水源分析（通用12篇）
水源分析 篇1
消防水源问题是防灭火工作中的重要问题之一。我国许多城市都存在着消防给水水源不足的问题,一旦发生重大火灾事故,在着火点附近水源供给不足,消防车不得不到很远的地方去取水,延误扑火时机,是导致火灾损失加大的主要原因之一。目前我国城市消防给水管网与市政给水管网合用,消防给水的主要水源是市政消火栓。但许多城市供水能力不足,生活用水不足,导致消防用水没有可靠的保证,城市中许多地带甚至没有消防供给水源。随着城市的迅速发展,缺水现象在今后很长一段时间内仍将持续存在。而据资料报道,我国有近80%的城市由于工业生产发展、人口增长,有不同程度的缺水问题,缺水总量每年达1.2×1011 m3。
既要节约用水又要保证消防水源的可靠性,利用非市政给水作消防水源成为首选。可利用的非市政给水有天然水体、建筑中水、工业废水处理后达标排放水及回用水(以下简称工业废水回用水)等。
1 天然水体用作消防水源的可靠性分析
1.1 海水
海水作为消防水源具有水源稳定,水温适宜,耗能低,受季节影响小的特点。但由于海水的腐蚀性和海生物的附着会对管道和一部分的消防设施(如消防管网、自动喷水灭火系统)产生破坏作用,因此不宜作为居住和公用建筑的室内消防用水,也不宜去扑救具有贵重设备、精密仪器及重要资料的首脑部门、变电站、电台、通讯枢纽、图书馆、文物保护单位、大专院校及科研单位、高科技园区等场所的火灾。海水可以主要用于扑救用水量大的山林火灾或油站、油库、液化石油气储罐等危险品仓库发生的大火灾。对于海水的取水方式,可采用消防车取水或由消防艇的消防水枪、消防水炮取海水直接喷射灭火。
1.2 江河、湖塘及水库水
这类水源属于淡水,水质容易受到地面各种因素影响,具有水温变化大,易受工农业污染,季节性对水量影响大等特点。GB 3838-88地面水环境质量标准把这类水体分为5类。GB 50084-2001自动喷水灭火系统设计规范规定:“系统用水应无污染、无腐蚀、无悬浮物。可由市政或企业的生产、消防给水管道供给,也可由消防水池或天然水源供给,并应确保持续喷水时间内的用水量。”因此,对于地面水环境质量标准属Ⅳ类以内的自然水体,在经过适当的措施去除悬浮物、漂浮物后,可以作为消防水源去扑灭没有特别卫生和防护要求的一般火灾。
1.3 游泳池喷泉等人工水体
这类人工水体在作为消防水源使用前均被认为来自自来水,在平时运作时有定期换水、循环供水、补充用水等改善水质的措施,所以这些人工水体作为消防水源,适合在各类火灾中发挥作用,适合作为消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统等灭火设施的消防水源。但是对于寒冷地区的消防人工水体,要采取一些防冻、防结冰的措施,诸如降低取水头部位置,取水口格栅处设置备用加热设备(也可以由消防车携带)等,才能利用人工水体底层尚未结冰的水作为消防水源。
通过以上分析,天然水体用作城市消防水源是可行的,但仍需注意以下几点基本事项:
1)应利用格栅等滤水装置对较大的悬浮物、漂浮物和水草等进行拦截,不能有鱼、虾等水中动物进入消防系统。格栅缝隙不应大于6 mm。2)应尽量避免泥沙进入消防管网,防止消防泵等设备磨损与损坏。3)供消防车取水时应设置贯通坡道消防码头或消防过水码头。4)取水部位应在最低水位时仍能保证消防用水量,并且供消防车取水时其消防泵的吸水高度不应大于6 m。
特别的,根据《自动喷水灭火系统设计规范》规定,总体上是允许利用天然水源作自动喷水灭火系统消防水源的,但是由于其对水质要求较高而在实际应用时不能利用天然水源作消防水源。鉴于这种情况,天然水源用于自动喷水灭火系统只有采取以下两种措施:1)对天然水源进行净化处理;2)放宽对天然水源的要求。对天然水源进行净化处理使之达到规范的水质要求,则要建造专门的处理构筑物,如沉淀池、混凝池等,还有相应的泵、搅拌装置、药剂等,投入很大,而消防水源并不经常使用,因此很不经济,可行性较差。
所以,应该在分析自动喷水灭火系统对水质的实际要求的基础上,结合我国现阶段天然水体的水质情况,放宽对天然消防水源的要求。1)在国家有关规定的基础上进行,不能盲目放宽;2)利用现有国家有关的水质标准,不必另编制标准。通过对比国家各类水质标准后,可采用GB 8978-96污水综合排放标准第二类污染物最高允许排放浓度一级标准作为非市政水水源用于自动喷水灭火系统的水质标准。其主要指标见表1。
mg/L
2 工业废水回用水用作消防水源的可靠性分析
2.1 用于消火栓系统
消火栓系统对水源水质没有特别的要求,因此可以将消火栓系统的消防泵吸水管直接设置在工业废水二级处理构筑物的二沉池上,从二沉池直接抽水用于消火栓系统出水灭火或为消防车供水。
2.2 用于自动喷水灭火系统
如前所述,工业废水回用水作消防水源其水质至少要达到GB 8978-96污水综合排放标准第二类污染物最高允许排放浓度一级标准。因此需对二沉池出水进一步深化处理才能用于自动喷水灭火系统。其处理方式的选择,具体可根据经济与技术及施工条件来确定,一般采用滤池或生物活性炭罐等。这部分回用水要在满足自动喷水灭火系统用水量的前提下,尽量与洗车、绿化等杂用水合用一个水池。为保证在工业废水处理某个环节出现故障等情况时消防用水不致中断,消防水箱和消防水池处均要设给水补水管。
3 建筑中水用作消防水源的可靠性分析
3.1 建筑中水的水质可靠性分析
从消防的实际意义上讲,凡是可用于扑救火灾的水体均可以作为消防水源。消防规范中规定:“消防用水可由给水管网、天然水源或消防水池供给”。将CJ 2511-89生活杂用水水质标准与GB 5749-85生活饮用水卫生标准相对比,我们可以发现,中水与生活饮用水的主要水质区别是中水的BOD5和CODCr等有机物指标较高。但与大部分天然水源相比,中水水质还是要好得多,因此将中水直接用于消防,其水质没有问题。但正常情况下消防系统要求都要充满水,中水是否会对消防系统的管道和设备产生危害,在有关的研究项目中,曾对中水和自来水做过静置对比试验。试验结果表明,经长期静置后,中水和自来水的浊度、色度、氨氮、总大肠菌群数、细菌总数等各项指标的变化量没有大的差异,说明在无外界污染的情况下,中水水质不会迅速恶化。研究资料还表明,中水性质属于轻度腐蚀性,金属腐蚀试验结果:普通钢管(A3)平均腐蚀率为0.134 mm/年,镀锌钢管平均腐蚀率为0.05 mm/年。根据腐蚀判别标准,金属腐蚀速度小于0.13 mm/年时接近于不腐蚀。因此,当消防系统的管道采用镀锌钢管时,中水对消防系统几乎不会产生危害。综上所述,从水质方面讲,中水作为建筑消防水源是可行的。
3.2 建筑中水用作消防水源的技术措施
3.2.1 消防泵房的设置
在具体设计中,当建筑内的中水处理站耐火等级符合消防规范要求,且中水站出口直通安全出口时,可将消防水泵和中水处理设备合建在一起。但消防水泵及控制设备应与中水处理设备分开摆放,且应设在易于操作的部位。当建筑内中水处理站的各项条件不能满足消防要求时,消防水泵房应单独设置,并应设在中水池的另一侧,以保证消防水泵的吸水要求。
3.2.2 安全措施
中水处理站中水池的容积必须满足建筑设计防火规范的储水量要求。中水池补水管除满足中水系统的需要外,还必须保障消防规范中规定的对消防系统的补水要求。向中水池补水的自来水补水管,须经过水处理站与消防泵房合建平面图中间水箱或采取其他有效的隔断措施。
3.2.3 水质保障措施
当需要储存的消防水量与中水日用水量相比过大时,也就是说当中水池内水的循环周期过长时,应考虑在中水池的出水口处加设消毒设备,以保障中水的水质。
4 结语
城市消防供水水源是关系到广大人民群众生命财产安全的大事。在水资源严重短缺的当今社会,既要充分利用可用水源,保证城市消防水源的可靠性;又要节约用水,以保证人民的正常生活用水需求,保证水资源利用的可持续发展。
参考文献
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水源分析 篇2
地下水饮用水源保护的分析及建议
摘要：饮用水是人类生存的基本要求,饮用水安全关系到广大人民群众的`根本利益.地下水是重要的饮用水水源,对支撑我国经济社会可持续发展具有不可替代的作用,同时也是重要的环境要素,直接影响和改变生态环境状况.作 者：陈鸿汉 刘明柱 作者单位：中国地质大学(北京)水资源与环境工程北京市重点实验室期 刊：环境保护 PKUCSSCI Journal：ENVIRONMENTAL PROTECTION年，卷(期)：2007,(2)分类号：X3
水源分析 篇3
关键词：微污染水源 给水处理 处理技术 工艺现状 工艺发展
1 概述
微污染水是指饮水水源受到的主要是有机物污染，使部分指标超过饮用水源的卫生标准。[1]微污染水一般是由于工业、农业和生活等方面产生的污水未经适当处理，直接排入供水水源导致的，微污染水主要含有微量有机物、农药、氨氮等有害污染物，常规水处理工艺很难将其除掉。随着我国经济发展和城市人口的日益集中与增加，众多河流受到污染，成为微污染水，丧失了饮用水水源的功能和作用。但是在当前水资源严重短缺的形势下，微污染水源水仍是重要水源。常规混凝、沉淀、过滤、消毒水处理工艺主要去除水中和悬浮物、胶体杂质和细菌，对当前受污染严重水体已经力不从心。由此可见，在水源受污染情况下经常规工艺处理后的生活饮用水水质安全性是不能保证的。
2 微污染水处理技术简析
2.1 开发第二水资源——中水 中水是指将生活污水作为水源，经过适当处理后作杂用水，其水质指标间于上水和下水之间的水。
目前中水回用处理工艺采用的方法大致可分为三类：生物处理法、物理化学处理法、膜处理法。中水处理的工艺流程主要取决于中水水源和中水的用途，中水水源不仅影响处理工艺的选择，而且影响处理成本，因此，中水水源的选择十分关键；目前，我国主要以小区生活污水作为中水水源，所处理的中水主要用于浇花、冲厕、洗车等。当以小区生活污水作为中水水源时，一般可采用生化+消毒工艺，具体如下：源水→水力筛→调节池→生化池→过滤池→消毒池→储水，处理工艺设施可根据现场具体情况，设计成地上式或地埋式结构。另外当中水处理规模较小时，可采用一体化设备，如组装式中水回用设备或者MBR生物膜反应器等，膜生物反应器又称MBR生物反应器，是将膜分离技术与生物处理工艺相结合而开发的新型系统。MBR生物反应器有以下几个优点：出水水质好、工艺参数易于控制、设备紧凑，占地少、易于自动控制管理。如北京丽思卡尔顿酒店使用MBR处理系统的中水处理系统能力220吨，处理后的中水将直接用于酒店客房冲厕。中水系统成功投运后，每年可以节水6万多吨。
