• 地下水源井（熱源／冷源）

• 水源熱泵機(jī)組（主機(jī)）

• 室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)（空調(diào)末端）

• 水源側(cè)附屬設(shè)備（潛水泵,、漩流除沙器,、電子水處理儀等）

1,、設(shè)計(jì)步驟  

 2,、設(shè)計(jì)4要素  

地下水源并設(shè)計(jì)基本因素：并深、流量,、溫度,、水質(zhì)

其中：

• 并深以滿足設(shè)計(jì)單位時(shí)間出水流量為準(zhǔn)，勘查確定,；

• 流量由設(shè)計(jì)的最大得熱量和最大釋熱量確定,；

• 溫度參考各區(qū)域溫度范圍，具體勘查確定,；

• 水質(zhì)以滿足中央空調(diào)水質(zhì)要求為準(zhǔn),。

在地下水式水源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)前，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)對(duì)水量,、水溫和水質(zhì)的要求,，對(duì)工程場(chǎng)區(qū)的地下水情況進(jìn)行勘查，水文地質(zhì)條件勘查可參照 GB50027 《供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范》,、GB50296《供水管井技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行,。

地下水水文地質(zhì)勘察應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1、地下水類型

2,、含水層巖性,、分布、埋深及厚度

3,、含水層的富水性和滲透性

4,、地下水徑流方向、流速,、水力坡度,、補(bǔ)水,、排泄條件

5,、地下水水溫及其分布

6、地下水水質(zhì)

7,、地下水水位動(dòng)態(tài)變化

其中最重要的是進(jìn)行水文地質(zhì)試驗(yàn),，試驗(yàn)應(yīng)包括以下內(nèi)容：抽水試驗(yàn)、回灌試驗(yàn),、測(cè)量井水水溫,、取樣分析并化驗(yàn)分析分層水質(zhì)。

• 一般由并口、并壁管,、濾水管,、沉砂管組成。

• 并壁管安裝在非含水層處,，用以支撐并孔孔壁,，防止坍塌；

• 濾水管安裝在含水層處,，除有并壁管作用外其主要作用是濾水擋砂,；

• 并管最底部為沉砂管，用以沉積水中泥沙,，延長(zhǎng)管并使用壽命,。

鑿并孔徑確定：  

并的終孔直徑應(yīng)該根據(jù)并管口徑和主要蓄能含水層的種類確定：在礫石層、粗砂層中,，孔徑應(yīng)比并管外徑大150 mm,，在中、細(xì),、粉砂層中,，應(yīng)大于 200mm , 但采用籠狀填礫石過(guò)濾器時(shí)，孔徑應(yīng)比并管外徑大300 mm,。

并口：  

并口所處的周圍應(yīng)封閉砧土,、水泥等不透水材料，以防止地面污水滲入并內(nèi),，一般封閉深度不小于30m ,。

并壁管：  

有鋼管、鑄鐵管,、卷焊管,、及非金屬材料管等，一般并深大于100m 時(shí)常用鋼管,，并管孔徑的大小要根據(jù)含水層富水性,、透水性及抽水設(shè)備等因素決定，并徑應(yīng)比泵管外徑大 50—100 mm,。

濾水管：  

有鋼管,、鋼骨架管、石棉水泥管,、混凝土管,、礫石水泥管及非塑料管等，一般采用有鋼管和鑄鐵管,。當(dāng)含水層厚度小于10m時(shí)過(guò)濾管長(zhǎng)度應(yīng)與含水層相等,，當(dāng)含水層厚度很厚時(shí)過(guò)濾管長(zhǎng)度按相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,。

沉砂管：  

材料同并壁管，其長(zhǎng)度與含水層巖性和并的深度有關(guān),，一般長(zhǎng) 2—10m,。根據(jù)井深可參考下列數(shù)值選用：并深 16—30m，塵砂管長(zhǎng)不小于3m,；并深31—90m,，塵砂管長(zhǎng)不小于5m ；并深大于90m ,，塵砂管長(zhǎng)不小于10m,；

1、不同含水層適用過(guò)濾器類型 

2,、地下水設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 

地下水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是地下水水量的確定,，地下水的水量受很多因素的影響，其中最為重要的是：釋熱量和吸熱量的確定,、地下水可利用溫差的確定,。

