深浅井蓄热型水源热泵系统性能分析

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1、深浅井蓄热型水源热泵系统性能分析吴丽娟1，朱能1（河北九派集团，河北石家庄100051；天津大学环境科学与工程学院，天津300072）摘要：基于对地下水资源进一步深度利用和节能的目的，结合具体工程设计实例对深浅井蓄热型水源热泵系统以及多台水源热泵机组井水侧串联、井水多级提取利用的系统方案进行应用性研究。该形式通过采用“冬灌夏用”、“夏灌冬用”的蓄热方式充分利用了热泵产生的冷量和热量，同时从广义来讲这种非同期的同层回灌可在一个循环周期内（一年）保证原水源层的水量和水温，并有效控制地面沉降问题；此外机组井水侧多级串联将常规地下水利用温差由8～15℃提高到30℃以上，

2、增加了地下水资源利用率，减少了打井数量；最后探讨了井水侧串联时各级机组的水温控制和级数的确定。关键词：水源热泵蓄热型多级串联优化中图分类号：TU995文献标识码：A文章编号：CharacteristicsAnalysisonWaterSourceHeatPumpsCombinedwithDeepandshallowWellsAbstract:Inthispaper,thecharacteristicsofwatersourceheatpumpscombinedwithdeepandshallowwells,inwhichwellsideheatpumpswere

3、connectedinseries,wereinvestigatedthroughdesignexample，forthepurposeoffatherutilizationofgroundwatersource.Itsvirtuessuchasenergystorageandexchangebetweenthetwowells,usingheatresourceadequately,requiringwellsasfeweraspossible,andavoidinggroundsedimentationwerediscussed.andtheconclusi

4、onthatWSHPsinseriescanenhancewellutilizetemperaturedifferencefrom7~10℃to30℃andthensavemoreenergycomparedwithWSHPsaloneinthesamewaterinletandoutlettemperaturewasputforward.Atlast,themethodofwatertemperaturecontrolandnumbersofstagesinseriesweresuggestedinthisdissertation.KEYWORDS：groun

5、dwatersourceheatpumps;characteristicsinseries;optimizationdesign6深浅井蓄热型水源热泵空调系统，属于典型的地下水水源热泵形式,系指冬季从建筑物内提取冷量并储存，供给建筑物夏季使用；而夏季从建筑物内提取热量并蓄存，供给建筑物冬季使用，“冬灌夏用，夏灌冬用”，利用井水的温度差异将水源热泵技术与地下储能技术相结合向建筑供冷供热。地下含水层在某种程度上是国家的一种战略物资，而地下水往往是优质的饮用水；且与其它国家相比，中国北方地区水资源更为紧，因而这作为一个技术问题兼作社会问题，必须从多方面考虑，针对水源热

6、泵系统的工艺流程优化、6节水节电技术以及地下水的回灌技术等进行多方面的研究，提供一个科学合理的系统解决方案。本文重点在于热泵工艺流程优化。地下水水源热泵系统最大的特点就是利用地热资源，而水源热泵机组自身换热器的传热温差一般为7～10℃，这就限制了地热资源的充分利用[1]。本项目的设计理念是将深浅井蓄热（冷）型地下水水源热泵系统与水源热泵机组井水侧多级串联相结合，实现建筑冬夏负荷的地下储备和互补，并通过机组串联将地下水利用温差提高到30℃以上，减少取水量和水井个数，充分利用地下水资源。1.工程概况本工程为天津市某商贸区水源热泵机房设计，负责11x104m2建筑物的

7、冬季供热和6x104m2建筑物的夏季供冷。建筑功能以商贸、娱乐为主，冬季设计热负荷8800kW，供回水温度50/40℃；夏季设计冷负荷7000kW，供回水温度7/12℃。设计采用三组六口井，3口低温浅水井，水温10℃，流量80×3=240m3/h；3口高温深水井，水温38℃，流量80×3=240m3/h。冬季深井采水浅井回灌，夏季浅井采水深井回灌，这样在一个循环周期内（一年）仍可保证同层回灌量。每口井中均设置一台潜水泵互换使用；水井采水量依照“以灌定采”原则，由能够回灌量决定，并可根据实际负荷一采一灌或一采多灌，保证井水的回灌量。由于井水侧水源串联存在级数的确定

8、问题，设计需根据井水的情