地下水源熱泵優(yōu)勢及問題探討.doc

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1、地下水源熱泵優(yōu)勢及問題探討摘要：現(xiàn)在，這些高能耗建筑冬季供暖與夏季空調(diào)的使用止口益普遍，解決它們所造成的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題已成為緊迫的需?！，F(xiàn)在我國禁止在城鎮(zhèn)建設(shè)中小型燃煤鍋爐房。因此，除了集屮供熱的型式以外急需發(fā)展其它的替代供熱方式。熱泵（包括地下水源熱泵）就是這樣一種可以有效節(jié)省能源、減少大氣污染和co排放的供熱和空調(diào)新技術(shù)。關(guān)鍵詞：應(yīng)用；問題分析；優(yōu)點(diǎn)屮圖分類號：P641文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A1.基本工作原理地下水源熱泵系統(tǒng)的低位熱源是從水井或廢棄的礦井中抽取的地下水。熱泵機(jī)組冬季從生產(chǎn)井提供的地下水中吸熱，提

2、高溫度，對建筑物供暖，把低位熱源中的熱量轉(zhuǎn)移到需耍供熱和加濕的地方，熱后地下水通過回灌井回到地下。夏季，則生產(chǎn)井與回灌井交換，而將室內(nèi)余熱轉(zhuǎn)移到低位熱源中，達(dá)到降溫或制冷的目的，另外還可以起到養(yǎng)井的作用。如果是水質(zhì)良好的地下水，可以直接進(jìn)入熱泵進(jìn)行換熱，這樣的系統(tǒng)我們稱為開式環(huán)路。實(shí)際工程中更多采用閉式環(huán)路形式的熱泵循環(huán)水系統(tǒng)，即采用板式換熱器把地下水和通過熱泵的循環(huán)水分隔開，以防止地下水屮的泥沙和腐蝕性雜質(zhì)對熱泵機(jī)組的影響。2?工程應(yīng)用實(shí)例1997年，中國科技部與美國能源部簽署了中美能源效率及可再生能源合作議定

3、書，其中一項(xiàng)就是地源熱泵的發(fā)展戰(zhàn)略。1998年，中美兩國確定在我國北京（代表北部寒冷地帶）、寧波（代表中部夏熱冬冷地帶）、廣州（代表南部亞熱帶）合作建立三個地源熱泵的示范工程。北部示范工程是北京食品發(fā)酵研究所綜合辦公樓及專家樓，中部示范工程是寧波雅戈?duì)柟I(yè)城，南部示范工程是廣州松田職業(yè)技術(shù)學(xué)院。在這三個示范工程項(xiàng)冃中,兩個為地下水源熱泵系統(tǒng)，一個為復(fù)合式地下水源熱泵系統(tǒng)（HybridGWIIP）除了這些之外，還有其它一些工程實(shí)例，其中比較有代表性的工程有:清華同方人工壞境有限公司承擔(dān)的山東東營市勝泰大廈的地下水源

4、熱泵系統(tǒng)和空軍豐臺招待所、辦公樓的地下水源熱泵空調(diào)改造系統(tǒng)。其中,東營市勝泰大廈的建筑面積4,500m,制冷量271kw,冷凍供回水溫度7°C/14°C輸入功率62kw；制熱量290kw,熱水供冋水溫度50°C/40°C,輸入功率83畑設(shè)計(jì)計(jì)了2口水源水井，當(dāng)其中一口為抽水井時，另一口水源井為回灌井?？哲娯S臺招待所、辦公樓冷量1,400kw熱量150kw采用3口供水井，井深50m,地下承壓水溫度為15°C左右；回灌井2口，井深28m[2].內(nèi)蒙古科技廳科力賓館的地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)工程（國家試驗(yàn)示范工程）。該工程

5、總建筑面積約為10,000m,水源為兩口井，井深180m,直徑320mm,其中一口為供水井，一口為回灌井，兩口井可以交替使用。分別采用小流量、少回灌技術(shù)和極限水溫控制法解決了水量偏小和水溫偏低的問題。因該地區(qū)的淺層水逐年下降，且很不穩(wěn)定，故采用承壓水作為水源，并且通過建造沉砂調(diào)節(jié)池和實(shí)現(xiàn)定期回?fù)P、消除氣阻砂阻等方法成功解決了承壓水冋灌難的問題[6].3?存在問題分析最近幾年地下水源熱泵系統(tǒng)在我國得到了迅速的發(fā)展，雖然它是一種環(huán)保、節(jié)能、先進(jìn)的空調(diào)方式，但對于利用地下水這種資源仍然存在一些需要注意的問題：3.1地質(zhì)

6、問題地下水屬于一種地質(zhì)資源，大量采用地下水源熱泵，如無可靠的回灌,將會引發(fā)嚴(yán)重的后果。地下水大量開采引起的地面沉降、地裂縫、地面塌陷等地質(zhì)問題日漸顯著。例如地下水的過度抽取引起的地面沉降，在我國浙江、江蘇和整個華北平原，情況都仍然非常嚴(yán)重。地血沉降除了對地面的建筑設(shè)施產(chǎn)生破壞作用外，還會產(chǎn)生海水倒灌、河床升高等其他環(huán)境問題。對于地下水源熱泵系統(tǒng)，若嚴(yán)格按照政府的要求實(shí)行地下水100%回灌到原含水層的話，總體來說地下水的供補(bǔ)是平衡的，局部的地下水位的變化也遠(yuǎn)小于沒有回灌的情況，所以一般不會因抽灌地下水而產(chǎn)生地面沉降

7、。但現(xiàn)在在國內(nèi)的實(shí)際使用過程屮，由于回灌的堵塞問題沒有根本解決,有可能出現(xiàn)地下水直接地表排放的情況。而一旦出現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境問題，往往是災(zāi)難性和無法恢復(fù)彌補(bǔ)的。3.2水質(zhì)問題現(xiàn)在國內(nèi)地下水源熱泵的地下水回路都不是嚴(yán)格意義上的密封系統(tǒng)，回灌過程中的回?fù)P、水回路中產(chǎn)生的負(fù)壓和沉砂池，都會使外界的空氣與地下水接觸，導(dǎo)致地下水氧化。地下水氧化會產(chǎn)生一系列的水文地質(zhì)問題,如地質(zhì)化學(xué)變化、地質(zhì)生物變化。另外，冃前國內(nèi)的地下水回路材料基本不作嚴(yán)格的防腐處理，地下水經(jīng)過系統(tǒng)后，水質(zhì)也會受到一定影響。這些問題直接表現(xiàn)為管路系統(tǒng)中的管路、

8、換熱器和濾水管的生物結(jié)垢和無機(jī)物沉淀，造成系統(tǒng)效率的降低和井的堵塞。更可怕的是，這些現(xiàn)象也會在含水層中發(fā)生，對地下水質(zhì)和含水層產(chǎn)生不利影響O更深層的問題是地下水經(jīng)過地下管路時溫度、壓力的變化是否會影響其熱力學(xué)平衡狀態(tài)，地下熱環(huán)境會對區(qū)域生態(tài)帶來怎樣的影響[4]?水資源是當(dāng)前最緊缺、最寶貴的資源，任何對水資源的浪費(fèi)和污染都是絕對不可允許的。3.個人分析思考對于地下水源熱泵幾