1）地下水可利用溫差的確定：

增大地下水的利用溫差，可以減少所需要的取水,，和相應(yīng)的回灌,，減少一次投資，同時(shí)也降低取水泵的能耗,。但溫差加大后,，無(wú)論采用直接或間接式的系統(tǒng)，熱泵機(jī)組冬季的蒸發(fā)溫度都會(huì)有所下降,，而夏季的冷凝溫度有所提高,，機(jī)組的 COP 會(huì)有所降低。因此需要根據(jù)不同的取水溫度,、不同的地下水條件及不同的機(jī)組性能,，合理確定地下水的設(shè)計(jì)回灌溫度。

通常受熱泵機(jī)組性能的影響,，冬季地下水的回灌溫度在5℃以上,，一般為7℃左右；夏季地下水的回灌溫度在25℃以上,，一般為30℃左右,。例如，北京地區(qū)的地下水溫一般為15℃ ,，冬季回灌溫度一般為7℃ 左右,，抽水和回灌溫差為 8℃左右,；夏季回灌溫度一般為 30℃左右,，抽水和回灌溫差為15℃左右。

2）最大釋熱量和吸熱量的計(jì)算：

水源熱泵系統(tǒng)最大釋熱量和吸熱量分別發(fā)生在與建筑最大冷負(fù)荷和最大熱負(fù)荷相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。

3）地下水設(shè)計(jì)取水量的計(jì)算：

地下水的設(shè)計(jì)取水,，可以分夏季和冬季工況,，根據(jù)最大釋熱，和吸熱量和相應(yīng)的地下水設(shè)計(jì)溫差計(jì)算,，取其中的較大值,。

目前，應(yīng)用最多的回灌方式是使用不帶排氣管的回水立管向回灌并回灌,，采用此種方式的抽水泵揚(yáng)程的確定應(yīng)考慮如下因素：

1,、運(yùn)行期間抽水并的抽水泵最低吸水面至回灌并最高的水平面的垂直高度；

2,、回灌并中回水立管的垂直淹沒(méi)高度,；

3、抽水泵至回灌并中的回水立管之間的管道摩擦阻力,；

4,、閥門的背壓與虹吸作用產(chǎn)生的壓頭的壓差。

上述四項(xiàng)之和即為水泵揚(yáng)程

• 抽水泵宜選用潛水泵,，并設(shè)備用泵,，以便在抽水泵發(fā)生損壞時(shí)可以快速進(jìn)行替換。

• 抽水泵的控制方式有多臺(tái)控制和變頻控制,，宜采用變頻控制,。變流，系統(tǒng)可以降低地下水源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用,，且較少抽水總,，對(duì)地下水環(huán)境的影響小。

• 當(dāng)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有多個(gè)抽水井時(shí),，應(yīng)注意各并抽水量應(yīng)保持一致,，必要時(shí)應(yīng)對(duì)并室內(nèi)設(shè)置定流量閥，以防止由于阻力不一致或管路堵塞造成的不平衡,。

抽水泵

潛水泵及抽水管安裝

第一個(gè)概念：回灌

回灌：就是將被水源熱泵機(jī)組交換熱量后排出水再注入地下含水層中,。

目的：補(bǔ)充地下水源，調(diào)節(jié)水位,，維持儲(chǔ)量平衡,，保持含水層水頭壓力，防地面沉降,。

第二個(gè)概念：回?fù)P

回?fù)P：所謂回?fù)P即在回灌并中開(kāi)泵抽排含水層中堵塞物,。

目的：為預(yù)防和處理管并堵塞。

注：

1,、回灌并數(shù)目一般為抽水并數(shù)目的 2 倍以上,。

2,、回?fù)P規(guī)定：

在巖溶裂隙含水層進(jìn)行管井回灌，回?fù)P頻次約 l 過(guò)次／年,；

在松散粗大顆粒含水層進(jìn)行管并回灌,，回?fù)P頻次約 1—2次／周；

在中,、細(xì)顆粒含水層里進(jìn)行管并回灌,，回?fù)P頻次約 3—5次／周；

回?fù)P持續(xù)時(shí)間以渾水出完,，見(jiàn)到清水為止,。

3、為防止回灌并堵塞,，確保水源系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定供水,，抽水并和回灌并應(yīng)互相切換使用。

回灌類型：

無(wú)壓（自流）回灌：滲透性好,；

加壓（正壓）回灌：滲透性差,，靜水位高

同層回灌：

水質(zhì)的要求：

當(dāng)?shù)叵滤砍渥恪⑺|(zhì)好,、具有較高的穩(wěn)定水位時(shí),，可以選用直接式系統(tǒng)，地下水直接進(jìn)入熱泵機(jī)組,；如果水質(zhì)不滿足要求,，就要采用間接式系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中間換熱器,。