《地源熱泵大學(xué)堂》（連載五）
馬最良
哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院教授
熱泵空調(diào)是一種具有節(jié)能和環(huán)保意義的新型空調(diào)方式。近年來(lái)，在我國(guó)暖通空調(diào)領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛、發(fā)展迅速。為此，有必要向讀者介紹熱泵空調(diào)的基本知識(shí)，熱泵空調(diào)發(fā)展中的新技術(shù)和一些前沿內(nèi)容，做好熱泵空調(diào)的普及工作，以期使讀者能較全面的地了解熱泵空調(diào)技術(shù)和其發(fā)展。
第3講 地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)
地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是我國(guó)應(yīng)用較為普遍的一種地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，也是國(guó)內(nèi)較早的地源熱泵之一。早在1985年廣州能源所首先在廣東東莞游泳池開始應(yīng)用地下水源熱泵，用25~40m深井中的24℃的地下水作為熱泵。但國(guó)內(nèi)地下水源熱泵的發(fā)展一直很緩慢。直到20世紀(jì)90年代后期，井水源熱泵才開始迅速發(fā)展，出現(xiàn)了大規(guī)模的地下水源熱泵空調(diào)工程項(xiàng)目。本講主要介紹三個(gè)問題：
（1）熱源井設(shè)計(jì)要點(diǎn)；
（2）地下水源熱泵系統(tǒng)回灌問題的分析；
（3）地下水源熱泵系統(tǒng)能效比亟待提高。
3.1 熱源井的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
熱源井是地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的抽水井和回灌井的總稱。它有完整井和非完整井，完整井是指貫穿整個(gè)含水層，在全部含水層厚度上裝有過濾器，并能全面進(jìn)（回灌）水的井。而非完整井沒有貫穿整個(gè)含水層，只有井底和含水層的部分厚度上能進(jìn)（回灌）水的井。
3.1.1 熱源井地段的水文地質(zhì)勘察
地下水源熱泵方案設(shè)計(jì)前，應(yīng)征得相關(guān)主管部門批準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)地下水源熱泵系統(tǒng)對(duì)水量、水溫和水質(zhì)的要求，對(duì)工程場(chǎng)區(qū)進(jìn)行水文地質(zhì)勘察。通過勘察，查明擬建熱源井地段的水文地質(zhì)條件，即一個(gè)地區(qū)地下水的分布、埋藏、地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件以及水質(zhì)和水量等特征。對(duì)地下水水資源做出可靠評(píng)價(jià)，提出地下水合理利用方案，并預(yù)測(cè)地下水的動(dòng)態(tài)及其對(duì)環(huán)境的影響，為熱源井設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
3.1.2 設(shè)計(jì)步驟
熱源井的設(shè)計(jì)包含生產(chǎn)井和回灌井的設(shè)計(jì)，包括井徑、過濾網(wǎng)的形式與長(zhǎng)度、井流量、井間距等。設(shè)計(jì)過程包括地下水動(dòng)力等設(shè)計(jì)和熱力等設(shè)計(jì)。其設(shè)流程有：
（1）確定本工程項(xiàng)目所需的地下水總水量。
（2）根據(jù)允許降深和當(dāng)?shù)氐暮畬拥葦?shù)確定井流量和井?dāng)?shù)。
（3）根據(jù)GB50296-99《供水管井技術(shù)規(guī)范》設(shè)計(jì)和核井的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
（4）根據(jù)允許的熱貫通（又稱熱干擾）程度設(shè)計(jì)生產(chǎn)井和回灌井的間距。
（5）根據(jù)場(chǎng)地情況和當(dāng)?shù)氐牡叵滤鲃?dòng)情況進(jìn)行井群布置。
（6）校核布置后的井群降深，若降深絕對(duì)值小于允許降深則結(jié)束，否則，重新設(shè)計(jì)井流量和井?dāng)?shù)。
3.1.3 熱源井的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、工程項(xiàng)目所需的地下水總水量的確定工程項(xiàng)目冬季和夏季所需的地下水總量由水源熱泵機(jī)組的性能，地下水水溫及冷、熱負(fù)荷等因素決定的，夏季熱泵機(jī)組按制冷工況運(yùn)行，地下水總水量為：
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