。如果地下水供应能力能够允许的话,可设计将供水井和回灌井运行过程互换
[2],这样设计有一定安全性,两个井互为备用,每口井内都安装潜水泵,即可以供水又可以回灌,使系统运行可靠。这个方案一般用于1个供水井或较少供水井的情况,本工程中设计为大型井群,井水管网复杂,且多个井可互为备用,为使系统简化,减少投资,因此供水井及回灌井均只设单独功能。
2.4.5 井水管网
井水管网采用直埋管道,从取水井到热泵机组,管道埋深在1.2-2.5m,这个深度虽然在防冻线以下,但土壤温度一般只有5℃左右,井水温度只有15℃,井水输送管线长,为减少能量损失,因此,这段管网采取了保温措施。从热泵机组到沉砂井这段管网为压力回水,采用非保温直埋管道。保证系统为闭式系统,回水管插入沉砂井水面下8m深。从沉砂井到各回灌井,采用自流回水,管网坡度为0.01,坡向回灌井。
2.5 自动控制与调节
2.5.1 热泵机组的自动控制
每台热泵机组设有微电脑控制装置,空调系统末端装置采用两通控制阀,根据空调冷热水的回水温度,自动(或手动)控制热泵机组和循环水泵的运行台数,并使每台机组的运行时间均等;热泵机组与冷热水泵、深井泵连锁,开机顺序:深井泵-冷热水泵-热泵机组,停机顺序:深井泵-冷热水泵-热泵机组。考虑到热泵机组很多,水泵与之不是一一对应,5-6台热泵机组对一台泵,因此,热泵机组进出口管道上,采用手动蝶阀,由人工进行开关,可以满足使用要求,节省投资。
2.5.2 井群控制
控制要求:①1个供水井150m3/h,可供5台热泵机组,热泵机组台数在5台以下时,任意开1台潜水泵可满足热泵机组井水量的要求。潜水泵变频运行,满足热泵机组流量、压力的要求,最大限度地节水节电;②热泵机组运行台数增加时,再投入1台潜水泵。采用1台泵定流量运行,不足的流量有另1台变频泵运行不足;③潜水泵依上述方式加载;④反之,潜水泵台数逐台减少。
控制系统:①潜水泵系统的控制方式类似于自来水恒压供水系统的控制方式,保证用户管网供水压力恒定。控制系统根据设定的管网压力和压力传感器测得的管网实际压力信号,采用1台调速泵配合4台恒速泵的运行模式,自动恒速泵的启动台数和调速泵的转速,水量变化时,保证供水压力,最大限度地节省电能;②为了防止水泵长期不运转发生锈蚀,由PLC控制水泵定期作为变频泵运转,即自动倒泵功能;③直观的图形显示及寻检功能,以图文方式显示管压力、潜水泵运行状态、每个井的水量及总水量、设备状态及系统工作状态;④报警及保护功能:当总水管压力和流量达到报警状态、启动柜故障时,操作屏发出声光报警。⑤检测并记录各台潜水泵的水量及运行状态。
2.5.3 空调循环水系统的运行调节
在本设计中,空调循环水泵采用定速泵,在空调分集水器之间设压差旁通阀,因此空调循环水系统是典型的定流量水系统。
3 工程总结
(1)采用热泵机组取代锅炉房和冷冻站,可以减少烟囱和冷却塔,大大减低对大气的污染程度,改善城市环境卫生,有利生态平衡。在限制锅炉房的地区如重点文物保护区、商业中心、旅游区、疗养区等地方,使用热泵尤为适宜。
(2)水源热泵系统关键是水源,首先应经当地行政、环保、水资源等主管部门的批准,进行水文地质调查[3] ,并取得地质勘察报告和地下水资源的评估报告,其中包括水量、水温、水位和水质等参数,设计打井位置。根据当地条件做出回灌的方案,保证水全部回灌和水资源不被污染。
(3)该热泵机组的工作原理就是夏季采用井水作为冷却水,冬季井水作为热源,空调冷热水系统与井水系统管路配置好后,冬、夏季用切换阀门进行工况转换。因此,图1中的1-8阀门的严密性十分重要,如果阀门内漏,会使两个系统串起来。本工程就发生这样