关键词： 地下水源热泵   体育建筑   可再生能源   建筑节能  

摘要： 为探讨地下水源热泵系统在体育建筑应用中的实际运行能效,通过对夏热冬冷地区某体育馆地下水源热泵系统进行能效测评,讨论了机组性能系数、系统能效比、年节能量、年CO2排放量和静态投资回收期。讨论结果显示,与常规空调系统相比,该地下水源热泵系统具有显著的节能效益、环境效益和经济效益,具有很好的示范推广作用。

关键词： 水源热泵   节能   空调系统   地下水  

摘要： 水源热泵属于可再生能源,是国家重点推广的节能新技术,水源热泵空调系统供热供冷技术已经很成熟,文章简单介绍了水源热泵技术的工作原理,空调系统的特点,水源热泵空调系统的设计分析。

关键词： 地下水水源热泵   区域供热供冷   系统能效  

摘要： 根据吐鲁番地区的气候特征和区域供热供冷特点,在地下水取水、回灌、水温和水量获得保证的条件下,在设计上采取了一系列提高系统能效的措施,包括尽量缩小水源热泵系统的作用半径,并采用高效循环泵,控制输送水泵的耗电输热比;选择水源侧大温差且高效的热泵机组,优化机组设计参数等,实施方案在注重节能效益的同时也使系统的经济性有所提高。

关键词： 农村   传统采暖方式   能源消耗   地下水源热泵   节约能源  

摘要： 农村住宅由于分散性的特点,无法实现大规模集中供热,冬季采暖生活用能呈大幅增长的态势但仍无法达到热舒适要求。因此,高效节能的地下水源热泵技术成为优先选择的方案之一。文章论述了地下水源热泵技术的发展现状以及在农村的应用前景,并对应用过程中存在的问题进行分析。

关键词： 地下水源   热泵系统   水文   地质勘查  

摘要： 水是生命之源，江河是人类的母亲，世界的万事万物都是由水孕育出来的。古埃及文明发源于尼罗河流域；古代印度文明发源于印度河与恒河流域；古代中国文明则起源于黄河及长江流域，古巴比伦文明发源于底格里斯河和幼发拉底河。也许正因如此，炎黄子孙亲切的称黄河为“母亲河”。随着生产力的发展和社会的进步，人们不像过去的那样靠水吃水，而是建立自来水厂，把水送到家家户户。近年来，由于湖泊水的减少和污染，人们考虑用新的水源代替湖泊水作为人们的生活用水。由于地下水水质较好且处理工艺不复杂，所以人们把目光聚焦在地下水上面。但由于是起步较晚，所以地下水厂的水质如何得到保证是困扰人们的一个难题。本文通过对地下水源热泵系统的功能分析，探讨影响地下水的部分水质指标，从而进一步的分析水文地质的勘察工作，力求提高地下水的水质。

关键词： Partnering模式   地下水源热泵项目   关键成功因素   解释结构模型   非合作博弈  

摘要： 目前,地下水源热泵系统的设计、安装和运行存在一些问题,原因究其根本是地下水源热泵项目各参与方对项目预期达到的目标不一致以及彼此之间不信任,本文拟将Partnering模式运用到地下水源热泵项目的建设及运营中,探索地下水源热泵项目的Partnering模式,保证企业的经济利益与地下水资源可持续利用的双赢。文章研究了地下水源热泵项目应用Partnering模式的情况,基于地下水源热泵在立项阶段、施工阶段和运行阶段三个生命周期中涉及的任务和参与方,提出了不同生命周期的关键成功因素。其次,建立Partnering模式关键成功因素的解释结构模型,分析9个关键成功因素之间的相互关系,确定地下水源热泵项目应用Partnering模式的关键成功因素。然后,采用单次非合作博弈解释了地下水源热泵项目的“囚徒困境”产生原因,并在此基础上将一次博弈变为无限次重复博弈,分析博弈双方的合作策略演化。研究结果表明博弈双方的收益将由一次合作收益转变为在意长期合作带来的总收益。为了避免在下一次的博弈中因为背信而受到惩罚,即获得较低的收益,双方会自觉的在每一轮的博弈中自觉的选择合作策略,进而建立起合作双方的信任机制。同时,在以上分析的基础上建立了地下水源热泵项目Partnering模式的一般工作流程并提出了Partnering协议的制定流程。本研究为Partnering模式在地下水源热泵的应用提供了理论与实践借鉴。

