泵冷热水机组（水/水热泵机组），以井水为低位热源，通过阀门的启闭来改变水路中水的流动方向，实现机组的供冷工况与供热工况的转换。而后，井水源热泵冷热水机组很快就成为了国内空调界的热门产品，出现了大规模的地下水源热泵空调工程项目。到1999年底，全国大约有100套地下水源热泵空调系统［1］。进入21世纪，中国地下水源热泵的发展势头越来越好，越来越多的用户开始熟悉地下水源热泵，并在山东、河南、湖北、辽宁、河北、黑龙江和北京等地开始大量应用地下水源热泵空调系统。如同井回灌地下水源热泵自2001年首次在北京某工程上投入运行以来，其技术的推广与应用很快，到2003年底已完成160多个项目，总建筑面积超过200万m2［2］。 但是，根据调查［3］，近十年来，我国地下水源热泵空调系统运行情况并不能让人满意。这主要是由于设计、施工和运行管理还存在一些问题而造成的。因此，熟悉和掌握地下水源热泵空调系统的设计方法是十分重要的。地下水源热泵空调系统的设计建筑物内的空调系统的设计和水井系统的设计两大部分。前者，可参考常规空调系统设计规范、设计标准和设计手册等资料进行。而后者将是本章重点阐述的问题，主要包括： 在选择和设计地下水源热泵空调系统之前，如何充分了解和掌握地下水可采用的价值和质量等水文资料以作为科学决策的依据和设计的原始资料。 确定地下水换热系统的形式与组成。 地下水量的确定。 热源井的设计与施工。 地下水源热泵机房的设计要点。 地下水源热泵空调系统设计和运行中应注意的一些问题。 5.2 工程场区调查与地下水水文地质勘察 5.2.1工程场区调查与地下水水文地质勘察的目的和任务 对工程场区调查与地下水水文地质勘察是为了获得资源条件，查明工程场区的地下水类型及其特征、分布和埋藏条件、水质、富水地段和富水程度、开采条件和工程场地状况等，为地下水源热泵空调项目的选择、规划和工程设计提供科学的依据，并为出地下水源热泵空调项目的可行性评价提供依据。 地下水源热泵空调项目可行性评价是决定其项目能否成功的关键。在以往的一些地下水源热泵工程实践过程中常常被忽略，由此造成系统失败，或出现运行状况并不理想等问题。这样的例子很多，如： 已建成的地下水源热泵系统有相当一部分工程由于没有前期的勘察工作，或勘察工作有误，使得这部分工程的地下水不能100%的回灌同一含水层中。众所周知，水是人类赖以生存的最重要的基本物质之一。没有水，人类生活无法生存和发展。因此，保护水资源、合理地开发和利用水资源走可持续发展之路，使人类社会与自然环境协调发展，事在当代，功在千秋。正因为如此，地下水换热系统设计应根据地下水水文地质勘察结果，采用可靠的回灌等技术措施，使置换冷量或热量后的抽取水全部回灌到同一含水层，不得对地下水资源造成浪费与污染。不能有效回灌的地下水源热泵系统是典型的失败。 宁波某地下水源空调系统的施工图设计完成后，发现水文资料出现严重的误解，将井水每天出水量误认为每小时出水量。因此，只好将原设计改为复式地源热泵系统，并将原计划采用地下水源热泵的其他13×104m2建筑物改用其他空调方案［3］。湖南湘潭县某工程也因为水文地质资料错误，导致地下水源热泵系统失败［3］。 一些工程项目在确定采用地下水源热泵空调系统之前，根本不做试验井，在不了解工程场地的地下水类型，分布范围，含水层厚度，地下水补给、径流、排泄特征，地下水质等情况下盲目上马，导致地下水源热泵工程出现地下水量不足，不能满足工程的需要；地下水温度过低，不能满足供热的需要；水质含沙量过大，运行不久就发生堵塞现象如此等等。 为了杜绝出现上述问题，设计的第一步，要首先在工程场区内做好调查与勘察工作。查明水文地质条件，对地下水资源出可靠评价，提出地下水合理利用方案，为生产井和回灌井技术设计和施工图设计提供科学的依据。 5.2.2 工程场区调查 工程场区状况调查范围应大于拟定换热区100～200m。通过调查和野外实际观测，查明和了解工程场区地貌地下水分布和运动的基本规律等，是工程勘察工作的基础。其具体调查的内容为： 场地规划面积、形状及坡度。工程场地可利用面积能否满足建地下水抽水井和回灌井的需要。 场地内已有建筑物和规划建筑物的占地面积及其分布。 场地内树木植被、池塘、排水沟及架空管线、输电线、电信电缆的分布。 场地内地下管线和地下构筑物的分布及其埋深