地源熱泵系統(tǒng)是將低品位熱量轉換成高品位熱量進行供熱、制冷的新型能源利用方式之一。與使用燃煤、燃氣、燃油等常規(guī)能源方式相比，其能量利用率為3.5以上（燃煤為0.65～0.85；燃油爐為0.7～0.9；燃氣爐為0.8～0.85；電鍋爐電熱膜的理想值也只能接近于1；空氣源熱泵系統(tǒng)可做到2.5，但在惡劣天氣下效率低，甚至無法啟動）。地源熱泵系統(tǒng)以其環(huán)保、節(jié)能、一機多用、維護量小、系統(tǒng)運行穩(wěn)定、能源重復利用等優(yōu)點而得以推廣。

    然而在實際工程應用中，很多地源熱泵項目因設計、施工及運行管理等問題，遠遠沒有發(fā)揮其應有的優(yōu)勢。下面通過對我單位實施的某地下水源熱泵系統(tǒng)改造前后的運行數(shù)據(jù)進行對比，以及與其它地源熱泵項目、與其他空調形式進行對比，說明了地源熱泵系統(tǒng)在運行中的經濟性及影響其經濟性的相關因素。

    一、工程概況

    項目為武漢市某三甲醫(yī)院水源熱泵系統(tǒng)，該項目共有16口水源熱泵井，其中1口井未使用，經投產使用的15口井先后出現(xiàn)水量大幅度下降，含砂量增加，井眼上部地層出現(xiàn)坍塌，地表出現(xiàn)大面積坑洞，如不及時處理可能會引起整個地表塌陷，危及周邊高樓安全。為此醫(yī)院委托我公司湖北地大熱能科技有限公司負責該項目水井維修施工。

    根據(jù)該項目的實際情況，我公司組織技術人員及工程施工人員進行了施工前的準備工作， 2015年8月10日正式開工，于2015年11月5日完工。該項目16口水井，其中2口井甲方報廢處理，剩余的14口井完成了工程維修，經甲方驗收全部合格。

    二、施工步驟

    （1）勘查準備

    勘查井場道路及井場，要求井場能容納正常大修所需一切設備；

    （2）搬家安裝、開工準備

    搬家，安裝，立井架，調試；做好開工準備。按行業(yè)標準《鉆機安裝作業(yè)規(guī)程》執(zhí)行。

    （3）處理上部地層坍塌

    將所鉆14井全部采用上部地層止水封固作業(yè)，防止后期重復出現(xiàn)地層坍塌現(xiàn)象，具體施工方案如下：

    ①、使用GXY-1型勘察鉆機在老井周邊鉆探3口井深10-15米的淺層井，井身結構如下：Φ91mm鉆頭×10m，上部采用Φ108mm套管×1米或高壓旋噴注漿。

    ②、配置高密度水泥漿，采用泥漿泵高壓反擠水泥，至水泥全部反到地面，侯凝72小時。

    ③、通過后期鉆孔取水泥樣，判定固井質量。

    （4）清砂洗井

    ①、下Φ150mm鉆頭+Φ50mm鉆桿，通過泥漿泵循環(huán)將井底沉砂清理干凈，充分循環(huán)洗井兩周上提管柱。

    ②、通過二氧化碳洗井，進行井筒清洗。

    ③、洗井結束后下泵抽水或者回水試驗。

    三、結論及水源熱泵井維護保養(yǎng)建議

    該項目在醫(yī)院院方及施工隊的大力支持下，我公司順利完成了該項目14口水源熱泵井的維修處理，經院方驗收全部合格，被院方委以行業(yè)內的“醫(yī)生”稱號。為了保證該項目后期能更好運行，我公司提以下幾點建議：

    （1）每兩年將全部水井洗井一次；

    （2）每年檢測一次水質；

    （3）優(yōu)先使用出水量較大的水井；

    （4）每天監(jiān)測電機電流情況，防止抽水系統(tǒng)損壞；

    （5）每天監(jiān)測回灌井的回灌量，如發(fā)生堵塞，及時采用回揚等措施；

    （6）每天監(jiān)測地下水輸送系統(tǒng)的排氣，防止水錘發(fā)生，消除氧氣腐蝕，避免水井間的虹吸作用等；

    四、地源熱泵空調系統(tǒng)與其它采暖空調系統(tǒng)對比

    本系統(tǒng)供暖季能耗折合為煤耗為9.21Kg/m2·季，與其它采暖方式相比能耗最低。與城市熱網(wǎng)采暖相比每平方米每季少耗煤12.52Kg/m2·季，節(jié)能58%，每平方米每季少排二氧化硫326g/m2·季、氮氧化121.7g/m2·季、煙塵34.8克/m2·季；與蓄熱式電鍋爐相比每平方米每季少耗煤47.89Kg/m2·季，節(jié)能83.9%；與電熱膜相比每平方米每季少耗煤45.02Kg/m2·季，節(jié)能83%；與壁掛式燃氣爐相比每平方米每季少耗煤11.61Kg/m2·季，節(jié)能55.8%，每平方米每季少排氮氧化物43.4g/m2·季、煙塵2.95g/m2·季；與直燃機相比每平方米每季少耗10.38Kg/m2·季，節(jié)能53%，每平方米每季少排氮氧化物40.8g/m2·季、煙2.8g/m2·季。

    從以上分析數(shù)據(jù)可以看出：

    1）地源熱泵空調系統(tǒng)運行費用最低。其全壽命周期價值可因此而趨于最佳。系統(tǒng)的經濟性可根據(jù)建設投資、運行成本及使用年限進行評價。

    2）對于空調系統(tǒng)中，系統(tǒng)的節(jié)能與減排具有統(tǒng)一性。熱泵系統(tǒng)沒有直接排放、其能耗小，間接排放相對較低，因此是日前理想的空調系統(tǒng)。

    五、結論

    社會的發(fā)展以及人民生活水平的提高，越來越多的人在使用地源熱泵空調技術，以倡導綠色環(huán)保時尚理念，并營造健康舒適的生活環(huán)境。地源熱泵系統(tǒng)是一種節(jié)能、環(huán)保的空調系統(tǒng)。

    地大熱能由中國地質大學（武漢）組建，依托中國地質大學的學術優(yōu)勢，組建了一批由海內外學者組成的世界一流的交叉人才團隊，聚集了十大優(yōu)勢學科領域三十多位專家學者，定期研討地熱科學問題、問診地熱實際難題，在地（水）源熱泵換熱不夠、冷熱不均、填充不實、漏水、土壤溫度過低、井深不夠、水質不好、回灌量小、含沙量大造成塌陷等問題有著豐富的經驗及客戶案例。