关键词： AO   全钒液流电池   FRP   地下水源热泵   抗震性能  

摘要： ~~

关键词： 地下水源热泵   生化复合堵塞   堵塞治理   氧化还原电位Eh  

摘要： 地下水源热泵系统缓解了传统能源的压力因此得到了较好的推广应用,但工程运行中还存在一些问题,其中回灌堵塞导致的回灌量减少造成地下水资源浪费是较为复杂的问题,是地下水源热泵工程推广的难题。为此,众多学者开展了研究,在堵塞机理方面已有较为成熟的成果,但在治理堵塞方面的研究较少,为此,本文以沈阳理工大学地下水源热泵工程为例,掌握水源热泵回灌化学、生物堵塞的规律,提出治理回灌堵塞的措施,模拟预测方案的可行性,解决理工大学水源热泵工程运行问题。研究区处在浑河冲积扇的一级阶地区,地下水埋深为8.0～12.0m,水温为9～11℃,适合地下水源热泵工程的建立。研究区铁离子浓度在1.5～2.5mg/L及以上,属于铁含量较高地区,易发生回灌井堵塞。通过工程运行现状及水质特征分析回灌井可能会发生生化、气体堵塞,并在项目所在地地下水中检测出了两种导致堵塞的细菌SRB及FB,同时,在铁含量较高地区中,Fe2+为化学堵塞的主要因素,Mn2+基本不参与水源热泵的化学堵塞。回灌过程中介质的渗透性能降低,首先是由菌体本身引起的,在细菌处于衰亡期时则主要由胞外聚合物含量增加造成,渗流中后期则主要由细菌与EPS共同作用导致介质的渗透性能下降,并与SRB等产气菌产生气体,发生气阻作用有关。通过XRD衍射分析,在生物堵塞试验结束后,有不溶性FeS和Fe3O4生成,致使含水介质的渗透性能降低。通过ICP-MS分析,在原砂样的基础上有铁锰氧化物的生成,所以回灌堵塞往往是复合堵塞。这是本文的特色之一。加入C102使渗流砂柱内的Eh增高破坏了 SRB的生活环境,抑制SRB的繁殖、促使多糖与蛋白质流失导致EPS含量骤降,并消除了 SRB进行硫呼吸时产生的H2S及H2S与水中Fe2+结合生成的FeS,使得含水介质的渗透性恢复;加入NaClO损害细胞膜致使细菌死亡,土壤中pH升高,EPS含量降低,孔隙度回升水通量得到恢复堵塞缓解。证明加入化学试剂提高Eh、pH值杀灭细菌缓解生物堵塞的方法可行。这是本文的特色之二。建立地下水的水流和水温模型,提出两种补偿方案,方案一模拟时回灌井水量为28m3/h,需要增设16眼回灌井;方案二根据室内试验得出规律模拟时回灌井水量为35.36m3/h,需要增设4眼回灌井。两种方案在水流模型中采暖期与制冷期工程项目抽水井与回灌井附近均形成了漏斗区及反漏斗区,影响范围分别约为190m和210m左右。在水温模型中,模拟一年期间的地下水温最高温度为17.5摄氏度,最低温度为5摄氏度,均可达到冬季换热量5K,夏季制冷量7K的要求。该项目采用地下水源热泵工程冬季采暖和夏季制冷对区域地下水温影响很小。两种方案中取回水的设计及井位的布置均较为合理,方案可行。本文以沈阳理工大学为例,通过本次研究勘查资料、现场回灌试验及室内渗流砂柱堵塞试验掌握化学堵塞、生物堵塞及控制复合堵塞的规律,对水源热泵的堵塞防治研究有着重要的理论意义及实际意义,为相关研究提供指导。

