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地下水源热泵系统中回灌能力分析 第32卷第3期 2012年6月 水文 JOURNALOFCHINAHYDROL0GY V0l-32No.3 Jun.,2012 地下水源热泵系统中回灌能力分析 赵宏亮 (河北省唐秦水文水资源勘测局,河北唐山063000) 摘要:近年,地下水源热泵技术在我国被广泛应用,并在节能,环保等方面取得了一定效益.但 是,回灌问题仍是困扰我国地下水源热泵发展的瓶颈.以唐山市丰润区乡居假日住宅区A4区地下水 源热泵系统的应用为例,从区域水文地质条件方面,对水源热泵系统中地下水回灌能力进行了分析. 指出开展地下水源热泵项目时,掌握热源井所在区域水文地质条件的重要性.探讨了影响地下水回灌 能力的关键因素,其中包括区域水文地质条件,热源井成井工艺,回灌井阻塞以及地下水回灌方式 关键词:地下水源热泵;热源井;水文地质条件;回灌试验;地下水回灌 中图分类号:P345文献标识码:A文章编号:1000—0852(2012)03—0060—06 1概况 地下水源热泵技术是地源热泵技术的一个重 要分支.这项技术起始于1912年,至20世纪90年 代,热泵行业技术日趋成熟,地源热泵技术在许多 国家得到快速推广应用.目前地源热泵安装数量最 多的国家主要是欧美发达国家.美国已建成地下水 源热泵工程约5万余项.国内从1997年开始引进 欧洲地下水源热泵产品.据统计,1999年年底,我国 仅有约100套地下水源热泵空调系统,而到目前全 国的地下水源热泵工程数量已至少在1500项以 上,其中北京,河北,河南,山东,辽宁和天津等地的 工程数量居多….国内地下水源热泵工程服务对象 主要是办公楼,公共场所(宾馆,学校,医院等)及住 宅小区等. 唐山市丰润区乡居假日住宅区是河北唐山市新农 村建设科学发展示范项目,位于唐山市区与丰润区发 展带之间.距唐山市北外环7km,距丰润区8km.住宅小 区总占地面积181.37hm2,其中住宅用地面积94-79hm,公 共设施用地面积36.58hm.道路及绿化用地面积50hm, 绿化率40%t2~. 按住宅小区详细规划,小区的住宅用地和公共设 施用地划分为30个地块,其中A4地块建住宅楼.建 筑面积167746.7m2.利用地下水源热泵系统解决A4 区居民冬季供热和生活热水热源,小区居民冬季供热 时间为每年l1月15Et到次年3月15日,共120d.取 暖空调机组热负荷为4529kW,生活热水负荷1299kW. 总热负荷5828kWt3~.A4区住宅楼空调的热源和居民 生活用水热源由制热量2449kW,功率442.8kw的机 组2台,制热量1010kW,功率240kW机组2台提供. 根据区域水文地质条件.在住宅小区所在范围内凿井 取水,利用地下水作为水源热泵系统的冷热源,水源选 用第四系孔隙水【41. 2区域水文地质条件 2.1含水层分布特征 住宅小区所在的水文地质单元属还乡河冲洪积 扇顶部平原水文地质区.含水组在垂向上划分为四 个含水组,即I,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ含水组.第1,Ⅱ含水组属 潜水,第Ⅲ,Ⅳ含水组均属承压水,其中以第Ⅱ,Ⅲ含 水组的水文地质条件最佳.各含水层组特征:第1含 水组(Q,)含水组底板埋深一般在10～30ITI左右,含 收稿日期:2011-11-02 作者简介:赵宏亮(1977一),男,河北乐亭人,高级工程师,从事水文水资源分析与评价工作.E—mail:zhaohlwide@163.corn 第3期赵宏亮:地下水源热泵系统中回灌能力分析61 水层岩性以粗砂,细砂及黏质砂土,砂质黏土为主; 第Ⅱ含水组(Q)底板埋深在4O～50m左右,含水层 岩性以卵石和粗砂为主,厚度20—30m,富水性极 好,根据抽水试验资料,单位涌水量65.141.33m3/h?m, 地下水水化学类型HCOFCa?Mg型水,矿化度小于 0.5g/L,水质较好;第Ⅲ含水组(Q.):底板埋深在70～ 90m左右.含水层岩性多由卵石和粗砂组成,中间夹 厚1.5～2m的砂或黏土层,厚度4O～50m,含水层密 实程度较高,富水性较好,单位涌水量61.69—101.11 m/h?m,地下水化学类型HCO,一Ca?Mg型水,矿化 度小于0.5gtL,水质较好;第Ⅳ含水组(Q1)底板埋深在 90～140m左右.含水层岩性多由粗砂,细砂组成.厚度 30～40m,富水性中等,单位涌水量14.91～29.52m3/h?m, 地下水化学类型HCO3--Ca?Mg型水,矿化度小于 0.5g/L. 2.2地下水动态 区域地下水补给主要有降水人渗补给,侧向迳流 补给,河道渗漏补给和井灌回归补给等.地下水总体 迳流方向是自北,东北向南,水力坡度一般为0.10%o～ 0.55%0.排泄主要以人工开采为主,其次为向下游地区 的侧向径流排泄. 区域地下水动态主要受