打井水源热泵工作原理地球表面浅层水源(如深度在1000米以内的地下水、地表的河流、湖泊和海洋)吸收了太阳进入地球的辐射能量，这些水源的温度一般都十分稳定。水源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，而冬季，则从水源中提取能量，由热泵原理通过空气或水作为制冷剂提升温度后送到建筑物中。通常水源热泵水泵消耗1kw的能量，用户可以得到4kw以上的热量或冷量。水源热泵根据对水源的利用方式的不同，可以分为闭式系统和开式系统两种。闭式系统是指在水侧为一组闭式循环的换热盘管，该组盘管一般水平或垂直埋于湖水或海水中，通过与湖水或海水换热来实现能量转移(该组盘管直接埋于土壤中的系统称为土壤源热泵，也是地源热泵的一种)；开式系统是指从地下或地表中抽水后经过换热器直接排放的系统。水源热泵无论是在制热还是制冷过程中均以水为热源和冷却介质，即用切换工质回路来实现制热和制冷的运行。
然而，更为方便的是由水回路中的三通阀来完成。虽然在水源热泵系统图中表示了水源直接进入蒸发器(制冷时为冷凝器),在某些场合，为避免污染封闭的冷水系统(通常是处理过的),需间接地用一个换热器来供水；另一种方法是利用封闭回路的冷凝器水系统。水作为热泵制热、制冷过程的介质，满足以下两个条件即可利用-一是水的温度在7℃~30℃之间，二是水量要充足。
水源水可以是各种工业用废水、生活用水、海水、江、河水等，甚至是各种工业余热。提取水中的热(冷)量比较简单易行的方式是打井，利用井泵提取地下水作为循环介质。由于水源热泵技术利用地表水作为空调机组的冷热源，所以其具有以下优点:环保效益显著水源热泵是利用了地表水作为冷热源，打井进行能量转换的供暖空调系统。
供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，打井没有燃烧过程，避免了排烟、排污等污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。高效水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12~22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体为18~35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。据美国环保署epa估计，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以节约用户30~40%的供热制冷空调的运行费用。节能水源热泵使用的电能本身为一种清洁的能源，但在发电时，消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放。
打井设计良好的水源热泵机组，与空气源热泵相比，相当于减少30%以上的电力消耗，与电供暖相比，相当于减少70%以上的电力消耗。所以，水源热泵在节能的同时还减少和降低了发电时一次能源消耗过程中产生的污染排放和温室效应。应用范围广可广泛的应用于宾馆、办公楼、学校、商尝别墅区、住宅小区的集中供热制冷，以及其它商业和工业建筑空调，并可用于游泳池、乳制器加工、啤酒酿造、冷轧锻造、冷库及室内种植和恒温养殖等行业上。一机多用利用一套设备即可供冷，又可供热，还可提供生活热水。对空调系统来说，一台热泵提供两种热源，可节省一次性投资，其总投资额仅为传统空调系统的60%,并且安装容易，安装工作量比其他空调系统少，安装工期短，更改安装也容易。
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钻井工程队打100米深水井的程序
打井施工工艺及注意要点：
1、根据水井出水量要求，井孔结构设计井深、井径，结合地层情况选好钻探机型以及相应的辅助设备。2、钻孔之前应做好机台调平，设备布置，器材堆存，塔架竖立，钻机安放等工作。
