悬浮物颗粒导致的地下水源热泵回灌堵塞研究现状及展望

在地下水源热泵回灌过程中,回灌井堵塞状况时有发生。悬浮物导致堵塞的发生,影响地下水源热泵回灌能力,造成经济与资源的浪费与损失。本文主要阐述了地下水源热泵回灌过程中悬浮物堵塞问题的研究现状,并对未来研究方向进行展望。     

水源热泵系统水源侧关键技术指标分析与研究

地下水源热泵系统的发展受水文地质条件和抽回灌技术的制约。本文通过深入地理论分析,研究了水源热泵系统水源侧关键技术指标对水源热泵系统运行效果的影响,主要从地下水的水质、水温、水量、抽回灌技术等方面分析了水源热泵系统安全、高效运行的基础指标,同时通过对回灌率低的机理分析,总结了不同地质条件下的地下水系统设计参数和水井堵塞机理及处理方法。     

中粗砂地层地下水源热泵热源井回灌策略

地下水源热泵能否长久高效运行,核心问题在于地下水的回灌问题。我国经过"十一五"期间可再生能源建筑应用示范项目和"十二五"期间可再生能源建筑应用示范城市和农村示范县的组织实施,已完成超过亿平方米的地下水源热泵示范项目。项目实施过程中,不乏有项目运行几年,出现回灌不畅、回灌不彻底甚至无法回灌的现象。本文为"十二五"国家科技支撑计划项目《浅层地热能集成应用技术与评估及示范》(2011BAJ03B09)的研究成果,以中粗砂地层典型地层为例,从回灌系统设计、回灌井及系统施工、系统维护保养、关键工艺技术提出不同的回灌要求,以确保地下水完成回灌,实现地下水源热泵的长期高效运行。     

地下水源热泵系统回灌井溢井预测诊断

回灌井堵塞是地下水源热泵系统运行过程中经常出现的问题,由于实际工程中回灌井侧缺少相应的监测设施,使得溢井发生前难以被察觉。本文建立了地下水源热泵回灌井溢井预测诊断的模型,并以实际工程为例对回灌井溢井问题进行分析及预测。结果表明:随着回灌的持续进行,各回灌井的回灌性能均有所下降,但回灌性能的恶化程度及发生溢井所需时间各不相同。若对各回灌井的流量进行合理分配,则可从整体上降低溢井的可能性。     

抽灌井的布置方式对地下水流场和温度场的影响

通过分析地下水流场和温度场的状态,确定适合水源热泵系统的最佳抽灌井布置方式。以沈阳市某住宅小区为例,利用Flow Heat1.0软件,分析了冬季在3种顺排布置和2种叉排布置情况下,抽灌井周边的地下水流场和温度场的变化情况,地下水源热泵系统运行的最佳状态是不影响地下水流场和温度场的现况。结果地下水源热泵系统受地下水流场、温度场、井距、热对流、运行模式等诸多因素的影响,在该影响因素的影响下水源热泵运行效率有所降低,通过对五种工况的最不利抽水井和回灌井的比较分析,发现抽水井的水位下降值越小、回灌井的水位上升值越小,水温度值变化越小越好。本次实例中第五种布置方式1,6,11,16号井为抽水井,其余为回灌井的布置方式最为合理,此时水位值和温度值的变化量最小。     

地下水源热泵回灌技术研究

从地下水渗流理论出发,以承压水作为地下水源热泵的抽灌目标层,建立了承压水的异井回灌和同井回灌的数学模型,分析了目前地下水源热泵回灌率低的原因和机理,提出了水文地质条件、井距、井壁孔隙率、滤料规格、洗井与成井工艺及回灌管道等方面的回灌条件.     

地下水源热泵对地下水温度场影响模拟与分析

能源与环境问题日益国际化、尖锐化,使得地下水源热泵技术应运而生。其高效、节能、环保的优点倍受青睐,然而在其应用过程中,系统效率会因为不当的操作而降低。通过研究采用有限元分析软件,对拟建区域地下水温度场进行模拟分析,确定在地下水源热泵系统最佳运行井距。     

浅层地温能开发地下水源热泵系统热平衡分析三维数值模型

为了准确模拟预测地下水源热泵系统运行期间的地下水渗流场与温度场的变化规律,避免未来地下水源热泵系统运行期间出现的冷热贯通现象,科学合理地设计地下水源热泵系统。本文以河北水勘院正定基地地下水源热泵示范工程为例,建立了地下水渗流与热量运移三维耦合数值模型,并结合未来地下水源热泵系统的运行工况,预测分析了不同条件下未来地下水源热泵系统的热平衡发展趋势。结果表明,该示范工程地下水源热泵系统宜采用温差为10℃的运行方案,且抽水、回灌井间距大于等于80m的设计运行方案能有效地避免未来运行过程中的冷、热贯通现象。     

水文地质勘察在南昌会展中心水源热泵空调工程中的运用

南昌市十二五规划中准备启动大型公共建筑的节能改造,建立和完善大型公共建筑节能监管体系及能耗监测体系的建设,太阳能、水源热泵中央空调系统等可再生资源在建筑设计中推广应用。本文介绍了南昌会展中心采用水源热泵中央空调系统,以地下水源为冷、热资源,经空调系统循环后的水,通过回灌井灌入地下含水层中的供水方案及水源热泵空调井的水文地质勘察及建井技术方法等,可为类似工程的设计施工提供参考。     

热泵技术的运用

地下水源热泵系统的热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。经过换热的地下水可以排入地表水系统，但对于较大的应用项目通常要求通过回灌井把地下水回灌到原来的地下水层。最近几年地下水源热泵系统在我国得到了迅速发展。     

