单井循环地下水源热泵系统在自备井中应用的可行性分析
发布时间：2021-01-12 20:04
对于世界各国来说,能源对于经济的发展至关重要,新能源以其清洁无污染的特点成为21世纪最重要的替代能源。自南水北调中线通水后,京津冀大量自备井被封存,限制地下水的开采,这对于其中蕴含的地热能来说是一种新能源的浪费。单井循环地下换热系统能够利用热泵技术对现有的自备井进行改造,将其重新利用,为建筑物供暖、制冷,具有初投资小、能耗低、回灌良好等优点。本文在一地处廊坊的热源井地质资料基础上建立了二维剖面模型,探究单井循环地下水源热泵系统的地下水流动特性和影响地下水流动的因素,又建立了三维地下水流动模型和换热模型,探讨单井循环地下换热系统在该热源井处应用的可行性,推测适宜安装单井循环系统的自备井条件和含水层性质,得到的结论如下:（1）在现有地下水井基础上安装单井循环地下换热系统,对井结构进行改造非常有必要,在井孔内增加隔板既能够排除低温回水对抽水温度的干扰,又能够增加抽水的影响半径。在技术成熟,预算合理的条件下,应尽可能大范围的增加井内隔水装置。（2）含水层的渗透性较差时,取热半径更大,有弱透水层存在的情况最佳,但要保证含水层储水量的充足,若在抽水的同时不能及时得到上层含水层的补给,也会影响到单井...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同抽灌井布局方案平面示意图
石区再进入抽水管。典型的循环单井井径为 150mm，井深 150~460m。井与井之间的理想距离为 15~23m，460m 深的井孔能够提供 105~140kw 的冷量。典型的抽灌同井井径为 800mm，井管直径 500mm，抽回水管直径 100mm，井深 85m，地下水流量 100t/h，取热能力 580kw。图 1-3 单井循环地下换热系统
灌同井和填砾同井（如图 1-3 所示）。循环单井采用的是基岩含水层中的裸井（如图 1-4a），换热之后的回水有一小部分回灌到了基岩含水层，而大部分回水在井孔内与孔壁接触换热后又重新被抽水管抽出利用，为了降低热贯通效应，催生出了新型的井结构，即抽灌同井和填砾同井，这两种井内新增了井壁，并在井孔内部设置隔板，将井内的抽水区和回水区分隔开来。其中，抽灌同井采用的是过滤器井（如图 1-4b），回水能够更多地进入地下含水层，与原水和含水层换热后进入抽水区；填砾同井井孔直径较井管直径大（如图 1-4c），两者之间的孔隙中采用分选性较好的砾石回填，回水的一部分进入地下含水层，另一部分经过回填砾石区再进入抽水管。典型的循环单井井径为 150mm，井深 150~460m。井与井之间的理想距离为 15~23m，460m 深的井孔能够提供 105~140kw 的冷量。典型的抽灌同井井径为 800mm，井管直径 500mm，抽回水管直径 100mm，井深 85m，地下水流量 100t/h，取热能力 580kw。
【参考文献】：
期刊论文
[1]GMS模型的水文水质模拟应用研究[J]. 朱君妍,李翠梅,贺靖雄,项颂. 水文. 2019(01)
[2]地源热泵系统的应用与发展[J]. 王清刚. 四川水泥. 2019(01)
[3]含水层热弥散效应对地埋管换热器井群传热性能的影响[J]. 包图雅,米兰,马玖辰. 可再生能源. 2018(09)
[4]Study on ground source heat pump system zoning and methods in the Northwest of Shandong Province[J]. YU Yi-qiang. Journal of Groundwater Science and Engineering. 2018(03)
[5]砂槽模拟浅源热泵的合理井间距及布局优化——以枫林九溪为例[J]. 马致远,翟美静,许勇,李嘉祺,党书生. 水资源与水工程学报. 2018(04)
[6]南水北调检查井周边损坏原因及解决途径[J]. 李巍. 河南水利与南水北调. 2018(07)
[7]基于GMS的某金属尾矿库地下水溶质运移模拟[J]. 王英刚,李小川,孙宏亮,陈晓博,马溶涵,高丹. 沈阳大学学报(自然科学版). 2018(02)
[8]张掖地区地下水源热泵系统实测及分析[J]. 周海丽,周文和,武剑云,周朝晖,丁世文,黄国强. 兰州交通大学学报. 2018(02)
[9]Research on single hole heat transfer power of ground source heat pump system[J]. ZHAO Fang-hua. Journal of Groundwater Science and Engineering. 2018(01)
[10]抽灌同井运行特性实验研究——以上海地区为例[J]. 宋伟,倪龙,姚杨. 科学技术与工程. 2017(29)
博士论文
[1]长春市城区浅层地热能评价及地下水源热泵采灌模式研究[D]. 王楠.吉林大学 2016
[2]单井循环地下换热系统地下水流动及其传热特性研究[D]. 宋伟.哈尔滨工业大学 2014
[3]抽灌井群地下水运移能量传输及其传热研究[D]. 周学志.吉林大学 2013
[4]PVC-U塑料管水井成井技术应用研究[D]. 卢予北.中国地质大学 2012
[5]同井回灌地下水源热泵源汇井运行特性研究[D]. 倪龙.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]基于GMS的孔庄矿灰岩含水层地下水数值模拟[D]. 吕禹.安徽理工大学 2018
[2]多级回灌型填砾抽灌同井热贯通特性研究[D]. 朱柯.北方工业大学 2018
[3]地下水源热泵张掖地区应用分析[D]. 周海丽.兰州交通大学 2018
[4]循环单井一维简化模型研究[D]. 尚润心.哈尔滨工业大学 2017
[5]单井循环地源热泵地下换热特性模拟研究[D]. 曹孟冰.南昌大学 2016