3、在松散地层中钻探成孔，最好采用冲击式钻机清水水压逐级扩孔法施工工艺。4、在基岩含水层中钻孔成孔，最好采用回转式岩心钻进，在钻进过程中，应进行地下水水位和循环液孔内消失量等水文地质观测。
5、钻探成孔的过程中，应根据技术要求进行描述、分层取土样、取水样、测温等。还要保证取样质量和数量。
成井工艺：
1、下井管前，应对钻孔孔壁，孔径、孔深进行校核，查明孔壁是否规则圆滑，发现有缩径等不规则孔壁时必须及时修整，以保证后续工序的顺利实施，并实测孔深。
2、换浆。用稀浆或清水压入孔底，自下而上将原成孔时的浓浆换出孔。当井内返上泥浆与压入的稀浆水的浓度基本相同时，换浆即已完成。
3、下管。下管必须按技术要求进行。要安装井管找中器，焊工作业，并加焊2-4块拉板，必要时管内须加浮板，管底必须用钢板焊封。
4、填砾料。将选好的砾料投入井管过滤器及孔壁之间的环状空间内。根据地质技术要求和地层情况选用静止投砾法，管外返水投砾法，抽水填砾法等工艺。
5、止水。常用方法为粘土球止水法。必须保证粘土球质量，并保证分层填入，逐层填满，填实。
6、洗井。洗井的目的是彻底清除钻井过程中孔内岩屑等对含水层的封堵，同时抽出滤水管周围含水层中泥浆、粉、细砂等沉淀，以保证含水层出水通畅。
7、井孔在验收前，必须进行简易抽水试验，测定井的实际可开采水量，在开泵后30min取水样测量含沙量和进行水质分析采样。而后编写凿井工程报告。
8、井孔验收
井孔验收时必须具有的资料和技术标准
井孔验交单（包括井结构、施工工艺、及水量、含沙量等资料）
井孔尺寸与验交单一致并符合设计要求
井的出水量100t/h
井水中的含沙量，少于达1/20万（体积比）
9、回灌井的施工工艺与抽水井基本相似，对过滤器、水的回灌试验有相应的要求，
3、水井系统（供水、回水）
取水井
（1）成井设计
根据此次空调用水要求，本次开凿井的目的，就是要达到每小时100t（单井），含砂量按国家标准，深井孔垂直度在1度之内，井深50米左右（见基岩）。井径600mm，一径到底，管径300mm,按此要求设计井壁后6mm，实管暂设30m，滤管暂设20m，滤水管设置在含水层部位（详见钻是设计图（1）），井材料选用钢板卷管而成，管与管之间均打成坡口，焊后并用4-6块200×800×6mm拉板焊固以达到每节管头电焊牢固。滤水管采用穿孔垫筋缠丝包网，其穿孔方法是在井管上呈梅花形圆孔，孔径18mm，滤水管孔隙率为30%（详见图2-1，2-2）井管底部用6mm厚的钢板封底。滤料直径记录位置，保证将井孔的各部位填密实后，用直径40-60mm 粘土球从井下20m封至地面，使成井不受地面及外界水源的污染。成井后用活塞洗井。
（2）施工方法
a、深井井孔采用清水冲击法施工，用直径219mm抽筒钻井一径到底，以后每1.5mm为一加助型护孔器钻井，达到设计孔径600mm，深度50m左右（具体深度钻探后确定）。
b、钻机到位后，钻机绝对安装稳定，钻孔开凿圆，正直，钻孔下管时采用于扶正器下管，使井管位于所钻凿孔中心，钻凿孔施工是严格按照丰收250型冲击钻机安全操作规程进行施工的。
c、深井施工严格按甲方要求和合同施工。井管焊接接头绝对焊接牢固，井上至地面标高0.5米。
d、下管前我方做好了一切下管准备，尽量缩短下管成井时间，并严格检查滤水管的完好，投放滤料时应沿井管外侧连续均匀填入，将井的部位填密后，投放直径40-60mm粘土球在施工下管前进入了施工现场。
回水井
（3）设计
本次开凿井的主要目的就是要使使用后的水源回灌于地下，保持地下水资源的动态平衡，减少对周围建筑物的影响，按此要求设计回灌井深50m ,井径700mm(增大回灌的渗透面积)，进壁管15m，井滤管350m，（增大渗透面积），井管口径300mm（详见回灌井结构图）井管材料选用钢板卷管而成，管与管之间均打成坡口，焊后并用4-6块200×800×6mm拉板焊固以达到每节管头电焊牢固。滤水管采用穿孔垫筋缠丝包网，其穿孔方法是在井管上呈梅花形圆孔，孔径18 m滤水管，孔隙率为30%（详见图2-1，2-2）井管底部采用6mm厚的钢板封底。滤料直径记录位置，保证将井孔的各部位填密实后，用直径40-60mm粘土球从井下20 m封至地面，使成井不受地面及外界水源的污染。成井后用活塞洗井。用水回灌，确定回灌效果。
