民营科技 。２。。。０。。０。。。。８。。。。。Ｊ。。ｒ。－ｒ。－。。￣。 ’ 。。 ‘’１ ０ —— 科技论坛 水源热泵技术概论及其回灌处理方案的探讨与实践 谭学彪 （中铁建设集团有限公司设备安装分公司，北京１０００４０） 摘要：介绍了水源热泵技术的概念，探讨了水源热泵技术回灌处理的方案，并通过工程实例和系统运行管理。提出和实施了 回灌方案并最终解决了某地区回灌效果差的难题，达到了预期的设计效果。 关键词：通风与空调工程；水源热泵技术；回灌方案；探讨与实践 １水源热泵技术的概念 水源热泵技术是利用地球表面浅层水源如地下水、河流和 ２．２水井数量、井孑Ｌ井管结构 １）本工程空调用水量为２００ｍ３／ｈ。根据水文地质条件和空调 湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并 系统的用水量，水井设计采用２抽４回，井深６８ｍ，井孔开孔 采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位 １０００ｍｍ，可减少回灌风险，单井设计出水量ｌＯＯｍ３／ｈ（总用水量 热能转移的一种技术。 ｍ３／ｈ）。回水量５０ｍ３／ｈ。２）井管采用ｆ ５００ｘ６ＯＯＯｍｍ球墨铸铁井 地球表面浅层水源如深度在ｌＯ００ｍ以内的地下水、地表的 管，保证水泵管和回水管自由下入井孑Ｌ内。３）过滤管外缠丝采用 河流和湖泊和海洋中，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量， 防腐镀塑铅丝，尼龙网布。用竹片、８号铅丝固定。４）滤料选择２ 并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵机组工作原理就是 ４ｍｍ优质豆石滤料，保证水道畅通。５）井管外下防溢套管，防止 在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，由于水源温度低，所以 回水溢出，造成石料下沉，井池塌陷。 可以高效地带走热量，而冬季则从水源中提取能量，由热泵原理 热泵消耗ｌｋＷ的能量，用户可以得到４ｋＷ以上的热量或冷量。 统和开式系统两种。 由于受地质条件限制和周边项目的使用情况，回灌问题是 通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。通常水源 系统正常运行与否的关键问题，周边几个项目的回灌非常困难， 回灌的效果很不理想，即使按照１：２（即抽水井：回水井）的比例 全负荷运行中，回灌井出现涌水现象，系统不稳定，给系统运行 造成较大的麻烦。ｂ．回灌井集沙速度快。造成回灌井在３￣４个月 水源热泵根据对水源的利用方式的不同，可以分为闭式系 进行设计，通过工程使用情况在运行中还是存在如下问题：ａ．在 ２水源热泵的回灌处理 水源热泵理论上可以利用一切水资源，其实在实际工程中， 就出现了沙子，达不到回灌效果。ｃ．抽水井周围出现抽空现象。ｄ． 不同的水资源利用的成本差异是相当大的。所以在不同的地区 抽水井侧水位迅速下降，而回灌井测水位上升，造成局部区域水 是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键。目前的水源 位相差较大。ｅ．清洗水井频繁，给正常维护工作增加难度并影响 热泵利用方式中，闭式系统一般成本较高。而开式系统，能否寻 系统的正常运行。￡井的数量较多，现场布置难度较大，直接投资 找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件。对开式系统， 增大且维护费用增加。