关键词： 地下水源热泵   燃煤锅炉   分配比例   系统设计  

摘要： 目前,我国严寒、寒冷地区传统供热系统以区域供热锅炉房、热电厂余热、热泵机组为主要热源形式,存在能源利用率低、高品位能使用不合理及煤产量降低等问题。近几年,在我国爆发的大面积雾霾天气与冬季燃煤为主的供暖方式有很大关系。地下水源系统作为一种新型的绿色环保热源形式在国际上也得到认可,但这种水源热泵系统的应用也受到一定条件的限制,水源热泵系统存在投资高的问题。因此,综合两种热源的特点,利用地下水源热泵与燃煤锅炉互补供热系统对传统供热系统进行技术改造,地下水源热泵承担绝大部分负荷,燃煤锅炉起辅助调峰作用,充分发挥了地下水源热泵的节能特性和锅炉较低的初投资,做到节能和经济的最佳组合。本文基于当前能源供给日趋紧张的大背景,分析了地下水源热泵与燃煤锅炉互补供热的工作原理和系统形式,绘制了系统流程图并对地下水源热泵与燃煤锅炉互补供热系统进行设计,依据系统设计原则及设计目标构建了系统的模型,设计互补供热系统流程图并制定其运行调节方案;以某住宅小区为例,计算并分析地下水源热泵与燃煤锅炉系统的供热能耗,利用动态费用年值法分析互补热源的经济性,确定了地下水源热泵系统能耗最佳热源分配比例为热泵承担总负荷的70%,经济最佳热源分配比例为热泵承担总负荷的53%,进而提高了能源利用效率;采用TRNSYS软件建立模型,对地下水源热泵与燃煤锅炉互补供热系统进行模拟计算,从建筑物热负荷、燃煤锅炉能耗、地下水源热泵能耗以及互补供热热源能耗四个方面模拟分析,输出不同热源形式的耗煤量、耗电量,并统一折算为耗煤量进一步分析比较其变化情况;以某住宅小区为例,将所设计的地下水源热泵与燃煤锅炉互补供热系统具体运用到实践中,得出工程实例按最佳经济分配比投入运行后互补供热系统的总折算耗煤量为5224.5吨,费用年值为1046.1万元,与单独运行地下水源热泵相比可知互补系统具有较好的节能效果,能很好的降低运行费用,应用前景良好。综上,采用地下水源热泵与燃煤锅炉互补供热系统在能耗、经济和环境多方面都有很好的效果。合理的选则能源分配比例,可以使系统总能耗比单独选用燃煤锅炉时低很多,经济性比单独选用热泵时好。但是在实际设计时,要根据现有价格体系等情况分析确定最佳分配比例,节省更多的能源,为我国一些地区高峰时段供热紧张的问题提供一种全新的解决方案。