2.2 微污染水源的水处理工艺 微污染水源的水体水质指标一般为Ⅲ类水体，其中个别指标可以为Ⅳ类，这类水源水的处理已不能简单采用常规工艺，必须在常规处理工艺的基础上，增加生物处理单元、深度处理单元（如活性炭吸附、臭氧氧化），经过这样的工艺组合，基本上可以达到《生活饮用水卫生标准》所规定的指标：对于水质有更高要求的场合，可以添加膜处理单元。
2.2.1 微污染水源水的处理工艺。根据水源水质的具体情况，对于微污染水源水可选择下列工艺流程，作为给水处理工艺。
工艺1：原水-生物预处理-混凝沉淀-过滤-消
毒
工艺2：原水-生物预处理-混凝沉淀-过滤-活性炭吸附-消毒
工艺3：原水-混凝沉淀-生物处理-过滤-消毒
工艺4：原水-混凝沉淀-生物处理-过滤-活性炭吸附-消毒
工艺5：原水-预臭氧氧化-生物处理-混凝沉淀（气浮）-过滤-颗粒活性炭（GAC）吸附-消毒
工艺6：原水-预臭氧氧化-生物处理-混凝沉淀（气浮）-过滤-消毒
当水源水浊度和色度较低时，可选择工艺1；如果需要更好的水质，可选择工艺2；当水的浊度和色度较高时，可选择工艺3或工艺4；对于富营养化水源水，当其藻类数量不是很高、致变活性较强时，可选择工艺2；如水的致变活性不强时，可选择工艺1，当水中藻类数量很高、致变活性较强时，可选择工艺5；如水的致变活性不强时，可选择工艺6。
生产合格的饮用水是处理工艺选择的根本原则，基建投资、运行成本和维修管理是选择水处理的必要条件。不同单元的去除对象和单元之间的内在联系是选择水处理工艺的基本因素。随着水源水质日益复杂和水质标准不断提高，在选择水处理工艺时必须综合考虑下列水质因素（特别是有机污染物）：控制常规水质指标（如浊度、色度等）；控制营养物[可同化有机碳（AOC）、生物可降解溶解性有机碳（BDOC）、氨氮、铁、锰]；控制三致物质（如消毒副产品和安姆试验致变活性物质等）。
2.2.2 常规处理工艺、生物处理单元与深度处理单元之间关系。在生物处理与深度处理的组合工艺中，活性炭吸附、臭氧氧化和生物处理都各具优势，但均具互补性。它们之间和它们与常规处理之间的相互关系如下：
①常规处理和活性炭吸附。常规处理主要去除水中具有胶体性质的大分子有机物，而活性炭主要去除小分子中亲水性不高的有机组分；常规处理可使水中一些安姆试验的活性物质从大分子游离出来，而活性炭能有效去除这些活性物质；常规处理往往将一些大分子转化为小分子，便于活性炭吸附脱除，而且能去除卤乙酸等。
②生物处理对活性炭吸附的影响。生物处理对亲水性有机物的去除，相对增加了活性炭单元进水中憎水性有机物比例，从而提高活性炭吸附去除效率。生物处理能分解水中大分子有机物（因胞外酶的作用），使小分子有机物憎水性增强，利于活性炭吸附。另外，生物处理具有降低突变物的作用。可见，常规处理、活性炭吸附和生物处理的组合工艺能充分发挥各自特点，具有互补性，可谓提高饮用水水质的最佳工艺。
③臭氧在给水处理中的作用。臭氧是一种强氧化剂，在给水处理中主要作用有脱色、去臭味、助凝、杀藻。当臭氧氧化与生物处理组合使用时，臭氧可提高水的可生化性，利于生物处理。这二者互补性强，因此将常规处理、臭氧氧化、生物处理的组合工艺用于处理富营养化水源水很有效，特别是再联用活性炭吸附单元，则是最佳的饮用水处理工艺，出水质量高，因此颇具发展前景。
2.3 深度处理技术 深度处理技术通常是指在常规处理工艺以后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证饮用水质。在膜处理技术中，反渗透（RO）、超滤（UF）、微滤（MF）、纳滤（NF）都能有效地去除水中的臭味、色度、消毒副产物前体及其他有机物和微生物，去除污染物范围广且不需要投加药剂，设备紧凑和容易自动控制。目前膜研究的又一重点是膜的污染问题。膜过滤对进水水质要求较高，需定期清洗膜，基建投资运行费用高。
另外，高层建筑中应充分利用市政给水管网的可用水头H0，在条件允许的时候中高区用水点宜采用（无负压供水）管网叠压供水设备，从供水管网直接吸水，可充分利用市政管网的压力，降低能耗。相对于传统设水池水箱的供水方式，无负压有以下优点：①使用无负压给水设备可取消水池及水箱，节省投资；②可减少污染，自来水在水池及水箱内增加停留时间，水中余氯余量低，微生物含量高，使用新型设备后水质同自来水；③可节省大量能源，无负压变频设备完全利用原有市政管网压力供水，降低了能耗；④可减少水资源浪费，由于传统方式中，水池、水箱均为混凝土结构，渗水、跑水、漏水、蒸发不可避免，而且水池、水箱需定期清洗，需要大量清洗水。因此在外部条件许可的情况下推荐采用无负压设备。
3 结论
随着水资源开发利用的难度大，配置水资源成为重要问题，中国城市用水也已成为我们发展的一大难题，必须抓住供水、用水、排水、水处理这个循环过程，结合水资源循环规律和市场规律，在经济上利用市场实现水资源的可持续利用与配置。随着污水处理事业的发展，已有多种污水处理工艺在我国污水处理厂中得到了应用，由于生物处理是借助于微生物新陈代谢去吸收利用水中的污染物，因此会有各种代谢产物以及微生物本身进入水中。其中大多数物质的特性及对人体健康的可能影响还所知甚少。而且，该方法投资少，见效快，适合中国国情。因此，生物预处理与传统工艺的组合是好的。研究新的净水工艺，增加新的治理措施是当今给水研究人员及自来水厂急需解决的课题。
参考文献：
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辽源地区自备水源水质分析 篇4
1 资料与方法
1.1 一般资料
2006年至2007年辽源市疾病预防控制中心水质监测科送检的182份分散式供水的自备水源检验资料。
1.2 方法
依据卫生部颁发的《生活饮用水检验规范》-2001年版[1]检测自来水、分散式供水的自备水源水的感官性状指标 (色度、浑浊度、嗅和味、肉眼可见物) , 一般化学指标 (PH值、总硬度、铁、锰、铜、锌、挥发性酚类化合物、硫酸盐、氯化物、溶解性总固体) , 毒理学指标 (隔、铅、氟化物、氰化物、砷、汞、六价铬、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮) , 细菌学指标 (细菌总数、总大肠菌群) 。检验项目限值采用卫生部颁发《生活饮用水卫生规范》-2001年版。
2 结果
自备水源水检测情况:2006年至2007年合计检测分散式供水的自备水源182份, 各项指标均合格的79份, 合格率为43.41%。182份样品中, 色度超标26份 (2006年14份, , 2007年12份) , 超标率为14.29%;浑浊度超标52份 (2006年25份, 2007年27份) , 超标率为28.57%;肉眼可见物超标9份 (2006年4份, 2007年5份) , 超标率为4.95%;总硬度超标29份 (2006年13份, 2007年16份) , 超标率为15.93%;铁超标22份 (2006年10份, 2007年12份) , 超标率为12.09%;锰超标46份 (2006年19份, 2007年27份) , 超标率为25.27%;氟化物超标4份 (2006年2份, 2007年2份) , 超标率为2.20%;砷超标的3份 (2006年1份, 2007年2份) , 超标率为1.65%;硝酸盐氮超标的25份 (2006年13份, 2007年12份) , 超标率为13.74%;细菌总数超标的37份 (2006年21份, 2007年16份) , 超标率为20.33%;大肠菌群超标的23份 (2006年13份, 2007年10份) , 超标率为12.64%。
3 论
检测项目中超标率较高的指标在自然界存在情况, 对人体健康及生活方面的影响, 超标主要原因分析如下。
3.1 感官性状指标
3.1.1 色水的外观颜色是由水中带色物质及悬浮颗粒形
成, 有时, 水中带色有机物本身没有明确的健康危害, 然而, 其与氯反应产生的氯化副产物, 包括三卤甲烷对健康是有害的。
3.1.2 浑浊度
高浑浊水能使水中微生物得不到有效的消毒, 并能促进管网中细菌的生长, 为提高饮用水的消毒效果, 确保微生物安全性, 集中式供水应力求浑浊度尽可能低的水。
3.1.3 嗅和味
饮用水中的异臭、异味是由原水、异水处理或输水过程中微生物污染和化学污染引起, 水中微生物、藻类等繁殖也会产生。水处理过程中的储存、混凝、过滤、消毒都会使饮用水产生异臭异味。
3.1.4 肉眼可见物
主要指水中存在的、能以肉眼观察到的颗粒或其他悬浮物质。主要来源于土壤冲刷、生活及工业垃圾污染。
3.1.5 PH值
微生物的大量繁殖产生的二氧化碳会造成局部PH值降低, PH值为5.5~8.2时最适合铁细菌的生长, 铁细菌的大量繁殖会形成红水。PH值低于7时, 被硫污染的水因生成硫化氢而散发臭鸡蛋味, 氯化作用因趋向三氯化氮的生成而产生令人厌恶的刺激性味道。PH值提高, 水会产生苦味, 色度会增加。PH值还影响水的混凝、沉淀、过滤, 从而影响水中的杂质含量。
3.2 一般化学指标
3.2.1 硬度
水硬度的自然来源主要是沉积岩及土壤中溶解性多价金属离子的渗出。硬水在烹调上, 钙、酶与蛋白质结合, 使肉类和豆类不易煮烂, 影响消化吸收率。
3.2.2 锰主要危害中枢神经系统, 可以出现颓废、肌张力增
加、振颤和智力减退等中毒症状。慢性锰的暴露会引起生殖功能的改变。
3.3 毒理学指标
3.3.1 氟化物
适量的氟被认为是对人体有益元素, 有利于预防龋齿发生, 调查资料表明, 摄入量过多可致氟斑牙和氟骨症
