关键词： 地下水源热泵   抽灌水井   渗流场   响应  

摘要： 地下水源热泵系统在抽灌水过程中,含水层的物理场在各因素影响下不断发生响应和变化。为分析抽水井群含水层渗流场的响应特征,文章设计创建了地下水源热泵系统模拟试验台,采用平行电场电位差法,对地下水源热泵系统运行过程中抽灌水井群含水层渗流场的流速和流向进行试验研究,获得了含水层在抽灌水量、渗透系数、回灌水温度及回灌水浓度差等因素变化下的响应特征和变化规律。渗流场响应特征为地下水源热泵系统含水层水环境演化分析提供了参考,也为地下水源热泵系统的工程实践提供了理论依据。

关键词： 地下水源热泵   中深层地热能   供热站   运行策略  

摘要： 以陕西省某县供热站的中深层地下水源热泵系统为研究对象,通过对供暖季热泵机组群的实际运行数据进行分析,对机组群性能的影响因素进行研究。结果表明:现有运行策略下部分时段存在制热量“欠供”和“过供”现象,最高逐时可达到3 248 kW的欠供热量和3 066 kW的过供热量,影响供暖舒适度;高温热泵机组冷凝器的进出水温差在供暖后期下降幅度较大,逐时制热量相差最高达1 715 kW,供暖后期与前期相比制热量降幅最高达28.6%;采用“三高两低”的组合方式供暖,机组群COP可达到5.9,经济性和节能性最优。

关键词： 地下水源热泵   分级冷却   新风量   地下水流量   空调  

摘要： 传统地下水源热泵(GWHP)对地下水储存的冷量利用十分有限。结合温湿度独立控制空调系统优点,构建了一种地下水分级冷却的地源热泵(GGWHP)空调系统,并搭建GGWHP空调系统实验装置。实验研究新风量、地下水温度和地下水流量对GWHP和GGWHP空调系统供冷性能的影响。实验结果表明:GGWHP空调系统的能耗低于GWHP空调系统。新风量从305 m^(3)/h增加到1 835 m^(3)/h, GGWHP空调系统与GWHP空调系统相比,能耗节省4.78%;GGWHP空调系统的性能系数(COP)减少0.89。地下水温度从17℃增加到21℃,GGWHP空调系统与GWHP空调系统相比,能耗节省8.41%;GGWHP空调系统的COP减少1.02。地下水流量从550 kg/h增加到1 320 kg/h, GGWHP空调系统与GWHP空调系统相比,能耗节省8.59%;GGWHP空调系统的COP增加1.03。

关键词： Thermal conditions   Groundwater heat pump system   Numerical modeling   Optimization   China  

摘要： Groundwater heat pump (GWHP) systems are extensively utilized for heating and cooling. However, despite being a well-established technology, their impact on the geological environment is still not thoroughly understood, particularly the potential impacts of regional multiwell GWHP systems. This study analyses the hydrogeological characteristics and geothermal conditions in Haimen, China, to assess the impacts of a regional multiwell GWHP system. A three-dimensional coupled numerical model of groundwater flow and heat transport is established. The numerical model was used to evaluate the geological environment under the maximum energy load. The results indicate that the hydrogeological and geothermal conditions of the study area are suitable for the large-scale development of multiwell GWHP systems. However, the numerical simulations indicate that during system operation, multiwell GWHP systems can cause regional thermal accumulation in aquifers. The simulations showed that thermal accumulation was most significant in the area with the smallest distance between injection and extraction wells, suggesting that small spacing between injection and extraction wells for GWHP systems is not advisable. Therefore, numerical simulations were conducted for different well distances to determine the optimal scheme for the multiwell GWHP systems. The optimization of regional multiwell GWHPs will reduce their impact on the groundwater environment, whilst extracting the maximum geothermal resources available.

