关键词： 地下水源热泵   含水层   回灌   特性分析   多层   弱透水层   绝对值   热力特性   渗透系数   影响范围   阻隔作用   出水温度   水流量   抽水   中间   降深   水口   温度降   基础   竖向   减小  

摘要： 在适当简化了多层含水层和抽灌同井的基础上,分析了多层含水层中同井回灌地下水源热泵水力和热力特性。随着中间含水层竖向渗透系数的增加,抽、回水口降深绝对值减小,抽水和回灌相对容易;中间弱透水层厚度减小时,抽、回水口降深绝对值有所降低,但降低不明显;抽水流量增加,抽、回水口降深绝对值基本呈线性增加,从而增加抽水和回灌压力。中间弱透水层的存在,显著地降低了抽水温度降,大大增加了含水层热影响范围,即使弱透水层很薄,也能起到很好阻隔作用,在这种条件下井的出水温度对于流量的加大不敏感。因此在抽水和回灌允许的情况下,可以加大抽水流量,使井承担更大的负荷。

关键词： 地下水源热泵   回灌   热负荷   抽水   水流量   情况   贯通   降深   含水层   发现  

摘要： 模拟研究了热负荷对同井回灌地下水源热泵抽水和回灌降深、抽水温度和热影响 范围的影响。研究发现,随着抽水流量的增加,抽水和回灌降深绝对值增加,抽水温度降低;对 于易于出现热贯通的含水层,在条件允许的情况下应采用小抽水温差和大抽水流量。

关键词： 地下水源热泵系统   费用年值分析   全寿命周期成本   通货膨胀   应用研究  

摘要： 近年来,地下水源热泵系统以其显著的环保和节能等优点,在我国得到了迅速的发展,各地新建和改建了许多地下水源热泵工程。地下水源热泵系统的经济性是决定地下水源热泵能否得到广泛应用的关键问题之一,针对热泵系统的经济性分析,本课题主要进行了以下几方面的研究: (1)研究地下水源热泵系统的性能,结合测试数据分析地下水源热泵系统在供热运行和制冷运行期间的运行参数的变化情况; (2)收集并整理天津地区BIN气象参数,建立能耗分析模型,采用BIN法对选取的两个热泵工程的全年能耗进行分析计算; (3)以热泵系统的费用年值为经济性分析的目标,系统费用年值用折算的现值费用表示,同时考虑到通货膨胀与利率等因素对现值的影响,对比地下水源热泵系统(方案一)与直燃型溴化锂吸收式冷热水系统(方案二)的费用年值; (4)对影响地下水源热泵性能的主要因素,如地质条件、水源条件和气候条件等加以整理与分析。 经过本课题的研究,得出以下结论: (1)地下水源热泵系统尽管在初投资方面比其他常规的热泵(空调)系统高,但地下水源热泵系统以其良好的节能性能使其回收期为2～4年; (2)在保证系统水温和水量的前提下合理选择地下水源热泵系统的打井的总深度,以降低地下水源热泵系统的初投资; (3)地下水源热泵系统的年运行费用占系统费用年值的51%～64%,其中水泵等设备的耗电量占系统年度总耗电量的40%左右,推荐采用水泵变频技术来降低水泵能耗; (4)地下水源热泵系统与直燃型溴化锂吸收式冷热水系统的全寿命周期成本之比约为0.91～0.93; (5)比较工程1和工程2可以发现,在地下水源热泵机组性能系数COP相对稳定的前提下,间歇运行的地下水源热泵系统单位供热量/单位制冷量的全寿命周期成本比全天运行的低0.7～1.1元左右。 考虑了通货膨胀和利率对投资的影响,本研究为地下水源热泵系统的设计和技术经济性分析提供了有价值的分析方法。

