地下水动力场对热泵储能利用率及地面沉降的影响

发布时间：2021-03-25 03:05

　　含水层储能效果受地下水动力场影响较大,通过建立地下水源热泵换热模型,从储能利用率角度定量评价地下水流场及抽灌井交换周期对热泵运行性能的影响程度,并研究因开采地下水引起的地面沉降问题。研究表明,地下水流速的增大导致储能利用率下降,但降低了地面沉降风险,且地下水流向及抽灌井交换周期对地面沉降产生的影响较小,同时分析得到3种不同地下水流向条件下对应的最佳抽灌井交换运行模式。 

【文章来源】：太阳能学报. 2020,41(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

第i-1年夏季工况平均抽水温度变化示意图

冬季热泵运行时受回灌冷水的作用抽水温度逐渐降低，抽水温度变化过程同样可分3种情况，图2中Qe代表储能利用量。如图2b所示，冬季制热期内抽水温度均大于初始地下水温度，储能利用量最高，而对于图2c，由于抽水温度在整个运行期内均小于初始地下水温度，冬季储能利用量为零。冬季可利用热负荷计算式为：

选取某拟建地下水源热泵工程作为本文研究案例[14]，研究区内含水层厚度大、富水性好、含水介质为砂卵石。场内共设置3口抽水井及3口回灌井，如图3所示。各井井深均为60 m，滤管位置位于埋深40～60 m之间。采用FEFLOW建立水-热运移三维模型，模型高度与潜水含水层厚度保持一致，设置为100 m。含水层计算参数见表1。根据建筑物冷热负荷需求，年内地下水源热泵运行状态依次为：供暖期90 d，停运90 d，制冷期90 d，停运95 d，模拟运行期共计6 a，其中热泵夏、冬季回灌温度分别为30、10℃。根据地下水源热泵承担的取热量、排热量以及设计的温差计算得到热泵总需水量为3000 m3/d，同时结合研究区单井出水能力及回灌能力，场地内共设置3口抽水井和3口回灌井，各井抽水量及回灌量均为1000 m3/d。


本文编号：3098901