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1、地下水地源热泵热源井及回灌设计,一、地下水地源热泵热源井设计要点,水文地质勘察应包括以下内容：地下水类型；含水层岩性、分布、埋深及厚度；含水层的富水性和渗透性；地下水水温及其分布；地下水径流方向、速度和水力坡度；地下水水位动态变化；地下水水质等。 在确定有足够、适宜的水源地下水的情况下，应进行水文地质试验。试验应包括以下内容：抽水试验；回灌试验；测量出水温度；水流方向试验；取分层水样并化验分析分层水质；渗透系数计算等。 抽水试验及回灌试验应满足下列要求： 1) 抽水试验应稳定持续12h，且出水量应大于设计出水量，水位降深应小于5m； 2 ) 回灌试验应稳定持续36h以上，且回灌量应大于设计回灌
2、量。,二、地下水地源热泵热源井设计与施工要求,地下水热源井设计应符合现行国家标准供水管井技术规范（GB50296）的相关规定；并应包括下列内容： 1) 热源井的管井构造设计，包括井室、井壁管、过滤管、沉淀管、填砾层等的构造，尺寸及规格，还须校核过滤器表面渗透速度、当其速度超过允许流速时，应调整过滤器的尺寸（口径或长度）或出水量，以保持含水层的渗流稳定性。 2 ) 管井的设计深度，应根据需水量和拟开采热源井含水层的埋深、层厚、水质、渗透性及出水能力等因素综合确定。,二、地下水地源热泵热源井设计与施工要求,地下水热源井设计应符合现行国家标准供水管井技术规范（GB50296）的相关规定；并应包括下列
3、内容： 3 ) 井孔必须保证井管的安装和维护，井管必须保证抽水设备的正常工作，并应采取减少空气侵入的措施。 4) 井管直径可根据取水量和管内流速计算确定。井孔直径除应能下入井壁管和滤水管外，还应满足围填滤料的要求。井孔终孔直径大于井管外径：采用填砾过滤器时，在中、初砂含水层中应大于200mm，在粉、细砂含水层中应大于300mm；采用非填砾过滤器时，应大于1000mm。,二、地下水地源热泵热源井设计与施工要求,地下水热源井设计应符合现行国家标准供水管井技术规范（GB50296）的相关规定；并应包括下列内容： 5 ) 井壁管和滤水管根据井深、水质、技术经济条件等，可选用钢管、钢筋混凝土管、铸铁管、
4、混凝土管、塑料管、无砂混凝土管等管材。各种管材的适宜深度应按表1的规定取值。金属井管用管箍丝扣连接或焊接；钢筋混凝土管、塑料管等采用焊接；混凝土管与无砂混凝土管采用粘接加绑扎。 表1 各种管材适宜深度表,二、地下水地源热泵热源井设计与施工要求,地下水热源井设计应符合现行国家标准供水管井技术规范（GB50296）的相关规定；并应包括下列内容： 6 ) 过滤器根据含水层岩性进行选择，过滤器可采用填砾过滤器和非填砾过滤器。采用填砾过滤器的管井，井管与井孔均必须圆直，井管下入井孔时，必须要安装井管找中器。 7) 沉淀管底部必须用钢板焊死，并座落在坚实的基础上，若下部孔段废弃不用时，必须用卵石或碎石填实
5、。 8) 填砾石滤料必须按标准要求严格筛选，管外封闭中滤料项部至井口段，采用干粘土球填实。,二、地下水地源热泵热源井设计与施工要求,地下水热源井设计应符合现行国家标准供水管井技术规范（GB50296）的相关规定；并应包括下列内容： 9) 井口装置在设计时，应考虑设置回流管和排污管。 10) 管井抽水泵一般选用潜水泵。潜水泵下放深度应在动水位下5m处，安装要平稳，泵体应居中。水泵扬程应包括井内动水位到机房地面高度、管道阻力、水泵管道阻力和设备或板式换热器阻力。 11) 抽水井、回灌井施工完毕后，应立即进行洗井，直至水清砂净；抽水井、回灌井在进行抽水、回灌试验和运行后，方可投入正常使用。,二、地下
