中央空调单井回灌.doc

地源热泵单井回灌技术探讨
作者：董健2010年10月29日来源：地源热泵网字体：（HYPERLINK"http://www.dyrbw.com/Details.aspx?mid=2&id=29615"\t"_blank"大HYPERLINK"http://www.dyrbw.com/Details.aspx?mid=2&id=29615"\t"_blank"中HYPERLINK"http://www.dyrbw.com/Details.aspx?mid=2&id=29615"\t"_blank"小）点击：6668
一、地热回灌方式综述
地热回灌（geothermalreinjeetion）是将水回灌于地下的技术措施。地热回灌是实现地热资源可持续开发的有力措施，在世界各国已获得广泛应用，它对于地热资源的保护、减少资源浪费、延长生产井寿命以及减少环境污染等方面均具有重要意义。目前所采用的地热回灌措施有三类：①同井分层回灌，即在同一眼地热井中存在两个含热水层的情况下进行的回灌，确定其中的一个含热水层为生产层，而另一个含热水层为回灌层。②对井回灌，即打两眼地热井，确定其中的一眼为生产井，另一眼为回灌井，生产层与同灌层可同层，也可不同层。同层回灌的开采井与回灌井必须保持合理距离。③群井生产性回灌，选择有利场地进行地热尾水的多井集中回灌。回灌量与全热田的开采量应保持一定的比例。
其中同井分层回灌技术作为一种新型的HYPERLINK"http://www.dyrbw.com/Details.aspx?mid=2&cid=2&id=28638"\t"_blank"地源热泵系统一直受到大家的关注，业界对此项技术的应用也存在很多争议。
二、HYPERLINK"http://www.dyrbw.com/Details.aspx?mid=2&cid=2&id=29410"\t"_blank"单井回灌技术原理
同井分层回灌也叫单井回灌地源热泵系统，是一种新型的地源热泵系统。这种系统的地下换热器由一口井或几口井并联组成，井的上部装有封壳（要据当地地质条件不同，封壳长度不同，一般只有二、三十米深），下部则是普通的裸井。该系统由单个水井一端抽取地下水，在热泵中经过换热后从同一个水井的另一端回灌到含水层。井的深度一般为几百米，直径15cm左右。运行过程中，在回灌口与抽水口间水头差的作用下，系统循环水从井筒壁渗出，在含水层中与周围土壤直接接触换热后，再由抽水段井筒壁渗入井筒，与沿井筒流下的循环水混合，经抽水管送回热泵系统。因此单井回灌兼有地下水源热泵系统和地下耦合（埋管）热泵系统的特点，其换热效果优于地下耦合热泵系统，同时不存在地下水源热泵系统回灌困难和造成地下水浪费的问题。单井回灌系统在一定的水文地质条件下有独特的优势，可以和其它地源热泵系统共同组成一个多样化的、完整的技术体系，以便更好地满足不同的建筑物供热和空调系统的需要。
据统计，目前单井回灌方式从水井的结构上来说，主要有如下图所示的三种：

单井循环地下换热系统的三种形式

它们都是从含水层下部取水，换热后的地下水再回到含水层的上部。从水井构造上来说，循环单井使用的是基岩中的裸井；抽灌同井采用的是过滤井（井孔直径和井管直径相同）；填砾抽灌同井采用的填砾井（井孔直径较井管直径大，其孔隙采用分选性较好的砾石回填）。与循环单井相比，抽灌同井有井壁，井内设有隔板。
三、目前我国采用的单井回灌技术
国内采用的同井回灌热泵技术是我国发明的新技术，不同于国外的单井循环系统。单井循环系统是一种半开式系统，单井循环起到换热器的作用。而同进回灌热泵系统是取水和回灌水在同一口井内进行，通过隔板把井分成两部分，一部分是低压（吸水）区，另一部分是高压（回水）区。当潜水泵运行时，地下水释放完热量，再由同井返回到回水区。以些作为热泵的低位热源，向热泵提供低位热量。因此，上述技术亦称单井抽灌技术。
单井回灌的技参数：1.标准单井回灌抽灌井的结构参数为：井孔直径800mm，井管直径500mm，井深85m，抽水和回灌水管直径DN100；2.在粗砂、卵石地层，降深5m时出水量100t/h条件下，标准的单井抽灌进的性能参数为：井水循环量100t/h，水温10~20℃，取热时抽灌水温差5℃，取热能力580kW；3.井的数量一般取决于主机的配置，原则上，井的出力和主机的需要量应该相等；4.井位与建筑物的距离应大于10m。井与井之间的距离也应大于10m；5.单井抽灌井对于地下水的水质无特殊要求，只要满足国家地下水水质分类中的五类水即可使用。

单井回灌系统示意图

在我国，单井回灌技术得到了很好的实践和应用，于2001年首次在北京某工程中投入运行，随后其推广与应用速度很快。据介绍，在北京目前已安装和运行的1800