水源热泵系统设计与安转的关键性问题

水源热泵系统设计与安转的关键性问题

地源和水源热泵系统主要由地下换热装置、热泵机组和末端系统三个部分组成。其中热泵机组和末端系统已经相当成熟，地下换热装置通过换热的方式从地下吸取能量，由于地下的情况千变万化，极其复杂，它是世界上最大的不均质体，因此，地下换热装置如何能够因地制宜、长期稳定的从地下获取热泵所需的能量，同时又尽可能的不影响环境，是安装水源、地源热泵系统的技术关键。 现场勘察: 现场勘察主要包括场地调查、地表水调查、水文地质调查等工作，其中水文地质调查专业性较强，是调查重点，必须由水文地质专家来完成。水文地质调查是专门对一个地区地下水的赋存条件、运动规律、水化学等特征展开的调查，通过收集相关参数进行资源量计算，从而提出地下水供水方案，为下一步系统设计提供依据。

水文地质调查成果：水文地质剖面揭示了含水层结构

水文地质调查成果：水文地质图揭示了区域富水性、水位、水流方向等水文地质条件 系统设计: 系统设计主要是地下换热装置的设计，水源热泵系统分为地表水系统和地下水系统，采用哪种系统需要对现场勘察后提出的供水方案进行可行性分析后确定。 地表水系统采集装置包括取水构筑物和热交换器两大部分，取水构筑物一般包括进水管、导水管（或水平集水管）和集水井，它受水源水量、流速、水位影响较大，因此在设计时应注意标高与供水季节水位变动的关系。热交换器的设计重点是热交换器的选型。热交换器的长度取决于制冷工况中水环路的最大散热量或供热工况下水环路的最大吸热量，而在设计热交换盘管的构造和流程时应该将盘管分组连接到环路集管，同时，根据水体布置环路集管，并使环路集管最短。

地下水系统的地下换热装置主要是供水井和回灌井。设计人员根据当地的水文地质条件和建筑负荷的要求布置井位、井深和井结构。 一般无论是供水井还是回灌井都应该布置在富水性好的地区，至少应该满足水源热泵机组对水量的要求； 井深是根据地层条件和出水量需求确定的，水量需求越多，就必须钻取越多的含水层； 井身结构一般包括井口、套管、过滤器、沉砂管等几个部分，其中过滤器是设计的关键。为了增加出水量、防止涌砂，在松散地层中通常采用填砾过滤器，基岩地层如果岩石稳定则不下过滤器。填砾过滤器是由过滤管和砾料组成，有时候在过滤管外缠有镀锌铅丝或包铜丝、尼龙网。过滤管分为圆孔型和条型，一般是由钢或铸铁制成的，孔隙率在30%～50%以上。砾料以圆形、卵圆形为好，禁止使用棱角状碎石渣，岩石成分宜采用石英岩、石灰岩、卵砾石，不能使用泥灰岩等软质岩石成分。砾料的粒径以及填埋厚度应该根据含水层类型来确定，在粉、细、中、粗砂地层中，粒径取6-8倍的砾料，并尽量加大填砾厚度；在砾石、卵石含水层中，粒径取6-10倍的砾料，填砾厚度可以适当减小。

系统安装: 系统安装应该严格按照设计要求进行，其中地表水系统的安装基本都在地上操作，便于施工，而地下水系统的供水井和回灌井的施工隐蔽性较强，必须找有资质的施工队伍来完成，具体施工步骤包括钻探、测井、下管、填砾、封井、洗井、抽水试验和水质分析。其中下管、填砾、封井和洗是关键环节。下管时要根据岩屑编录和测井解释的地层情况别在含水层下滤水管，在隔水层下套管；填砾选择的砾料要与含水层颗粒大小相匹配，并均匀干净的填到滤水管外侧；封井是在砾料层上均匀的填入粘土，避免含水层受污染；洗井通常采用二氧化碳和压风机联合洗井、泵抽洗井等方法，具体根据实际钻遇的地层来选择。

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