地下水源热泵

摘要： 为了保证浅层地热能可持续开发,同时控制深层承压淡水咸化,需评价浅层地热能开发对深层地下水咸化控制效应。基于地下水渗流、热量运移和溶质运移理论,以江苏省地质工程勘察院(南通分院)地下水源热泵系统为研究对象,建立松散孔隙地下水系统渗流—热量运移—溶质运移多场耦合数值模型,模拟预测了第Ⅰ承压含水层浅层地热能开发过程中地下水系统水位、温度、水化学浓度的演化规律,通过增大利用温差和减小夏季灌采比优化浅层地热能开发利用方案,定量评价增大利用温差和减小夏季灌采比对热贯通和深层地下淡水咸化的控制效应。结果表明:增大利用温差和减小夏季灌采比能有效缓解热贯通和深层淡水咸化的发展趋势,增大利用温差对深层地下淡水咸化的控制效应更为显著,减小夏季灌采比对热贯通的控制效应更为显著。

摘要： 为从赋存条件和水资源管理两个层面进行地下水源热泵系统建设的区划研究,实施技术与管理的结合,通过分析水文地质条件、水动力条件和水化学条件,结合水资源管理分区,建立了安阳市地下水源热泵系统水资源管理区划评价体系。采用云模型改进的层次分析法进行了一级评价,在此基础上结合水资源管理分区利用GIS空间分析功能完成二级评价,将研究区地下水源热泵系统划分了3个等级。结果表明:研究区范围内地下水源热泵系统适宜发展区面积为117.45 km2,主要分布在安阳河冲洪积扇扇体中心强富水区,部分分布在扇缘的外围区域;限制发展区面积为459.26 km2,分布在扇缘的西南和北部丘陵弱富水区以及扇体中心的地下水降落漏斗区;禁止发展区面积为24.02 km2,分布在水源地和南水北调保护区以及铁路和高速公路两旁,在研究区交错分布。在适宜性分区的基础上结合水资源管理的区划研究更全面合理,可为地下水源热泵系统科学布局及合理的开发利用提供参考。

摘要： 为提高地下水源热泵效率,避免在回灌与抽水过程中发生热贯通,研究地下水源热泵系统井群的合理布置形式。基于COMSOL Multiphysics软件,建立地下水源热泵抽灌系统的三维模型,模拟抽灌井在对齐型、交错型和叉排型3种不同布置形式以及不同井距下抽水井水温变化情况,根据热贯通发生的程度,选取井群布置的最优形式。结果表明:无论井距如何变化,中心井温度变化始终最大且最明显,即所受热贯通影响最大;在相同的布置形式下,抽灌井之间距离越大,抽水井水温变化幅度越小,发生热贯通的程度越轻;在系统运行期间抽灌井采用对齐型布置方式时,热贯通发生时间最晚且影响最小,且井距取100 m时在2种工况下4号井水温变化均为0.03 K,5号井分别升高0.07 K和降低0.06 K,6号井则分别升高0.02 K和降低0.03 K,故采用100 m为宜。

摘要： 基于上海市某地下水源热泵工程项目,采用COMSOL Multiphysics有限元分析工具建立二维简化的热渗耦合数值模型,模拟采能区含水层多孔介质热量运移过程,并利用热泵运行3年的现场监测数据进行模型的识别与验证。探讨热泵系统冷、热负荷设计和抽、灌模式两个方面对采能区地温场效能的影响,分析和预测不同工况下热泵运行期间地温场的演变特征,最后对系统的运行效果进行评价。结果表明:该热泵系统按原设计方案运行时,抽灌井短期运行效果良好,但在第7个供暖期末将出现热贯通现象,长期运行将不利于热井的取热;如果减小20%热负荷、增加20%冷负荷,会使冷影响区扩散速度降低46.3%,系统运行效果得到显著改善,在模拟的9个运行周期内并未出现热贯通现象,说明合理调节冷、热负荷有利于热泵系统的长期稳定运行;当冷、热负荷恒定时,分别减小10%和20%的循环水量将会使冷影响区扩散速度分别降低9.3%和15.7%,有效地缓解了热贯通的发生,且仍能满足项目对于制冷供暖的需求,进一步阐明了地下水源热泵系统宜采用“大温差、小流量”的抽灌模式。

