《地源热泵大学堂》（连载六）
马最良
哈尔滨工业大学市政环境工程学院教授
第3讲 地下水源热泵空调系统
（接上期）
3.2 地下水源热泵系统回灌问题的分析与思考
3.2.1研究背景
在地下水源热泵系统的应用推广中，如何评价一个运行的地下水源热泵系统的优劣。首先应该看它能否100%的回灌地下水，然后才能看它的运行经济性、可靠性和安全性等。因此，地下水源热泵系统的回灌问题始终是大家所关注与研究的问题。为什么这样？这是由下面的背景情况所决定的的。
1、我国由于地下水超采现在严重，引发的地质灾害问题已经越来越严重[7]。主要表现在：
● 由于地下水开采过于集中，我国一些城市地下水位持续下降，降落漏斗面积不断扩大，地面下沉。至今，我国已有50多个大中城市出现了区域性地面沉降，80%分布在沿海地区，较为严重的是上海、天津、沧州、苏州、宁波等地；
● 沿海地区，特别是山东半岛、辽东半岛和渤海湾由于地下水超采造成不同程度的海水入侵；
● 在我国北方、云贵高原和两广等开采岩溶地下水的地区，由于超采，岩溶塌陷现象也比较普遍。
基于这种情况，在推广和应用地下水源热泵系统时，首要的任务是保护地下水资源。地下水源热泵只能通过地下水采集浅层地温能和季节储存的热能，而不得对地下水资源造成浪费和污染。基本实现采补平衡，不能引发地下水超采现象。
2、运行实践也表明，在目前的技术条件下，回灌井堵塞问题是常见的现象，它已成为制约地下水源热泵应用的瓶颈。例如：
● 文献[8]指出，从武汉市普查项目情况来看，由于热源井设计、施工工艺、回灌技术、运行维修等方面的问题，地下水源热泵系统在实际运行过程中达到100%回灌的项目不多，回灌率在70%~100%之间。
● 文献[9]指出，在沈阳城区调查的60个地下水源热泵项目中，回灌正常的有31个项目，仅占到51%。
● 文献[10]指出，根据对我国西部地区地下水源热泵使用情况的分析，回灌井运行短者数日，长者2~3年后，出现回灌水量明显减少，甚至报废的现象比较普遍。
● 据Dillon等人对40个回灌井实例的调查，发现80%的回灌井出现堵塞现象，其中65%的井堵塞原因已经查明，其余15%的井堵塞原因尚不清楚。
因此，为了解决地下水源热泵系统回灌堵塞问题应做好以下几项工作：
① 学习水资源管理、地热资源开发与利用、地下含水层储能等各领域地下水回灌技术与经验，采取防止回灌堵塞的技术措施。以预防堵塞为主。
② 积极寻求易于回灌的地下水源热泵系统形式，从源头上解决回灌堵塞问题。
③ 回灌堵塞的治理。
④ 加强与完善热源井的运行管理。
⑤ 加强对地下水源热泵系统回灌技术的基础研究力度。
3.2.2 回灌井堵塞现象与评价方法[11]
回灌井堵塞现象可归纳总结为：
● 随着回灌时间的增加，井的回灌水位不断升高，单位回灌水量逐渐减少；
● 当保持一定的水头时，随着回灌时间的增加，回灌水量逐渐减少；
● 当保持一定的回灌水量时，随着回灌时间的增长，回灌水位逐渐升高，以至水从井口溢出；
● 连续回灌一般时间后，回扬时抽出的水呈锈黄色，并含有大量的杂质和小气泡，井的动态水位显著下降，甚至低于深井泵的吸水过滤器出现断水；
● 回灌井经过多的采、灌后，井的单位回灌量和单位开采量逐年减少。
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