水源热泵相关的水源问题(2)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-04
鈦板换热器。 5、取水构筑物

从水源地向水源热泵机房供水,需建取水构筑物。依据水源不同,取水构筑物可分为地表水取水构筑物和地下水取水构筑物两类。

5.1 地表水取水构筑物

按结构形式地表水取水构筑物可分为活动式和固定式两种。活动式地表水取水构筑物有浮船式和活动缆车式。较常用的是固定式地表水取水构筑物,信捷职称论文写作发表网,其种类较多,但一般都包括进水口、导水管(或水平集水管)和集水井,地表水取水构筑物受水源流量、流速、水位影响较大,施工较复杂,要针对具体情况选择施工方案。

5.2 地下水取水构筑物

地下水取水构筑物有管井、大口井、结合井、辐射井和渗渠等类型,表1列出了地下水取水构筑物的型式及适用范围[1]。在实际工程中,应根据地下水埋深、含水层厚度、出水量大小、技术经济条件不同选取不同形式。

5.3 管井

地下水取水构筑物中最常见的型式是管井,一般由井孔、井壁管、滤水管、沉砂管组成。井孔用钻机钻成,井壁管安装在非含水层处,用以支撑井孔孔壁,防止坍塌,井管与孔口周围用粘土或水泥等不透水材料封闭,防止地面污水渗入;滤水管安装在含水层处,除有井壁管作用外其主要作用是滤水挡砂;井管最底部为沉砂管,用以沉积水中泥沙,延长管井使用寿命。 6、水源系统设计和施工中应注意的问题

6.1 供水水源的可行性研究

拟采用水源热泵系统时,应先调查工程场地的供水水源条件,向当地水管理部门咨询或请专业队伍进行必要的水文地质调查或水文地球物理勘查,了解是否有适合水源热泵利用的水源,通过可行性研究,确定利用地表水或是地下水的供水水源方案。

6.2 地表水源工程设计与施工

当选用地表水源时,设计取水量要考虑水温因素和需水量的保证率,取水构筑物标高与洪水季节水位的关系。施工应同时考虑供水管和排水管的布置。

6.3 管井工程设计和施工

拟选择地下水源和管井取水方案时,对规模较大的工程,应根据所需水量和地下水回灌需要,结合场地环境和水文地质条件,按一定采灌比确定抽水井和回灌井井数、合理布置井位和井间距。井深应大于变温带深度,以保证冬季水源水温度>10℃。为防止回灌井堵塞,确保水源系统长期稳定供水,抽水井和回灌井应互相切换使用,因此各个井的井深和井身结构应相近。井中滤水管和滤网应有一定强度,能承受抽灌往复水流的压力变换。

6.4 管井施工质量

必须十分重视管井质量问题。应找专业队伍施工,做好每一工艺环节,建成优质井,才能获得较大出水量和优质水。一口优质井可以使用二十多年。成井质量不好,不仅影响井的寿命,还影响到取水和回灌效果,最终影响水源热泵正常工作和制热或制冷效果。甲方应参与最后阶段的抽水试验工作,认定可信和准确的抽水试验结果数据。管井竣工后,应由甲方、施工单位和行政主管部门或监理会同到现场,按合同规定的水量、水温和水质进行工程质量验收。

表1. 地下水取水构筑物的形式及适用范围

形式

尺 寸

深 度(m)

适 用 范 围

出 水 量 (m3/d)

