地下水源热泵温室利用系统回灌模拟试验

设计了一沙箱模拟地下水无压自流回灌试验,测得抽、灌井周围测试点的水头值和水均衡状态时的抽灌水流量,并进行统计分析以及MODFLOW数值模拟,为地下水源热泵工程的前期可行性分析提供了科学的模拟试验方法,也为地下水源热泵温室利用系统回灌技术的利用提供了可靠依据。

沿海地区地下水水质特征及其对地下水源热泵系统潜在性危害

沿海地区地下水化学条件复杂,为查明地下水水质对地下水源热泵系统(GWHP)的危害,对危害机理进行了研究。通过对江苏省盐城地区潜水和第Ⅰ承压水的水化学分析,确定主要离子来源以及成因作用,重点分析了Mg^(2+)、Ca^(2+)、Fe^(2+)的危害性,最终利用水文地球化学软件PHREEQC计算饱和指数Is,分析了地下水越流混合作用、地下水回灌叠加对地下水源热泵的潜在危害。结果表明:盐城地区地下水TDS(溶解性总固体)质量浓度高,硬度高,Na^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)、Fe^(2+)、HCO_(3)^(-)、Cl^(-)是主要质量浓度异常的离子;潜水ρ(TDS)为180.42~4 497.00 mg/L,ρ(Na^(+))、ρ(Mg^(2+))、ρ(Ca^(2+))分别为278.16、72.91、72.74 mg/L,ρ(HCO_(3)^(-))、ρ(Cl-)分别为487.33、298.76 mg/L;第Ⅰ承压水ρ(TDS)为508.50~17 182.00 mg/L,ρ(Na^(+))、ρ(Ca^(2+))、ρ(Fe^(2+))分别为1 595.06、564.57、4.50 mg/L,ρ(Cl-)为4 560.06 mg/L。地下水运移过程受到溶滤作用、古海水入侵作用等多种水岩反应的影响。地下水源热泵长期运行主要会呈现Fe(OH)_(3)结垢、CaCO_(3)与CaMg(CO_(3))_(2)沉淀结垢等问题。

水源热泵回灌中大肠杆菌阻塞迁移沉积特性参数试验研究

以地下水源热泵回灌过程中大肠杆菌堵塞作为研究对象,通过自主研发的砂层颗粒迁移-沉积试验系统观察大肠杆菌在多孔介质孔隙孔道内的运移、沉积。以3种不同长度的试验箱体开展大肠杆菌在多孔介质里的运移沉积规律,通过试验得出:1)石英石颗粒内部的内摩擦力有利于大肠杆菌的沉积,流动速度对大肠杆菌引起的微生物堵塞起到关键作用:2)3种(60、80、100 cm)不同长度的试验箱体在流速作用下以100和80 cm为对象,其沉积率提高了57.1%;以80和60 cm为对比对象,其沉积率提高了27.3%;3)大肠杆菌的恢复率与流体速度也成正相关作用,其堵塞原理类似沉积率特性。

基于实际运行数据的某地下水源热泵系统的节能运行分析

本文针对某酒店地下水源热泵系统,通过分析冷热源监控系统的温度、流量、压力以及设备耗电量等实际运行数据,查找系统运行中存在的问题,提出设备及系统的优化运行策略,建议在空调冷热源监控系统加入自学习功能以实时准确地调整设备运行策略,提高系统运行能效,从而实现空调系统节能减碳的目的。

基于热平衡模型的温室地表水源热泵系统供暖设计与试验

为降低长江三角洲温室冬季供暖能耗,提出一种采用温室运行热负荷预测技术进行开放式温室地表水源热泵供暖系统(surface water-source heathump system,SWSHPS)的供暖设计方法。结合温室的工程运行实际和各种环境因素,建立了温室热平衡预测模型。并采用MATLAB/SIMULINK模块进行了8种温室环境条件下的能量数值模拟,计算了温室不同覆盖材料和保温幕状态的能耗,当室外空气温度为0℃时,纳米掺锑二氧化锡涂膜玻璃温室比普通浮法玻璃温室可减少能耗23%,夜间开启保温幕比收拢可减少能耗22%。最后进行了温室冬季供暖试验,试验结果表明:室内空气温度垂直分布较均匀,能够满足设计要求,1月份系统平均制热性能系数(coefficient of performance,COP)值为2.3。基于热平衡预测模型设计的温室地表水水源热泵供暖系统是可行的。

