浅谈回扬系统在水源热泵中的应用及效果【摘要】：水源是应用水源热泵的前提。
文中阐述了回扬系统在地下水回灌中应用及效果。
【关键词】：水源热泵回扬系统回灌
中图分类号： s273 文献标识码： a 文章编号：
随着现代科技的发展，人类对不可再生资源的需求量逐渐的增加，在为子孙后代多留下些宝贵资源的情况下，人类在诸多方面寻求利用可再生资源来解决不可再生资源问题。
其中，水源热泵就是其中一项比较成功的范例。
但是，水源热泵的地下水回灌问题仍是至今为止令世界各国的水文地质专家头疼的一个难题。
本文将浅谈回扬系统在地下水回灌问题上的一些小优势。
水源热泵定义：水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源，进行转换的空调技术。
水源热泵可分为地源热泵和水环热泵。
水源热泵的原理：地球表面浅层水源（一般在1000 米以内），如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。
水源热泵技术的工作原理就是：通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。
水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提
取”热能，送到建筑物中采暖。
地下水是宝贵的淡水资源，而水源热泵是将地下水提取出来利用其恒温性来进行热交换从而达到制冷或取暖的效果。
但是在地下水回灌的过程中很多地区却遇到了相同的问题————地下水回灌效果不理想。
影响地下水回灌的因素有以下几种：
1、地质条件。
含水层越厚，含水层中颗粒历经越大，透水性越好，回灌效率越高。
2、井距与井径的大小。
在理想状况下井距大于回灌井的影响半径是回灌量最大。
根据多方材料显示随着井径增大回灌量也增加，但对回灌量的影响微乎其微。
3、过滤器孔隙率及粒料规格。
过滤器的孔隙率越大，过水断面越大，回灌越好。
孔隙率一般在20%-25%之间为宜。
粒料的作用是减少过滤器中的水向含水层流动的阻力，粒料的粒径和含水层越匹配，阻力越小，回灌量越大。
4、洗井及成井问题。
不同的成井工艺及洗井方式对井的回灌量有一定影响。
5、回灌管道问题。
在安装过程中井管、走向、长度、弯头在使用过程中可能不完全同于理论计算。
在使用过程中由于取水和回水的多样性，导致水力不平衡，各井回灌不一致，是回灌量减小。
排气孔和排气装置安装不到位导致井管和井内形成气堵，使回灌量减小。
6、回灌压力问题。
增大水头压力会对回灌量有一定的提升，但也不能盲目增大压力，要考虑到井的承受能力及周围沙土液化。
7、热源井维护问题（堵塞问题）。
水源热泵井在运行一段时间后由于物理作用、化学作用及生物作用会形成一定的淤积或堵塞。
8、主机设备问题。
系统设计的合理性对回灌量有直接的影响。
在水源热泵系统运行后，井堵塞成为影响地下水回灌量的主要矛盾。
自2010年6月份开始，我部门在中国医科大学附属盛京医院滑翔分院针对回扬系统进行了一系列试验。
试验条件为同一时期，同一系统，同一施工队伍所凿回灌井三眼（编号h1、h2、h3），实验前三眼井全部进行洗井，经测定三眼井在洗井后回灌量基本相同约为45m3。
1、试验开始时将h1、h3回灌量调至相同在45m3/h，另一眼h2调至55m3/h。
对h1、h2当水位将要到达井口时启用回扬系统，回扬时长为2h每回扬10mim停泵2min，观测一定时间。
当h3水位将要达到井口时，采用停泵自流的方法将水位降到稳定水位。
得到以下数据及结论。
h1回灌井的回灌量与水位图
h3回灌井的回灌量与水位图
经过试验，我们可以看出，h1、h3流量基本相同，差别只在于h1进行了回扬，h3未进行回扬，而经过回扬的h1回灌井水位上升到井口高度的周期明显小于h3回灌井。
上文中提到了影响回灌井
回灌量的几个因素，所以我们可以得到这样的结论，回扬系统在一定程度上解决了回灌井中的气堵及悬浮物堵塞问题。
2、在实验进行约一个月以后，将h2流量调至与h1相同进行对比试验。
当水位达到井口时均进行回扬。
h1回灌井的回灌量与水位图
我们可以发现，h2回灌井的水位达到井口的周期大于h1回灌井的周期，因此我们可以得到，多次回扬会减缓回灌井的回灌量衰减。
3、在试验结束后利用水下电视观测h1、h2、h3和一个未启用回扬系统的回灌井的过滤器，可发现启用回扬系统的回灌井中过滤器明显比未启用回扬系统的回灌井中过滤器干净。
这样就更能说明回扬系统能在一定程度上解决悬浮物堵塞问题。
在以上式样中可发现，回扬系统能缓解回灌井的结垢速率，缓解气堵现象，提高回灌效率。
同时也解决了地下水回灌不回去产生的溢流现象。
虽然回扬系统会使一部分地下水流失，但是综合来看回扬系统大大提高了地下水的回灌效率。
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。