[01278045]地下水源热泵回灌及淤堵防治的关键技术

项目名称为水源热泵（地下水）示范应用及回灌技术应用研究，受武汉市住建委的委托，武汉科技大学为牵头单位的课题组针对“水源热泵取水及回灌等关键技术问题”开展近十年的研究。

应用领域：建筑业、工业技术原理：本项目成果针对“地下水源热泵推广应用中回灌淤堵的关键技术研究”，进行回灌试验、地面沉降机理的分析、多因素多物理场耦合研究、利用Visual Modflow软件建立水源热泵井群系统运行模型，对井群进行优化布置;研究含水砂层中颗粒的迁移、阻塞、脱离过程，建立颗粒物阻塞模型，通过与上述THCB多过程耦合的数值模拟结合，建立了宏观模型，进一步形成了地源热泵系统阻塞问题的评估方法。

取得了如下主要创新成果：（1）建立了地下水源热泵系统的THMCB耦合研究模型，研发了含水砂层渗流淤堵模拟及微生物地下水渗流阻塞观测装置，揭示了多因素复合作用下的地下水源热泵抽排系统回灌含水层阻塞规律。（2）考虑阻塞演化规律和抽灌井群效应，揭示了地下水水位下降和地表沉降的规律。

（3）提出了井群布置方法及井管结构，通过武汉奥山世纪城项目抽回灌试验验证，有效解决了地下水源热泵回灌与淤堵防治问题。

成熟度：（1）地下水源热泵研究由武汉科技大学、中国科学院武汉岩土力学研究所和浙江陆特能源科技股份有限公司联合研发，获得了国家发明专利3项（微生物地下水渗流阻塞观测的方法及装置，专利号ZL200910060435.4;砂层渗流淤堵模拟装置，专利号ZL200910061018.1;一种利用井水生成地下风的节能环保冷暖空调系统，专利号ZL201220108320.5）;实用新型专利2项（地源热泵系统的源侧节能调节控制装置，专利号ZL201220108320.5;自动分配地源热泵系统主机热水和热泵热量的控制装置，专利号ZL201220117725.5;），软件著作权2项（信息化管理系统V1.0，证书编号2013SR085344;热不平衡条件下大型地下埋管设计分析软件，证书编号2010SR047042）。

（2）本项目核心技术地源热泵系统的THMCB多因素耦合模拟技术、利用井水生成地下风的空调系统技术、源侧节能调节控制技术、热水调节和热泵负荷的自动化控制技术、井群施工定位布置技术均为国内首创，属于多项技术自主创新，该课题研究取得的成果将对武汉地区甚至全国的地热资源合理开发利用以及结构地质的安全维护具有积极的推动作用和示范意义。该项目系列创新技术的创新性获得了中国科学院武汉文献情报中心的认可，认为本研究相关核心技术在国内外未见相同的文献报道，并出具查新报告1份，报告编号：2018-099。

（3）该成果已在奥山世纪城、湖州多媒体产业园发展有限公司等单位进行示范与推广，多因素耦合模型及含水砂层的阻塞机理研究取得了突破性进展，系统实验装置已通过用户验收，施工工艺获得了业内一致认可，取得了较好的经济社会效益，相关材料详见用户使用报告证明和经济社会效益证明材料。适用范围和安全性：该成果可在全国范围内应用，特别是具有丰富的低位热能资源地区，应用过程中运行稳定，安全无风险。

存在问题：

（1）於堵机理研究不够深入。

（2）地下水源热泵实际工程中的堵塞问题。

（3）地下水源回灌过程中的不规范，井群定位布置方法不够成熟。