关键词： 地下水源热泵   输水管道   保温材料   回灌井堵塞   保温层厚度   合理布井   方案选择  

摘要： 地下水源热泵作为新兴的节能技术,已成为当今国内外的研究热点,但在开发利用过程中还存在换热效率较低、回灌井堵塞、热贯通等问题,如何提高换热效率是水源热泵工程关注的重点问题。本文以铁西华晨宝马新建发动机厂区水源热泵系统作为研究对象,针对其在试运行期间存在回灌堵塞、夏季温度过高、水质较差等问题,开展了实验-理论研究,以期达到提高该项目水源热泵系统的换热效率。本文首先对铁西华晨宝马发动机水源热泵系统出现问题进行诊断,发现由于研究区地下水内铁锰含量很高易引起铁质回灌井发生堵塞,输水管道保温结构不够完善,使得夏季时输水管道内水温偏高,降低了该项目水源热泵系统的换热效率,增加了需水量;因抽水井临近细河分布,抽水水温、水质均受细河影响,会影响水源热泵系统的换热效果,增加水源热泵系统的运行安全隐患。通过室内砂柱模拟回灌试验,分析铁、锰离子含量对铁、不锈钢材质回灌井的堵塞情况,提供选材建议;对输水管道在土壤中的散热进行模拟,分析不同保温材料、不同保温层厚度的散热效果,提供保温层优化参考;建立了水流,水温及水质数学模型,模拟新、旧布井方案的水位和水温的变化趋势,并结合其他因素提供最优方案来提高该水源热泵项目系统的换热效率。本文主要研究内容如下:(1)室内回灌试验。配比不同铁锰离子浓度的回灌水,通过对比不锈钢管、铁管两种回灌井管材回灌试验效果,从而分析出造成回灌井堵塞的原因并为项目提供回灌井选材建议。结果发现,只是升高锰离子浓度并没有影响到堵塞情况,回灌井发生堵塞主要是由铁离子引起的,随着铁离子浓度的升高,铁质回灌井更容易发生堵塞,不锈钢回灌井并未发生堵塞。因此,该项目在经费许可的条件下,建议使用不锈钢回灌井。(2)保温材料、保温层厚度的模拟。通过Gambit软件建立模型、划分网格及设定边界条件,对两种模型八种不同的工况进行模拟,其模拟结果显示,不同材质、不同厚度的保温层传热效果差异巨大,由于导热系数、保温层厚度的不同使得水管内流体温度与土壤之间的换热梯度差别很大,但是实际工程并不是选用传热系数越低、厚度越厚的材料才是最好的,而是应该结合工程实际情况,选用经济效益最为合理的材料和经济厚度(3)地下水数值模拟模型的建立。为模拟不同取回水方案地下水水位、水温、水质的变化趋势,建立地下水数值模拟模型,利用Feflow软件对华晨宝马地下水源热泵项目新旧点位取水的合理性和可靠性进行模拟,对比新旧两种方案五年后的水位、水温、水质的变化趋势,发现5年期间新方案的回灌水的温度、水位和水质情况较旧方案更加合理,并对比五年后采暖期和制冷期的模拟结果,发现新方案的影响半径以及对污染物的扩散迁移范围和污染浓度情况都优于旧方案,表明新布井方案的合理性。(4)布井方案的优化选择。本次研究从经济效益、环境效益技术效益等角度出发,通过选择水文地质条件、换热效率、建筑负荷、施工环境、对已有水源热泵工程影响以及投资和对细河污染物扩散迁移影响等因素作为评价指标,建立评价体系,构造新旧两种方案中评价指标的判断矩阵,采用层次分析法确定权重,利用物元模型评价,评价结果新方案的为“良”,旧方案评价结果要比新方案差,确定新方案为最优方案。针对这些问题,本论文结合理论、实验以及模拟,为华晨铁西宝马发动机工厂地下水源换热效率低下的问题提供新的解决方案,也为其他地下水源热泵的设计提供指导意义。

关键词： 水源热泵   热贯通   抽灌井   优化布置  

摘要： 为研究地下水源热泵系统抽灌井的合理布置形式,避免在抽水及回灌过程中发生热贯通,进行抽水与回灌试验取得涌水量、回灌率及含水层渗透系数等,以三维地下水渗流和地下多孔介质传热为基本理论,建立地下水源热泵抽灌系统的三维模型,模拟不同抽灌井布置条件下地温场及抽水井温度的变化情况,依据热贯通发生的时间和程度,选取抽灌井的最优布置形式,结果表明,在运行期内抽灌井采用直线型布置时,抽水井温度升高最少,热贯通发生时间最晚,抽灌井间距以取48m为宜。

