中深层地热能梯级利用系统优化研究

发布时间：2017-03-30 22:04

  本文关键词：中深层地热能梯级利用系统优化研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国中深层地热能主要以低温地热田的形式存在。尤其在山东地区,地热资源分布面积广,储量大,开采条件较好,但由于技术上处在自发、分散和粗放的利用阶段,浪费地热资源的现象严重,综合开发利用水平低。地热尾水就近地面排放较普遍,给地热利用区域的水环境带来严重负面影响。本文从强化传热速率和水系统优化运行策略角度入手,将“火积耗散”理论引入到地热供暖技术上,着重分析了火积分析应用到换热器上的优化策略,确定了火积分析应用到主要设备选型时的优化原则；分析了地热水水系统的不同形式及其优化准则,提出了两种较为可行的运行调控策略,并将上述研究成果应用到菏泽某地热供暖改造工程中,指导系统改造的优化设计。研究了地热供热系统强化传热效率。以给定条件下火积耗散最小为优化准则。当给定换热器冷热流体进出口温度时,冷热流体热容量差值越小,火积耗散越小,换热器传热速率越快：当给定冷热流体热容量情况下,热流体(或冷流体)进出口温差越大,火积耗散越小,换热器传热速率越快；当给定换热器热流的情况下,流体热容量越大,火积耗散越小,换热器传热速率越快。建立了地热水水系统的优化方法。遵循“扩大地热能可利用温差和减少地热水开采量”的原则。通过控制地热井出水流量、控制回灌温度的措施或控制换热器低温侧出口温度等措施予以实现。并以工程实例检验了该方法的可行性。提出了山东菏泽地区某地热供暖改造工程方案。实地调研考察,对其进行扩大供暖能力、减少地热水开采量和增大系统及其主要采暖设备供热能力等方面,进行了优化改造。提出了“增加梯级利用级数+增设混热水箱”和“增加梯级利用级数+增设市政热网调峰”的两种优化方案,深入探讨了优化原则与策略在工程中的实际应用,并对其在节约地热水、提高供热能效比和地热能利用率、热突破时间以及经济性等方面进行了较为深入全面分析,确定了“增加梯级利用级数+增设混热水箱”方案。基于建立的地热梯级利用优化技术,进行的工程改造结果表明：提出的优化方法具有可行性与可操作性。
【关键词】：地热能 梯级利用 火积耗散 供暖 换热器 水源热泵
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P314;TU832
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题背景9-11
• 1.2 国内外中深层地热资源利用现状11-12
• 1.3 本文研究主要内容12-13
• 第2章 地热梯级利用系统技术研究13-29
• 2.1 地热梯级利用原理13-14
• 2.2 与常规供热方式比较14-15
• 2.3 地热梯级利用系统主要设备与选用15-24
• 2.4 地热梯级利用评价24-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 地热梯级利用系统火积优化分析29-39
• 3.1 提高热量传递效率的物理量——火积29
• 3.2 传热过程中构成火积的组分29-31
• 3.3 换热器中的火积分析31-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 地热水水系统分析与优化39-51
• 4.1 水系统能量与质量平衡分析39-40
• 4.2 开式与闭式水系统分析40-46
• 4.3 供暖调峰模式与运行调节46-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第5章 地热能梯级利用优化技术的工程应用51-84
• 5.1 地热供暖工程现状51-58
• 5.2 地热系统设计方案58-76
• 5.3 技术经济分析76-83
• 5.4 本章小结83-84
• 第6章 结论与展望84-86
• 6.1 结论84-85
• 6.2 展望85-86
• 参考文献86-90
• 后记90-91
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 程雪涛;梁新刚;;(火积)理论在热功转换过程中的应用探讨[J];物理学报;2014年19期

2 代春艳;;天津地热资源开发利用情况及存在的问题[J];河南科技;2014年03期

3 汪集f

本文编号：278170