（3）回灌井采用成井设计工艺和施工方法及布署，区别成井是增大回灌井径（ф700mm），增加滤水管长度，因地层在13m下有较强渗透系数，且承压水头越向上承压水头越小。
回灌井从热交换率能充分发挥地下水温度场当年能得以平衡以及环境影响等方面考虑，采取抽水井与回灌井分离的原则。图书馆东侧布置深抽水井，夏天供水；图书馆西侧布置较浅回灌井，夏季作回灌。两类井的宏观间距在100-150m之间，图书馆东侧称为冷库区，图书馆西侧称为热库区。无论是冬季或夏季回灌井均应布在抽水漏斗之内。
井孔位置：由于回灌试验未作，回灌井的数量也不能最终确定，根据其它工程比拟，按40m3/h回灌量的经验值，回灌井需布置6口。分布在图书馆的西侧绿化区一带。待下一步成井时，安排一次联合试验，取得回灌第一手资料后，再和设计单位共同研究确定具体井数和井群位置以及切换运行等问题。
4、石沙处理方式
至于砂石控制，只要在成井施工中严格控制成井施工标准，达到试验井含砂1／20万的标准。水源系统中的砂石基本可不考虑。但为保护水井系统使用寿命和保护系统设备，在井水进板式换热器进水管前加装一80目y型过滤器。
5、水垢处理方式
根据业主提供的抽水井报告，当地地下水质量为碳酸钙镁型水，ph为7.1,为中性水。硬度为9.72毫克当量／升，极硬水。cl-+so42-为59.9毫克／升。对钢管结构具有弱腐蚀性，极易使系统结垢。因此我公司在板式换热器前加装全程水处理仪。
6、对主机采取的保护措施
根据业主提供的抽水井报告，当地地下水质量为碳酸钙镁型水，ph为7.1,为中性水。硬度为9.72毫克当量／升，极硬水。cl-+so42-为59.9毫克／升。对钢管结构具有弱腐蚀性，因此该水质极差，如进入机器极易使系统结垢，并且对设备产生腐蚀，造成热交换器老化或损坏，无法长期使用。虽然采用化学办法可以减少这部分不利因素。但效果较差。如果要处理到合乎使用标准。就差不多要建一个小型的水处理站，投资很高，而且运行费用极贵。因此，设计采用了在系统上加设板式热交换器的闭式循环系统，采用板式热交换器间接换热。井水不进主机，能量由板式换热器进行交换后，井水直接回灌，保证了的使用寿命及机组安全。
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地源热泵打井一般要打多深?
地源热泵要根据具体的情况决定打井深度，深则50-400米，也有在地表不用打井的。
1、水平式地源热泵
通过水平埋置于地表面2～4m以下的闭合换热系统，它与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较小的建筑物，如别墅和小型单体楼。该系统初投资和施工难度相对较小，但占地面积较大。
2、垂直式地源热泵
通过垂直钻孔将闭合换热系统埋置在50m～400m深的岩土体与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较大的建筑物，周围有一定的空地，如别墅和写字楼等。该系统初投资较高，施工难度相对较大，但占地面积较小。
3、地表水式地源热泵
地源热泵机组通过布置在水底的闭合换热系统与江河、湖泊、海水等进行冷热交换。此种系统适合于中小制冷供暖面积，临近水边的建筑物。它利用池水或湖水下稳定的温度和显著的散热性，不需钻井挖沟，初投资最小。但需要建筑物周围有较深、较大的河流或水域。
4、地下水式地源热泵
地源热泵机组通过机组内闭式循环系统经过换热器与由水泵抽取的深层地下水进行冷热交换。地下水排回或通过加压式泵注入地下水层中。此系统适合建筑面积大，周围空地面积有限的大型单体建筑和小型建筑群落。
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浙江富达打井工程有限公司
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