关键词： 井间距   布置模式   水力坡度   水流场   温度场  

摘要： 地下水源热泵在运行过程中,地下水渗流场受到井距、热对流、布置模式、地下水力坡度等因素的影响,导致地下水流场和温度场将发生变化,重者会发生“热贯通”现象,造成地下水源热泵系统低效运行[1]。由于地下水天然水力坡度、抽灌井间距大小和抽灌井布置方式直接影响了“热贯通”的发生时间和系统的运行效率[2]。因此本次主要研究了该三个影响因素对地下水流场和温度场的影响程度。本文以沈阳铁西区的住宅小区为例,由于住宅小区通常采用冬季采暖,其他三个季节停休的状态,因此在该种情况下地下水流场和温度场受到的影响更为明显。我们在地下水——热运移的理论基础上,建立三维数值模型,通过Flow Heatl.0软件对其进行数值模拟,继而分析抽灌井井距、布置模式及水力坡度对抽灌井四周的地下温度场和水流场的影响状况。为避免热贯通现象的产生,和提升系统运行效率提供可靠的理论依据。首先,不考虑地下水天然水力坡度的影响,借用Flow Heatl.0软件模拟沈阳市铁西区,在冬季抽灌井井距为20m、30m、40m、50m、60m、70m六种情况下抽灌井周围地下水流场和温度场的变化情况。结果表明:抽灌井井距越大,热贯通发生的时间越长,程度越轻。接着,依然在不考虑地下水天然水力坡度的情况下,模拟了在抽灌井距分别为30m,40m,50m的情况下,采用插排式、点横式、十字式三种不同布置模式,对抽灌井周围地下温度场和水流场的影响。结果表明:该插排的布置方式为地下水源热泵空调系统抽灌井井群布置的最佳布置模式。然后,选择在抽灌井距为30m,布置模式为插排式,研究了天然水力坡度分别是1‰、2‰、3‰、4‰的四种情况下,对地下温度场和水流场的影响。结果表明:水力坡度越大,抽灌井影响范围越小,抽水井抽水温度越大,越有利于抽水过程的进行。最后,选择抽灌井距为40m、50m的情况下,研究天然水力坡度对抽灌井距的影响,结果表明:抽灌井距越大,水力坡度对地下温度场的影响效果越明显,抽水井抽水温度的变化值越大。

关键词： 层次分析法   地下水源热泵   开发适宜性   秦皇岛  

摘要： 浅层地温能是一种新型清洁能源,采用层次分析法在秦皇岛进行地下水地源热泵适宜性区划,为浅层地温能开发利用规划提供依据。讨论层次分析法确定权重的步骤和方法,针对地下水地源热泵适宜性区划指标体系的建立和指标量化,利用综合评价指数法将本区分为地下水地源热泵较适宜区和不适宜区。较适宜区面积114.67 km2,占研究区19%,不适宜区分布面积304.09 km2,占研究区50.4%。

关键词： 高原河谷   地下水源热泵   供暖   设备选型   运行优化   燃气锅炉  

摘要： 为了将地下水源热泵系统应用于高原河谷地区,分析某高原河谷地区的地勘资料,认为利用地下水源热泵系统区域供热是适宜的。考虑采暖负荷逐时变化和机组COP随负荷率的变化,对高原河谷地区地下水源热泵供暖系统的机组配置和运行进行优化,使得系统供热季能效比达到3.44。均不考虑末端设备时,与传统燃气锅炉供暖系统相比,该高原河谷地区地下水源热泵系统初投资增量为36.45%,年运行费用节约18.31%,投资增量回收期为7.79 a。该成果对高原河谷地区应用地下水源热泵系统采暖具有一定的参考价值和指导意义。

关键词： 热泵系统   井   热交换器   多区域耦合   CFD  

摘要： 针对单井循环地下换热系统CFD模拟研究的不足,建立了该系统多区域耦合的CFD模型用于研究其地下水流动和换热特性。结果表明,循环单井、抽灌同井和填砾抽灌同井CFD模型的抽水温度和含水层特征点温度模拟结果均与试验测试结果吻合较好,3种热源井25 min的累计取热量相对误差分别为12.1%、3.0%和8.2%。所建立的3种热源井CFD模型可以用于分析和预测实际单井循环地下换热系统中热源井特性、含水层流场和温度场的变化情况,并能提供较为准确的模拟数据。

