地下水源热泵工程水资源论证分析

地下水源热泵工程水资源论证分析摘 要 地下水水源热泵空调系统是以地下水作为热泵空调的冷（热）源，是极其环保的一种空调形式。通过对区域水资源、水量、水温、水质等的分析论证，保证了南阳市东森医药公司地下水源热泵工程的正常运行，为水行政主管部门科学合理的管理水资源提供依据。关键词 地下水源；热泵工程；水资源；论证分析中图分类号： P641 文献标识码： A 文章编号： 1671-7597（ 2015） 02-0238-011 工程概况南阳市东森医药公司位于南阳市雪枫路东段，拟采用地下水源热泵技术，通过抽取地下水实现行政办公及酒店区域夏季制冷、冬季制热的温控效果。建设项目主机选用浙江国祥空调冷冻设备有限公司生产的螺杆水源热泵机组一台，型号 KCWF1270CR （备用机组一台， 型号 KCWF1180CR ）， 该建设项目热泵机组设计夏季工况最大总取水量为 95 m3/h ，冬季工况最大总取水量为 86 m3/h 。系统设计采用“抽灌分离” 的方式， 施工水源井6 眼， 2 眼抽 4 眼回灌， 井深 160 m ，单井设计出水量47.5 m3/h ，水温 16-18。供水水源为第四系冲洪积物浅层含水层。2 区域水文地质特征项目区内浅层地下水由第四系冲洪积层组成，含水系统虽由不同厚度的粘土隔开， 但因含水层互相串通， 联系密切，构成一个统一的潜水含水系统。区域内地下水根据其赋存介质及水文地质条件确定为松散岩类孔隙水。含水层主要由上、 中更新统的细砂、 中砂和砂砾石组成。单位涌水量介于1530 m3/h.m之间，属于南阳市中心城区浅层地下水中等丰富区。项目区地下水主要接受大气降水补给和白河侧渗补给。动态类型为水文一开采型，影响该类型水位动态变化的主要因素是白河水位，其次为人工开采。利用项目区探采结合热源井的抽水试验资料，项目区浅层地下水含水层的渗透系数可以达到 11 m/d ，中深层地下水含水层的渗透系数2.70 m/d。 80.0 m 以内含水层厚度为 37.0m。3 工程取用水合理性1）取水合理性。本项目采用“抽灌分离”的方式循环用水，通过抽水井抽取的地下水经过热泵系统能量交换后，经回灌系统回灌到地下含水层中，除温度变化外，地下水与外界不发生物质交换，整个过程既不消耗水资源，也不会污染环境，最大限度地保护了水资源。南阳市东森医药公司地下水源热泵空调项目设计抽水井 2 眼，回灌井4 眼，能够保证抽取的地下水回灌到地下，按照南阳市地温空调管理暂行规定，地温空调系统灌采比不得低于98% ，基本不消耗水量，只有少量水在运行过程中通过渗漏消耗，取水方案是合理的。2）用水合理性。冷热负荷复核计算。根据河南省公共建筑节能设计标准实施细则结合南阳市公共建筑能耗标准，办公最大耗热量（耗冷量）一般取60 W/m2 ，项目办公楼建筑面积按 12000 m2 计算，制冷（制热）工况计算机组最大制冷量 （制热量） 应为 720 kW 。 因此项目机组选型和台数是合理的，一般情况 KCWF1270CR 型机组一台 （备用 KCWF1180CR 一台） 即可满足工程制冷 （制热）需要。用水量计算。项目用水量理论计算公式为：夏季用水量=0.86 X （机组制冷量+输入功率）+温差=94.3 m3/h ；冬季用水量=0.86 X （机组制热量-输入功率）+温差=87 m3/h。该建设项目热泵机组设计夏季工况最大用水量为 95m3/h,冬季工况最大用水量为86 m3/h,本项目设计用水规模基本合理。4 项目取水水源可行性论证1)水量保证程度分析。取水井涌水量的大小受很多因素的影响，主要的影响因素有：含水层岩性、水位降深、补给条件、井径大小等。根据勘察资料及区域水文地质特征，本次采用地下水动力学稳定流承压水完整井法预测分析取水井的正常涌水量。2)水源水温可行性分析。据近几年水温观测资料统计，区域地下水水温多年平均最高水温 17.3，平均最低水温16.3，多年平均水温16.8。符合该项目空调系统要求。4.3 水源水质可行性分析根据项目热源井地下水水质监测资料和地下水质量标准(GB/T14848-93 ),经评价分析，该处地下水符合III类标 准要求，经处理后满足该项目空调用水对水质的要求。5 取退水影响及水资源保护措施水源热泵空调系统采用“抽灌分离”技术，不消耗水资源，没有退水，不污染环境。系统运行后，除温度外，进出水水质基本没有变化。系统应按要求采用加压回灌的技术，热源井应满足相关技术条件，严格按照技术要求进行回灌。在确保正常回灌的情况下，取水井降深、回灌水质、水温对周边水资源状况不会产生明显的影响。水资源保护措施应从工程措施、非工程措施两方面同时进行，从选择、控制成井工艺，到加强系统抽灌水量、水温监测，以及项目影响范围的水源防护等，以确保机组系统正常运行，保证灌采比达标，真正从水量、水质等各方面保护 地下水资源。6 结论根据地下水水源热泵系统的特点和区域水文地质情况的分析，本区具备可行的取水水文地质条件，能够满足南阳市东森医药公司地下水源热泵工程的取水要求，项目选取地下水作为供水水源，取水量和取水工程的设计是合理的，只要成井工艺良好，取水、回灌应有保证。通过项目水资源论证，确保了区域浅层地热能资源合理开发、 利用、 配置、 节约、 保护和治理的综合目标得以实现。为合理开采浅层地下水资源，保证地下水换热系统水资源的可持续利用，促进社会经济可持续发展，提供了科学依据。参考文献1供水水文地质手册 M. 地质出版社， 1977.2 中华人民共和国区域水文地质普查报告 （南阳幅） R.河南省地质矿产局水文地质三队， 1984.3 水利部.建设项目水资源论证培训教材M.2005.