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阅读 4654 次 水源热泵空调系统应用技术

摘要:水源热泵技术是利用地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,并采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。...

水源热泵空调系统应用技术  

四联智能技术股份有限公司  能源工程总监  

曹伟

一、项目水源热泵系统介绍

    1、工程简介

    杨凌五胡路永丰嘉苑小区和高新初中片区水源热泵集中供热(冷)项目,是杨凌区管委会为了解决五胡地区人民群众生产生活采暖问题所进行的一项公共事业性项目。项目由杨凌示范区管委会给与四联公司特许经营权,由四联公司负责投资建设及运营。 

    2、供暖范围与面积

    范围:永丰嘉苑小区、杨凌邰城中学、高新小学、李台乡政府办公楼、工商局和省电台办公楼等。

    面积:约25万平方米,其中:住宅面积约18.64万平米,学校和办公等公共建筑面积约6.4万平米,现已基本建成。 

    3、系统形成

    项目采用了地下水式水源热泵技术市场,它是地源热泵技术的一种,是国家新能源战略规划中所大力倡导的可再生能源利用技术的一种。水源热泵技术是利用地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,并采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。 

二、水井试验研究

    1、研究目的

    了解当地的地层岩性及其富水性

    了解地下水质

    确定合理的抽、加灌井比例

    2、地区气象、地质地貌

    气象:杨凌区属大陆性半湿润半干旱气候,多年平均气温12.9℃,极端最主气温38.6℃,最低气温-13.4℃,年平均降水量为592mm,降水多集中在7~有10月份,为地下水的主要补给期。

    地质地貌:杨凌为河谷阶地,工程所在地为渭河一级阶地,地面高程433436m。组成物为第四系全新统下部冲积砂砾卵石与粉质粘土、粘土。    

    3、钻孔施工概况

    钻孔施工采用冲击钻,无芯钻进,泥浆护壁,一次成孔,孔径650mm,钻至设计深度进行物探测井。

钻孔地层:

1#井井深101.0m08m为粉质粘土,818m为沙砾卵石,18m以下为中砂、粗砂含砾、砂砾石与粉质粘土不等厚互层。    

    井管安装:

    井壁管:直径360mm配筋水泥管,壁厚40mm,内径280mm

    滤水管:直径360mm配筋水泥管,预留孔外缠12″铅丝。

    深沉管:滤水管下端连接直径360mm配筋水泥管,长度为5m

    洗井:洗井采用潜水泵洗井,洗井时间为812小时,达到水清砂净。    

    4、抽回灌试验

    抽回水试验设备及测量工具

    抽水试验采用200QJ100-55型潜水泵,用直径100mm的耐压管将抽出的水排入的城市雨水管网,孔口安有三通阀门、水表。水位观测用电测绳,水量用水表测量、水温用水银温度计测量。    

    抽水试验

    各井抽水前先用水泵间断抽水,待水清砂净后,然后进行正式抽水试验,抽水试验采用稳定流方法,观测时间先密后疏,抽水稳定时间410小时。 

    11#抽水试验

    使用潜水泵做二个落程抽水试验,抽水试段8.099.0m,含水层厚59.0m。大落程抽水延续22小时,稳定10小时,抽前水位埋深5.40m,抽水降深1.43m,出水量99.40m3/h,单位涌水量69.51m3/h·m,水温17℃。(图1)。1#井抽水时,距1#32.55m4#井水位下降0.08m63.05m2#井水位下0.06m。抽水停止后5分钟,水位恢复1.37m

    小落程抽水延续12小时,稳定6小时,降深0.50米,出水量54m3/h,单位涌水量108m3/h·m,水温17℃(图2)。

  

    (22#井抽水试验

    2#井抽水试段11.076.0m,含水层厚度47.0m,抽降一个落程,抽水历时17小时,稳定4.0小时,抽前水位埋深5.17m,抽水降深3.93m,涌水量105m3/h,单位涌水量26.72m3/h·m,水温17℃(图3)。2#井抽水时,位于东30.5m4#井和63.05m1#井水位分别下降0.150.14m,距108m处的5#井水位下降0.05m。抽水结束后5分钟,水位恢复3.88m

    34#井抽水试验

    4#井抽水试段6.051.0m,含水层厚度34.0m,抽水历时31小时,稳定6.0小时,抽前水位埋深5.32m,抽水降深5.09m,涌水量103m3/h,单位涌水量20.363m3/h·m,水温17℃(图4)。4#井抽水时,对1#井和5#井水位进行观测,水位分别下降0.120.07m。停抽后5分钟,水位恢复5.03m

    (45#井抽水试验

    5#井抽前水位埋深5.35m,抽水历时9小时,水量、水位稳定4小时,降深9.42m,涌水量100m3/h,单位涌水量10.616m3/h·m,水温17℃(图5)。5#井抽水时,对1#井、4#井和2#井水位进行观测,水位分别下降0.140.100.07m。停抽后5分钟,水位恢复9.40m

    回灌试验

    回灌试验在1#2#井进行,回灌时观测水位回升和回灌量变化。

    11#回灌试验

    4#井回灌1#井,回灌试验于2008811840分开始,8122230分结束,延续时间37小时50分,稳定6小时,回灌前水位埋深5.40m,回灌稳定水位埋深3.07m,水位升幅2.35m,回灌量68m3/h(图6)。

    (22#回灌试验

    4#井回灌2#井,回灌试验于2008813830分开始,8141500分结束,延续时间31小时30分,稳定9小时,回灌前水位埋深5.15m,水位升幅2.02m,回灌量78m3/h(图7)。

 

    回灌试验说明,1#井水位回升3.25m,回灌量68m3/h2#井水位回升2.02,回灌量78m3/h,两井平均回灌量73m3/h,考虑到长期回灌水量有所减少,每井按50m3/h回灌量设计是有保证的。

三、水质评价

    测试结果:

    色度5.0度,浊度小于1度,PH7.6,属中性水;

    总硬度347.8mg/1,属硬水;

    水化学类型为HC03-Ca·Mg·Na型;

    含砂量小于二十万之一。    

    综合评介:

    井水除锰、细菌总数、大肠菌群超标外,其它元素和指标均符合饮用水标准。锰超标是因地层含量高造成,细菌总数、大肠菌群超标因成井过程中影响所致,待长期抽水将有所减少。综合评价,该水符合水源热泵对水质要求。 

四、结论

    工程所在地为渭河一级阶地,水量丰富;

    单井回灌量为抽水量的75%,为回灌安全,本区抽水井与回灌井比例为12

    据水质分析结果,该水质对供水管道和井壁基本不产生腐蚀。

专家介绍:

    1997年毕业于哈尔滨工业大学动力工程系统流体传动及控制专业,工学学士。2006年获西安理工大学计算机工程系统计算机技术专业工程硕士学位。现任四联智能技术股份有限公司能源工程总监。毕业至今一直从事工程设计调试及项目管理工作,独立主持完成西安城运村中央空调工程、西安软件园消防及智能化工程、兰州军区总医院中央空调工程、石嘴山电厂中央空调工程、西安火车站东配楼中央空调工程等多项国家重点建设项目,参与编写《智能建筑工程施工工艺标准》国标和陕西省地方标准。 

(本文来源:陕西省土木建筑学会  文径网络:文径 尹维维编辑  刘真 审核)

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