摘要： 取水等量回灌原含水层,取热不取水是地下水源热泵系统规范运行的基本条件。本文针对地下水源热泵系统的取用水特征,分析地下水源热泵项目建设和运行阶段存在的突出问题,提出地下水源热泵系统管理对策与建议,以提高系统运行管理质量。

摘要： 目的 研究太阳能辅助地下水源热泵技术在严寒地区的实际应用性能,缓解严寒地区大型公共建筑能耗过大、污染物排放过多的情况。方法 以沈阳市某大型公共建筑太阳能辅助地下水源热泵系统为例,使用Trnsys软件搭建太阳能辅助地下水源热泵系统仿真模型;使用热电偶温度计、超声波流量计等仪器进行实验测试,依据实验结果验证仿真模型的准确性。基于Trnsys仿真模型,分析太阳能辅助地下水源热泵系统在严寒地区的运行特性,并与单独地下水源热泵系统进行对比。结果 建立的Trnsys仿真模型模拟结果与实验结果的全年最大相对误差约为7.1%。当太阳能辐射强度达到450 W/m^(2)以上时太阳能系统满足开启条件。太阳能系统全年开启时间约47 683 min,供水量约3 910 m^(3)。地下水源热泵冬季为建筑供暖时平均制热系数约4.23,夏季为建筑供冷时平均制冷系数约4.68。太阳能系统的使用增加了约20%的初投资,但年运行费用明显降低,投资回收期约3.3年。结论 太阳能辅助地下水源热泵系统在严寒地区是一种有效的技术手段,大大降低了对环境的污染。

摘要： 浅层地温能的开发利用有助于优化区域能源结构、提升环境质量。为了掌握广安市主城区浅层地温能的赋存特征及其适宜性,为广安市对浅层地温能的开发利用提供科学依据,以广安市主城区为研究对象,根据已取得的资料和测试数据,并通过对研究区内浅层地温能赋存条件及特征的研究,应用层次分析法对研究区进行地下水源热泵适宜性分析评价。研究结果表明:基于层次分析法的评价模型,建立了目标层、属性准则层(3个属性准则)和评价要素指标层(7个评价指标),构建出各层次的判断矩阵,并通过一致性检验,所构建的评价模型符合实际;由于研究区的含水层富水性差、含水层渗透系数小、地下水水质差,地下水源热泵适宜性差;评价结果对研究区地下水源热泵的开发利用具有科学的指导性。

摘要： 对于场地受限的地下水源热泵项目,随着系统运行时间的增加易引发热贯通现象进而降低机组运行效率.地下水源热泵设计中,在抽灌水井连线间布设热屏障井可改变地下水流场,降低热量在抽灌井间的运移速度,有利于延长热贯通发生时间并缓解热贯通程度.通过构建地下水换热模型,模拟计算夏季制冷工况条件下36组热泵运行场景,分析了热屏障井的位置,过滤管长度及回灌量对热贯通和含水层温度场的影响规律.结果 表明:热屏障井回灌量的增加有利于提升热屏障效果,但提升幅度随回灌量的增加逐渐减弱;最大水位降深值随着热屏障井回灌量的增加呈线性增长;增加热屏障井滤管长度可提升热屏障效果,提升效果随屏障井回灌量的增加逐渐增强.通过模型多周期、长时间模拟计算发现,热屏障井的运行可促使回灌的冷热量集中在回灌井一侧,对于采用冬夏季抽灌井交换运行模式的热泵系统,可充分利用含水层储能,提升机组运行效率.

