【摘要】：加強可再生能源的研究與利用是我國優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和改善環(huán)境的重要手段，地能作為清潔能源，同時具有可再生性，在我國節(jié)能減排的要求下，具有廣闊的發(fā)展空間。在已有的條件下，地能利用主要有土壤源熱泵和水源熱泵兩種形式。土壤源熱泵的能量主要來源于地下巖土層，通過介質(zhì)和巖土層換熱獲取能量，能量取用過程中僅通過換熱完成，優(yōu)點是對含水層環(huán)境影響較小，但是這種方式獲取能量能源密度比較低，能量的傳輸速度比較慢，同時土壤源熱泵的工程造價成本較高。水源熱泵相對于土壤與熱泵能量密度大，能量傳輸快，工程簡單，但是水源熱泵直接對地下水進行抽灌，容易造成地下生態(tài)環(huán)境的破壞。早期水源熱泵采用開放式系統(tǒng)，地下水經(jīng)過換熱器換熱后直接排放到周圍環(huán)境中，水資源浪費比較嚴(yán)重，同時容易造成地面塌陷，已被較多的國家和地區(qū)禁止使用，現(xiàn)在水源熱泵多使用雙井系統(tǒng)，即在抽水的同時向地下含水層進行回灌。目前，土壤源熱泵的應(yīng)用較多，相應(yīng)的研究已經(jīng)較為成熟，水源熱泵的應(yīng)用越來越受到關(guān)注，研究成果也越來越多。 水源熱泵在應(yīng)用過程中涉及傳熱和傳質(zhì)等多個問題，存在熱貫通和熱交互現(xiàn)象，這些現(xiàn)象會導(dǎo)致熱泵的效率下降、運行成本上升，維持熱泵效率在其應(yīng)用過程中有重要的意義。 本課題以熱貫通和熱交互為前提，對地下含水層蓄能的效能進行研究分析。在課題的研究過程中，主要通過實驗的方法進行分析，采用相似理論，對蓄能和取能過程進行模擬實驗，研究其傳熱傳質(zhì)變化規(guī)律，對蓄能機理進行分析，提高水源熱泵地下傳熱過程的認(rèn)知水平以及深入了解主動蓄能對熱泵效率的影響，指導(dǎo)工程應(yīng)用，拓展相關(guān)的理論知識。 本文依據(jù)地下水動力學(xué)，結(jié)合傳熱學(xué)的基本規(guī)律，對水源熱泵應(yīng)用過程中蓄能特性進行分析，探索蓄能過程的熱量運移機理，以及在蓄能條件下，抽灌取熱過程熱勢場的變化。本文的主要內(nèi)容包括以下幾部分：以熱貫通熱交互為前提，以蓄能特性為研究主線，對不同蓄能量，不同蓄能狀態(tài)帶來的影響進行研究分析。 首先，對蓄能的有效性進行分析，通過對比有蓄能和無蓄能模式，分析蓄能對抽水溫度的影響。此階段完成后，對蓄能的回灌溫度和蓄能流量進行調(diào)整，研究在不同蓄能條件下抽水溫度的變化情況。 第二個階段研究倒井蓄能的情況。即在蓄能過程中倒換抽水井和回灌井，向取熱時的抽水井回灌高溫水。此過程也分為多種運行狀態(tài)，主要通過改變溫度和流量等參數(shù)研究在不同條件下，抽水溫度的變化情況。 最后階段為數(shù)值模擬，建立二維數(shù)值模型，通過實驗結(jié)果驗證計算模型，并對臺架實驗中由于實驗條件限制不能開展的多周期實驗進行模擬分析。
【圖文】：

κ=kρg/η…………………系數(shù)、η 動力粘滯系數(shù)、ρ 流體密度；k 多項異性，可以使用張量對滲透系數(shù)進行描數(shù)大。砂土層滲透性較弱，約為 0.01-1m/系數(shù)要大于 10m/d；粘土層透水性較差，程的熱運動區(qū)域內(nèi)，取一個單元體（在單元體內(nèi)別為dx，dy ，dz 且平行于坐標(biāo)軸，作為特流動速度的方向和大小均不相同。根據(jù)質(zhì)量了微分方程形式表達(dá)的連續(xù)性方程，單元描述

圖 2.2 幾何模型示意圖域尺寸 400×400m，布井區(qū)域尺寸 100×回灌井及抽水井區(qū)域均為取熱過程的抽水及回灌區(qū)域?qū)Q。幾何模型中管井直量為 60m3/h，，總抽水量為 120 m3/h，含水月，蓄能過程為 2 個月，計算過程中一個能模式的計算過程中，執(zhí)行一次取熱后設(shè)為 0，即進入停泵保持期，時長 7 個月，本文中執(zhí)行 5 個周期的模擬計算。在蓄能，蓄能時長 2 個月，停泵 2 個月，之
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TK529

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2660153