水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。 针对上述等不利情况，结合目前的现场情况，改变原设计形 对于从地下抽水回灌的使用，必须考虑到使用地的地质结 式和运行原理，减少井的数量，将抽水井和回灌井作为互为备 构，确保可以在经济条件下打井找到合适的水源，同时还应当考 用，即抽水井可用做回灌井，回灌井也可作为抽水井用。同时在 虑当地的地质和土壤的条件，保证用后尾水的回灌可以实现。 中央空调系统，由于该地区处于永定河河床地段，地下水层含砂 量非常大，对于回灌造成较大的相当大的困难，为此，在设计和 回水灌处增加辅助回水管，直接将水回灌到井壁外四周的砾石 北京大兴区末Ｔ程项目，中央空调系统设计采用水源热泵 中，大大的增大了回灌的效果。具体方案如下： 使用中要充分考虑由此给系统带来的不利条件和系统运行的稳 定程度。 ２．１水井设计参数 １）取水层深度（ｍ）：１２～５８ｍ；２）井深（ｍ）：６８ｍ；３）井孔直径 （ｍｍ）：ｌＯ００ｍｍ；４）井管直径（ｍｍ）：ｆ ５００ｘ６ＯＯＯｍｍ球墨铸铁井 管；５）设计出水量（ｍ３／ｈ）：ｌＯＯｍ ／ｈ；６）设计回水量（ｍ￣／ｈ）：≥５０ｍ３／ｈ； ７）含砂量：１／５００００；８）井孔垂直度：百米内孔斜小于１度；９）填砾 直径（ｍｍ）：２－４。 水井设计主要考虑空调系统用水量、回水量等因素。根据水 文地质条件对水井结构、水井进行合理设计，保证水井的含砂量 达到要求的情况下，使水井达到最大出水量，并确保系统用水回 灌到回灌井。 ① ② ③ ④ 水源ｌ热泵系统原理图（新设计方案） ⑤ 系统运行原理：在① ⑤井中可任意选择两 （下转２８页） 科技论坛 民营斜技 面 军爵丽ｉ （上接３３页） 口井作为抽水井，剩余三口井作为回灌井。如选 次，也可根据系统的运行效果来定。６）可将人工半自动化管理变 择①和②两ＶＩ井为抽水井，③、④、⑤三口井为回灌井，首先关闭 为全自动化管理，增加一套自控系统，将阀门改为电动控制阀 设定互换时间，通过水位监测等实行全自动化管理，确保系 所有的阀门，在运行时，打开①和②中的①号阀门，打开③、④、 门， ⑤井中的②和③号阀门，系统即可正常运行。每口水井中设超低 统的稳定运行。和超高水位监测系统，在控制室进行监测管理，出现超低和超高 ３经济比较 水位，出现报警，提醒值班人员对系统进行调节。 原设计方案和新方案进行比较，直接投资可减少１１．５万元。 项目名称数量６ １）当抽水井出现超低水位报警时，可打开①和②井中的② 方囊 ③号阀门，直接向抽水井进行回灌，调节抽水井的水位，避免抽 水井出现抽空的现象。２）当回灌井中的某口井出现超高水位报 警时，可采取如下方式进行调节：ａ．调节回灌井中回灌水管上阀 燃单位口 单价（万元）合价（万元）总价（万元） １６ ９６ 水 疆系管 水鼻 ２ ５ 套 口 １．５ １６ ３ ８０ 鲫 冰 ＆系管 ５套１．５ ７．５ 。 ・ 门的开度，实行回灌井本身的平衡，同时可打开回灌井中的④号 阀门，向井壁外中的砾石中直接回灌，保证回灌顺利。ｂ．可适当开 从上表比较可以看出，新设计方案比原方案直接投资要少 ５万元。 启抽水井的②③号阀门，直接向抽水井回灌一部分，确保系统正 １１．常运行。ｃ．抽水井和回灌井进行互换，将高水位的回灌井变为抽 ４结论 水井。３）系统定期进行抽水井和回灌井互换使用，减少水井的快 水位平衡。一般１个月进行一次互换，如条件允许，互换频率可 通过方案优化及最近两年的运行效果来看，新的设计方案 速积沙的显现，同时可减低抽水侧和回灌侧的水位差，保证区域 克服了原方案的不足及运行中的问题。１）很好的解决了回灌的效果，回灌量提高了４０％以上，单口 适当增大，系统运行效果和稳定性更好。