摘要： 本文将对地下水源热泵系统的运行原理和组成结构进行介绍,将该类型热泵与中央空调协作时需注意的重点难点进行拆解分析,希望能够帮助到读者在日后的工作过程中可以更好地处理此类问题。同时对该类设备在控温过程中的节能降耗特点进行分析。

摘要： 目的 研究不同pH值对地下水源热泵回灌造成的生物堵塞影响,探究地下水源热泵回灌生物堵塞的发展规律.方法 以滑翔医院地下水源热泵工程为研究对象,通过室内渗流砂箱模拟实际回灌井回灌,分析水通量、孔隙率、微生物生长数量的变化.结果 pH为6.5时水通量、孔隙率变化较大,微生物数量较多,发生生物堵塞最严重;在不同深度时,pH分别为6、6.5、7、7.5、8时距离渗流砂箱出水口9 cm处微生物生长情况较好.结论 在地下水源热泵工程中,适当提高回灌水的pH值,可以有效防止地下水回灌过程中出现的生物堵塞.

摘要： 地下水源热泵系统中热源井的成井,关系着整个热泵系统稳定运行,本文结合安阳市某小区地下水源热泵采暖工程实例，通过对第四系卵砾石、砂砾石层水文地质条件下的热源井的成井工序工艺和洗井方法进行了介绍并进行了探讨.对于安阳市市区内的热源井的成井工艺和洗井方法具有一定的借鉴意义.冲击式钻机在第四系卵砾石、砂砾石层进行凿井时由于锤头直径大且重对卵砾石、砂砾石层破坏性强，不宜出现回旋式钻机宜出现的碎石颗粒频繁卡钻的情况，所以安阳市市区范围内多选择冲击式钻机进行凿井。其特点是风险低、速度快、成井效果好。由于第四系卵砾石、砂砾石层水文地质特点，一旦含水层打通后，来水量就会很大，这样致使下水中的含沙量也增加，为起到既能过滤砂石而又不阻碍水流的目的，特选用粒径较小(3-5mm)的优质石英砂作为滤料。在第四系卵砾石、砂砾石层水文地层情况下的热源井采取拉活塞、空压机、大功率水泵抽水联合洗井方法是十分有效的，洗井后的水质和含沙量可以满足《地源热泵系统工程技术规范》(GB503602005)[2009年版]要求。

摘要： 地下水源热泵系统通过对地下水的抽灌吸收热量对建筑物供暖，本文简要论述了物理堵塞、化学堵塞以及生物堵塞的堵塞机理,介绍了三种堵塞类型的堵塞预测模型的应用现状.物理堵塞预测使用了颗粒运移-沉积模型预测了堵塞的发生发展过程;用了浓度模型和吸附-解析模型说明了流速与悬浮颗粒沉积量的关系.化学堵塞预测通过建立悬浮物表面堵塞模型,预测了悬浮物的发展过程及完全堵塞的时间;用了均质微裂隙介质堵塞模型,说明了堵塞动力学与化学反应速率和孔隙率的关系.生物堵塞预测运用了Taylor模型、Seki模型和Clement模型,以上三种模型说明了生物膜厚度与渗透率的关系.研究建立有效的地下水源热泵回灌堵塞模型,对地下水源热泵回灌堵塞问题具有重大意义.

摘要： 地下水源热泵系统常用于浅层地温能开发、含水层储能技术等领域，同传统的制冷和供暖的模式相比，其不但节约了大量能源，还减少了燃料燃烧产生的CO2、SO2等气体的排放。而采用地下水源热泵开发浅层地温能时，需抽取大量的地下水及回灌过程会改变原来的地下热平衡，随着水动力场、温度场的变化会引起一些了水文地质环境地质问题，如地面沉降、回灌阻塞、微生物生长与水质的恶化、饮用水的污染、地下水腐蚀等。利用地下水源热泵系统进行浅层地温能开发利用时，应对其可能产生的水文地质环境地质问题进行研究。通过室内试验及场地监测数据分析，研究地下水质在不同温度条件下与含水层发生的水—岩相互作用，水文地球化学环境的变化，地下水中主要离子来源途径进行分析。为后续系统运行过程中回灌所发生的水文地球化学作用和各主要离子来源提供理论指导，并与示范工程中监测数据进行印证，为后续开展相关实验提供参考依据。

摘要： 对燃煤锅炉辅助地下水源热泵的供热系统进行计算,分析了联合供热系统的经济性和能耗.结合工程实例,对联合供热系统在相同供热面积不同地区的总能耗、费用年值、最佳分配比例进行了分析.

