地下水地源热泵热源井及回灌设计

二、地下水地源热泵热源井设计与施工要求
1. 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
1. 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：
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。
导热系数
导温系数
比热容
C

(W/m.K) 1.62 1.84 3.14 1.28 1.16 0.93 3.6 3.45 3.14 0.52 0.83

(m2/h) 0.00358 0.0035 0.0046 0.00245 0.00227 0.00214 0.00517 0.00487 0.0046 0.00157 0.00166
表1 岩土热物性参数
天然含水量 序号 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 岩土名称 卵石+砂 砂岩 石灰岩 石灰岩 石灰岩 石灰岩 大理石+花岗岩 大理石+花岗岩 花岗岩 石灰质凝灰岩 灰质页岩

(%) 9.8 － － － － － － － － － －
密度 (kg/m3) 1840 2250 2700 2250 2000 1700 3000 2800 2700 1300 1760
表1 岩土热物性参数
天然含水量 序号 岩土名称

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
粘性土 粘性土 粘性土 粘性土 细砂 细砂 细砂 细砂 细砂 中砂 中砂 粗砂 砾砂 砾砂 粗砾砂 粗砾砂 圆砾 圆砾
(%) 27 29 31.4 20 22.1 11.1 5.5 8 16.1 7 13.8 12.4 8.9 5.3 23.3 21.9 9.5 10.5
四、地下水回灌设计要求
5. 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。 6. 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。
二、地下水地源热泵热源井设计与施工要求
2. 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。 3. 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。 4. 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50～80m为宜。 5. 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。
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
1. 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。 2. 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。 3. 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量。
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 水的矿化度不大于350mg／L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350～500mg／L时，可以安装不锈
天然含水量 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 岩土名称 粉土 粉土 粉土 粉土 粉土 粘性土 粘性土 粘性土 粘性土

(%) 16.3 22.9 26.9 25.3 26 26.3 19 29.8 30.1
密度 (kg/m3) 1590 1920 2130 1850 1930 1990 2000 2050 2110
0.5～1.0mg/L <5mg/L <10mg/L <0.5mg/L
三、地下水地源热泵对水质的要求
2. 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。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16
项目名称 含砂量 浊度 pH值 硬度 总碱度 全铁 CaO ClSO42SiO2 Cu2+ 矿化度
游离氯 油污 游离CO2 H2S
允许值 ≤1/20万 ≤20NTU 6.5～8.5 ≤200mg/L ≤500mg/L ≤0.3mg/L ≤200mg/L ≤100mg/L ≤200mg/L ≤50mg/L ≤0.2mg/L ≤350mg/L
密度 (kg/m3) 2170 2020 2140 2090 1800 1570 1310 1420 1460 1490 1510 1260 1950 1600 2130 2200 1860 1830
导热系数

导温系数
ห้องสมุดไป่ตู้
比热容
C
(W/m.K) 1.55 1.69 1.85 1.19 1.6 0.73 0.64 0.65 0.86 0.79 1.06 1.06 1.41 1.04 1.88 1.75 1.44 0.94
导热系数

导温系数 (m2/h) 0.00129 0.00158 0.00264 0.00178 0.00222 0.00164 0.00152 0.00171 0.00197

比热容 (kJ/kg.K) 1.11 1.5 1.15 1.59 1.35 1.56 1.42 1.71 1.41
(W/m.K) 0.63 1.26 1.79 1.45 1.61 1.41 1.2 1.66 1.63
二、地下水地源热泵热源井设计与施工要求
1. 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、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。
2 ) 当水中含铁量＞0.3mg／L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
2. 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：
(m2/h) 0.00183 0.00184 0.00223 0.00136 0.00209 0.00165 0.00176 0.00196 0.0021 0.00201 0.00255 0.00285 0.00281 0.0028 0.00228 0.00188 0.00318 0.00198
(kJ/kg.K) 1.41 1.64 1.4 1.51 1.53 1.02 1 0.84 1.01 0.95 0.99 1.06 0.93 0.84 1.39 1.52 0.88 0.93
表1 各种管材适宜深度表
管材类型 适宜深度(m) 钢管 >400 铸铁管 200～400 钢筋混凝土管 150～200 塑料管 ≤150 混凝土管 ≤100 无砂混凝土管 ≤100
二、地下水地源热泵热源井设计与施工要求
1. 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。
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。