关键词： 地下水源热泵   回灌井   模拟仿真   优化运行   漫水  

摘要： 地下水源热泵系统是采用地下水作为低位热源,并利用热泵技术,通过少量的高品位能输入,实现冷热量由低品位能向高品位能的转移,从而达到为使用对象供热或供冷的一种系统。地下水源热泵技术以其节能、环保、运行费用低等优势得到了社会大众的青睐。在地下水源热泵系统中,除了需要抽取足够的地下水量外,还应该把同量的地下水回灌到原来的含水层中,以使水资源得到循环利用,因此对地源水井群回灌特性探究尤为重要。本文选取武汉地区的一栋办公大楼地下水源热泵兼冰蓄冷系统中的地源侧系统作为研究的基准系统。依据相关的设计图纸,确定基准系统的相关计算参数。采用Flowmaster流体仿真软件建立基准模型,应用模拟仿真的方法对地源侧回灌井群回灌过程中的水力特性,流量分配特性等进行分析研究,从而分析地源侧水系统的流量是否达到设计要求,该系统的回灌过程属于重力回灌还是余压回灌。最后,解决各回灌井回灌流量失衡问题,并提出优化运行方案。地源取水与回灌系统模拟主要是采用流体系统仿真软件对地下水源热泵系统地源侧水系统的取水与回灌过程进行仿真模拟,通过模拟地源侧水系统在不同回灌工况下的回灌过程,得出系统在设计参数下运行后实际可能达到的压力、流量等参数,并与测试结果得出的相应参数进行比较。在进行回灌系统模拟仿真前需进行实验验证,以确保模拟仿真的的可行性。模拟工具为Flowmaster流体系统仿真软件,进行验证实验的实验台为按比例缩小的取水与回灌系统实验台。论文中共对16个排气工况与34个取水回灌工况进行了回灌特性分析,对冬夏季工况进行了优化运行方案分析,得到了最优的阀门开度调节方法。

关键词： 地温能   水源热泵   水-热运移   水量损失  

摘要： 浅层地温能,作为清洁、环保、可再生的新型能源,具有广阔的开发利用前景。浅层地温能开发,将为有效地缓解化石能源的紧张局面和环境压力、提高节能减排效果,提供一重要支撑路径。浅层地温能利用途径,主要有地下热交换热泵(常称为地源热泵)系统、地下水源热泵系统；相对而言,地下水源热泵系统,效率较高、运行成本也相对较低。当目标含水层属地下水资源开发利用层位时,地下水源热泵一般要采取“地下水抽采～能量交换～回灌”的循环过程,以求在尽量减少工程运行对地下水资源数量与质量影响的前提下,合理利用地下水体中所赋存的热能。而地下水源热泵所依赖的地下水“抽～回”系统,其运行的稳定性、效率与成本及其对水资源影响程度等,直接受到地下水动力学条件的制约。依托安徽省内己建8处地下水源热泵工程,开展热泵系统运行稳定性、效率与成本及其对水资源影响程度的调查、监测；综合8处水源热泵工程的水文地质条件,选取泾县医院和利辛县人民医院2处工程实例为代表,由地下水-热运移机理,借助TOUGH2软件,建立水-热运移数值模拟模型,定量研究热泵运行对地下水流动力场与温度场的影响程度、范围与过程,开展地下水动力学条件对地下水源热泵系统的约束研究。研究结果表明：在地下水源热泵建设与运行过程中,存在多处水量损失,包括建井损失、洗井损失、线路损失、回灌损失、检修期间放水量、间歇期末运行初期放水量、节假日末运行初期放水量等。其中,洗井损失占总抽水量比例最大,泾县医院洗井损失水量占总抽水量的33.3%,利辛县人民医院洗井损失水量占总抽水量的85.7%；含水层渗透系数,与热泵工程对水资源影响效果关系密切,泾县医院热泵工程渗透系数为25m/d,利辛县人民医院热泵工程渗透系数为7m/d,泾县医院较利辛县人民医院热泵工程回灌损失水量少2%,且在系统运行周期末抽水井和回灌井水位影响范围分别小16.55km2和0.25km2；热泵工程的水量损失导致水位稳定延迟,含水层渗透系数越小延迟作用越明显；地下水源热泵系统运行过程中,对周边地下水温度场也将造成一定的影响。