摘要： 为地下水源热泵系统西北地区的应用提供方法借鉴、张掖地区的实施提供理论依据,本文以张掖地区某地下水源热泵系统为例,借助FLUENT软件对其地源井的设置间距进行了数值计算分析,结果表明:井间距越大,'热贯通'现象产生的时间越长,程度越轻微;目标地下水源热泵系统项目及相似水文地质条件和工程规模项目的地源抽灌井距50m较为合理.

摘要： 2011年11月15日在日本信州大学建造了增强型含水层储能(E-ATES)系统,一个地下水源热泵(GSHP)系统结合E-ATES的试验装置已投入运行,用于大楼的两间教室的制冷与供暖.2011～2012年的实验结果显示,E-ATES的地下水源热泵系统,优于传统的空气源热泵系统.对于E-ATES优化的数值模拟结果表明,通过改变抽水和注水方案可以显著改善蓄热能的恢复.

摘要： 本文简要介绍了恩施州文化中心的中央空调水系统、末端方式及气流组织形式,详细介绍了大楼的空调冷热源,重点阐述了试验井结构、抽水及回灌试验、热源井布置方案、热源井运行方案等.对于地下水源热泵空调系统，在设计之初，应开凿了三口以上试验水井，并对试验水井进行抽水及回灌试验，获取试验井抽水量、水质、水温、渗透系数、动水位降深及影响半径等参数，验证采用水源热泵可行性。在设计热源井布置方案时，应根据场地状况，合理的拉大热源井的间距，以减小热源井间的相互影响。在设计热源井运行方案时，应对热源井进行合理的编组，尽量减少抽水井间相互影响，以保持热源井的出水量稳定。

摘要： 基于热泵的地下水热利用不但关系资源安全问题,还涉及目前广泛应用中存在的逐步衰减失效问题.因此,本文针对抽、灌井群组布井和相互热影响问题开展研究,提高地能利用效率,避免和消除热交互影响.通过客观有效的实验手段和方法探究,实施抽灌井群场含水层渗流热过程实验,进一步开展抽/灌井群热交互性影响的实验研究与分析,深入探索地下水源热泵及其蓄能系统的抽/灌井群热过程引起的地下水温度场、速度场及水位场变化特性,为群井布控和科学利用奠定理论基础.

摘要： 就大多数地质条件而言，取水容易回灌难是一个不争的事实，严重制约了地下水源热泵的发展，造成了大量宝贵的水资源的浪费。造成回灌难的主要原因是在回灌水中存在大量的肉眼不易察觉的各种致堵物质。本文提供了测定水中气体含量的方法，经实际测试，回灌水中小气泡的含量可高达0.47%~0.95%（体积比）。这样大的含气量大大超出了人们的想象，造成的堵塞是不容忽视的。笔者认为水中的气体主要是水从取水井到回灌井由于压力的变化而产生的水汽。经观察，小气泡可以附着在其他物体上，也可以向上浮动，但不易破裂。较大的气泡容易上浮而逃逸，而大量很小的气泡却上浮很慢，往往在水中像布朗运动那样上下左右无规则地飘动，很难逸出水面，大部分将随回灌水进入机井的滤网和滤层。如果滤网太细，小气泡会大量地附着在滤网上，就会造成严重的气堵。借此提出了气相堵塞的改善措施，即要少产气、要多排气、要易透气、减流速、巧回扬。