[6]单井循环地下换热系统的储能实验研究[D]. 唐明宇.哈尔滨工业大学 2013
[7]河北省平原地区节能建筑中浅层地热能的应用研究[D]. 檀丽丽.成都理工大学 2012
[8]潍坊地区地下水源热泵应用的影响及适宜性分区研究[D]. 曹彬.济南大学 2012
[9]沈阳城区地下水源热泵适宜性评价及应用模式研究[D]. 臧海洋.沈阳建筑大学 2011
[10]单井循环水源热泵系统特性研究[D]. 林元同.南京理工大学 2009
本文编号：2973460
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同抽灌井布局方案平面示意图
石区再进入抽水管。典型的循环单井井径为 150mm，井深 150~460m。井与井之间的理想距离为 15~23m，460m 深的井孔能够提供 105~140kw 的冷量。典型的抽灌同井井径为 800mm，井管直径 500mm，抽回水管直径 100mm，井深 85m，地下水流量 100t/h，取热能力 580kw。图 1-3 单井循环地下换热系统
灌同井和填砾同井（如图 1-3 所示）。循环单井采用的是基岩含水层中的裸井（如图 1-4a），换热之后的回水有一小部分回灌到了基岩含水层，而大部分回水在井孔内与孔壁接触换热后又重新被抽水管抽出利用，为了降低热贯通效应，催生出了新型的井结构，即抽灌同井和填砾同井，这两种井内新增了井壁，并在井孔内部设置隔板，将井内的抽水区和回水区分隔开来。其中，抽灌同井采用的是过滤器井（如图 1-4b），回水能够更多地进入地下含水层，与原水和含水层换热后进入抽水区；填砾同井井孔直径较井管直径大（如图 1-4c），两者之间的孔隙中采用分选性较好的砾石回填，回水的一部分进入地下含水层，另一部分经过回填砾石区再进入抽水管。典型的循环单井井径为 150mm，井深 150~460m。井与井之间的理想距离为 15~23m，460m 深的井孔能够提供 105~140kw 的冷量。典型的抽灌同井井径为 800mm，井管直径 500mm，抽回水管直径 100mm，井深 85m，地下水流量 100t/h，取热能力 580kw。
【参考文献】：
期刊论文
[1]GMS模型的水文水质模拟应用研究[J]. 朱君妍,李翠梅,贺靖雄,项颂. 水文. 2019(01)
[2]地源热泵系统的应用与发展[J]. 王清刚. 四川水泥. 2019(01)
[3]含水层热弥散效应对地埋管换热器井群传热性能的影响[J]. 包图雅,米兰,马玖辰. 可再生能源. 2018(09)
[4]Study on ground source heat pump system zoning and methods in the Northwest of Shandong Province[J]. YU Yi-qiang. Journal of Groundwater Science and Engineering. 2018(03)
[5]砂槽模拟浅源热泵的合理井间距及布局优化——以枫林九溪为例[J]. 马致远,翟美静,许勇,李嘉祺,党书生. 水资源与水工程学报. 2018(04)
[6]南水北调检查井周边损坏原因及解决途径[J]. 李巍. 河南水利与南水北调. 2018(07)
[7]基于GMS的某金属尾矿库地下水溶质运移模拟[J]. 王英刚,李小川,孙宏亮,陈晓博,马溶涵,高丹. 沈阳大学学报(自然科学版). 2018(02)
[8]张掖地区地下水源热泵系统实测及分析[J]. 周海丽,周文和,武剑云,周朝晖,丁世文,黄国强. 兰州交通大学学报. 2018(02)
[9]Research on single hole heat transfer power of ground source heat pump system[J]. ZHAO Fang-hua. Journal of Groundwater Science and Engineering. 2018(01)
[10]抽灌同井运行特性实验研究——以上海地区为例[J]. 宋伟,倪龙,姚杨. 科学技术与工程. 2017(29)
博士论文
[1]长春市城区浅层地热能评价及地下水源热泵采灌模式研究[D]. 王楠.吉林大学 2016
[2]单井循环地下换热系统地下水流动及其传热特性研究[D]. 宋伟.哈尔滨工业大学 2014
[3]抽灌井群地下水运移能量传输及其传热研究[D]. 周学志.吉林大学 2013
[4]PVC-U塑料管水井成井技术应用研究[D]. 卢予北.中国地质大学 2012
[5]同井回灌地下水源热泵源汇井运行特性研究[D]. 倪龙.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]基于GMS的孔庄矿灰岩含水层地下水数值模拟[D]. 吕禹.安徽理工大学 2018
[2]多级回灌型填砾抽灌同井热贯通特性研究[D]. 朱柯.北方工业大学 2018
[3]地下水源热泵张掖地区应用分析[D]. 周海丽.兰州交通大学 2018
[4]循环单井一维简化模型研究[D]. 尚润心.哈尔滨工业大学 2017
[5]单井循环地源热泵地下换热特性模拟研究[D]. 曹孟冰.南昌大学 2016
[6]单井循环地下换热系统的储能实验研究[D]. 唐明宇.哈尔滨工业大学 2013
[7]河北省平原地区节能建筑中浅层地热能的应用研究[D]. 檀丽丽.成都理工大学 2012
[8]潍坊地区地下水源热泵应用的影响及适宜性分区研究[D]. 曹彬.济南大学 2012
[9]沈阳城区地下水源热泵适宜性评价及应用模式研究[D]. 臧海洋.沈阳建筑大学 2011
[10]单井循环水源热泵系统特性研究[D]. 林元同.南京理工大学 2009
本文编号：2973460
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