关键词： 地下水源热泵   含水层   井间距   热贯通  

摘要： 通过建立地下含水层水—热耦合数学模型,模拟分析不同含水层厚度下抽水井的温度变化,结合温度变化曲线,讨论了地下水源热泵抽灌井设计间距问题。结果表明,保持抽灌井间距不变,含水层厚度的增加可以减弱热贯通的影响;同一含水层厚度,可能在某一范围内改变抽灌井间距,热贯通程度变化不大;随着含水层厚度的增加,抽灌井设计间距总体呈现递减的趋势。

关键词： 水源热泵   地下水   温度场   水化学成因  

摘要： 水源热泵系统的开发利用与地下水环境息息相关。为了给研究区水源热泵项目的进一步开发和利用提供参考,从地下水动力场、地下水温度场、地下水化学场3个方面探讨了水源热泵系统对地下水环境的影响。其中,地下水水位逐年升高且降落漏斗范围缩小,水源热泵系统对研究区地下水动力场没有影响;地下水温度整体稳定,局部地热单供暖区水温有下降趋势,回灌水温差对研究区地下水温度场有局部影响;该系统导致地下水蒸发作用强烈,Cl^(-)和SO_(4)^(2-)含量不断增大,水化学类型由HCO_(3)-Ca·Mg转变为HCO_(3)·Cl·(SO_(4))-Ca·Mg。研究表明,定期监测地下水指标与合理设置地热开采量,可显著降低水源热泵系统对地下水环境的不利影响,促进水源热泵系统的推广应用和可持续发展。

关键词： 地下水源热泵   大肠杆菌   多孔介质   沉积特性   迁移沉积   试验系统  

摘要： 以地下水源热泵回灌过程中大肠杆菌堵塞作为研究对象,通过自主研发的砂层颗粒迁移-沉积试验系统观察大肠杆菌在多孔介质孔隙孔道内的运移、沉积。以3种不同长度的试验箱体开展大肠杆菌在多孔介质里的运移沉积规律,通过试验得出:1)石英石颗粒内部的内摩擦力有利于大肠杆菌的沉积,流动速度对大肠杆菌引起的微生物堵塞起到关键作用:2)3种(60、80、100 cm)不同长度的试验箱体在流速作用下以100和80 cm为对象,其沉积率提高了57.1%;以80和60 cm为对比对象,其沉积率提高了27.3%;3)大肠杆菌的恢复率与流体速度也成正相关作用,其堵塞原理类似沉积率特性。

关键词： 水源热泵   大肠杆菌   堵塞   回灌系统   绿色节能  

摘要： 以地下水源热泵回灌过程中大肠杆菌堵塞作为研究对象,通过自主研发的砂层颗粒迁移-沉积试验系统观察大肠杆菌在多孔介质孔隙孔道内的运移、沉积。分别以石英石、玻璃珠作为多孔介质做对比性试验,通过试验得出:石英石颗粒不均匀,级配不良,颗粒间的咬合力为大肠杆菌的沉积提供了“温床”,进而孔隙水压力呈现先增大后减小再稳定的状态;但玻璃珠颗粒粒径均匀,同时颗粒之间光滑,咬合力小,不利于大肠杆菌的沉积,孔隙水压力呈现陡减的现象。建立大肠杆菌渗透率衰减数学模型,将理论值和室内试验值进行数据拟合,从验证的结果看,所提渗透率衰减模型对预见微生物的迁移和沉积所引起的孔隙率减小是有效的。

关键词： 地下水源热泵   地下水流速   温度场   数值模拟  

摘要： 为研究天然地下水流速对地下水源热泵抽灌层温度场的影响,该文通过积分插值法,建立了地下水与热量运移三维耦合模型,以南方典型冷暖联供模式下,直线型一抽两灌布井形式的地下水源热泵为例,分别模拟了不考虑天然地下水流速,以及天然地下水流速为0.02、0.04、0.08、0.16m/d时,抽灌层的温度场以及抽水井处温度的变化趋势。结果表明:天然地下水流速的存在,将增加回灌井在天然地下水流向上的影响范围,而减少在垂向上的影响范围;抽水井处温度变化幅度随天然地下水流速的增加而减小,有利于缓解运行过程中出现的热贯通问题。

关键词： 严寒地区   体育馆   地下水源热泵   室内热环境   优化方案  

摘要： 为了研究严寒地区体育馆建筑存在的冷热不舒适的问题,文章以沈阳工业大学体育馆建筑为例,针对学校建筑的特点,采用实地测量和问卷调查的方法,分析了体育馆建筑地下水源热泵系统在设计和运维方面存在的问题,并通过对体育馆比赛大厅1月份热环境实测数据发现:体育馆比赛大厅温度大部分时间处于14~18℃,采暖效果不达标,影响人体的热舒适性。针对体育馆室内热环境问题给出了相应的优化方案,为严寒地区体育馆建筑室内热环境的优化与改善提供参考。