[實用新型]一種采用增壓泵增壓的壓力回灌系統

有效

• 申請號: 201320310314.2
• 申請日: 2013-06-01
• 公開（公告）號: CN203413879U
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 王松;敖君山;李華斌
• 申請（專利權）人: 湖北東橙新能源科技有限公司
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于熱泵技術領域，涉及一種用于水源熱泵的回灌系統，特別是一種采用增壓泵增壓的壓力回灌系統。

背景技術

水源熱泵效率高、占地少，與空氣源熱泵、地源熱泵相比較，具有明顯的性能優勢，且水源熱泵系統的設備和技術已相當成熟。然而，水源熱泵的地下水回灌至今仍是世界性難題，由于回灌井的物理堵塞、化學堵塞、生化堵塞等諸多原因，導致水源熱泵的回水回灌不下去或不能100%回灌，致使水污染、水資源浪費，甚至引發地面沉降，積極研究回灌技術，對地下水水源熱泵技術的健康發展具有重要意義。

據Dillon?等人對40口回灌井堵塞原因統計，發現80%的回灌井出現堵塞現象，其中65%的井的堵塞原因已經查明，其余15%的原因尚不清楚。已查明堵塞井中，各種情況所占的比例如下表所示。

據上表，在目前的技術條件下，回灌井堵塞是一種普遍存在的問題。回灌井的堵塞，直接影響回灌效果，為了掌握水源熱泵運行中的回灌效果，通常采取的對策：一是加強對回灌井的回灌水量、水溫、水質及井口壓力等進行監測，并記錄以備查閱；二是采取回揚清洗方法，這是預防和處理回灌井堵塞的有效方法之一；三是加強回灌井的維護與管理，每年至少要檢修一次回灌井，清洗過濾網及井管；四是采用化學的方法（加酸、消毒及氯化劑等），對回灌井進行周期性的再生與處理，以保護回灌井的回灌能力。?然而，具體到各工程的回灌井，由于堵塞原因的多樣性、復雜性、難究性，很難針對性采取有效的預防措施和針對性的防堵對策，致使回灌難度較大。

現時，國內的多數工程在無奈之下，一般采用增加回灌井的方式，解決回灌困難問題。國內學者和設計單位一般根據不同地質條件，設計確定取水井、回灌井的灌抽比以及井的布置，不同地質條件下的地下水系統設計參數如下表所示。

然而，采用增加回灌井數量的方式解決回灌井的回灌困難，但仍存在的問題：一是增加了投資成本和運行、維修費用；二是不一定能達到100%滿意的回灌效果。

????鑒于上述情況，本發明設計者試圖根據滲透理論以及達西定律，從另一個角度解決回灌井的回灌量問題，設想采用增壓泵增壓的壓力回灌系統，謀求以這種方法增加回灌井的回灌量。

眾所周知，滲透理論中，著名的達西定律如下式所示：

??Q=KA(h1-h2)/L…………………………（1）

式中：Q—回灌量（滲水量）

??????K—滲透系數

??????A—過水面積

L—過水通道長度

??????h1-h2—上下游水頭差

據式（1），就影響回灌量Q的諸因素進行分析：

滲透系數K：滲透系數K是含水層滲透系數，是由地質構造及水文大環境決定的，不以人的意志為轉移，對于特定的地層，滲透系數K具有相對固定值，增加回灌量Q不能考慮增大K。

過水面積A：過水面積A是可以控制的，調整回灌井數量實際上就是調整過水斷面積A，而對于單個回灌井而言，過水面積A已基本固定，增加回灌量Q不能考慮增大A。?

過水通道長度L：在回灌過程中，以井為中心的“水丘”直徑回逐步增大，“水丘”半徑也就是過水通道長度L，隨著長度的增加，回灌量Q會逐漸減小，增加回灌井數量，也減少了“水丘”的直徑，過水通道長度L減小，回灌量Q增加。對于單個回灌井而言，過水通道L已基本固定，增加回灌量Q不能考慮減小L。?

關于上下游水頭差（h1-h2）：上下游水頭差（h1-h2）的增大，是增加回灌量Q主要手段，隨著上下游水頭差（h1-h2）的增大，回灌量Q增加，而回灌井中的下游水壓頭h2基本固定的，欲增大上下游水頭差（h1-h2），唯有提高上游水壓頭h1（即提高回灌壓力），回灌量Q會增加。

另外，從式（1）也可看出，回灌井的回灌能力一般隨回灌壓力的增加呈線性增長關系。

綜上所述，根據對影響回灌量Q的諸因素進行分析，增加水源熱泵的回灌量主要是提高上游水壓頭L1，即考慮壓力回灌方法，顯然，除了調整過水斷面積外，可考慮的調節參數就是回灌壓力，隨著壓力的提高，在其他參數不變的情況下，回灌量就會提高，這就是本發明采用加壓泵增壓進行壓力回灌的理論依據。

發明內容

本發明的目的就是針對水源熱泵的回灌系統所存在的問題，提供一種采用增壓泵增壓的壓力回灌系統。