地下水地源热泵的设计研究
暖通空调HV&AC 2010年第40卷第9期 设计参考#85#
井、回灌井间距,沈阳逐渐采用30m井间距,甚至更小
[23]
$tt[3.0e时,热泵机组的耗功比地下水温度保持初温不变时的耗功增大不超过10%。热贯通后
平均抽水温度的计算非常复杂,Lippmann等人对含水层储能、地下水作为冷却水等情形进行大量的试验和理论研究之后,得出半理论计算式如下(参数经过重新组合):
SS$tL
=0.338e-0.0023SB+0.337e-0.1093SB+
$tt+$tL
1.368e-1.3343B
式中 SB为热突破时间,h。
当含水层无区域流动时,可由下式计算
2
ASB=
QVT3
。
热贯通的程度用热贯通因数表示,供热工况
t
$tt+$tL
下,热贯通因数的计算公式为[24]
W=
(10)
[25]
式中 W为热贯通因数,量纲一;$tt为平均热贯通
温度,e;$tL为平均取热温差,e,根据负荷统计结果,对于公共建筑可取设计取热温差的50%,住宅为40%。
$tt=t0-tg,mtg,m=
(11)(12)
(14)
QtEQ
p
g
(15)
$tL=
cpQ(tg-tr)
式中 ª为含水层孔隙率,%;D为抽水井和回灌
(13)
井之间的距离,m;VA/VT可由下式计算:
VA(1-ª)cR+ªcW
=VTªcW
3
EcQ
式(11)~(13)中 t0为含水层初始温度,e;tg,m为供暖季抽水平均温度,e;tg为抽水井逐时抽水温度,e;tr为回灌井逐时回灌温度,e。热贯通
因数的允许值应根据当地地下水温度、水文地质条件、井群的布置和热泵机组的效率综合确定。对于北京地区,前期的大量计算表明,平均热贯通温度
VA
SB=1+
v0VT
A
SB=1+
v0VT
(16)
式中 cR为干岩石体积比热容,kJ/(m#e);cW为地下水体积比热容,kJ/(m#4176kJ/(m3#e)。
灌井连线时,其突破时间可按下式计算:
3
e),可取
对于含水层区域流动方向平行于抽水井和回
1+4A1+tan-11+4 v0>0
v0<0且|v0|<
PªMDPª(17)
SB=] v0<0且|v0|>
式中 v0为区域地下水流速,m/s,从回灌井指向抽水井方向为正。
A可由下式计算
(18)2PªMDv0
井间距的计算流程为:先假定井间距,而后根
A=
据式(15)或式(17)计算热突破时间,再根据式(14)计算平均热贯通温度,校核平均热贯通温度是否等于允许值,若比允许值小较多,则减小井间距,重新计算;若比允许值大较多,则增大井间距,直到其近似等于允许值。此时得到的井间距为最小值,实际布置井群时,若场地许可,宜适当增加井间距。1.5 井群干扰
,建筑物和构筑物情况布置抽水井和回灌井群。井
群的布置原则是尽量将井间干扰控制在最小。井群存在时,在承压含水层中,地下水的降深由下式计算:
s=Esi=[QiW(ui)]4@3600PKMiEi=1=1
(19)
式中 si为某一热源井i在计算点产生的降深,m;
Qi为某一热源井i的流量,m3/h,抽水为正,回灌为负。
对于潜水含水层,如果地下水的降深相对含水层的初始厚度(h0)小很多,也可以采用式(19)。
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