沈阳市是国内地下水源热泵推广应用比较好的城市,但由于地下水源热泵工程抽水、回灌效率等方面常受到水文地质条件影响,使其在推广应用方面受到了一定限制。近几年,随着城市建设和地下空间开发利用,尤其是地铁工程改变了原有的地下水环境,从而导致其附近地下水源热泵工程的运行能效也将受到不同程度的影响。因此探究地铁工程对含水层渗流和导热的影响以及地铁工程对附近水源热泵工程影响十分必要。本次以地铁Ⅱ号线附近辽宁大厦拟建地下水源热泵工程为例,通过开展地铁工程对地下水源热泵工程影响分析,评价辽宁大厦地下水源热泵工程可靠性,提出了水源热泵工程优化调控方案,为辽宁大厦地下水源热泵工程规划、设计提供技术依据。具体研究内容如下:(1)研究区水文地质条件分析。通过水文地质条件研究,分析了研究区含水层与回灌层特征、地下水埋深以及地下水质及水温等分布特征。了解到研究区全新统冲洪积砂砾石层和上更新统冲洪积砂砾石含少量粘土为主要取水层和回灌层,地下水位埋深11.0～12.0m,地下水温11.0～12.0℃,表明研究区处于地下水源热泵较适宜区。(2)地铁工程对含水层渗流和导热性能影响的室内模拟试验。通过在辽宁大厦现场抽水试验和回灌试验计算抽水渗透系数为45.95m/d,影响半径为122.13m;回灌渗透系数为4.99m/d,影响半径为283.53m。通过室内砂箱模拟了地铁工程对地下水温的影响试验、地铁工程对不同位置回灌井水位影响试验,根据试验结果运用传热学圆筒壁导热公式得出水源热泵抽水井布设应距离地铁120m之外、运用达西定律得出距离地铁72m之外做为回灌井布设的可行性范围,从而确定了地铁工程对水源热泵影响的布井范围。(3)辽宁大厦水源热泵工程的可靠性分析。根据辽宁大厦水源热泵工程需要的冷热负荷分别计算出制冷期和采暖期的需水量。通过现场测定的水文地质参数计算单井抽水量和回灌量确定该水源热泵工程的抽水井和回灌井数量。构建了以水文地质、供能质量、环境特征等布井场地可靠性评价指标体系,利用动态权重函数方法进行评价,评价结果表明在场区井间距等设计条件制约下,不能满足15眼回灌井的布设要求,辽宁大厦规划范围布井空间存在不可靠性。因此需要提出水源热泵调控方案来保证用户的需水量。(4)辽宁大厦水源热泵布井方案的地下水位与水温数值模拟。考虑多种能源形式辅助供能,提出两种水源热泵布井方案的系统结构及运行模式。通过建立地下水流和水温耦合的数值模拟模型,模拟预测不同方案场区地下水位和水温的变化趋势。结果表明,模拟期间内两种布井方案中最高水位为的34.9m,没有超出地面高程。抽水井周边温度均在9.5～11.9℃,能够达到冬季换热5K、夏季换热7K的要求。回灌井最低温度为5.8℃,最高温度为16.7℃,均大于5℃且小于19℃。因此,两种方案从技术角度均符合设计要求。(5)辽宁大厦水源热泵布井方案的优化调控。通过建立投资成本和安全指标等作为调控方案的评价指标,利用信息熵方法求得每种方案信息熵权值的评价值矩阵进行辽宁大厦水源热泵工程调控方案的优化选择,最终选取多能源辅助水源热泵联合系统为辽宁大厦水源热泵工程项目最优设计方案。综上所述,本文研究了辽宁大厦地下水源热泵最优运行模式,为避免地铁工程对地下水源热泵取回水的影响,提出两种水源热泵调控方案并择优选取。在解决实际工程问题的基础上,为地铁工程影响下水源热泵的应用和设计提供了科学依据。