3.3.2 砷大多以硫化砷或金属的砷酸盐和砷化物的形式存在。砷是饮水中一种重要的污染物, 会通过饮用水使人致癌。
3.4 细菌学指标
细菌学指标合格率较低, 可能与一些水井比较浅并且附近存在污染源等原因有关。
资料分析显示, 辽源市市郊、农村因无自来水而饮用的井水合格率仅为43.41%, 超标指标较多。感官性状指标超标主要原因除地下水质本身原因外可能还与打井过程中带入泥沙等杂物, 打完井以后抽、压水量不够, 地面及打井过程中污染的水未排净等原因有关, 应采取混凝、沉淀、过滤等常规处理技术进行处理;细菌总数、总大肠菌群超标, 应对水源水进行常规消毒处理;硝酸盐氮等毒理学指标, 锰、铁、硬度等一般化学指标超标, 氟化物、砷毒理学指标超标的原因主要与地质有关, 其次是工业废水及生活污水污染地下水所致。
目前辽源市部分农村因无自来水, 居民仍然饮用存在较多卫生问题的井水, 应积极配合国家的农村改水工作, 尽快普及农村自来水, 做好饮用水消毒净化管理的监督、监测工作。确保安全供水, 保障人人都能饮用安全卫生水。
参考文献
水源分析 篇5
摘要：大武水源地是我国北方罕见的.特大型地下水源,它对淄博市的经济发展和社会稳定起到决定性的作用,然而自水源地投入使用以来,随着用水规模的迅速增加,相应出现了地下水位持续下降、局部地区水质严重污染等一系列问题.在对水源地地下水的开发利用现状和水位动态变化规律进行深入分析后,研讨了地下水中石油类污染的成因和时空分布特征,并选取多级关联水质评价方法和评价指标,对水源地各时空断面上的水质状况进行综合评价,给出水资源可持续开发利用的合理化建议.Abstract：Dawu headwaters ground is the uncommonly oversize headwaters ground in the north and it is very important to economic development and society stabilization of Zibo city. However, since it has been exploited,a series of problems,such as continuous descent of ground water level and serious pollution of water quality in partial district, appeared with the fast increment of water use scale. In this article,the exploitation and utilization status of ground water and dynamic change rule of water level are analyzed deeply,and the cause of foundation and space-time distributing characteristic of petroleum pollution is discussed. The method and indexes of water quality assessment are chosen, and water quality status of the space-time sections in Dawu headwaters ground is synthetically assessed. In the end, the rational suggestions on water resources sustainable utilization are put forward.作 者：邢永强 窦明 张璋 付标 张艺露 XING Yong-qiang DOU Ming ZHANG Zhang FU Biao ZHANG Yi-lou 作者单位：邢永强,张璋,付标,张艺露,XING Yong-qiang,ZHANG Zhang,FU Biao,ZHANG Yi-lou(河南省国土资源科学研究院,郑州,450016)
窦明,DOU Ming(郑州大学,环境与水利学院,郑州,450002)
水源分析 篇6
【摘 要】针对多水源树枝状供水管网的局部缺水问题，本文通过水力计算和现场测试分析验证缺水原因，探讨了多水源树枝状供水管网的水量分配与管网布置的关系，管网改进后保障了用户用水。
【关键词】多水源树枝状供水管网；局部缺水；分析；思考
1.管网概况
管网是在原管井管线的基础上陆续建设形成，目前以大口径井水源为主水源，和4口管井地下水源互补联合供水，呈树枝状，地形落差最高达20多米（管网图如下图，括号内数据为用户日平均需水量）；已运行近二十年，大口径井过滤能力下降，水质变差，设备设施老化，管道耐压能力下降，穿孔频繁，经技术核定，大口井泵站采用变频恒压供水方式，运行压力控制在0.5MPa左右。
2.局部缺水现象
2003年，随着原油开采任务的增长，用户需水量上升。2004年3月，一区出现用水紧张现象。为保证原油生产，2004年5月，改造一区供水管线，将DN150管线更换为DN200管线；改造后，一区供水正常，再没有出现过缺水情况。2005年10月进入用水高峰期，零区开始用水紧张。
3. 水力计算分析
以泵站出水压力0.55MPa为例。应用水力学中的长距离输水管计算公式：总水头差△H=沿程水头损失hf 进行逐级核算。因管网水质条件恶劣，采用海根——威廉姆公式进行水力计算。过程如下：
3.1计算分枝点3的总水头
对在恶劣条件下工作的旧管道，取C=60，由海根——威廉姆公式得出hf4-3=0.21m
故，H3=H4-hf4-3=（101.5+55）-0.21=156.29m
3.2计算分枝点2的总水头，求出零区和一区的流量分配值
为简化计算，不考虑二区用水。按以下两种情况进行计算。
3.2.1最有利情况一：假定在分枝点3按对零区和一区最有利的理想状况分配流量，即按零区和一区的最大需水量分配流量，则Q3-2=80+60=140 m3/h =0.039m3/s
同理，求得，hf3-2=10.18m
故，H2=H3-hf3-2=146.11m
由管网图，可以看出，泵站到零区的管线转角很多，局部损失大。因此，不能忽略它的影响，取经验估算法的最大值百分数15%。再由海根——威廉姆公式得，
……….①
一区管线改造前，为DN150的旧管线，取C1= C0=C=60；一区管线改造后，为DN200的新管线，取C1= 80；
由算式①，得出一区管线改造前，一区管线改造后
据此，按照求得的流量分配比值，由流体运动连续性原理，得零区和一区的流量分配值。图示如下。
3.2.2最不利情况二：假定DN400管线按二区和五区的最大需水量分配流量，则Q*3-2=280 -（80+60+20）=120 m3/h =0.033m3/s （出水压力保持在0.55Mpa，泵站出水量280 m3/h。）
同理，由海根——威廉姆公式得，h*f3-2=7.47m
故，H*2=H3-h*f3-2=148.82m
同理，由公式①得出在此种总供水量分配前提下的流量分配比值：
一区管线改造前为，一区管线改造后为，
据此，按照求得的流量分配比值，由流体运动连续性原理，得零区和一区的流量分配值。图示如下。
3.3水力计算结果：
一区更换管线前，只有达到情况一的条件，零区和一区的流量分配才能恰好满足二者使用需要；若二区用水，势必造成一区用水紧张。一区更换管线后，对一区和零区水量影响明显，一区增加了39%，零区下降了51%；在总来水量最多140 m3/h的前提下，只能满足一区用水需要，无法满足零区需要。
4.零区和一区缺水原因
根据水力分析结果，综合水网现状，得出以下结论：
4.1系统本身调节能力差。水网是多水源的树枝状管网，管路布置不均衡，而且泵站与管井地形落差达20米，并联运行时，泵站出水阻力必然增加，主要水源---泵站的产水量就会下降，致使系统总水量增长受限。
4.2总用水量增加，系统富余水量减少，造成系统整体调节能力下降。
4.3管网局部改造缺乏系统的考虑，造成改造不合理。一区管线改造后，在不利情况下供水量仍然略微大于用水量，加剧了零区的缺水。
4.4运行压力偏低，主干线流量小，流速低（最高在0.57～0.81 m/s之间），接近正常水质时要求的最低流速0.6m/s），杂物容易沉积在管中，加速管道於塞，增大水头损失。
5. 现场测试验证
5.1测试情况
2005年12月，测试人员对零区进行了实地的流量测试。使用仪器：便携式超声波流量计；测试条件：一区停止用水，其他用户极少量用水。现场测试数据见下表：
5.2测试分析
5.2.1由方案一、方案二和方案三可以看出，采用泵站水泵单机供水方式，在变频器作用下，提高泵站出水压力，泵站排量和零区流量同步增长，增长幅度基本一致。
5.2.2对比方案三与方案四和方案五，发现：在泵站出水压力相同的条件下，开启古城管井后，虽然总供水量增加，但是泵站2#泵排量与单机供水时相比下降明显，下降28.57%，并且零区流量的增长十分微弱，仅仅增加了4.2%。
5.3测试结论
对于多水源树枝状管网，并联运行时，水源间的相互干扰较大。
6.实施对策及效果
主要对策是局部改造管网，从主管线（点0附近）上单独连接一条供应零区的供水管线。根据用户用水量的变换，适时切换水源，同时调节分段阀门（2井附近）的开启度。新建一口管井（产水量15m3/h）。对策实施后，系统能保证用户正常用水。
7.多水源树枝状供水管网的思考
7.1多水源枝状供水管网的布置应尽可能的使产、用水量分布比例相匹配，增强系统本身的调节能力。
7.2多水源管网水泵机组的选型应综合整个管网的布局、各水源水位、地形高差等因素，整体匹配，尽可能的消减各水源间的相互干扰，使并联运行效果最优。
7.3地形高差大的管网，运行中应合理切换水源，充分利用地形高差，减少其负面影响。
7.4管网局部改造时考虑要系统、全面，以减少对其他分支的不利影响。
参考文献：
[1]杨钦 严煦世：给水排水工程 中国建筑工业出版社.
