单井循环地源热泵地下换热特性模拟研究

发布时间：2020-08-25 09:58

【摘要】：异井循环系统在多数地区有着回灌困难的特点,其后果是导致地面沉降、地裂缝等。异井循环系统打井数量过多,势必造成占地面积大、管理不便、成本较高等问题。单井循环地源热泵恰恰可以克服异井循环的这些缺陷,若能解决好热贯通问题,将可以推动其在工程中的实际应用。本文主要对单井循环地源热泵进行了研究。根据单井循环的系统特点,对其系统进行了分类,并且分析了影响单井循环系统的各项因素。并且从中选定地下热源井结构这一影响因素,利用Fluent软件对单井循环热源井的热贯通现象进行了研究。主要研究内容包括:单井循环热源井的类型、井径和隔断位置对热贯通的影响等。最终获得下述结论:(1)根据地下水是否直接流经水源热泵机组,可以将单井循环地源热泵系统分为单井循环直接地下水换热系统和单井循环间接地下水换热系统。(2)影响单井循环地源热泵系统性能的主要因素是地下水质、水泵的功耗、地下水温、换热器的选取和热源井的结构等。(3)在实际物理运行时间为200秒的时间范围内,循环单井的抽水温度变化量为6.71K,抽灌同井的抽水温度变化量为5.57K,填砾同井的抽水温度变化量为6.09K。可见循环单井热贯通最严重,其次就是填砾同井,再次是抽灌同井。(4)在实际物理运行时间为200秒的时间范围内,前部分时间循环单井井径越小热贯通越显著,运行到一段时间之后,井径越大热贯通越显著。在实际物理运行时间为200秒的时间范围内,抽灌同井的井径越大热贯通越显著。在实际物理运行时间为200秒的时间范围内,前部分时间填砾同井井径越小热贯通越显著,运行到一段时间之后,井径越大热贯通越显著。(5)在实际物理运行时间为200秒的时间范围内,抽灌同井的隔板位置越浅热贯通越显著。在实际物理运行时间为200秒的时间范围内,填砾同井的隔板位置越浅热贯通越显著。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK52
【图文】：

污染治理,资金投入,国家,暖通

题研究的目的和意义济的发展，伴随的是能源的大量利用。能源在被开发利用的同时，必然境产生不良影响。环境受到了不良影响，就需要投入大量的资金进行治据国家数据库统计，国家每年在环境污染治理上的的投入越来越大如图。在环境因素剧烈变化的影响下，气候变化也越来越异常，在尽量阻止续恶化的情况下，洁净能源的利用就成为了当今时代的主题之一[1]。洁净利用体显的就是能源的消耗。随着大量高楼在城镇中拔地而起，建筑能代人类生活总能耗中所占的比例越来越大。而暖通占建筑总能耗的 55%，低暖通能耗是减少建筑能耗的方式之一[2]。减少暖通能耗的方法有很多如利用太阳能，空气能，地热能等等。其中太阳能，空气能稳定性不高，影响比较大。地热能处于地下，由于岩石沙土的导热系数都比较小，所地下来说，表面的地层就相当于一个棉袄，所以地下的温度一年四季都比较稳定。

单井,热系统

第 2 章单井循环地源热泵系统述了单井循环地源热泵的研究现状后，本章将从单井循环地源热工作原理介绍出发，对部单井循环系统的特点进行阐述，突出了研究的意义。并研究腐蚀与水质，井水泵，地下水水温等因素，源热泵系统的影响，以此来明确单井循环地源热泵系统的良好工循环地源热泵系统组成循环地源热泵系统是地下水源热泵系统中的一种，它把深层地下的冷热源。在冬季的时候，单井循环地下水源热泵把地能中的热内供暖；在夏季的时候，则把地能中的冷量取出，给室内提供凉井循环地下水源热泵系统可以分为三个主要部分，如图 2.1 所示。

单井,换热系统

单井循环地源热泵直接地下水换热系统

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