单井回灌地源热泵地下传热数值模型研究

在空间上将单井回灌系统地下传热问题分为井内与井外两部分,通过有限容积法(FVM)分别建立了井内与井外传热的数值模型。利用该数值模型对单井回灌系统的一些重要参数进行了研究,发现热传导和热对流是单井回灌地热换热器的主要传热方式,凡是影响热传导和热对流的地质参数和系统参数都对换热器的传热性能有明显影响。此外,利用现场测试的数据验证了计算结果的有效性。

单井循环地下换热系统健康运行的研究

单井循环地下换热系统的热源井现阶段共有三种:循环单井、抽灌同井和填砾抽灌同井。数值计算表明,渗透系数是传统回灌井和抽灌同井回灌难易程度的决定因素,填砾抽灌同井显著降低了灌压,循环单井没有回灌困难的问题。单井循环地下换热系统运行时会产生热贯通问题,尤其是填砾抽灌同井和循环单井。抽灌同井运行时的季节性储能很大程度地减轻了对含水层作为热源(汇)的依赖,而让其作为一种蓄热的载体。回灌问题、热贯通问题和季节性储能问题是单井循环地下换热系统能否长期健康稳定运行的关键影响因素。

多流场耦合的单井循环换热地能采集井物理场分析

作为同井回灌水源热泵的一种形式,单井循环换热地能采集井非达西效应时渗流场的研究对高效地利用浅层地热能亦具有重要意义。建立Stokes-Forchheimer-Darcy流多流场耦合的流场-温度场数学模型,利用该模型分析算例的物理场,包括温度场及水动力场时空变化规律、出水温度随时间的变化规律。其结果为今后进一步研究单井循环换热地能采集井奠定理论基础,也为有效利用单井循环换热地能采集系统提供科学依据。说明开发利用同井回灌水源热泵对于节约能源、降低碳排放、提高同井回灌水源热泵的工作效率具有重要价值。

单井回灌地源热泵地下换热器流动模型及分析

单井回灌地源热泵系统是一项建筑节能的新技术,其地下换热器涉及复杂的地下水渗流及换热问题。要分析单井回灌地源热泵系统的地下传热过程,首先得解决系统运行过程中地下水流动问题。本文通过对单井系统地下流场的分析在简化假设的基础上建立了数学模型,通过数值计算表明承压含水层完整井系统抽水段与回灌段长度基本相等,井筒壁上降深及径向渗流速度沿井深方向基本程线性变化,系统回灌率受径向渗透系数影响较大。

单井回灌地源热泵承压含水层渗流解析解

单井回灌地源热泵系统是一种高效、环保的新技术,但其涉及的地下水流动和传热问题相当复杂。要解决该系统的传热问题,首先要解决的是地下水渗流问题。由于单井回灌地源热泵是从一口井的底部抽取地下水,经过热泵换热后再从同一口井的上部回灌回地下,在不考虑地下水整体流动的情况下,这是一个具有复杂边界条件的轴对称渗流问题,对于该问题国内外文献里还未见有解析解。本文在一定简化假设条件下,通过积分变换的方法求得了承压含水层的解析解,为进一步分析传热奠定了基础。。

循环单井地下换热系统及其应用

介绍了循环单井地下换热系统的形式与运行,以及循环单井系统在国外的应用现状。分析了循环单井中井水与地下水的流动形式和换热。总结了循环单井系统的特点与优势,由于井内的水与地下含水层之间的原水交换其承担负荷能力显著增加,从而减少了钻井长度,减少了投资成本。以及循环单井系统存在的一些问题,其中最大的问题即热贯通。

单井循环地下换热系统及其应用前景

本文给出了单井循环地下换热系统的型式。单井循环地下换热系统的热源井现阶段共有三种:循环单井、抽灌同井和填砾抽灌同井。分析了单井循环地下换热系统的特点和它们之间的区别,综述了单井循环地下换热系统在国内外的应用现状。认为单井循环地下换热系统会有广阔的应用前景,但应用中应关注:回灌问题、热贯通问题和季节性储能问题。

地下水源热泵系统适宜性分析

在分析天津地区Ⅱ-Ⅴ深层含水组含水层富水性、水温、水质和水位埋深条件基础上,研究地下水源热泵的适宜性,为地下水分区管理提供科学依据。

地埋管与新型单井耦合换热技术实例分析

地埋管换热系统难以解决热量不平衡问题,水源热泵系统的回灌问题也未得到良好的解决,单井循环换热系统则可通过轻微的热贯通现象很好地解决以上两个问题。采用地埋管与单井循环耦合换热技术,地埋管与单井循环交替使用能够保证系统长时间连续运行的稳定性和可靠性,为工程减少大量投资,具有一定的实际应用价值。