４）利用⑤⑥号阀门，定 回灌水量在７０ｍＶｈ以上，为该地区水源热泵系统的使用提供了 保证了系统的正常运 期或不定期进行回扬，将系统的沙子直接排掉，保证系统的正常 新的方案。２）减缓了回灌快速积沙的问题，减少了清洗水井频率，维 运行。５）系统在过度季节，应进行水井清洗，抽出水井中沉积的 行。避免抽空和水位不平衡的现象。３）沙子和清洗井壁，确保系统的抽水量和回灌效果，一般一年两 护方便快捷。４）减少投资和维护费用。 （上接４５页）组织制度是计划体制的产物，在网点分布、市场 增发股票等形式，吸引全球战略投资者。我国银行业的并购应该 份额、资产规模和信誉等方面占有绝对优势，但组织成本高昂， 以效率为先导。减少政策性困素的影响防止再出现行政性并购 要由市场和法律来决定和规范银行并购行为，按市场经济 而且容易受政府行为干预。第六，国内外银行相互并购：随着金融 重组．增强国际竞争实力。 自由化、金融全球化，本来就是金融自由化和金融全球化之结果 规律办事，提高我国银行的经营绩效，的银行并购，对金融自由化和金融全球化的进一步发展起到了 巨大的推动作用。 结语：外资银行即将进入中国，而经过几年发展逐渐成熟壮 大的城市商业银行，也随着中国银行业的发展，酝酿着一场轰轰 ３．３我国商业银行并购中应注意的问题。在中资资本对我国银 烈烈的变革，这中间，呼声最高的莫过于打破地域限制，做大银 行发展战略和金融安全拥有控制权前提下通过并购重组实现利 行规模，实现城市商业银行的合并和重组。城市商业银行想要更 润最大化是商业银行并购的目的。我国金融管理的体制建立比 好地发展，提高竞争力，同时真正起到促进经济发展的作用，必 较晚，还很不完善，且从目前的经营条件和监管水平看，分业经 须踏实地将自己定位于本地，并切实服务中小企业，服务民营经 营、加强管理也还是需要的。对不同情况的银行应该采取不同的 济，这是城市商业银行最现实的出路，也是最有机会获得发展的 重组方式，如对拥有较强资金实力的银行，可以直接引入外资股 出路。商业银行在金融创新时必须找准切入点，只有在目前法律 东并保持中资资本的控股权；对资本总量较少的银行，可以先与 法规允许的条件下，才能使商业银行金融创新更适合国情，才能 国内银行合并重组后再引入外资；对股份制商业银行，可以采取 有效的进行金融改革和创新。 （上接１７６页）导流底孔在第三年８月下闸封堵，底孔最大过水 ２）上、下游围堰。围堰挡水时段１月～４月，该时段为河流的 流量按１月～８月１Ｏ年一遇洪水３２３．３ｍ３／ｓ考虑。在确定孔底高 最枯时段，挡水设计流量４５ｍ３／ｓ。由于围堰挡水设计流量小，过 程时，考虑了以下两方面因素：为使底孑Ｌ具备良好的分流条件， 水建筑物分流条件好，围堰的工程量很小。上、下游围堰堰体利 孔底高程不能高于原河底太多；为方便底孔的施工，底孔坝段的 用大坝开挖的渣料填筑，采用黏土斜墙防渗。上游围堰顶高程 建基面高程不能过低。导流底孔设计为矩形断面，尺寸４．Ｏｍｘ ３０１．Ｏｍ，下游围堰顶高程２９７．Ｏｍ，迎水面坡度为１：３．０，背水面坡 ４．Ｏｍ，孔底高程 ２９６．Ｏｍ，全长３８．６ｍ。底孑Ｌ设置封堵闸门，闸门 度为ｌ：１．５。 门槽位于底孔进口处。 结语：昆江２水电站一级坝采用先在左岸修建一个导流底 上游进水渠宽７ｍ，长８０ｍ，进水渠右侧修建浆砌石挡墙挡 孔，然后利用导流底孔过流，土石围堰一次截断河流的导流方 水，挡墙长度根据基坑需要取２３．５ｍ。下游出水渠宽６ｍ，长５３ｍ， 式。相对于采用隧洞导流的方案，采用导流底孑Ｌ可明显减少工程 出水渠右侧的岩体有一定厚度，可采用预留岩坎挡水。 投资，对同类工程的施工导流设计有一定借鉴价值。