回灌井管材及铁锰离子对地下水源热泵回灌影响试验

针对水源热泵回灌井化学堵塞问题,研究了两种回灌井管材在不同Mn2+、Fe2+含量时水通量与多孔介质表面变化情况。通过4组铸铁管和不锈钢管水源热泵回灌井对比试验得出:在相同的回灌水配比下,单个实验组中不锈钢回灌井的水通量变化比铸铁回灌井水稳定,不锈钢回灌井的回灌效果更加稳定;在Fe2+含量较低、Mn2+含量较高的回灌试验中,铸铁回灌井、不锈钢回灌井的水通量变化较为稳定,可以保持回灌稳定性。铸铁管回灌井堵塞的主要原因是回灌水中Fe2+和Mn2+浓度配比不同。不锈钢回灌井相对于铸铁回灌井更加稳定,不会发生明显的堵塞现象。     

不同多孔介质及地下水源热泵运行方式对采能区热贯通的影响

为研究不同多孔介质对地下水源热泵采能区温度场的影响,建立了地下含水层水-热耦合模型,对地下水源热泵在5种多孔介质条件下运行时地下温度场的变化进行了模拟分析,根据发生热贯通的时间及回灌水的温度扩散程度提出了合理井距和优化运行模式。结果表明:在地下水自然横流自抽水井一侧流向回灌井的条件下,细砂最易发生热贯通,其次为中砂、中粗砂,粗砂和砂砾最不易发生热贯通;回灌水热影响半径随着渗透系数增大而减小的明显程度由大到小为粗砂、中粗砂、砂砾、中砂、细砂,但砂砾热影响半径明显小于其他多孔介质;由拟合曲线可得出不同多孔介质在不同渗透系数下的合理井距;以大温差小流量模式运行有助于缓解或避免热贯通,多孔介质为细砂时优化效果更为明显。     

北京市水源热泵技术应用现状调查与分析

文章从水源热泵技术原理、特点以及北京地区能源和环境需求出发,在汇总分析以往数据基础上,总结出目前北京地区水源热泵总体以地下水源为主,且逐步向土壤源、污水及再生水源热泵系统发展,并呈现区域性分布特点;其次,详细评价了水源热泵运行效果,说明其在节能减排、经济性、改善能源结构等方面的优势;之后,指出北京市水源热泵发展仍然存在着水源地质条件限制、回灌、水质污染、政策制定等方面的问题;最后提出针对性的对策建议,进一步明确北京市水源热泵应用发展方向。     

水源热泵系统抽灌井常压、加压回灌试验

以某高校水源热泵系统2口地热水井（1抽1灌）为研究对象,采取回灌井回扬,对回灌井的常压回灌、加压回灌的效果进行了试验分析,探讨了回灌的技术要点,介绍了该工程地热水井实际的运行情况。     

多孔介质分形特征对回灌渗透性能的影响

为掌握孔隙介质级配和均匀性对水源热泵回灌过程中堵塞的影响,通过室内回灌试验测定了不同级配试样回灌渗透能力,利用颗粒级配分形维数分析了试样级配和不均匀性与回灌渗透性能的相关关系。结果表明级配分形维数D与不均匀系数的对数(lnC u)之间呈负相关,与渗透系数和孔隙度n则呈正相关。从而为不同水文地质条件地区水源热泵工程的适宜性分析,回灌堵塞机理的分析以及防止水源热泵工程堵塞技术的选择提供了一定的科学依据。     

地源热泵系统工作井优化布设地下水热量运移模拟

针对地源热泵空调系统工作井优化布设问题,通过建立理想的＂对井抽-灌＂概念及数学模型,模拟拟建地下水源热泵系统特定水流及热源条件下抽水、回灌井不同间距夏季运行期间地下水热量运移过程,为抽、灌井合理间距确定等实际应用提供理论参考和依据。根据数值模拟结果,抽、灌井不同井间距对该热泵系统夏季运行期间地下水热量运移过程影响显著;...     

地下水地源热泵回灌分析

推导了地下水地源热泵地下水渗流理论降深解,分析了无堵塞和考虑堵塞时地下水地源热泵异井回灌和同井回灌状况。无堵塞各向异性均质含水层中地下水地源热泵的灌压随着水平渗透系数的减小而急剧增加,渗透系数大小是回灌难易程度的决定因素。抽灌同井抗堵塞能力优于完整井和非完整井。水井堵塞显著增加地下水地源热泵的灌压,回扬对于减小系统灌压大有益处,尤其是对于回灌困难的系统。无论有无堵塞,对于同一含水层如果采用传统的异井回灌地下水地源热泵,从回灌效果来说均应优先考虑采用完整井的地下水地源热泵。     

武汉香榭里花园水源热泵空调系统设计

介绍了武汉香榭里花园水源热泵空调系统的设计,指出了抽水井、回灌井设计,水源冷热水机组选用的技术要点,并结合系统实际运行情况分析了其节能和环保效益。     

浅析水源热泵对区域水文地质条件的影响

通过分析我国地下水源热泵空调系统的发展现状,结合我国自然环境及社会环境现状,探讨了热泵系统可能引起回灌率低、热污染及地面沉降等问题,并指出应加强对热泵系统的采能区地下水环境的研究,并制定相应的地下水源热泵空调技术应用标准。     

地下含水层储能和地下水源热泵系统中地下水回路与回灌技术现状

介绍了国内外有关技术发展现状及存在的一些技术和环境问题。就地质条件、回灌方式、地下水灌抽比、回扬和洗井次数等指标，比较了目前国内和荷兰的技术差异。指出解决地下水回灌的堵塞问题是地下含水层储能和地下水源热泵技术得以发展的关键。强调为避免出现地面沉降和地下水质污染等问题，必须采用回灌技术和密闭系统。对政府今后的管理工作提出了一些建议。