地下水地源热泵热源井设计方法研究(3)

地下水地源热泵的设计研究

#84#设计参考 暖通空调HV&AC 2010年第40卷第9期

长期抽水和回灌允许的降深,m,应根据当地的水文地质条件,经过技术经济比较确定,一般情况下可取5m;W(u)为泰斯井函数。

]

透水,它主要安装在不需要进水的岩土层段,其功能是加固井壁、隔离不良的含水层。过滤器是带有孔眼或缝隙的管段,与井壁管直接连接,安装在含水层中,其功能是集取地下水和阻挡含水层中的砂

W(u)=

u

-xdxx

(4)(5)

粒进入井中。过滤器可分为不填砾和填砾两大类。常用的过滤器有圆孔过滤器、条孔过滤器、缠丝过滤器和包网过滤器等。过滤网长度可按下式计算

[21]

2es

u=

4KS

式(4),(5)中 re为热源井的有效半径,m,对于抽水井,由于洗井和长期抽水,有效半径会大于实际井径rw,而对于回灌井,由于涂抹效应和长期回灌,一般小于实际井径rw,并且随着井壁堵塞加重而缩小;Ls为含水层储水系数,m-1;S为计算时间,s,可取热源井的寿命15a的对应值。

对于潜水完整井流,其井流量的计算公式为

[20]

:

Lj=

3600@0.85PnVgDg

(8)

式中 Lj为过滤网长度,m;n为过滤管进水面层有效孔隙率,宜按过滤管面层孔隙率的50%计算;Vg为允许过滤管进水流速,m/s,不得大于0.03m/s,当地下水具有腐蚀性和容易结垢时,还应减少1/3~1/2后确定;Dg为过滤管外径,m。

对于松散层中的管井,还应校核[21],即

Lj\

240PDk

K

(9)

0pp

@3600Q=

W(u)

式中 h0为含水层初始厚度,m。

那么所需要的井数可由下式确定:

N=

3600mgw

wQQ

(6)

式中 Dk为开采段井径,m。

(7)

一般来说,由此确定的是最小过滤网长度,实

际选用时还应留有余量,对于地下水地源热泵热源井,若含水层埋深较浅,经济允许时应尽量采用完整井。

沉淀管位于管井的底部,用于沉淀进入井内的细小泥砂颗粒和自地下水析出的其他沉淀物。沉淀管的长度视井深和地下水沉砂可能性而定,一般为2~10m。1.4 井间距设计

热贯通定义为热泵运行期间抽水温度发生改变的现象。轻微的热贯通是可以接受的,但强烈的热贯通会降低系统承担负荷的能力,过大的温度变化会影响热泵机组的效率,严重时还能使地下水冻结,造成事故。热贯通可接受的程度与当地地下水温度、热泵机组的性能有关。热贯通产生的原因与含水层特性、井的设计、井间距、井的运行方式和负荷特性有关,其中抽水井和回灌井之间的间距是影响热贯通程度的最大可控因素。井间距越大,产生热贯通的时间越长,程度也越轻微。一般对渗透性较好的松散砂石层,井间距应在100m左右,且回灌井宜在抽水井的下游;对渗透性较差的含水层,井间距一般在50m左右,不宜小于50m。但,[22]

式中 N为热源井的数量,进一法取整;Qw为地下水的密度,kg/m3。

对于一般的井群设计来说,应留有备用管井,备用管井的数量宜按照设计水量的10%~20%设置,并不得少于1口。但对于地下水地源热泵系统来说,部分负荷出现的时间较长,井群同时工作的时间较短,考虑到经济性,抽水井可以不设置备用。1.3 井结构设计

热源井的主要形式有管井、大口井、辐射井等。管井一般指用凿井机械开凿至含水层中,用井壁管保护井壁,垂直地面的直井,是目前地下水地源热泵空调系统中最常见的。大口井一般井径大于1.5m,可作为开采浅层地下水的热源井。辐射井是由集水井与若干呈辐射状铺设的水平集水管(辐射管)组合而成,具有管理集中、占地小、便于卫生防护等优点,但施工技术难度大,成本较高。

管井主要由井室、井壁管、过滤器、沉淀管等部分组成。我国现有管井的直径有200,300,400,450,500,550,600,650mm等规格。井室的功能是安装井泵电动机、井口阀门、压力表等,保护井口

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库地下水地源热泵热源井设计方法研究(3)在线全文阅读。