关键词： 地源热泵   地下水   武汉   温频法   能耗模拟  

摘要： 近几年来,地下水源热泵系统因其具有能耗低、污染小、运行稳定可靠等特点而被广泛采用。但是地下水源热泵系统因受地质条件、初期投资高等因素影响,使其低能耗的特点没有突显出来。因此,必须对地下水源热泵系统的水源问题和年能耗进行研究,以确定其在某一特定地区推广的可能性。 在分析地下水源热泵的基础上,对地下水源热泵系统所用水源的地质情况、水质要求进行讨论,提出地下水源热泵用地下水水质标准和相应的水质处理措施。 采用温频法对武汉地区地下水源热泵系统的全年能耗进行模拟。以武汉近十五年的气象数据为依据,计算出武汉地区以2℃为温频段的全年和一班制温频数据。在此基础上,模拟武汉一办公楼空调系统全年耗电量,与空气源热泵进行比较,地下水源热泵系统较空气源热泵系统夏季节能23.26%,冬季节能19.09%。 对建筑功能不同的两个应用地下水源热泵的工程实例进行分析:地下水源热泵系统机房设备中,热泵机组的用电量占整个机房用电量的68.29%; 办公楼空调系统夏季耗电量高于住宅楼; 窗墙比为35%的办公楼空调系统较窗墙比为80%的节能54%,减小窗墙比可以大大降低空调能耗。 针对使用地下水源热泵可能存在的问题,如地下水源问题、井的老化、回灌等,提出相应的解决措施。

关键词： 地温场   地下水源热泵   单井系统   对井系统   数值模拟   地下水源热泵技术   低温地热资源   可持续利用   地温场演化  

摘要： 地下水源热泵技术作为一项低温地热资源可持续利用的技术方法，近年来已得到广泛应用。论文应用地下水渗流和热传递的基础理论，建立了热突破和地下水流动对温度场影响的解析模型，分析了地下水抽、灌过程中生产井发生热突破事件所需时间与相关影响因素之间的关系；讨论了不同的地下水流速条件下热传导和热对流对地温场演化的影响。\n 在此基础上，建立地下水流与热传递耦合数学模型，应用HST3D有限差模拟软件，对单井抽灌模式下水文地质参数、井结构参数、抽灌量和地下水天然流场等因素对地温场的影响进行了定量模拟，并给出理论解释。单井系统模拟结果表明：当含水层供水、回灌能力均能满足工程的单井水量设计要求时，均质含水层渗透率和孔隙度的差异对抽水段温度的影响较小；当抽、灌段之间存在一弱透水夹层时，弱透水层越厚、渗透率越低，抽水段发生热突破的时间越长，温度变幅越小；其它条件相同时，随含水层厚度的增大、抽灌量的减小、抽水段与回灌段过滤器间距的增加以及地下水天然流速的增加，抽水段的温度变幅呈不同程度的减小趋势；当含水层厚度一定时，抽、灌段过滤器长度的增加及过滤器间距的缩小，抽水段温度变幅不断增加。\n 根据单井模拟结果，选取对地温场演化影响显著的参数进行对井采能模式的研究，结果表明：随着含水层厚度、井对距离和抽、灌井过滤器长度的增加，抽水井的温度变幅呈减小趋势；若含水层中存在弱透水夹层，在弱透水层下部和上部分别进行抽水和回灌，抽水井温度变幅显著减小；增加地下水抽灌量会导致抽水井的温度变幅增大；随着地下水天然流速的增加，抽水井的温度变幅呈减小趋势。在相同的地下水天然流速下，若地下水的流向沿抽水井指向回灌井，抽水井温度变幅比地下水流向垂直于井对连线方向时要小。\n 基于单、对井模式的模拟研究，选择北京某工程实例进行模型应用研究。通过建立概念模型和数学模型，反演含水层的水文地质和热物理参数，并对未来5年的温度场演化进行预测，结果表明：所建立的模型能较好地刻画研究区的水文地质条件和岩层物性特征；含水层中温度变化较为显著，含水层渗透性越好，温度锋面的运移速度越快，温度影响半径越大；相对而言，粘土层中温度变幅较小，温度变化存在明显的滞后现象；按照现状强度进行地下含水层采能，抽水井温度在未来5年呈上升趋势，总上升幅度约0.

关键词： 地下水源   燃油锅炉   经济性  

摘要： 以胜利油田某供暖小区为例 ,对燃煤锅炉、燃油锅炉、电锅炉、地下水源热泵为热源的几种方案进行了分析比较 ,认为用地下水源热泵系统代替燃油锅炉是可行的 ,而且是经济的 ;介绍了工程设计和运行的具体情况 。