作者简介：
张掖市城区浅层水源热能分析 篇7
张掖市浅层水源热能开发利用时间大致起始于2002年, 据不完全统计, 截至2007年, 张掖市已推广水源热泵用户11户, 供热面积21.17万m2, 2008年至今又确定使用水源热泵用户6户, 计划供热面积15.63万m2, 累计供热面积达36.8万m2, 呈现出良好的发展势头。到目前为止一般都是建设单位的自主行为, 在开发利用上存在很大的盲目性。一些施工单位或空调供应商凭经验、凭想当然选择水源热泵的应用方式, 致使大部分项目勘查、评价力度不够, 因而缺乏设计的完整性和科学性。
水源热泵技术经过几十年的发展, 已经比较成熟, 但仍然存在一些问题, 在张掖城区最突出的是回灌不足造成水资源浪费, 再者就是抽水井与回灌井间距不合理可能引起的热短路效应, 降低水源热泵系统利用效率。
2 资源概况
张掖矿产资源和太阳能、风能、水能储量丰富, 开发条件好、潜力大。祁连山西段是国家确定的12个重点找矿区之一, 现已探明的矿藏有钨、钼、铁、铜、煤等33种, 其中钨钼远景储量居全国前列, 铁、石膏、萤石、煤资源量分别占全省的85%、87%、67%和12%。可利用水能资源350万kW, 风能资源500万kW, 光能、生物质能开发前景广阔。目前, 水电、火电装机容量150万kW, 年发电量60亿kW时, 是全省电力输出市。为水源热泵系统运行提供了充足的电力保证。
根据国家人口规模预测的有关标准, 结合张掖的人口和土地使用现状情况, 确定城市远期用地规模约为53.35km2, 2020年城市人口达45.4万人。人均规划建设用地控制在117.53m2, 并从远景发展的角度预留50~60万人口的用地需求。
3 水文地质概况
3.1 水文地质条件
地下水的演化主要是气候变化和构造运动的结果。黑河流域的地质构造运动, 自中生代以来进入一个统一的、以强烈差异性断块运动为主的发展时期, 其造成的地形差异影响着自然和水文地质环境的变化, 在地下水演化中起着重要的作用, 由此奠定了现代地下水系统的基本格局。
张掖盆地是北祁连地槽褶皱系走廊过渡带的一个中新生带断陷盆地, 地下水主要赋存于中上更新统巨厚砂砾卵石层中, 其沉积结构具有典型的山前倾斜平原自流斜地水文地质特征, 自山前倾斜平原至城区南侧为单一潜水分布区, 含水层厚度大于300m, 渗透系数50~300m/d, 单井涌水量大于5000m3/d。城区北部为多层型承压水区, 含水层仍为砂砾卵石, 颗粒粒径略细, 其上及其间夹有亚粘土及砂, 单井涌水量3000~5000m3/d, 城区北部单井涌水量小于3000m3/d, 如图1所示。地下水埋藏南深北浅, 南部山前水位埋深可达200m, 至洪积扇前缘渐变为5~30m, 城区及其以北地段一般小于3m。
地下水自南而北运动, 水力坡度南部为8‰~10‰, 北部为2‰~5‰。地下水主要消耗于洪积扇前缘带的泉水溢出、蒸发蒸腾及机井开采, 其中泉水溢出占总排泄量的76%~82%。
城区地势西南高北东低, 第四系沉积物具典型的二元结构。表层亚砂土厚度自西向东由西二环路的1m左右增至东环路的7~8m, 相应的下伏导水性良好的卵石层埋深由1m左右增至7~8m。大致在县府街至南北大街之间存在一个卵石埋深突变带, 县府街至西二环埋深梯度0.14% (2m/1450m) , 县府街至南北大街之间卵石埋深梯度0.35% (2m/570m) , 南北大街至东环路卵石埋深梯度0.33% (3m/920m) (图2a) 。南北方向上, 大致以南北大街为轴线, 卵石埋深自南而北渐深, 由南部南环路的1.1~4.6m增至北环路的2.0~5.8m (图2b) 。钻孔揭露第四系厚度大于160m, 物探资料推断第四系厚度大于800m。
3.2 含水层结构及水温
依据含水层的地层时代及水力性质, 自上而下可分为三个含水层组。
1) 上部全新统潜水含水层组, 主要分布与城区以北, 水位埋深一般1~10m, 北部局部地段小于1m, 由西南向北东渐浅, 如图3所示。含水层岩性为各类砂、其间夹亚砂土、亚粘土, 厚度一般小于20m, 水温一般大于15℃。
2) 中部上更新统浅层承压水含水层组, 分布普遍, 厚度一般50~60m, 水位埋深1~3m, 承压水顶板埋深15~20m, 含水层岩性为泥质砂砾卵石、砂砾石, 水温一般12~13℃, 较为稳定, 便于开采。渗透系数100m2/d, 单位涌水量1485m3/d·m, 导压系数7097m2/d。
3) 下部中更新统深层承压水含水层组, 分布普遍, 水头埋深2.2~8.7m, 含水层厚度60~80m, 顶板埋深75~80m, 隔水顶板岩性为亚粘土, 厚度2~4m。含水层岩性为泥质砂砾卵石及砂砾石, 水温一般12~13℃, 较为稳定, 开采深度较大, 为城市供水水源地主要开采层位。渗透系数57m2/d。单位涌水量1485m3/d·m, 导水系数4468m2/d, 弹性释水系数2.64×10-4。
含水层粒度总的变化趋势是由南西向北东方向逐渐变细, 主要含水层由砂质砾卵石、砂砾卵石过渡为泥质砂砾卵石、砂砾石。
3.3 地下水动态
城区附近的潜水与其北、东部 (冲洪积扇下游细土平原区) 的浅层承压水的动态特征具一致性, 即1) 地下水动态年内具同步性, 主要影响因素为灌溉和开采, 以河水灌溉为主的地段, 5~10月的灌溉期为“箱”形高水位期;以开采地下水灌溉为主的地段, 5~8月的开采期为“谷”型低水位期。2) 地下水位多年动态相对稳定, 降速0.02~0.04m/a。
3.4 城区地下水水质
城区80m以浅浅层水水质分析结果:pH7.3~8.0;总硬度 (以CaCO3计) 194.2mg/l, 溶解性总固体361.7mg/l, 硫酸盐46.1mg/l, 氯化物12.1mg/l, 总铁0.13mg/l, 高锰酸钾指数2.22mg/l, 硝酸盐氮1.28mg/l, 亚硝酸盐氮0.14mg/l, 氨氮0.016mg/l。上述指标满足水源热泵用水要求。
城区80m以下深层承压水水质分析结果:pH7.7~8.0;总硬度 (以CaCO3计) 192.2~235.2mg/l, 溶解性总固体376.4~426.7 mg/l, 硫酸盐55.7~74.9mg/l, 氯化物17.17~23.4mg/l, 总铁0.09~0.28 mg/l, 高锰酸钾指数0.39~0.48mg/l, 硝酸盐氮1.45~2.06mg/l, 亚硝酸盐氮0.0006~0.0015mg/l, 氨氮0.016mg/l。上述指标满足水源热泵用水要求。
4 浅层热能评价
4.1 地下水换热系统浅层水源热能计算
张掖市浅层水源热能开发利用虽起始于2002年, 但缺乏导热系数、比热容、单井回灌量及合理井间距试验资料, 在近几年实际运行中, 抽水井与回灌井数为1∶2, 井间距一般为30~50m, 有待进一步试验后推广或改进。本次计算采用中国地源热泵发展研究报告[1] (2008) 推荐的经验值或实测数据。地下水的比热C:4180J/kg.℃, 密度ρ:1000kg/m3, 水的温差△T:7℃, 地下水循环量m:80m3/h。则地下水换热系统浅层地热能D (kw) 的计算公式表示为:
D=mCρ△T×2.78×10-4
经计算, 在上述工况下, 地下水浅层水源热能为650.22kW, 冬季热负荷, 一般民用住宅建筑为45~70W/m2, 若按60W/m2计, 则上述热能可满足10837m2建筑面积取暖, 即1眼80m3/h的抽水井和2眼40m3/h的回灌井可满足10846m2建筑面积供暖1h。
4.2 热储法计算热能储存量
在含水层和相对隔水层中, 地热能储存量按下式计算:
QR=QS+Qw
式中:QR——地热能储存总量, kJ;
QS——岩土体中的热储存量, kJ;
Qw——岩土体所含水中的热储存量, kJ。
其中QS的计算公式:
QS=ρSCS (1-ϕ) MdΔT
式中:ρS——岩土体密度, 1750kg/m3;
CS——岩土体比热容, 1.6×106kJ/kg.℃;
ϕ——岩土体的孔隙率, 0.35;
M——计算面积, 26.5×106m2 (取城区规划面积的50%) ;
d——计算厚度, 75m (水面至计算深度) ;
T——利用温差, 7℃。
其中Qw计算公式:
Qw=ρwCwϕMdΔT
式中:ρw——水密度, 1000kg/m3;
Cw——水比热容, 4180J/kg·℃。
其他符号意义同前。
