水源热泵系统井水重力回灌的分析

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

回灌是影响水源热泵降发展的重要因素.虽然在文献 1～3等多种规范中都将其列入了强制性条文.但仍如文献 2指出的那样 ：由于几十年的大范围抽取地下水 .对水资源管理不规范，回灌技术差 ，已造成我国地下水资源严重破坏。因此 ，在设计时，应把回灌措施视为重点工程，这项工作不做好，有朝- 日.采用地下水的水源热泵也就会在国内寿终正寝回灌的方式有重力回灌 、压力回灌和真空回灌 ，以重力回灌最为常见 本文就重力回灌遇到的常见问题作-分析- 个正规的水源热泵设计前应首先对地下水的可采性和地层可灌性进行评价.并由具有专业资质的设计院或科研机构 出具评估报告 、取水及回灌系统设计 。

在水源热泵的运行过程中.回灌失败主要是 由于回灌井的堵塞。堵塞的原因、解决的办法值得业内技术人员认真研究、总结。

1 影响回灌的因素分析1.1 回灌水 的水质标准文献 2规定 ，水质标准参考值为：pH值为 6.5～8.5，CaO含量<200mg/L，矿化度<3g/L，C1-<100mg/L，sog-<200mg/L，Fe2<1mg/L，H2s<0.5mg/L，含砂量<1/200000(体积比)。

上述标准中.影响回灌效果最重要的是水的含砂量 .而该含砂量标准偏低 如果回灌水量 50m3/h.水 的含砂量为 1/200000.-个采暖季运行下来 .回灌 到井里 的泥砂可达0.3m3.易导致 回灌井透水层堵塞 ，造成渗透压过高 ，产生井水溢水〃议采用《供水管井设计 、施工及验收规范》中的规定：管井抽水稳定后井水含砂量不得超过 1/2000000。

另外 。含砂量过高也会对机组、管道和阀门造成磨损 ，加快设备的腐蚀速度 .影响机组使用寿命.必要时应选用合适的除砂器以降低水 中的含砂量1.2 固相堵塞固相堵塞是当前影响回灌效果的最重要原因 堵塞虽发生于回灌井 .根源却在热源取水井 .是 由于热源井的水质达不到回灌标准而造成的 提高水质首先是解决热源井过滤器的设计问题不同的地质条件 .应选择不同类型的过滤器 .这些过滤器大致可划分为两类。-类是非填砂过滤器。包括骨架过滤器 、缠丝过滤器 、包网过滤器。它们的共 同特点是 ，仅仅依靠过滤器骨架 、或合理 的缠丝丝距 、或合理的滤网网目就可以达到防砂滤水的目的，不要求井管外面的填砂规格如何 -般只要求在井管外填充-些较大的石子 .起到填充料的作用，而不是当做反滤层。另-类是填砂(砾)过滤器 即水井的滤水防砂主要靠井管之外的填砂层大量的工程实例说明 .除基岩含水层之外.对于大多数砂砾含水层来说 .非填砂过滤器的防泥沙效果不理想 .不是长期出砂就是浊度偏高。在这种情况下 .应首先选用填砂(砾)过滤器的型式。在需要采用填砂过滤器的条件下.填砂层的级配和厚度要与含水层相适应 推荐首先选用双层填砾过滤器，外层填砾直径按含水层砂粒标准直径(d )的 6～8倍确定 ，内层填砾的粒径，-般为外层填砾粒径的 4～6倍 既能保证出水 的水质.又不影响井的出水量砾料选定后还要注意以下几点：①填砾要有足够的厚度。根据《供水管井设计、施工及验收规范》川规定：单层填砾过滤器的厚度 ：粗砂以上地层为 75mm，中、细 、粉砂地层为100mm：双层填砾过滤器的厚度 ：内层为 30～50mm.外层为100ram；②井管与井孔要保证同心.以保证井管四周与井壁填砾厚度均匀 。下管时必须使用合乎要求的找正器 ：③填砾应尽量采用均匀砾石 .不均匀系数小于 2 粒径大小相差越大，离析越严重，过滤效果越差：④水井钻孔直径要符合回填砾层的厚度要求。要根据测试井的地质分析确定回填厚度 。

再确定井孔开钻直径1I3 气相堵塞除固形物可造成堵塞之外 .还存在由于压力变化而产生的大量的透明的微小气泡导致的堵塞 对 以砂类土为主含水层回灌的影响尤其严重。改善气相堵塞的主要措施有：①根据测试井的取水回灌实验计算每口井的合理出水量 .并配置潜水泵，保证工作时潜水泵在动水位之下。②减小流速。设计时要适当增大管道规格 ，以减小抽水管及 回灌管内的流速：同时要适当增加回灌井的口径 、选用开孔率大的过滤器或增加回灌井的数量.以减胸灌水的渗透速率。③尽量排气或少产气。例如在合适的地方设置 自动排气装置 ，同时管道要尽量少拐弯，减少因压力变化而产生气体的机会 .或者 回灌管置于静水位以下，都能起到减少水中气泡含量的目的。④要易透气”。井外的过滤层不仅要求透水 .还要尽量透气”。