关键词： 地下水源热泵   蓄混水装置   回灌压力   机组能耗  

摘要： 对某地下水源热泵系统进行了现场测试,分别监测直排工况和蓄混水装置作用下的混水工况所引起的水源侧供水温度、潜水泵功耗,以及水源侧供水温度变化所引起的热泵机组能效的改变。使用系统能量消耗率来评价整个热泵系统的能耗,通过两种工况的对比,表明具有蓄混水装置的地下水源热泵系统在1个运行日内平均可减少系统总能耗的1.1%,同时节约30%的潜水泵抽水量,有效地减轻了系统的回灌压力。

关键词： 地下水源热泵系统   对比分析   经济性   应用性  

摘要： 根据天津某大学地处郊区、地下热能丰富等实际情况,将地下水源热泵系统与其他2种供暖制冷模拟方案进行对比。计算相关的初投资和运行费用,并分析各方案的优势和不足。实际应用情况表明该工程采用地下水源热泵系统具有更好的经济效益及应用效果。

关键词： 浅层地温   土壤源热泵系统   人工管道   地下水源热泵   埋管   工程分类   管系统   盘管   开发工程   井组  

摘要： 浅层地温能开发工程技术,按冷热源工程分类可分为土壤源热泵系统、地下水源热泵系统和地表水源热泵系统。土壤源热泵系统是在浅层地层中设置人工管道,通过循环水在管道中的运行来实现同地层的冷热源转换,土壤源热泵系统又分为水平盘管系统、桩中深管系统和竖埋管系统。

关键词： 地下水源热泵系统   渗流场   热平衡   热贯通   数值模拟  

摘要： 为了准确模拟预测河北水勘院正定基地地下水源热泵系统运行期间的地下水渗流场与温度场的变化规律,避免未来地下水源热泵系统运行期间出现的冷热贯通现象与冷热堆积问题,通过总结分析地下水源热泵的应用与模拟研究现状,针对浅层地温能开发与地下水环境模拟中存在的问题,建立了相应的地下水渗流与热量运移三维耦合数值模型,并结合未来地下水源热泵系统的运行工况,预测分析了不同条件下未来地下水源热泵系统的热平衡发展趋势.结果表明:该示范工程按设计方案运行,抽、灌井之间存在热贯通现象及冷堆积问题;提出了当浅层地温能开发存在冷堆积时,在不改变冷热负荷和抽灌井间距时,可采用运行一周期后互换抽水井与回灌井的方案,以有效缓解地下水源热泵工程热贯通现象与冷堆积问题.

关键词： 地下水源热泵   流体   能耗   能效比  

摘要： 本文通过研究地下水源热泵计算模型,搭建系统计算平台,通过一算例,输入相关参数计算地下水源热泵系统井侧和用户侧流体温度、热泵机组耗功等数据,为实际工程运行和设计预测提供有效途径及方法,有利于进一步开展地下水热泵系统长年热力性能分析及预测探索性研究.

关键词： 地下水源热泵系统   地下水热量运移   合理井距  

摘要： 基于野外实际地下水源热泵系统和长时间抽灌实验,构建场地水文地质概念模型和水热耦合模型,进行场地地下水温度场数值模拟研究。利用场地群井观测数据对所建模型进行验证,诸观测孔各时段的绝对误差均值为0.38℃,平均相对误差率为2.00%,表明模型模拟结果良好。模型经验证后,预测不同抽灌模式下温度场分布,发现季节性交替抽灌结果优于正常抽灌,但均产生热贯通现象,说明现状抽灌井距(30 m)偏小。设计不同抽灌井距情况模拟回灌井对抽水井的影响,得到研究场地合理井距为50 m。进一步研究渗透系数、热弥散度、抽灌水量和回灌水温差对合理井距的影响,发现抽灌水量和回灌水温差的影响最大。