关键词： 地下水源热泵   生化复合堵塞   回灌堵塞   数值模拟   堵塞防治  

摘要： 近年来国内地下水源热泵发展非常迅速,在沈阳市城区的使用面积已超过5 500万平方米,然而由于目前国内地下水回灌技术还不成熟,回灌堵塞难题成为了该技术发展的瓶颈。当前,对于物理、生物等单因素堵塞的研究已经相当成熟,而对于生化复合型堵塞的研究却鲜有涉及。本次通过探究生化复合堵塞机理,为堵塞研究开拓了新的方向;同时对堵塞防治及安全保障技术进行了研究,保障了项目运行的回灌效率和水源热泵管理及运行的安全,对推动水源热泵发展具有重要的理论及实际意义。本文以沈阳盛京医院地下水源热泵工程为例,通过布置监测点进行监测,运用空间变异理论,分析了沈阳城区及研究项目所在地的地下水位,水温及溶质的空间变化特征。建立了水流,水温及水质数学模型,模拟了地铁9号线投产对于该项目的影响,针对存在的安全隐患提出了相应的安全保障技术措施。对该项目运行中存在的回灌问题进行了试验分析,得出了主要的堵塞影响因素,并通过室内回灌试验,分析了生化复合堵塞机理以及铁细菌和铁、锰离子含量对于生化堵塞的影响,针对项目情况提出了生化复合堵塞防治技术及措施。通过以上理论及试验研究,得出以下结论:(1)沈阳城区三分之二的地区铁离子浓度超过0.3mg/L,四分之一的地区锰离子浓度超过0.1mg/L。其中,铁西区与和平区属于高铁高锰地区;项目所在地属于高锰低铁地区,锰离子超标达10倍以上。(2)地铁9号线投产运行后,有7眼回灌井在水位上超出地面高程,存在安全隐患;水温及溶质均较稳定且在标准限值内。对研究项目回灌井位置进行重新布置,水位模拟结果低于安全限值,可以保障运行回灌安全。(3)对项目水样及结垢物质进行检测,分析得出二者中均有铁、锰沉淀物以及铁细菌存在,并且试验得出铁细菌具有促进二价铁离子氧化的作用。由此可以得出,铁细菌和铁、锰离子是该项目堵塞的主要影响因素。(4)通过室内回灌试验结果得出,在铁细菌的作用下,铁、锰离子氧化的速率较纯化学反应速率提升5倍以上,且发生明显堵塞的时间会提前;回灌水中的铁细菌有少部分截留在多孔介质内部并繁殖生长,但在出水中的数量并无一定规律。随着铁离子含量的升高,堵塞的程度也逐渐加剧,且回灌井周围的铁细菌数量也随之增加。锰离子含量的升高也会使铁细菌数增加,但对其与堵塞程度的影响较差。铁、锰离子浓度与铁细菌数对数呈正相关关系,且相关性好。由此得出,铁细菌与铁、锰离子之间存在相互作用,该项目堵塞是生物与化学复合作用的结果;铁细菌是生化复合堵塞的关键因素,且铁、锰离子含量及铁细菌数增加都会使堵塞程度加剧,发生明显堵塞的时间提前。(5)针对研究项目的生化复合堵塞情况,可采用在出水口设置除铁、锰离子的装置以及外加电流阴极保护回灌井来治理堵塞;同时,配合旋转高压水射流洗井以及定期适量的回扬以达到削减堵塞程度,保证回灌效率的目的。这些技术也可推广至其他因生化复合因素造成的堵塞治理中。选择合适的过滤器材料,在回灌过滤器内部加涂防腐材料,优化工程选址以及合理设计回灌工艺都是预防生化复合堵塞的有效方法。本次研究首次探究了生化复合堵塞的作用机理,分析了铁细菌和铁、锰离子对该种堵塞的影响。并且,在完成国家自然科学基金项目回灌堵塞理论研究的基础上,结合实际研究项目——沈阳盛京医院地下水源热泵工程的特点,提出了具有针对性的行之有效的防治措施。