关键词： 浅层地温能   地下水源热泵   地埋管式地源热泵   存在问题与对策  

摘要： 浅层地温能的开发利用在我省已广泛展开,十多年来,各市县在政府投资和商业出资情况下,或多或少的在利用地下水源热泵和地埋管式地源热泵进行取热和制冷。近几年来,政府又投入大量资金扶持和鼓励开发利用这一可持续的节能环保型新能源。通过现状调查发现,存在盲目开发利用的问题。针对存在的问题,经过研究分析,提出些对策和解决方法,以便更好的开发利用浅层地温能。

关键词： 地下水源热泵   层次分析法   基尼系数赋权法   GIS技术   适宜性评价   西安市  

摘要： 为提高水源热泵适宜性评价结果的合理性,利用富水性、回灌率、渗透系数、含水层厚度等13个参评因子构建了西安地区浅层承压水水源热泵适宜性评价指标体系。通过层次分析法、基尼系数赋权法确定评价指标的权重,在GIS技术支持下,建立适宜性二级评价模型,将适宜性划分为4个等级,并分析了浅层承压水水源热泵适宜性分布状况。结果表明:浅层承压水水源热泵适宜区面积为1 144.32 km2,较适宜区面积为1 393.57 km2,一般适宜区面积为762.48 km2,不适宜区面积为6 807.63 km2。适宜区总面积达3 300.36 km2,占人类主要活动区面积的76.98%,浅层承压水水源热泵技术有较好的应用前景。

关键词： 地下水源热泵   井布局   热突破   温度场  

摘要： 通过建立三维热湿耦合数值模型,对对井系统及井群系统不同布局方式及抽灌方式下地下含水层温度场变化情况。结果表明,抽-灌井方向与地下水流动方向一致时,热突破发生最慢,程度最弱;采用一抽二灌井群系统时,三口井位于同一直线的布局方式下,系统对地下含水层温度影响范围最大,但热突破程度最小;L型布置时,热突破程度较大,但温度场影响范围最小。

关键词： 地下水源热泵系统   浅层地下水   能效   串并联系统  

摘要： 本文针对某些地区浅层地下水资源受丰,枯水期周期变化的影响或地下水资源有限的特殊情况,提出一种将水源热泵与冷水机组串并联的系统形式,充分利用地下水资源,同时解决空调制冷和供热的需要,达到节能减排的目的。同时,针对系统设计存在的风险提出了相应的应对策略。为保证系统运行安全,该系统形式宜应用于中、小项目。

关键词： 地下水源热泵   地下水   水文地质   负荷  

摘要： 地下水源热泵系统是一种高效节能的空调系统,然而其应用却受到地下水资源条件的限制,很少应用在高速公路沿线房建设施中。本文以宝汉高速公路某站点为例,对其地下水资源情况进行了分析,证明地下水源热泵项目是可行的。

关键词： 地下水源热泵   铁锰化学堵塞   间歇回灌   渗透系数  

摘要： 目的针对在铁锰含量较高地区的水源热泵工程回灌堵塞问题,模拟冬夏季间歇性回灌,分析铁锰化学堵塞影响原因.方法以沈阳理工大学地下水源热泵工程为主要研究对象,通过室内渗流砂柱模拟冬夏季间歇性回灌,在保证渗流砂柱温度为11℃时,用相同回灌水以5℃、24℃两种温度进行回灌,分析水通量、相对渗透系数、渗透系数、孔隙度等变化规律.结果分析表明,冬季回灌水堵塞程度严重,夏季堵塞程度不明显,靠近进水口处的堵塞现象较为明显,说明季节性温度与在渗流途径上溶解氧含量对水源热泵化学堵塞影响较大.结论夏季回灌堵塞程度较冬季回灌发生堵塞程度小,发生时间较晚.锰基本不参与水源热泵的化学堵塞,Fe2+为化学堵塞的主要因素.