根据已有实测数据或经验数据确定岩土体、水体的热物理参数 (比热等) 。经计算, 城区计算面积一半内岩土体的热储量为2.53×1019kJ;水体的热储量为3.78×1016kJ;则城区地热能储存总量2.53×1019kJ。
地下水源热泵井组的井型、井数和回灌方式随场地所处的水文地质分区而变化。城区以南为大厚度单一潜水含水层, 地下水温和水头稳定, 渗透系数大, 易于回灌, 所取得的常规水文地质参数为钻孔抽水试验获得。一般情况下, 单个的地下水源热泵工程涉及的平面范围不大, 可以假定含水层在横向上是均匀的, 但是如果规模很大, 水文地质条件会有一定的变化, 如前已述及的城区自南而北含水层颗粒变细, 城区北部则需要加大勘察评价力度, 获得较为详细的水文地质参数。
建筑物的采暖和供冷需求也是水文地质设计的重要参考信息, 它决定了地下水的抽吸水量、抽灌井水的地面温差、热泵运行周期等。因此, 在水文地质设计之前, 必须进行建筑物的热力学设计, 以提供两者的耦合参数。地下水源热泵的大面积推广最好是把水文地质设计与热力学设计结合起来。
5 环境影响评价
5.1 浅层水源热能开发对环境的影响
浅层地热能是指地下200m以内土壤和地下水中所蕴藏的地温热能, 采用热泵技术进行采集利用后, 不仅可以供暖, 还可以制冷。和其他能源相比, 浅层地热能具有分布广泛、可循环再生、储量巨大、可就近利用等优点, 是一种清洁能源。随着我国经济快速增长, 能源形势日趋严峻。在节能减排呼声日益高涨的今天, 浅层地热能作为一种非常重要的新型能源, 它的开发利用成为实现可持续发展的一个重要途径, 而地源热泵技术无异于“雪中送炭”, 使浅层地热能的利用和开发成为可能。
目前这项技术较成熟, 国家也出台了相应的设计规范《地源热泵系统工程技术规范GB503662005》, 规范地下水、地表水、土壤源热泵的设计行为。
据有关材料显示, 截至2009年6月, 我国应用浅层地热能供暖制冷的建筑项目已经有2236个, 建筑面积近8000万m2, 其中80%集中在京津冀辽等华北和东北南部地区。2008年, 我国通过开发利用浅层地热能, 实现二氧化碳减排1987万t。今后五年内, 我国还会在建筑领域加大对地下200m以内浅层地热能的开发利用, 进一步促进节能减排。
通过减少常规能源的消耗, 可再生能源系统可以有效减轻对环境的负面影响。地下水源热泵系统在工作过程中不会向环境产生任何排放物, 也不会对地下水产生污染, 系统引起的地下水温度变化对环境的负面影响尚未见报导。因此, 本项目采用的可再生能源系统不会对环境产生有害影响。
据测算, 采用地源热泵每供热1万m2, 可节约标准煤332t, 减少烟尘排放1.75t, 减少二氧化硫排放4.1t, 减少二氧化碳排放830t。按张掖市已经推广使用面积21.17万m2估算, 已实现年节约标准煤7028.44t, 减少烟尘排放37.05t, 减少二氧化硫排放86.80t, 减少二氧化碳排放17571t.水源热泵节能减排效果明显。
5.2 环境保护措施
回灌是地下水源热泵的关键技术。在面临地下水资源严重短缺的今天, 如果地下水源热泵的回灌技术不成熟, 不能将井水100%的回灌到含水层中, 将带来一系列的生态环境问题;如地下水位下降, 含水层疏干、地面下沉、河道断流等, 致使已不乐观的地下水资源雪上加霜。为此地下水源热泵必须有可靠的回灌措施来支撑。
要积极研究和探索回灌方法, 如定期回扬、辐射井回灌、同井回灌、设置缓冲水池 (水箱) , 加压回灌, 增加回灌井的数量, 抽水井与回灌井互换。另一方面要加强管理, 严格检测回灌量。为此要加强回灌方式、抽灌井布设间距及回灌量研究。
要优先选择渗透系数大、厚度大、地下水温度和水头稳定而埋深较浅的含水层作为取水目的层, 在城市水源地保护区, 还必须遵守相关保护规定。对城区北部多层结构含水层区要加强常规的水文地质参数和热力学参数试验研究, 分区布设长期观测孔, 以期对水源热泵运行前后地下水动力场、温度场变化规律有深入研究。
要加强地下水源热泵的热力学参数研究, 包括背景温度、粘度、比热、孔隙度、导热系数、纵向弥散度、横向弥散度、固体颗粒比热等。
建筑物的采暖或供冷需求也是水文地质设计的重要参考信息, 它决定了地下水的抽汲流量、抽灌井水的地面温差、热泵运行周期等。在水文地质设计之前, 必须进行建筑物的热力学设计, 以提供两者的耦合参数。地下水源热泵的优化最好是把水文地质设计与热力学设计结合起来进行。
要加强运行管理, 对渗透性能较低的含水层 (如细砂) 应做到至少每日回扬一次, 定期观测回灌井水位, 监控有效半径变化, 定期采取水样进行测试分析。
虽然地下水源热泵技术经过几十年的发展, 已经比较成熟, 随著时间的推移和大面积推广使用, 环境问题将会越来越明显, 上述措施将对环境保护起到积极的促进作用, 也必将使张掖市水源热泵技术大面积推广使用起到积极的示范作用, 进而推动全国类似地区水源热泵技术的推广。
6 结论
张掖市城区具有丰富的浅层低温地热资源, 初步估算可达2.53×1019kJ, 水量充足、水温适当、水质良好、供水稳定、回灌可靠。城区80m以浅浅层承压水是理想的取水采暖制冷层位, 具备规模化推广水源热泵技术的水文地质条件。
参考文献
水源热泵应用现状及技术分析 篇8
1 水源热泵应用现状
1.1 国外水源热泵应用现状
1948年, 世界上第一台水源热泵系统在俄勒冈州运行, 掀起了20世纪四五十年代欧洲和美国水源热泵研究的高潮, 随后华盛顿成为美国安装水源热泵的领头羊[4]。在之后的5~15a内, 这些直接式水源热泵因系统的严重腐蚀而被淘汰[5], 因此水源热泵应用陷入了低谷。直到世界石油危机的出现、能源的紧张, 水源热泵作为一种节能环保的系统重新进入了人们的视线, 板式换热器在水源热泵中的应用使得机组的性价比提高[6], 而且它的使用使得换热温差减小, 适合低温低热的应用[5]。
据美国能源信息部的调查表明:美国水源热泵的应用呈逐年直线上升趋势[7,8], 目前美国水源热泵在公共建筑应用的较多[9]。
在欧洲的中部和北部, 水源热泵主要用于采暖。德国计划到1990年生产热泵350万台, 其中水源热泵占14%, 制热量为400~600k W。瑞典在20世纪90年代, 地源热泵累计安装23万套, 仅开放式循环系统就有18万套。
截至2008年底, 法国和美国水源热泵市场增长率近50%。在瑞典, 虽有900万人, 但是2002年热泵达到了3.9万套。在挪威, 2002年也达到了1.5万套。
1.2 国内水源热泵应用现状
天津大学在我国较早地对热泵进行了研究, 吕灿仁教授在1965年研制出国内第一台水冷式热泵机组。
而真正意义上水源热泵的研究在20世纪90年代初开始, 后来也有国内水源热泵的制造厂商, 如山东海阳富尔达、清华同方人工环境设备公司、山东荏原等。水源热泵到了90年代末开始转入实际应用阶段, 从1997年开始, 我国出现了大规模的水源热泵采暖工程项目, 到1999年底, 全国大约有100套水源热泵系统。
1997年11月, 我国科技部和美国能源部签署了中美能源效率及可再生能源协议书, 里面包括了地源热泵开发。两国又在1998年10月在北京、杭州和广州各选一家单位与美国推荐的生厂商建立地源热泵示范工程, 其中两个分别为地下水源热泵和复合地下水源热泵。
2 水源热泵的工作特点
2.1 属于可再生能源利用技术
利用了地球地下水所储藏的太阳能资源作为冷热源, 地表的土壤和水体自然地进行能量的吸收和发散, 这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。
2.2 高效、环保、节能
水源热泵机组利用地下8~18℃的水作为冷热源, 省去了燃煤、燃气、燃油带来的污染;省去了锅炉房和冷却塔, 节约占地, 同时也避免了冷却塔的噪声和霉菌污染, 符合环保要求。
2.3 环境效益显著
水源热泵机组的运行对所在区域环境无任何影响。没有燃烧, 没有排烟, 也没有废弃物, 不需要堆放燃料废物的场地, 且不用远距离输送热量。
2.4 初投资少
仅为其他中央空调的1/2~2/3, 省去了锅炉房和冷却塔费用, 但增加了打井费用。
2.5 用途多, 应用广泛
机组可以供冷、供热, 提供生活热水, 取代了传统的锅炉和制冷装置, 而且机组可以灵活安置在任何地方, 节约空间。
2.6 运行可靠