关键词： 地下水运动和换热   地下水源热泵   同井回灌   热贯通  

摘要： 国内近几年提出了一种新型地下水源热泵,该热泵生产井与回灌井集成在同一口水井中.相对于传统的异井回灌地下水源热泵(GWHPPRDW),该热泵被称为同井回灌地下水源热泵(GWHPPRSW),并且在北京等地已有一些成功的应用工程实例.然而,关于这种同井回灌地下水源热泵地下水运动和换热方面的研究文献上还没有报道.本课题首次对这种同井回灌地下水源热泵地下水运动和换热进行了初步研究.并开展了下列几方面的研究工作:(1)建立了承压含水层中同井回灌地下水源热泵抽水和回灌引发的地下水运动和换热的数学模型,并对模型中的参数给出了数学模型或典型值.(2)利用叠加原理推导了单一均匀介质含水层中定流量同井回灌地下水源热泵系统地下水运动的降深方程,并分析了其影响因素.(3)模拟了多层介质含水层中定流量同井回灌地下水源热泵和单一均匀介质含水层中抽水井定降深的同井回灌地下水源热泵的水力特性.(4)比较了同井回灌地下水源热泵系统与传统的异井回灌地下水源热泵系统的水力特性,分析了两种地下水源热泵系统的回灌差异.(5)模拟了同井回灌地下水源热泵地下水运动的热力特性,分析了含水层参数、井结构参数和负荷模式等对井出水温度和含水层温度场的影响.定流量和定降深的同井回灌地下水源热泵引发的地下水运动能在很短的时间内达到稳态,并且稳定时水力影响半径仅是含水层厚度和渗透系数比的函数.同井回灌地下水源热泵的回灌效果在渗透系数比不特别大的情况下,会好于非完整井(相同的回水过滤器长度)和相同回水过滤器长度的完整井异井回灌地下水源热泵.水井堵塞显著增加系统的灌压;回扬对于减小系统灌压大有益处,尤其是对于回灌困难的系统.从热贯通的角度来说,渗透系数比是同井回灌地下水源热泵工程成败的关键.抽水和回灌条件允许时,应尽量采用大的设计流量,小的设计温差.对于多层含水层中间有隔水层时,同井回灌地下水源热泵冬季运行井的出水温度变化很小,即使中间隔水层很薄也能有效地阻止热贯通.夏季工况的存在能够很好的改善下一年冬季的出水温度,即使夏季冷凝排热量小于冬季热泵从含水层中的取热量.

关键词： 地下水源热泵系统   技术经济分析   费用年值   节能分析  

摘要： 在20世纪90年代末,地下水源热泵系统因其具有节能、环保,得到了广泛的应用.虽然地下水源热泵系统作为一种节能的空调供暖系统,但是它的应用需要一定的条件,并且有些应用技术尚未进行深入的研究.所以导致目前地下水源系统在应用上存在一定的盲目性,这样大大不利于水源热泵系统应用与推广.论文通过对不同工况下热泵机组性能测试,得出相应情况下热泵机组性能的变化规律;并对整个冬季热泵机组运行情况进行了跟踪测量,得出整个冬季供暖期热泵机组日供热量和日耗电量变化规律以及整个供暖期的平均COP值.论文通过新校区试点工程的初投资统计和运行能耗实测分别准确地确定地下水源热泵系统的初投资和年运行费用,然后采用费用年值法,分别与其他方案的供暖空调系统相比较,最后确定不同情况下的最佳方案.在节能措施这部分,主要介绍两种:深井泵变频调速供水技术这一节中,详细地介绍了深井泵变频调速供水控制方法、水泵变频范围的确定及节能效果分析.在热泵机组运行调节的节能分析这一节,针对目前地下水源热泵系统机组的运行方式存在问题,提出热泵机组新的运行方式.根据两种运行方式能耗比较分析,证明新的运行调节方式的可行性.论文最后一部分分析了地下水源热泵系统对环境影响.该文通过实测确定地下水源热泵系统的能耗,并与其它方案供暖空调系统相比较,从而确定其节能效益及环境效益.该文所完成的研究内容对地下水源热泵系统的推广和应用具有一定的参考意义和实用价值.

关键词： 地下水源热泵   热泵机组   供暖   供热   含水层贮存  

摘要： 本文回顾了国内外地下水源热泵系统以及与之有关的含水层贮存与回用五十多年来的应用情况和研究现状,总结了在应用过程中遇到的问题及预防措施,分析了未来地下水源热泵的研究方向,为合理利用地下水源热泵系统提供参考。

关键词： 地下水源热泵   变频控制   节能  

摘要： 本文针对湖南某宾馆采用的地下水源热泵中央空调系统的运行现状,根据其自身特点提出对该系统空调水泵进行变频控制节能改造的建议和方案,并采用当量峰值小时数法从节能性和静态回收期两方面详细论证了该改造方案的可行性.结果证明,该改造方案在保证不低于热泵机组对水量的最低要求的同时,根据负荷的变化自动调节水泵的流量,节能效果显著,静态回收期短,是切实可行的.