第一節工程概況
一、建築概況
本專案位於大連，本專案有24個260立方的養殖水池，每天需要10%左右換水量，需用水源熱幫浦機組將養殖用水由14度加熱到22度，養殖廠房面積為12000平方公尺，廠房不安裝採暖設施，需通過池水散熱達到維持廠房溫度的效果。
第二節方案設計依據
1.《公共建築節能設計標準》gb 50189-2005
2. 《採暖通風與空氣調節設計規範》gb50019-2003
3.《水源熱幫浦系統工程技術規範》gb 50366-2005
4.《城鎮直埋供熱管道工程技術規程》gb 50366-2005
5.《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》cjj101-2004
6《供水水文地質勘察規範》 gb 50027-2001
8. 甲方提供的設計要求
9 大連地區的水文地質資料
10 大連地區類似工程的資料報告
11 配套裝置廠家的樣本說明
第三節低品位熱源概況(即水源概況)
大連地區主要有黃海流域和渤海流域兩大水系。注入黃海的較大河流有碧流河、英那河、莊河、讚子河、大沙河、登沙河、清水河、馬欄河等；注入渤海的主要河流有復州河、李官村河、三十里堡河等。其中，最大的河流為碧流河，是市區跨流域引水的水源河流。
另外，還有200多條小河。大連地區淡水資源總量為每年37.86億立方公尺，其中地表水資源34.
2為億立方公尺、地下水資源為8.84億立方公尺，兩者重複水資源量5.8億立方公尺。
根據經驗鑽井深度200公尺，水量100噸，水溫14度。
第四節工程設計原則
工程方案中應明確的設計原則如下：
1、充分利用大連地區地下水豐富，水溫較高的特點，做到熱能綜合利用，達到最佳經濟執行狀態。
2、設計要求：將養殖用水10%約624m3/h由14度加熱到22度,要求泳池是24小時恆溫.水加熱設計水溫為28℃
3、系統的熱源裝置按大連鴻源harmony大功率水源熱幫浦機組設計選用。
4、供熱冷系統熱力站規劃：依據使用者提供的功能要求，需要製備養殖用熱水。並根據節省投資、節省執行費用的原則，採用乙個機房配置。
本工程設計方案遵循技術先進、投資省、效率高、經濟實用、節省能源，無汙染，執行管理簡便的原則。
第五節工程設計及施工範圍
1、工程設計範圍：
水源熱幫浦機房裝置、工藝管道及電氣控制設計，室外管線系統等設計。
2、工程施工範圍：
水源熱幫浦機房裝置、工藝管道安裝、機房內電氣控制安裝及室外管線安裝。
工程方案
第一節：空調系統計算引數及參考資料
1）空調室外計算設計引數
季節室外計算乾球溫度（℃） 室外計算溼球溫度（℃） 室外計算相對濕度（%） 室外風速（m/s） 大氣壓力（hpa）
夏季 28.4 25.0 -- 4.3 994.70
冬季 -14 -- 58 5.8 1013.80
2）空調室內計算設計引數
空氣相對濕度為58%；當地大氣壓設計按定值b=1020.4mm.hg;池水溫度在22℃。
第二節：熱負荷計算：
1、補充水加熱所需要的熱量計算
將養殖用水10%約624m3/h由14度加熱到22度分為16小時加熱
qs1=362kw/h
2、水表面散熱計算：
水池表面蒸發表面損失的熱量：
qz=axrxa(pb-pq)(0.0174vf+0.0229)(760/b)
qz池水表面積蒸發損失的熱量，kj/h
a熱量換算係數a=4.1868
r與池水溫相等的飽和蒸汽的蒸發氣化潛熱（1kcal/kg） 1kcal/kg=4.1868kj/kg
查表的資料
pb池水水溫相等的飽和空氣的水蒸氣分壓，mm.hg
pq環境空氣的水蒸氣分壓力,mm.hg
vf水池水面的風速，m/s一般室內水池在vf=0.2-0.5m/s
a池水的表面面積，m2
b當地的大氣壓力
由參數列可查資料為r=581.9x4.19kj/kg,pb=26.7mm.hg,
pq=15.1mm.hg,vf=0.5m/s
即qz=1190kw/h
3、水池的水面、池底、池壁、管道和裝置等傳導所損失的熱量，應按游泳池水表面蒸發損失熱量的20%計算.