水源热泵空调系统在地下建筑中应用的研究

分析了水源热泵、水源—空气源热泵空调系统的热力特性 ,认为地下建筑中采用水源热泵、水源—空气源热泵空调系统比常规空调系统热效率高 ,且有助于减少能耗。

地下水源水环热泵空调系统的节能运行研究

根据笔者提出的共用空调动力设备和末端空调水源热泵机组耗电量的推算方法,对北京某公寓地下水源水环热泵空调系统两年多的实测数据进行了分析研究。结果表明,原有系统的二次循环水泵系统能耗大、部分负荷调节性差。对水泵系统进行了节能改造,在原有的定流量二次循环泵上增设变频器。改造后二次循环水泵的节电效率高达35%,节能效果十分显著。

变频技术在地下水源热泵系统中的应用

目的在地下水源热泵空调系统中,热泵机组大部分时间都在部分负荷运行,而深井泵不能随着热泵机组负荷变化而进行调节,一直处于满负荷运行,结果造成了深井泵的电费及水费的大量增加.为了能够减少深井泵的耗电量和供水量,节省运行费用.方法笔者采用理论分析和实验测量的方法,确定了某高校办公楼地下水源热泵系统深井泵变频范围和变频后整个冬季供暖期的耗电量和供水量,研究了深井泵变频调速供水节能效果和经济性.结果研究表明,深井泵采用变频调速技术后,整个冬季供暖期节省井水量404369m3,耗电量105247 9kw·h.节约运行费用16 8万元.结论得出了在地下水源热泵空调系统中,深井泵采用变频调速供水技术,可明显地节省运行费用,带来显著的经济效益.

应用水热运移数值模拟优化地下水源热泵系统抽灌井布局

合理布局抽水井和回灌井是地下水源热泵系统长期有效运行的关键因素。以郑州市郑东新区为例,利用HST3D软件建立水热运移数值模型,优化设计地下水源热泵系统抽灌水井布局,预测地下水源热泵系统长期运行后对含水层的水热影响。结果表明:介质比热容及渗透率分别对含水层温度及水位影响显著,是较敏感的参数。方案3(3个回灌井垂直天然流向分布且位于抽水井下游)为最佳布井方式。抽灌量900,1 200,1 500及2 000m3/d所对应的合理布井间距分别为50,65,70及75m。相应布井方案的水源热泵系统运行20a,对含水层温度场的影响仅限于200m×200m的范围,抽水井温度变化小于1℃。

地下水源热泵砂淤层阻塞试验系统研究

提出针对地下水源热泵系统阻塞机理研究开发的砂层阻塞模拟试验系统。该观测系统采取透射式观测方案,可以实时、直接地观测砂层渗流的变化和阻塞物的空间时间变化;系统采用双向水流驱动,可以模拟地下水源热泵系统回灌和回扬的渗流条件;本试验系统可以同时模拟地下水砂层中颗粒、气泡和微生物运移并阻塞孔隙水流的过程以及其耦合作用,可为进一步解决具体技术问题,如采用水回灌、环境安全评估等提供必须的实验基础。最后通过对砂砾和玻璃珠颗粒作对比性试验,从试验结果得出试验系统在研究砂层淤堵机理上是成功的。

河北水勘院正定基地地下水源热泵系统热平衡问题分析及对策

为了准确模拟预测河北水勘院正定基地地下水源热泵系统运行期间的地下水渗流场与温度场的变化规律,避免未来地下水源热泵系统运行期间出现的冷热贯通现象与冷热堆积问题,通过总结分析地下水源热泵的应用与模拟研究现状,针对浅层地温能开发与地下水环境模拟中存在的问题,建立了相应的地下水渗流与热量运移三维耦合数值模型,并结合未来地下水源热泵系统的运行工况,预测分析了不同条件下未来地下水源热泵系统的热平衡发展趋势.结果表明:该示范工程按设计方案运行,抽、灌井之间存在热贯通现象及冷堆积问题;提出了当浅层地温能开发存在冷堆积时,在不改变冷热负荷和抽灌井间距时,可采用运行一周期后互换抽水井与回灌井的方案,以有效缓解地下水源热泵工程热贯通现象与冷堆积问题.