摘要： 我国地下水源热泵高速发展和大规模地下水利用,使之面临可持续发展的科学问题.地下水资源的可持续发展是有限度的,存在明显的地域性、时间性和发展阶段性,其中认知能力、科学制约和合理利用的匮乏将无法发挥地能的最大潜力,甚至带来灾难性的地下水资源破坏.因此，无论出于地下水源热泵系统优化设计目的，还是为了加强地下水环境保护，都应加强地下水能源利用过程中热问题的科学研究和工程监测。一方面，发现问题，认识问题，解决问题；另一方面，通过能源热学科的不断认识，有利于其他学科开展相应的研究工作，及早实现浅层地能开发利用领域的健康、可持续发展，为开展地下水生态资源的热流影响研究奠定理论基础。此外，应该在应用示范的同时,加强基础研究和可持续性探索,提高认识和技术能力,实现科学理性的地下水能源利用,并将有序健康发展.

摘要： 本发明的一种用于地下水式水源热泵机组的干式蒸发器，包括：筒体和上下布置在筒体内的两组蒸发管路，所述筒体内设有多个折流板，多个折流板依次上下交错固定在筒体的上壁和下壁上；所述筒体的两端通过端盖封闭，每个端盖上都分别设有制冷剂进口和制冷剂出口，蒸发管路的进口端和出口端设置在同侧，两组蒸发管路的进口端反向设置，每组蒸发管路的进口端和出口端分别与同侧端盖上的制冷剂进口和制冷剂出口对应连接；筒体外壁靠近两侧端盖处分别设有进水口和出水口。本发明的蒸发器的出水温度可以作为控制蒸发器进水流量的依据。达到水量可控的目的，减少水量流失。

摘要： 本实用新型公开了一种地下水水源热泵补热装置，涉及到清洁能源设备技术领域，包括吸热槽和加热箱，吸热槽的底部一侧设置有加热箱，吸热槽的底端内壁固定设置有多个呈等间距分布的导热板，且多个导热板均呈倾斜设置，导热板仰角的一侧涂设有太阳选择性吸收涂层。本实用新型通过吸热槽和加热箱的设置，能够在室外空气的露点温度高于地下水水温时，将地下水抽入到吸热槽中贮存一段时间，接收太阳辐射，同时太阳选择性吸收涂层吸收太阳辐射使导热板升温，导热板将温度传给地下水，从而能够使地下水升温，同时当吸热槽内部地下水升温不够的情况下，加热箱内部设置的多个导热杆能够给地下水升温，有利于保证冬季热泵机组能够正常对室内进行供暖。

摘要： 本实用新型公开了一种地下水层埋置换热器式水源热泵空调，涉及到水源热泵领域，包括埋置管道，所述埋置管道的内腔中部开设有第一换热通道，所述埋置管道的上表面两侧均开设有插槽，两个所述插槽的槽底之间通过第二换热通道相连通，所述第二换热通道开设于第一换热通道的下方。本实用新型通过在埋置管道上设置有插槽，将换热管的底端插入插槽内并与插槽内的密封组件接触，起到了密封连接的作用，同时在两个换热管之间设置有导热板，导热板上的导热插板插入换热凸块上的插槽内，提高了本装置的换热效率，同时通过换热凸块上的L形限位板将导热板限位固定，进而将换热管限位固定，使得换热管稳定安装，同时使得换热管便于拆卸更换清洗。

摘要： 本发明公开了一种水源侧节能运行模式切换的地下水源热泵系统与方法，方法包括：根据系统中输送水泵模型、样本参数，分别得到各模式对应的功耗；根据系统中蓄水池结构参数，分别得到负荷率、运行时间、水源侧入口切换温度和混水比对应的热泵机组水源侧入口温度；再根据热泵机组模型、样本参数、热泵机组水源侧入口温度，确定热泵机组功耗、制冷量Q

