水源热泵回灌中微生物堵塞机理研究现状

水源热泵空调系统近年来得到越来越广泛的应用,因其系统不仅减小了对环境的影响,而且属可再生能源利用技术,在节约自然能源、减少环境污染等方面也做出了突出贡献。但由于技术的不足,其系统的运行现状出乎人们意料。在地下水源热泵实践的过程中,一些已建成的且正在运行的水源热泵中,绝大部分回灌井的回灌效率随着时间的增加而减小,一部分回灌井出现回灌堵塞甚至回灌效率为零,造成回灌井彻底报废,浪费投资资金和自然资源。回灌效率一直保持最原始的效率是水源热泵长期稳定运行的决定性因素,回灌堵塞制约了地下水源热泵的推广和使用,因此需要根据其堵塞机理寻找解决办法。根据回灌堵塞的成因可归纳为三种类型:物理堵塞、化学堵塞和生物堵塞。本文综述了水源热泵回灌中微生物堵塞产生机理的研究现状。     

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。     

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。     

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。     

细砂地层地下水源热泵热源井回灌策略

细砂地层具有孔隙度小、渗透率低、地下水径流慢,补给和排泄条件弱等特点,细砂地层在回灌过程中,空气不可避免的与地下水接触,致使地下水产生气泡,化学、生物变化、结垢并形成沉淀,气泡堵塞,导致管路、换热器和过滤管堵塞。针对上述问题从回灌系统设计、施工、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。     

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。     

水源热泵系统双管制双井回灌技术分析

地下水回灌技术在热泵技术的应用中由于受其回灌过程中物理、化学及生物作用产生的入渗介质堵塞现象而严重地影响到热泵的工作效率.通过对赣榆县财税业务大楼的水文地质条件进行了测试及分析,确定该建筑中央空调系统采用水源热泵系统,并详细分析了该系统的地下水取水有效性及回灌方案的可行性,研究了双管制双井回灌模式的回灌效果,得出双管制...     

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。     

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.     

地下含水层储能技术探讨

对比分析了含水层储能与地下水源热泵技术。含水层储能技术不但解决了地下水源热泵技术存在的地下水回灌难问题,而且具有显著的节能效果。研究表明,只要采用合适的成井工艺,在同层含水层地下水全面回灌的条件下,全密封的地下水能源系统对地质环境的影响轻微,风险可控。     

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。     

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。     

多孔介质中沉积颗粒脱离特性试验研究

开展沉积颗粒在多孔介质中脱离过程试验对研究地下水源热泵回灌堵塞过程有重要意义。利用自主研发的砂层沉积–脱离模拟试验系统,研究增加渗流速度和改变渗流方向对多孔介质中已沉积颗粒脱离特性的影响。结果表明:在改变渗流速度大小条件下,渗流速度越大,已沉积的颗粒越容易发生脱离,到达悬浮颗粒相对浓度第二次峰值所需的时间越短,而达到二次峰值时所注入的水量接近;与改变渗流速度大小相比,用改变渗流方向的方式进行沉积颗粒脱离效果更为明显,到达二次峰值所需时间更短、水量更少,但随着时间增加,多孔介质中又会出现类似渗流方向改变前的堵塞现象;渗流条件变化后的初始阶段是已沉积颗粒脱离的主要时期。研究结果为水源热泵回灌过程中悬浮颗粒在地层中的沉积-脱离特性进一步研究奠定了基础。     

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。     

呼市某住宅建筑地下水源热泵系统的应用探讨

本文针对呼和浩特市某节能住宅建筑所在地区的地下水资源状况,介绍了抽水回灌试验,分析了选用地下水源热泵系统的技术可行性.而后将地下水源热泵与常规系统相比,进行了经济性分析.结果表明,该建筑采用地下水源热泵系统在技术和经济上都是可行的.     

地下水源热泵回灌非饱和渗流淤堵分析

回灌堵塞分析基于饱和土的渗流研究较多,而本文更偏向于非饱和渗流下的堵塞分析。因此针对武汉地区水源热泵压力回灌困难的问题,运用非饱和土VG模型,结合相关抽水回灌实例,对不同压力下的土体饱和度进行验算,并分析抽回灌量的变化,得出压力回灌会加大气相因素的涉入,一定程度上可发生非饱和渗流。在气相堵塞的基础上,进一步产生"非饱和堵塞"。另外利用FLAC~(3D)数值模拟软件进行模拟,把压力回灌的孔压场与非饱和渗流孔压场进行对比,验证非饱和堵塞形成过程中孔压场的变化,并且得出回灌井周围发生非饱和渗流的区域,提出前后期清淤的不同措施建议以及分段堵塞的研究新思路。     

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。     

沈阳地下水温特征及对水源热泵工程应用分析

通过对沈阳城区50个地下水温监测井在不同时段地下水温的监测和13个水源热泵工程抽水井和回灌井不同埋深的水温监测,掌握了该区域地下水温空间分布规律,通过地下水温度分布特征分析对地下水源热泵工程设计以及指导水源热泵工程规划和建设具有重要作用。     

《热泵技术应用理论基础与实践》介绍

马最良等编著的《热泵技术应用理论基础与实践》,于2010年6月由中国建筑工业出版社(http://www.cabp.com.cn)出版发行,定价68.00元。该书是一本热泵技术应用基础的著作,系统地介绍了哈尔滨工业大学热泵空调技术研究所在近10年中有关热泵理论、系统创新、实验研究、产品开发、工程应用诸方面的创新性研究成果。主要内容包括空气源热泵结霜、除霜特性研究以及应用实践、地下水源热泵系统应用理论基础与实践、同井回灌地下水源热泵、土壤     

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。