qs池壁=1190kw/h×0.2=238kw/h
qs2總=1190+238=1428kw/h
4、克服廠房外圍散熱負荷計算：
通過理論計算及結合當地氣候條件確定克服外圍結構熱損失平均熱指標為20 w/㎡，
qs2熱負荷為：20 w/㎡×12000㎡=240 kw
5、總熱負荷為:
qs=qs1+qs2+qs3
1428kw/h+240 kw+362kw/h =2030kw
第三節、熱幫浦機組選擇
以最大滿足需求的負荷來選擇機組數量及型號，根據2030kw的負荷，選擇2臺ssdr-960hp型熱幫浦機組加熱魚池，同時考慮執行安全性，加設一台ssdr-960hp型熱幫浦機組作為備用機。在冬季地下水溫14度時，提取6度溫差，其制熱量為2032kw。
第四節地下水應用的方案設計
一、工程所在地的水文地質情況
本工程所在地含水層較淺，通常在200公尺左右，含水量在100噸/小時左右，水溫為14度左右
二、大連鴻源企業關於水源井的成井建議
1、 成井工藝建議，（具體按照國家驗收標準）
1.1、井孔孔徑大於600mm，配合使用雙濾網過濾器使過水斷面增大，利於增加井的採灌量。因為濾網內的濾料相對穩定，不因採灌的雙向水流衝擊作用改變原有的排列順序，故而能保證管井長期的採灌執行。
1.2、雙層濾網內的預填2-3mm礫料和管外間隙充填的2-5mm礫料形成梯極礫料反濾層，不僅可以阻擋採水和回揚時細顆粒進入井內，而且保證了百分之二十五的孔隙率。
1.3、 填礫高度高於濾水管20-30公尺，可以防止因長期抽灌虧砂，粘土下滑阻塞含水層。
1.4、洗井採用正壓活塞洗井和負壓的複合式洗井方法，洗井較為徹底，達到了清除泥皮，水清砂淨，增加單位出水量與回水量的效果。
1.5、 在提水裝置上自上而下安裝水位測管，可以在執行中隨時進行水位觀察，掌握井的執行狀況。
2、 因為本串聯取熱與真空回灌技術（本專案中因地下水溫較高，非常適宜採用串聯取熱技術，反以本方案設計採用了串聯取熱技術）
串聯取熱與真空回灌是我公司獨有的兩項技術，串聯取熱可以減少地下水用量，從而減少初投資與執行費用，真空回灌可以保證在回灌井最少的前提下實現百分之百回灌。
2.1、 串聯取熱
對於地下水溫較高的地區（十五度以上），通常機組一次提取只能提取五度溫差，餘下十度的水如果直接回罐地下，會造成資源浪費。我公司在2023年安裝本溪三江花園時試驗了串聯取熱技術，並取得了良好效果。至今，我公司已有上百萬平公尺的水源熱幫浦空調建築應用上了串聯取熱技術，為客戶減少了大量鑽井投資，也節省了大量的執行費用。
我公司於2023年申請了水源熱幫浦串聯低溫取熱技術的專利。串聯取熱的基本描述為：地下水進入一號熱幫浦機組提取五度溫差，再進入二號機組提取五度溫差，然後回灌到地下，具休流程如下：
地下水提取→一號熱幫浦機組→二號熱幫浦機組→地下水回灌
（15℃） （提取5℃） （提取5℃） （5℃）
2.2、 真空回灌
真空回灌是指在幫浦管內形成—0.1mpa壓力的條件下，由幫浦管將回灌水灌入井下含水層的一種方法，其工藝流程如下：
需要著重指出：在真空回灌過程中，最忌諱空氣進入井內。但是，絕對密封是難以達到的，回灌時或多或少會有點漏氣。
應該用真空表測定管道內真空度大小。一般認為：真空度為-0.