机组工作稳定, 系统运动部件少, 维护费用少。随着自动化技术的发展, 控制程度越来越高, 1台机组有15a以上的使用期。
3 应用前景
能源是现代社会生活的物质基础。据资料显示[1], 能源已成为制约我国经济发展的重要因素。近年来, 国家提出了节能减排的号召, 热泵空调能源消耗占我国能源消耗的一大部分, 怎样减少空调的能源消耗已成为该领域的重要课题, 而水源热泵空调和其他空调相比有许多优点, 随着科技的发展, 水源热泵技术将更加成熟。随着经济的增长, 水源热泵初投资对其影响也将减小, 因此, 依靠其显著的节能环保特性及初投资经济性的优势, 水源热泵将具有相当大的市场潜力。
4 存在问题
4.1 水源的使用政策
我国目前为了保护有限的水资源, 制订了《中华人民共和国水法》, 各个城市也纷纷制订了自己的《城市用水管理条例》。这些政策均强调用水审批、用水收费。而审批的标准中对类似水源热泵技术的要求没有规定, 所以水源热泵很容易被用水指标所限制。
4.2 水源勘测技术
我国水源热泵技术起步晚, 水源勘测技术落后, 影响到该技术的使用, 若要利用该技术, 则必须在使用前期对水源进行勘察, 选择适合的回灌方式。
4.3 缺乏整体结构设计
作为节能系统的水源热泵, 要全方面衡量, 系统匹配非常重要, 若设备选型不合理或者运行过程中操作不当, 系统的节能效果将大大降低。所以, 整个系统需要各个专业人员进行合作, 从国家政策、设备的设计制造、后期的运行管理来对系统进行整体考虑。
5 结语
目前国内水源热泵机组的设计、安装、运行、维护还不够成熟, 作为一门新技术, 水源热泵以耗能少、利用可再生能源、不污染环境、符合可持续化发展的要求等诸多优势正受到社会各界的广泛关注。在不远的将来, 随着国富民强, 经济实力的提高, 节水、高能效比的水源热泵机组将具有很好的市场应用前景。
参考文献
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孤岛复采面水源分析及防治措施 篇9
复采面掘进之前, 该矿组织采、掘、机、运、通、地测等工程技术人员, 认真分析图纸资料, 现场调查, 对可能存在积水的老巷、老空区预测其空间位置、积水范围、积水量、底板标高、水力联系和导水通道, 确定警戒线、探水线, 制定了有针对性的防治水技术措施, 有效地控制了老空水的威胁, 确保了安全生产。
1 复采面概况
高庄矿资源枯竭, 矿井处于残采阶段, 目前开采二1煤层, 主要回采下分层浮煤和遗留煤柱。24113复采面为矿井最后一个回收下分层浮煤工作面, 位于己四采区东翼深部, 其上阶段为24092工作面, 其下阶段为24132工作面, 邻近工作面已开采完毕, 形成孤岛工作面。该复采面走向长396 m, 倾斜宽40～90 m, 煤厚1.3～3.0 m, 可采储量7.1万t。巷道采用12#工字钢梯形支护, 巷道净高2.20 m、中宽2.65 m。受周边老空水影响, 水文地质条件复杂。
2 水源及危害分析
24113复采面布置在下分层浮煤中, 主要水害为老空水。顶板砂岩水、断层水、底板水成为采空区主要补给水源, 老空水从3个方向向工作面运移[2], 从运输巷、回风巷、切眼涌入复采面。复采面补给水源有3处:己四采区深部老空水、24092工作面局部老空水、小煤矿老空水。涌水点有10处:1#涌水点位于己四轨道里段, 2#涌水点位于运输巷, 3#涌水点位于绕道, 4#涌水点位于环形水仓, 5#、6#、8#、10#涌水点位于回风巷, 7#涌水点位于运输巷, 9#涌水点位于切眼 (图1) 。这3种水源空间位置、导水通道不相同, 对复采面的危害程度不相同。
2.1 己四采区深部老空水
复采面运输巷外侧为己四采区深部采空区大面积积水区, 为矿井最低处, 积水面积68.21万 m2, 积水量90.08万 m3。在布置复采面运输巷之前, 己四采区深部老空水通过1#涌水点进入采区水仓, 实测涌水量160 m3/h (动态补给量) 。复采面掘进过程中执行“先探后掘, 边探边掘”的防治水措施, 钻孔成为老空水涌入运输巷主要涌水通道, 涌水量70～130 m3/h。由于增加了运输巷涌水通道, 1#涌水点涌水量减小。实测运输巷标高-153～-140 m, 根据水文地质资料分析, 老空水水位标高-140 m。由于该处老空水水量大, 水压高, 与复采面接触长度长, 对复采面威胁很大。如果防治水措施不当, 极易造成突水事故。
2.2 24092工作面局部老空水
复采面回风巷外侧为24092工作面采空区, 局部有积水, 积水面积6 265 m2, 积水量6 578 m3。回风巷施工之前, 该处老空水通过3#涌水点涌出, 实测涌水量为20 m3/h (动态补给量) ;回风巷施工之后, 在采空区内部形成4条运移通道, 从3#、5#、6#、8#涌水点涌出 (图1) 。实测涌水量分别为3, 10, 5, 2 m3/h。老空水水位标高-135 m, 回风巷标高-141～-135 m, 该处老空水水量小, 水压低, 与复采面接触长度短, 对复采面威胁小。
2.3 小煤矿老空水
复采面回风巷里段曾揭露地方小煤矿巷道, 小煤矿涌水进入回风巷, 编号为10#涌水点, 最初涌水量为30 m3/h。为了安全回采, 切眼位置向外平移200 m。掘进过程中, 回风巷废弃段涌水量不断增大, 最大上升至55 m3/h, 随后一直保持在这个水平。由于小煤矿采动范围、水文地质资料缺乏, 水位标高预测困难。如果该处防治水措施不到位, 老空水从回风巷进入切眼, 流入运输巷, 将严重影响采面初采初放。
3 防治水措施
3.1 己四采区深部老空水
己四采区深部老空水水量大, 对复采面影响最大。运输巷在掘进过程中, 分别向掘进面正前方和两侧布置探放水钻孔。设计钻孔呈扇形分布, 上、中、下、左、右各布置1个钻孔, 孔深50 m。待钻孔不再流水、威胁消除后方可继续施工。施工距离不大于15 m, 防水安全煤柱不小于30 m。为了消除老空水对回采的影响, 采取截流的办法。为了使排水巷布置在防水安全煤柱以里, 在运输巷的外侧平行运输巷10 m处布置排水巷, 支护方式为12#矿用工字钢梯形支护, 支护规格为棚距500 mm, 净宽2 800 mm, 净高2 150 mm。排水巷内布置探放水钻孔放水, 安装5台潜水泵 (2台工作、2台备用、1台检修) 。5台潜水泵排水能力为250 m3/h。敷设Ø108 mm排水管路2趟, Ø58 mm排水管路1趟, 利用潜水泵将涌水排出工作面到采区水仓。
3.2 24092工作面局部老空水
24092工作面局部老空水分别在3#、5#、6#、8#涌水点涌出。在回风巷上帮底部挖水沟, 将水引至排水点1, 由7.5 kW的潜水泵排出工作面。为了防止水沟变形, 在水沟内布置木制水槽或者铺设钢管。
3.3 小煤矿老空水
小煤矿老空水对采面初采初放及正常回采影响很大, 老空水通过采空区进入工作面造成支架钻底、刮板输送机拉水煤。为此, 在距切眼20 m向工作面内平行布置1条新切眼, 克服从回风巷里段过来的小煤矿老空水对初采初放的影响。同时在切眼与运输巷交叉处布置环形水仓2, 解决初采初放期间小煤矿老空水排水问题。
3.4 正常开采期间老空水防治措施
复采面初采初放结束后, 进入正常回采阶段, 在排水巷与运输巷之间, 每隔50 m布置联络巷, 采面采空区水经过联络巷进入排水巷。在设计终采线运输巷外侧布置环形水仓1, 安装多级泵3台, 作为工作面复采期间排水点3。
4 效果
复采面回采时间为2012年2月1日至7月10日。通过运输巷外侧布置排水巷截流、里切眼疏水、回风巷挖水沟引水、环形水仓排水等措施的实施, 累计排水量67.2万 m3, 保证了复采面安全顺利回采。
5 结语
24113复采面为己四采区中部一个孤岛工作面, 三面受老空水水害威胁, 分别分析各个水源的空间位置、导水通道以及对复采面的危害程度, 以采取不同的防治方法。
(1) 己四采区深部老空水水量大, 对复采面影响最大, 在运输巷的外侧平行运输巷10 m处布置排水巷, 采取截流的办法来克服老空水的威胁。
(2) 邻近工作面局部老空水采用在回风巷上帮底部挖水沟, 将水引至泵窝内, 由潜水泵排出工作面。
(3) 布置双切眼和环形水仓, 解决小煤矿老空水对初采初放的影响。
参考文献
[1]毛维林, 祈新波, 黄军辉.超化煤矿老空水综合防治技术[J].中州煤炭, 2011 (10) :128-130.