浅层地温能开发地下水源热泵系统热平衡分析三维数值模型

为了准确模拟预测地下水源热泵系统运行期间的地下水渗流场与温度场的变化规律,避免未来地下水源热泵系统运行期间出现的冷热贯通现象,科学合理地设计地下水源热泵系统。本文以河北水勘院正定基地地下水源热泵示范工程为例,建立了地下水渗流与热量运移三维耦合数值模型,并结合未来地下水源热泵系统的运行工况,预测分析了不同条件下未来地下水源热泵系统的热平衡发展趋势。结果表明,该示范工程地下水源热泵系统宜采用温差为10℃的运行方案,且抽水、回灌井间距大于等于80m的设计运行方案能有效地避免未来运行过程中的冷、热贯通现象。

北京地区地下水源热泵利用现状及存在问题

本文综合国内外地下水源热泵研究现状,通过对北京地区地下水源热泵利用现状调查分析,重点分析了地下水水源热泵利用过程中存在的不能完全回灌、回灌水温差过大、水井布设不合理等问题。结合北京平原区第四系水文地质条件,分析了不同含水层结构下如何合理布设地下水源热泵系统的用水井,尽量避免水源热泵系统的使用对地下水的影响。

昌邑市某地下水源热泵空调系统水资源利用探析

地下水水源热泵空调系统是以地下水作为热泵空调的热源,具有中央空调合理利用能源、运行成本低和安全、环保、节能、灵活等优点。本文以昌邑市东隅小区水源热泵空调工程水资源论证为例,通过对区域取用水、退水合理性和供水水源的可行性、可靠性及取水、回灌对周围水资源生态环境影响等方面进行了分析,提出切合实际的结论和建议,为水行政主管部门审批取水许可提供技术支撑。

洛阳市地下水源热泵空调系统节能经济性研究

为了准确评估洛阳市地下水源热泵空调系统节能性及经济性,基于洛阳市典型工程项目的现场调研数据,建立地下水源热泵中央空调系统节能性及经济性评价的数学模型,并依据初投资、运行费用、标准煤耗量等评价指标对传统中央空调系统和地下水源热泵空调系统的能耗及经济性进行了比较分析。研究表明,所提出的单位空调面积评价方法是适用于地下水源热泵空调系统的运行能耗和经济性的科学评价方法。

地下水源热泵空调系统及其工程设计

介绍了地下水源热泵空调系统的特点、应用条件以及系统形式。结合北京市的三个实例工程,对地下水源热泵空调系统两种主要的系统形式(分散式和集中式系统)的应用条件及各自特点做了重点介绍。对系统中换热器和辅助冷热源的设置原则以及采用该系统应注意的问题进行了说明。

场地地下水源热泵系统抽灌实验及数值模拟研究

基于野外实际地下水源热泵系统和长时间抽灌实验,构建场地水文地质概念模型和水热耦合模型,进行场地地下水温度场数值模拟研究。利用场地群井观测数据对所建模型进行验证,诸观测孔各时段的绝对误差均值为0.38℃,平均相对误差率为2.00%,表明模型模拟结果良好。模型经验证后,预测不同抽灌模式下温度场分布,发现季节性交替抽灌结果优于正常抽灌,但均产生热贯通现象,说明现状抽灌井距(30 m)偏小。设计不同抽灌井距情况模拟回灌井对抽水井的影响,得到研究场地合理井距为50 m。进一步研究渗透系数、热弥散度、抽灌水量和回灌水温差对合理井距的影响,发现抽灌水量和回灌水温差的影响最大。

水源热泵系统在日光温室中的应用效益分析

水源热泵系统是调节日光温室温度的一种新手段。为对其经济效益做出综合评价,以长春市岔路河镇某日光温室为例,计算其水源热泵系统的热负荷。通过对水源热泵、煤、燃气3种供暖方式的费用比较可知,用煤供暖的费用最低,而热泵系统的费用略高。当煤电价格比大于1.558时,热泵供暖费用才比燃煤费用低。

温室水源热泵空调系统研究现状与展望

详细介绍了水源热泵系统的组成、工作原理以及系统对水量、水温、水质的要求,分析了国内外温室水源热泵空调系统研究现状,指出国内外研究在机组的动态特性、部分负荷情况下的能耗变化等方面存在不足,提出了今后温室水源热泵空调系统的研究将集中在以下几个方面:研究不同气候条件下,系统运行动态特性;研究不同温室,以及同类温室不同结构特征对系统运行的影响;研究基于植物生理特性的温室地热空调系统负荷、能耗;研究移动水源热泵空调系统优化设计模型,针对不同环境参数、不同温室结构特征,实现年能耗最小的最优设计。

地下水源热泵空调系统及其工程设计

对地下水源热泵空调系统的特点、应用条件及系统形式进行了介绍,并结合北京市的三个实例工程,对地下水源热泵空调系统两种主要的系统形式:分散式和集中式系统的应用条件及各自特点做了重点介绍。另外,对系统中换热器和辅助设备的设置原则以及应用该系统应注意的问题进行了说明,以期能为今后的系统设计及其运行管理提供参考。