06—0.07mpa時，密封效果好；當真空度小於-0.05 mpa時，密封程度差，應立即維修。
當回揚後停幫浦、關控制閥門，則真空表顯示負壓，如小於-0.06 mpa這時並不能認為密封效果已經很好，需在8小時後基本保持不變或未下降至0.05 mpa以下，才可以進行真空回灌。
除上述外，真空回灌還應注意以下事項：
1)、 必須定期回揚，回揚時間根據回灌井暢通情況而定，一般一天回揚一次，每次20-40分鐘，至水清砂淨。
2)、 回灌井初期使用時回灌量應由小到大逐漸增加，以免因反向水流作用過大，衝擊過濾層造成通水不暢。
3)、 注意停灌期的保養管理工作，至少每15天回揚一次，以保證水流暢通，防止井內水變質和濾網被堵。
4)、 灌採互用井應每年洗井一次，以防止濾水層累計淤塞，影響井的使用壽命。
三、地下水迴路執行中易出現的問題及預防措施
水源熱幫浦技術的成敗關健在於地下水的回灌技術。回灌問題解決了，其他的只是普通意義上的供暖製冷問題，通過處理都可以解決。現將我公司多年來關於回回灌問題的研究與經驗，予以介紹：
1、回灌阻塞問題。回灌井堵塞和溢位是大多數地下水源熱幫浦都會出現的問題。回灌經驗表明，真空回灌時對於第四紀鬆散沉積層來說，顆粒細的含水層單位回灌量一般為單位開採量的1/3～1/2，而顆粒粗的含水層則約為1/2～2/3。
回灌井堵塞的原因和處理措施大致可以歸納為下列情況。
① 懸浮物堵塞。注入水中的懸浮物含量過高會堵塞多孔介質的孔隙，從而使井的回灌能力不斷減小直到無法回灌，這是回灌井堵塞中常見的情況。因此，通過預處理控制回灌井中懸浮物的含量是防止回灌井堵塞的首要因素。
在回灌灰岩含水層的情況下，控制懸浮物在30mg/l以內是一項普遍認可的標準。
② 微生物的生長。注入水中或當地的微生物可能在適宜的條件下在回灌井周圍迅速繁殖形成生物膜，堵塞介質孔隙，降低含水層的導水能力。防止生物膜的形成只要是通過去除水中的有機質或者進行預消毒殺死微生物的手段來實現。
在多數用氮消毒的情況下，典型的殘存氮值是1～5mg/l。
③ 化學沉澱。當注入水與含水層介質或地下水不相容時，可能引起某些化學反應，不僅可能因形成的化學沉澱堵塞水的通過，甚至可能因新生成的化學物質而影響水質。有些碳酸鹽地區通過加酸來改變水的ph值以防止化學沉澱的生成。
④ 氣泡阻塞。回灌入井時，在一定的流動情況下，水中可能夾帶大量氣泡，同時水中的溶解性氣體可能因溫度、壓力的變化而釋放出來。此外，也可能因生化反應而生成氣體物質，最典型的如反硝化反應會生成氮氣和氮氧化物。
氣泡的生成在潛水含水層中並不成為問題，因為氣泡可自行溢位；但在承壓含水層中，除防止注入水夾帶氣泡之外，對其他原因產生的氣體應進行特殊處理。
⑤ 黏性顆粒膨脹和擴散。這是報道最多的因化學反應產生的堵塞，所以單獨列為一種。具體原因是水中的離子和含水層中黏土顆粒上的陽離子發生交換，這種交換會導致黏性顆粒的膨脹和擴散。
這種原因引起的堵塞可以通過注入cacl2等來解決。
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