地下水类型

地下水埋深

含水层厚度

水文地质特征

管井

井径50—1000mm150—600mm

井深20—1000m,常用300m以内

潜水,承压水,裂隙水,溶洞水

200m以内,常用在70m以内

大于5m或有多层含水层

适用于任何砂、卵石、砾石地层及构造裂隙、岩溶裂隙地带

单井出水量500-6000m3/d,最大可达2-3万m3/d

大口井

井径2—10m,常用4—8m

井深在20m以内,常用6—15m

潜水,承压水

一般在10m以内

一般为5-15m

砂、卵石、砾石地层,渗透系数最好在20m/d以上

单井出水量500-1万m3/d,最大为2-3万m3/d

辐射井

集水井直径4—6m,辐射管直径50-300mm,常用75—150mm

集水井井深3—12m

潜水,承压水

埋深12m以内,辐射管距降水层应大于1m

一般大于2m

补给良好的中粗砂、砾石层,但不可含有飘砾

单井为5000—5万m3/d,最大为3.1万m3/d

渗渠

直径为450—1500mm,常用为600—1000mm

埋深10m以内,常用4—6m

潜水,河床渗透水

一般埋深8m以内

一般为4—6m

补给良好的中粗砂、砾石、卵石层

一般为10—30m3/d.m,最大为50--100m3/d.m

7、水质处理与节水技术

7.1 水处理技术

如果水源的水质不适宜水源热泵机组使用时,可以采取相应的技术措施进行水质处理,使其符合机组要求。在水源系统中经常采用的水处理技术有以下几种:

除砂器与沉淀池 当水源水中含砂量较高时,可在水源水管路系统中加装旋流除砂器,降低水中含砂量,避免机组和管阀遭受磨损和堵塞。国产旋流除砂器占地面积较小,有不同规格,可按标准处理流量选配除砂器型号和台数。如果工程场地面积较大,也可修建沉淀池除砂。沉淀池费用比除砂器低,但占地面积大。

净水过滤器 有些水源,浑浊度较大,用于回灌时容易造成管井滤水管和含水层堵塞,影响供水系统的稳定性和使用寿命。对浑浊度大的水源,可以安装净水器进行过滤。

电子水处理仪 在水源中央空调系统运行过程中,冷凝器中的循环水温度较高,特别是在冬季制热工况下,水温常常在50℃以上,水中的钙、镁离子容易析出结垢,影响换热效果。通常在冷凝器循环水管路中安装电子水处理仪,防止管路结垢。

板式换热器 有些水源矿化度较高,对金属的腐蚀性较强,如直接进入机组会因腐蚀作用减少机组使用寿命。如果通过水处理的办法减少矿化度,费用很大。通常采用加装板式换热器中间换热的方式,把水源水与机组隔离开,使机组彻底避免了水源水可能产生的腐蚀作用。当水源水的矿化度小于350mg/L时,水源系统可以不加换热器,采用直供连接。当水源水矿化度为350-500mg/L时,可以安装不锈钢板式换热器。当水源水矿化度>500mg/L时,应安装抗腐蚀性强的钛合金板式换热器。也可安装容积式换热器,费用比板式换热器少,但占地面积大。

除铁设备 水源中央空调系统也可以用来供应生活热水。但有时水源水中含铁较多,虽然对制热没有影响,洗浴时对人体健康也不会造成损害,但溶于水中的铁容易生成氢氧化铁沉淀在卫生洁具上,形成有碍视觉感官的褐色污渍。当水中含铁量>0.3 mg/L时,应在水系统中安装除铁处理设备。

7.2 节水节电技术

水源热泵空调系统的水资源费和井泵运行费往往是工程系统运行费的最大开支,为合理有效利用水源,减少水源浪费和节约电费,在系统设计中应考虑采用节水和节电技术措施。

混水器 为节约水源水用量,可在系统中安装混水设备,一般采用容积式混水器,也可采用射流式混水器。前者体积大费用低,后者体积小费用高。

变频调速器 为节约水源水量和电量,可以安装变频调速器控制水源水泵,取得减少耗水量和耗电量的效果。



8、地下水人工补给(俗称回灌)[2]

8.1 人工回灌及其目的

所谓地下水人工补给(即回灌),就是将被水源热泵机组交换热量后排出的水再注入地下含水层中去。这样做可以补充地下水源,调节水位,维持储量平衡;可以回灌储能,提供冷热源,如冬灌夏用,夏灌冬用;可以保持含水层水头压力,防止地面沉降。所以,为保护地下水资源,确保水源热泵系统长期可靠地运行,水源热泵系统工程中一般应采取回灌措施。

8.2 回灌水的水质

目前,尚无回灌水水质的国家标准,各地区和各部门制定的标准不尽相同。应注意的原则是:回灌水质要好于或等于原地下水水质,回灌后不会引起区域性地下水水质污染。实际上,水源水经过热泵机组后,只是交换了热量,水质几乎没发生变化,回灌不会引起地下水污染。

8.3 回灌类型

根据

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