让小气泡可以尽量多的穿越而进入地层 常见做法是 ：过滤器包网宜粗不宜细.回灌井的填砾倍比要比取水井大 1倍左作者简介：王海涛(197o～)，男，山东潍坊人，毕业于山东建筑工程学院供热通风与空调专业，学士，潍坊市建设工程施工图审查中心高级工程师.主要从事暖通空调设计工作。

研 究 与 探 讨右 .达到 8～12或 10～15。洗井时水泵要尽量选大-些 ，结束时只要水中无大量的泥沙沉淀 .水的浊度达到 20～50NTU即可 。

- 种观点认为抽水井与回灌井可以借用.达到抽水和回灌分期使用的目的 从我们的实践经验看 ，是不合适的。因为两种井的用途不同.结构 自然也不相同，如果相互借用 ，反而导致堵塞物质交替搬家、两个井交替堵塞的后果。

l-4 化学堵塞常见的化学堵塞是铁锰离子导致的堵塞 地下水中的铁常以二价铁的形式溶解于水中.由于其溶解度较大，刚从地下抽上来时是清澈透明的.但-经与空气接触 .溶解 于水中的二价铁便发生氧化.生成难溶于水的三价铁氢氧化物并从水中析出.呈深黄色胶体状态 ，-旦遇到细小的孔隙，便会发生堵塞.严重时甚至造成热泵机组无法正常运行 。

根据水质化验报告.如果铁锰含量超 出标准较多时.应注意减少空气与水接触的机会。具体是：①输水管道、井壁管、缠丝及滤网等全部采用非金属材料；②动水位(包括回灌井的回扬动水位)以上不能配置花管：如井管为钢筋水泥管 ，动水位 以上管箍的焊接要满焊 .不得留有缝隙.其他水泥管及 UPVC管的接头要用塑料布包严 ：滤料不得填到地面，井口以下数 m可用粘土球或半流态的稠泥浆封闭 .以与空气隔离。

如果地下水的含铁量较高.采取上述措施仍不能解决堵塞问题 .就需要设置专 门的除铁设备进行除铁。

1.5 钙质堵塞地下水的硬度-般较大.即钙镁离子含量较高 .容易形成碳酸钙沉淀而使滤网、滤层结垢，从而造成堵塞。水的硬度越大 ，水温越高.堵塞速度也越快 。尤其是夏天用于空调制冷时。

为减缓钙质堵塞，可采取以下做法：①取水井与回灌井分设，专井专用 .对两种井采用不同的成井工艺 ，以减少回灌井堵塞。②对于冬夏两用的热源及回灌井.定期回扬，将形成时间不久、较为疏松的钙质沉淀抽出井外。

1.6 堵塞 的处理措施对于回灌井的堵塞 .目前解决的办法主要是管井清淤 、过滤器清洗和回扬.可根据现场情况采取-种或多种结合的办法。前两种有关资料介绍较多，本文重点介绍回扬。

回扬是解决堵塞常用的方法。所谓回扬就是利用回灌井中的水泵排出水中的堵塞物以达到继续使用的目的。每 VI回灌井回扬次数和回扬持续时间主要由含水层颗粒大型渗透性而定。在岩溶裂隙含水层进行管井回灌，可长期不 同扬 ；在松散粗大颗粒含水层进行管井 回灌 .回扬时间约-周 1-2次 ：在中、细颗粒含水层里进行管井回灌 ，回扬间隔时间还应缩短 。而且对这类含水层进行适时回扬尤为重要。

回扬时我们的经验是 ：水泵应停抽交替进行 .例如抽lOmin，停 lOmin，再抽 lOmin。回扬时间的确定，以出清水为限 .-般需要 15～30min 回扬时应停止回灌 ，不能边回灌边回扬。

2 结论提高水源热泵 回灌水平 .-方面要提高水质标准 .特别是含砂量指标：另-方面要从整个系统的角度 .对热源井和回灌井分别进行分析 ，以最大限度地减少 固相堵塞、气相堵塞、化学堵塞和钙质堵塞影响水源热泵回灌的因素是很多的.这就需要我们不断的总结 、研究 ，针对不同地质情况采取不同的方案 .以保证规范的要求落到实处