东江东莞段水源污染物来源分析 篇10
1 材料与方法
1.1 材料
数据来源于近年来对东莞段东江水不同水期、不同流经距离河段的水质监测结果。
1.2 检验指标
本次研究统计的检验指标包括p H值、铁、锰、铜、锌、氨氮、耗氧量、硫酸盐、氯化物、挥发性酚类、阴离子合成洗涤剂、三氯甲烷、砷、铅、镉、汞、硒、六价铬、氰化物、氟化物、硝酸盐、耐热大肠菌群, 共22项。
1.3 评价方法
按照《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002) 执行。
2 结果分析
2.1 主要卫生问题
在22个水源水检验指标中, 合格率达到100%的指标有:p H值、挥发酚类、氟化物、氰化物、硝酸盐、铜、锌、砷、硒、镉、六价铬、铅和耗氧量13项。不合格的指标有阴离子合成洗涤剂、硫酸盐、氯化物、氨氮、铁、锰、汞、三氯甲烷和粪大肠菌群9项。对所有不合格检验指标进行正态性检验, 结果所有指标的指标值均不符合正态性分布, 以四分位数描述指标的集中趋势和离散程度。其描述性统计及合格情况见表1。最大值超标倍数达10倍以上的指标及其超标倍数分别为三氯甲烷 (305.7倍) 、铁 (15.7倍) 、氯化物 (12.9倍) 和锰 (11.0倍) 。合格率最低的几个指标及其合格率分别为铁 (9.25%) 、三氯甲烷 (86.99%) 和锰 (87.19%) , 此三个指标 (尤其是铁) 是东莞段东江水水质的主要制约因素。
2.2 按东江入境东莞后流经距离进行分析
将东江入境后的流经距离根据0~15km、15km~、30 km~和45 km~60km划分为4个流经段, 以Kruskal-Wallis法对不合格指标在不同流经距离中总体分布位置作统计比较, 以α=0.05为检验水准, 并用采用Bonfer-roni法 (α'=2α/k (k-1) ) 得到校正检验水准α'=0.0042 (α'=2α/k (k-1) ) , 结果部分指标在不同流经距离总体分布位置的差异有统计学意义 (P<0.0042) 。随着流经距离的延长, 指标值呈增加趋势的指标有硫酸盐、氯化物和粪大肠菌群, 说明这些指标受东莞市污染的程度较大, 详见表2。
2.3 按丰、平、枯水期进行分析
以Kruskal-Wallis法对各个指标在丰、平、枯的总体分布位置作统计比较, 以α=0.05为检验水准, 并用采用Bonferroni法 (α'=2α/k (k-1) ) 得到校正检验水准=0.0083 (α'=2α/k (k-1) ) , 结果部分指标在不同水期总体分布位置的差异有统计学意义 (P=0.0083) 。其中, 在丰水期、平水期和枯水期依次递增的指标有硫酸盐、氯化物;在丰水期、平水期和枯水期依次递减的指标有锰和粪大肠菌群。呈递增趋势即随着降雨量的减少, 指标值呈递增, 呈递减趋势则相反。而氨氮在平水期明显减少, 三氯甲烷在平水期明显增加, 详见表3。
3 讨论
3.1 东莞段东江水的主要卫生问题
监测结果表明, 铁、锰和三氯甲烷的合格率均偏低, 且其最大值与国家《地表水环境质量标准》的限值相比均超标10倍以上。因此, 此三个指标是东莞段东江水质的主要卫生问题和提高水质的主要制约因素。
3.2 来源于上游的污染物
不合格水质指标在不同流经距离中集中趋势的比较分析表明, 在流经东莞的过程中, 东江水中阴离子合成洗涤剂、氨氮、铁、锰、汞和三氯甲烷的含量未发生有统计学意义的变化见表2, 说明这些污染物主要来自于上游流域, 东江水在东莞境内受到这些污染物污染的程度很轻。
3.3东莞市境内污染加重的污染物
不合格水质指标在不同流经距离中集中趋势的比较分析还表明, 在流经东莞的过程中, 东江水中硫酸盐、氯化物和粪大肠菌群明显呈随流经距离的延长而递增的趋势, 说明东江水在东莞境内受到这三种污染物的污染较为严重, 而且呈非点源污染, 在不同的河段均有不同程度的污染, 污染物在东江水中的浓度随流经距离延长而不断增高。
硫酸盐污染, 可能与生活污水、工业废水或硫酸铵化肥的生产和使用有关;氯化物污染, 可能与生活污水、工业废水、人畜粪便或海潮等原因有关;粪大肠菌群主要来自于人及温血动物的粪便, 其污染与人畜粪便未经无害化处理的无序排放密切相关[1]。
3.4在不同的降水季节可能出现波动的水质指标
水质指标在不同水期 (丰、平、枯水期) 中集中趋势的比较分析表明, 不同的指标在不同的降水季节呈现不同的变化规律, 主要有以下两种情况: (1) 在东江水中的浓度随降雨的增多而升高的指标有粪大肠菌群和锰。其中, 粪大肠菌群在丰水期的浓度比枯水期增加1.4倍, 而锰则增加0.2倍。表明东江水中粪大肠菌群的含量主要受到地表径流的影响。由于人畜粪便未经无害化处理和无序排放, 当降雨时, 粪便随地表径流汇入东江中, 形成重要的水源水微生物污染途径。另一方面, 一部分含有锰的工业污水随地表径流对东江水造成一定程度的污染。 (2) 在丰水期和枯水期含量较高、平水期含量较低的指标有氨氮。氨氮是代表地表水新近受到含氮有机物或人畜粪便污染的水质指标。氨氮在丰水期和枯水期含量较高、平水期含量较低, 表明含氮有机物和人畜粪便已成为东江水常年的污染来源, 在丰水季节, 受到地表冲刷、污水河泄洪等多种因素作用, 江水中氨氮含量升高;在枯水季节, 河水径流量明显减少, 对排入其中的污染物的稀释作用减弱, 江水中的氨氮含量同样升高;而在平水期, 一般的降雨量不致于导致污水河泄洪或大量的地表径流污染物流入, 而且一定的降雨量提高了河水径流量, 保证了东江具备一定的稀释污染物的能力, 两个因素在此时达到较好的平衡, 水中氨氮含量明显减少。
4 结论
改革开放以来, 不断推进的城市化进程和人类污染导致了东江河水逐渐恶化[2,3]。在今后一段很长的时间里, 东莞市仍将以东江为主要饮用水源。因此, 保护东江, 刻不容缓。东江起源于江西寻乌, 全长500多公里, 流经两省多市, 东莞市又处于东江的下游, 保护东江需要得到其所有流经地区的政府和人民共同努力, 逐步加强保护东江的共同合作, 加强各项环境保护政策的落实力度, 切实加强污水处理、垃圾无害化处理和污水规范排放工作, 完善城市排水系统, 减少各种污水污染水源的情况, 形成上下游协同合作保护东江的工作机制, 保障东江水源的饮用安全和可持续发展。
参考文献
[1]陈学敏, 吴德生, 等.环境卫生[M].第四版.北京:人民卫生出版社, 2001:110-111.
[2]刘垠涛, 唐常源, 等.东江干流河水的来源、水质及水资源保护[J].中国生态农业学报, 2008, 16 (2) :367-372.
广开淡水新水源 篇11
淡水是数亿人民生产、生活乃至维持生命而极为重要的-资源之一，须臾不可或缺。然而我国是个相当缺乏淡水储供的人口大国。据报道，目前我国600多个城市中，有400多个供水不足，110多个供水严重不足，全国每年缺水总量约为300—400亿立方米(据央视新闻披露)；到2030年14亿人口，届时即使充分分节水，预计缺水总量将高达1300--2300亿立方米(据水利部翟副部长透露)。近年来广国家已采取多种措施，然仅可救部分地区和城市缺淡水之急。据说调水质、量已近极限，开发难度极大。必须以创新的科学发展观解决。
我国淡水储供日趋紧张，引起了全国人民和众多专家的关怀。按照当前陆地淡水的严峻形势来看，现存大量谈水污，能较安全供用的淡水又极为有限，的确有即将“枯竭”之虑。然而创新观念，未雨绸缪，是会有出路的，在现有措施(即节水、治污、商水北调、开采地、下水和海水淡化等)基础上，我建议：(1)以自然辩证法创新科学发展观；(2)建立淡水“立体循环时”空观，即(A)建立陆水、海水、云水网络淡水体系：(B)建立液态、气态、固态多态体系，拓展眼界，或可找到陆上淡水不会枯竭、用尽的广阔出路。
放眼宏观大地，所谓的淡水资源还包括雨水、雪水、冰水和地下水等，每年冬夏，遍布全国，其量特大，若有计划地分别施以新科技，积极采储供用，极为可观。
一、关子采集雨水
我国北方、西北少雨而干旱地区，近年来虽增挖了不少水井、水窖，但采雨储供效低，须进一步科学细化开发：每年秋后，省市县水利和农业部门可深入乡镇调研规划，以村庄或镇为单位，因地制宜，开展采集雨水工作。
1、关于地面积雨工作。首先我们婪转变对雨水的“自然主义”观念和无所作为的消极态度，只让每个水塘、水窖、水井、水库自然而孤立地接落雨水，其量极小；应该重新明确雨水伪两个特点；一是每次降雨是自然撤落于一定围的面，自动汇积量小，容易蒸发和流失，人若主动设法科学汇集、导引，就可最大限度地采集它；二是雨水是液态流体，总是自高处自动向低处流动，常言说“人往高处走，水往低处流。”因此我们要根据地面倾斜走向，或以自然倾斜，或施以人工倾斜，千方百计不让雨水散失，尽量引之流入水塘，或水窖、水井、水库，或使汇入水凼、水洼、水沟、湿地。其间，可以相连的即设法沟通，以免渗入地下或蒸发消失。如此即可增加淡水储供食用。
