地下水源熱泵,是可再生能源建筑應用的推廣技術(shù)之一,列入可再生能源建筑應用專(zhuān)項資金支持的重點(diǎn)領(lǐng)域。地下水源熱泵,利用淺層地下水為載體可充分有效的利用淺層地熱能,具有投資省、效率高、運行費用低、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),易于被用戶(hù)所接受并得到大面積、大規模的推廣應用。目前,地下水源熱泵在我國的建筑應用面積要大于其它形式的熱泵。
隨著(zhù)地下水源熱泵的推廣應用,地下水取水與回灌的技術(shù)難題就凸現出來(lái),這個(gè)問(wèn)題關(guān)系到水資源的可持續利用和地下水源熱泵的可靠性。地下水分布較為廣泛,具有一定的可再生能力,是一種寶貴的自然資源,但并非取之不盡、用之不竭,因此吸收熱量(或取其熱量)后必須通過(guò)回灌井將它無(wú)污染地全部回灌到地下,否則地下水源熱泵的發(fā)展將會(huì )受到極大地制約,淺層地熱能不能得到可持續的科學(xué)利用。地下水源熱泵在國內的實(shí)際使用中,由于地質(zhì)和成井工藝的問(wèn)題,回灌井堵塞問(wèn)題時(shí)有發(fā)生,甚至某些項目中出現了地下水直接排放的情況,這就會(huì )造成區域地下水超采、地下水位下降,嚴重的可能導致區域地下水資源枯竭、地面沉降和地面塌陷,而一旦出現地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題,往往是災難性的和短期內無(wú)法恢復和彌補的。
地下水源熱泵取水與回灌技術(shù),屬新能源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)和節水與水資源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)。通過(guò)這項技術(shù)的研究,分析確定取水與回灌過(guò)程中滲流場(chǎng)的變化機理和影響回灌的關(guān)鍵因素,提出各種代表性地下含水層的可灌性評價(jià)方法和地下水源熱泵的適宜區確定原則,總結出在地下水源熱泵適宜區取水與回灌的技術(shù)保障措施。該技術(shù)的研究成果,可以為地下水源熱泵的管理決策提供科學(xué)依據,有利于促進(jìn)可再生能源建筑應用的整體技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)升級,對于地下水源熱泵技術(shù)的科學(xué)發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。
地下水人工回灌技術(shù)是水資源管理的新戰略,是把地表水或再生水通過(guò)地面滲流或回灌注水等方法輸送到地下含水層,利用土壤的自?xún)裟芰右蕴幚砗蛢Υ?,補充地下水資源的儲量。近二十年來(lái),地下水人工回灌技術(shù)得到了較快的研究和發(fā)展。
地下水人工回灌屬水利工程,具有水質(zhì)處理工藝復雜、回灌井和回灌方式選擇性大、總投資大、回灌時(shí)間長(cháng)回灌強度小等特點(diǎn)。地下水源熱泵取水與回灌則要求水質(zhì)處理要用簡(jiǎn)單的物理處理方式、回灌井場(chǎng)地固定、回灌強度要滿(mǎn)足系統運行的需求、投資盡量節省,二者具有較大的差異性,相關(guān)技術(shù)只可以借鑒而不可能照搬照抄。
山東科靈空調設備有限公司在地下水源熱泵的工程實(shí)踐中,充分認識到地下水取水與回灌技術(shù)的重要性,從2007年開(kāi)始聘請水文地質(zhì)專(zhuān)家為技術(shù)顧問(wèn)帶領(lǐng)技術(shù)人員展開(kāi)了對該項技術(shù)的研究,通過(guò)工程實(shí)踐積累了大量的數據資料。研究工作從分析回灌井的堵塞問(wèn)題入手,對物理堵塞、化學(xué)堵塞、生物堵塞分別提出了解決方案,對抽水井和回灌井的成井工藝提出了具體的技術(shù)要求和相應的檢測控制手段,這些技術(shù)方案在實(shí)際工程案例中得到檢驗并取得了很好的效果。
系統研究地下水源熱泵取水與回灌技術(shù),建立取水與回灌的理論體系,總結出簡(jiǎn)單易行的施工檢測控制指標,提出各種代表性地下含水層的可灌性評價(jià)方法和地下水源熱泵的適宜區確定原則,是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,也是地下水源熱泵可持續發(fā)展的迫切需要。