摘要： 本发明涉及一种真空与压力复合型地下水源热泵回灌装置，包括液压伸缩外管、内管、热交换装置；内管的上端向上延伸，且延伸到液压伸缩外管的上方，内管的下端向下延伸，且延伸到液压伸缩外管的下方，内管的上部与液压伸缩外管上部内设有的固定套筒上下滑动连接；液压伸缩外管的外部上下两端分别固定设有上气囊封隔组件和下气囊封隔组件，内管的上端与热交换装置的进口通过热水源管线连通，根据不同的热水井的深度自动调整整个抽水管和注水管的高度，确保能够对任何深度的热水井内的热源都能够进行有效的采集，完成热交换后可以直接的进行回灌，提高回灌效率，为地源热的采集和回灌提供了便利。

摘要： 本发明公开了一种水源侧节能运行模式切换的地下水源热泵系统与方法，方法包括：根据系统中输送水泵模型、样本参数，分别得到各模式对应的功耗；根据系统中蓄水池结构参数，分别得到负荷率、运行时间、水源侧入口切换温度和混水比对应的热泵机组水源侧入口温度；再根据热泵机组模型、样本参数、热泵机组水源侧入口温度，确定热泵机组功耗、制冷量Q

摘要： 本实用新型公开了一种适用于地下水源热泵水源侧节能运行的水泵系统，包括取水井、回水井和热泵机组，取水井和回水井之间通过输水管道串接有热泵机组，所述水泵系统还包括主控单元、流量计和水泵调节单元，其中，所述水泵调节单元设置在取水井内且所述水泵调节单元、流量计和热泵机组通过输水管道串联连接，所述水泵调节单元、流量计和热泵机组均与主控单元电连接，具有灵活调节的有益效果。

摘要： 本实用新型公开了一种地下水源热泵补热装置，涉及热泵领域。一种地下水源热泵补热装置，包括热水箱、中间补热器和转动驱动电机，热水箱顶面连通有顶端输出管，且顶端输出管另一侧连接在中间暂存器一侧，中间暂存器顶端固定安装有顶端封装盖，热水箱顶端固定安装有增压泵，且增压泵一侧开设有水源净化器，水源净化器另一侧安装有中转输出器，且中转输出器一侧连通有第一排出管，中转输出器一侧通过管道连通有排出蓄能器，且排出蓄能器后端通过安装板固定在热水箱外侧，中间补热器顶端接触安装有排出蓄能器，转动驱动电机底面接触安装有底部隔振器。本实用新型解决了传统地下水源无法补热，加热后的水源难以快速排出的技术问题。

摘要： 本实用新型公开了一种解决地下水源热泵回灌井溢水的装置，具体涉及回灌井技术领域，包括回灌井本体，其特征在于，所述回灌井本体的顶部设置有盖板，所述盖板的顶部设置有储水箱，所述回灌井本体的内壁固定安装有导向滑动条，所述导向滑动条的外壁滑动安装有浮板，所述回灌井本体的内壁靠近顶口处设置有固定底板，所述固定底板的底部设置有触碰开关。上述方案中，通过设置浮板，让浮板随着水位的升高而向上移动，到水位达到指定水位线时，浮板将挤压触碰开关，触碰开关通过控制器，使报警装置报警，可以及时提醒人们采取措施，通过设置抽水泵，可以启动抽水泵将回灌井本体的水抽取至储水箱内部，从而降低回灌井本体的水位，避免溢水现象的发生。

摘要： 本实用新型提供用于增强地下水源热泵供暖装置，包括水源热泵空调机组，水源热泵空调机组一侧设有为水源热泵空调机组供热的换热器，换热器与水源热泵空调机组连通，换热器上设有为换热器供热的太阳能吸热板，太阳能吸热板与换热器之间设有第一阀门，太阳能吸热板、第一阀门和换热器两两连通形成循环的回路，换热器一侧设有取水井，换热器与取水井连通。当白天日照充足的情况下，驱动第二循环泵，打开第一阀门，太阳能吸热板吸收的热量能够存储到换热器中，驱动抽水泵，预热后的水进入到水源热泵空调机组中，可以大大提升从取水井进入水源热泵空调机组水的温度，从而提升水源热泵的工作效率，具有较大的推广价值。