2、关于山坡土坡积雨工作。首先要树立积雨与固坡粕结合的治水治山观念，在严防山体滑坡或泥石流的前提下，根据各地常年雨势雨量实际，可在适当地段坡段修筑梯田式的梯层小拦水坝。(1)以自然坡漕或坡沟、坡谷为主，自上而下，逐建设若干梯层山石水泥结构小拦水坝，每层坝底垒成中间向上拱起之“虹”形规墙，应足可经受山水泄入冲漫，水坝容量和坝墙高度，须上层小于和矮于下层，逐而增加，以防高层坝破冲垮下层，至地面或相应设水塘承接坡沟水坝满溢之拱以积储供用。(2)各坡沟水坝两边，须分别垒砌山石水泥“田埂”式十字坡壁，以固坡坝城体，防止山体滑坡或泥石流。如此一举两得，实乃为民为水为山的造福举措。
二、关于聚雪汇水
我国落雪较多的地域，特别是北方和西北数省区，每年雪期较长，雪量特大，这里也须转变对广宇大雪的非科学观念和无所作为消极态度，应视之为河设法集愤的谈水宝贵新资源之，一。落雪千立方米厚度时，即可开始逐日逐月进行聚雪汇水。 (1)有铲雪机或铲土机条件者，可将大雪事先做成较大雪团雪块(切忌不要沾带泥土);只有拖拉机或汽车者，可做较小团块，便于装卸，可将这类大小雪体推运入原有水塘、水库或坑凼、洼地、湿地聚汇储之。(2)运雪入原有水窘、水井者，保可运送粉状散雪，便于随积随化；若投入大雪团块，易于堆满，化水量少，且难供随时取水饮用。(3)各雪区或根据、需要与可能，愿扩大聚雪汇水的，可在雪前适当增筑若干水窑或较大水塘，乃至小水库，似储供更大量的化雪淡水。(4)雪地雪期开展聚雪汇水活动，须高瞻远瞩，不仅应视为大增淡水的创造性劳动，而且还是长期冬日的有益健身运动；各地不应组织短期“突击”，须劳逸结合，适当安排。
三、关于采冰化水
我国冬季冰雪覆盖众多大小河流水系，结冰期长，甚至形成‘冰患’，往往还以爆冰防止冰灾；同时长期舌量冰块淡水任其流入大海成化，极为可惜。对此，我们仍须创新观念，科学看待待有所作为，无论犬河小溪只要结冰，因地制宜适当采冰化水，即可大增淡水储供。(1)若展国家出资，市县水利。农业部门出面组织领导，开展有报酬的采冰、碎冰、运冰于大小水库可化增大量淡水以备抗旱和养殖之用；(2)以村庄和集镇为单位，组织领导群众义务采冰、碎冰、运冰、储冰于各自所属之水窖、水井(投久水窖、水井的冰块必须块小，以免堵塞),水塘、水凼、水坑、水洼以及谷地与湿地，均可大量化增淡水储供，何乐而不为?(3)河水结冰，冰下淡水仍逐流不止，故可多次反复采冰，应视冰化速度、地处容量的需要与可能，冰封期内可适当安排若干次较大的采冰活动，总之应尽力截住冰水入海，增加各地冰化淡水的储供量，以满足全年用水目标；(4)各有关地区行政和职能部门，除对广大人民群众说明采冰化水增储淡水的现实巨大价值意义外，还须对整个采冰活动“约法三章”：一要科学采碎运储冰块化为清洁淡水；二在整个采碎运储冰块化水活动过程注意安全；三须严防在此活动中污染有关河水水系和冰块、冰水，确保冰化水质卫生安全。
四、关于“引洪入地”
这是在涨水；洪水期间现实国情可行而又急需的特大淡水“开源节流”新举措。我国每年雨量较大的地区，其江、河、湖系淡水吞吐大量涨水(超过正常水位)和特大量洪水(超过警戒线水位)，最后却都通通任其入海咸化。据统计，长江流域水资源总量约占全国的36％，年均入海水量约为9400亿立方米，相当于黄、淮、海、滦等河经流总量，的5倍，居世界第四位；若加上全国其他大中型河湖水系雨洪入海的淡水，其量更是大得惊人，这真正是我国已有淡水极为可惜的天大“浪费”!对此，我们必须解放思想，创新观念，引洪入地，变泄为蓄。
1、其优越性不言而喻：(1)引洪(涨)入地，较地面“分洪”纳水量更大；(2)可免除地面分洪淹损大量土地、物资、人力、财力乃至生命财产之害；(3)可将特大量涨水、洪水转引入地，长期储供；(4)。大量补充地下水位，减防地面沉降和海水倒灌而盐化耕地等。
2、此“引洪入地”虽有一定难度，但并非不可行。今以长江为例谈谈引洪入地工程。(1)先须在水道、或从宜昌到洪湖水段两岸附近，用超声波等测量仪器，勘探沿江地下地质结构，准确了解和掌握地下水情，或无水而为地漕、地沟、地洞。地谷等自然空间，以备引洪入储之用；(2)经过现代水利新科技的勘测、研究、论证、规划、布局、设计，可视这一带地下纳水量地况的实际，选址构筑引洪入地的闸坝枢纽一如果荆江分洪大闸附近地下存在可供泄洪的广大自然空间，即可改变地面分洪转为地下泄洪储淡方式，就可控制长江中下游的“洪泛”威胁； (3)如果还须“以防万一”，或可在武汉至九江之间选址(如果这一带沿江两岸存在广大自然空间)构筑引洪入地设施，加大下游防洪力度；(4)还可在南方至上海一带沿江两岸，适当选址构筑闸坝，既引洪入地，也引涨水入地，虽无多大防洪作用，却有节储洪尾和涨水的作用，以补充东吴大地地下水位，减防这一带地面沉降。
热回收水源热泵的设计与节能分析 篇12
关键词：水源热泵,空调系统,优点,节能,费用
1 项目概况
某国际大酒店位于湖南省耒阳市, 属一类高层建筑, 是一栋集酒店、商业、娱乐于一体的多功能综合性大酒店。大酒店共23层, 其中地下1层, 地上23层, 1层～7层为裙楼, 8层～23层为标准层。酒店总建筑面积为40 000 m2, 空调面积28 895 m2。
2 空调冷、热负荷计算
该系统的冷 (热) 负荷主要由围护结构、人体散热、灯光照明、新风、热水散热五部分组成, 其公式与计算方法略。
计算结果:
总冷负荷:6 515 kW。总热负荷:2 150 kW。
热水负荷:一天最大水量为184 m3, 8 558 kW。
3 制冷设备配置
3.1 主机选型
根据酒店的地理位置及日常顾客流量, 主机同时使用系数取70%, 选用3台模块式水源热泵热回收机组, 制冷量1 633 kW, 制热量1 963 kW, 热回收量490 kW。
3.2 系统控制使用说明
1) 夏季制冷及热回收同时进行。
a.3台空调设备进入制冷运行模式, 从压缩机出来的高温冷媒旁通到热回收器与低温水进行热交换, 高温气态冷媒在热回收换热器中释放部分热量后, 进入冷凝器。空调泵与主机联动工作。b.热水循环泵与主机联动, 并接收热水箱温度传感器信号, 当温度低于55 ℃时启动, 高于55 ℃时停止运行。深井泵与热水循环泵进行连锁, 当热水循环泵运行时, 深井泵停止运行, 热水循环泵关闭时要等深井泵启动后再关闭。
2) 冬季采暖及热水系统同时进行。
a.1台空调设备设定为采暖运行模式, 1台设置为制取生活热水模式, 另一台为备用机组。b.采暖模式运行方式为冷却水管与冷热水管切换——冷却水管与蒸发器相连接冷热水管与冷凝器相连, 热回收器不工作, 该机组热水管连接阀门关闭。空调泵启动工作。深井泵把空调系统中产生的冷量带回地层。c.制取生活热水模式与采暖模式相同, 冷却水管与蒸发器相连接, 该机组冷凝器及冷热水管阀门关闭, 热水管阀门打开, 热回收器工作 (热回收器相当于冷凝器) , 制取卫生热水。
3) 过渡季节热水系统运行。
1台空调设备设定为制取热水模式, 另外2台为停机状态, 工作运行状况如上所述。
4 水源热泵热回收系统的优点
1) 环保。水源热泵利用的是地能, 没有燃烧过程, 不排放废气等污染物, 不会剩余废弃物质;也省去了冷却塔系统, 避免了冷却塔的噪声及霉菌污染, 使环境更加洁净优美。2) 省地。模块式水源热泵机组机身体积小, 重量轻, 结构紧凑, 并且安装简单, 可直接安装在地下室内, 节省大量的土地资源。3) 节能。属可再生能源利用技术。水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源, 进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表的土壤和水体自然地保持能量接收和发散的相对均衡, 这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说, 水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。4) 节水。以地下水为源体, 通过其吸收或释放热量, 从而达到制冷或供暖、制取生活热水的目的, 海水通过机组能量交换既不消耗水资源, 也不会对其造成污染, 直接流入地下水层。5) 节资。通过一套系统来实现制冷和采暖, 并同时提供生活热水 (夏季免费提供) , 大量节省运行成本, 无论冬季还是夏季, 运行费用只有传统中央空调的60%。
5 节能经济分析
5.1 热回收水源中央空调系统
1) 空调运行费用见表1。
2) 卫生热水运行费用见表2。
5.2 常规水冷螺杆式冷水机组+燃油锅炉
1) 空调运行费用见表3。
2) 热水运行费用见表4。
5.3综合比较
热回收水源热泵系统与水冷螺杆式冷水机组+燃油锅炉系统综合比较见表5。
6结语
近年来, 随着实际工程的不断摸索, 不断改进, 水源热泵技术日趋成熟, 普及范围越来越广, 无论是临近地表水丰富的南方海区还是地下水丰富的北方内地, 都得到了广泛的应用和好评。相信随着环境污染和能源危机的双重威胁, 该项技术将会在全国各地得到更为广泛的应用和发展。
参考文献
[1]徐伟.地源热泵工程技术指南[M].北京:中国建筑工业出版社, 2004.
[2]《建筑工程常用数据系列手册》编写组.暖通空调常用数据手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社, 2006:11.