6、水地源热泵热源井设计与施工要求,抽水井与回灌井宜能相互转换，其间应设排气装置。抽水管和回灌管上均应设置水样采集口及监测口。 根据地下水源热泵系统的设计和热泵机组的选型，确定热源井抽水量和回灌量及地下水利用温差。当水温和水量不能满足水源热泵机组使用要求时，可通过混水或设置中间换热器进行调节，以满足机组使用要求。 应根据地下水位、流向、补给条件和地形地质情况考虑井群布置方案，合理选取和布置取水井、回灌井的数量及位置。取水井、回灌井的间距应根据试验井的热干扰半径确定，一般以5080m为宜。 地下水供回水管的布置应考虑多口取水井、回灌井水量的平衡。地下水供回水管宜采用聚乙烯管直埋敷设，供水管宜保温，在
7、寒冷地区，系统侧的循环水路应有防冻措施。输水管网设计、施工及验收应符合现行国家标准室外给水设计规范（GB50013）及给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268）的规定。,三、地下水地源热泵对水质的要求,地下水的水质包括水的化学成分、浑浊度、硬度、矿化度和腐蚀性等，参考现行国家标准工业循环冷却水处理设计规范（GB50050）的要求，并结合地下水地源热泵系统的工作特性及地下水化学特点，地下水地源热泵用地下水水质参考标准见表2。,表2 地下水地源热泵用地下水水质参考标准,三、地下水地源热泵对水质的要求,根据地下水的不同水质，可以采取相应的技术措施来进行水处理： 1) 当地下水中含砂量较高时，可
8、在水系统中加装旋流除砂器，降低水中含砂量，避免机组和管网遭受磨损。如果工程场地面积较大，也可修建沉淀池除砂。 2 ) 当水中含铁量0.3mgL时，应在水系统中安装除铁处理设备。 3) 通常在地下水循环管路中安装综合电子水处理仪，除去地下水中的Ca2+、Mg2+离子，同时，还可利用综合电子水处理仪杀灭藻类或细菌。,三、地下水地源热泵对水质的要求,根据地下水的不同水质，可以采取相应的技术措施来进行水处理： 4) 对浑浊度大的水源，应安装净水器或过滤器对其进行有效过滤。 5) 对于地下水矿化度较高，对金属的腐蚀性较强，采用水处理的办法费用较高的情况，宜采用板式换热器间接换热的方式。当地下水的矿化度不
9、大于350mgL时，水源系统可以不加换热器，采用直供连接。当地下水矿化度为350500mgL时，可以安装不锈钢板式换热器。当地下水矿化度500mgL时，应安装抗腐蚀性较强的钛合金板式换热器。,四、地下水回灌设计要求,必须采取可靠回灌措施，确保地下水置换冷热量后全部回灌到同一含水层，并不致引起其他不良的水文地质和工程地质现象。 回灌水水质要符合水质标准，不得低于原地下水水质，回灌后不会引起区域性地下水水质污染。 地下水回灌类型包括地面渗入回灌、诱导回灌和注入式回灌。应根据水文地质条件和工程地质条件确定经济合理的回灌方案。 注入式回灌一般利用管井进行，采用的方式有自流回灌、真空回灌和压力回灌。低水位和渗透性良好的含水层，宜采用利用自然重力进行回灌的自流回灌方式或利用虹吸原理产生水头差的真空回灌方式；低水位和渗透性好的含水层及高水位和渗透性差的含水层，宜采用压力回灌方式,四、地下水回灌设计要求,为保证回灌效果，泵井管的连接部位，泵管与井管之间均需做好密封。真空回灌时必须先抽真空，保持回灌所需的真空度。 回灌量的大小与水文地质条件、管井质量、回灌方法等有关，其中水文地质条件是影响回灌量的主要因素。一般应根据抽水、回灌试验的数据来确定回灌量和回灌方式。不同水文地质条件下的灌抽比、井的布置和单井出水量情况可参见表3。 表3 不同水文地质条件下的地下水系统设计参数,