【摘要】：地下水源熱泵系統(tǒng)是一種利用含水層作為儲能載體,以地下水作為熱量交換載體的既可供熱又可以制冷的節(jié)能空調(diào)。用來儲能的含水層主要集中在地下水流動相對平穩(wěn)的承壓含水層中。在儲能過程當(dāng)中,含水層受到地下水流動和傳熱的耦合影響,其溫度場,壓力場有較大的變化,進(jìn)而對抽水溫度和儲能率造成影響,影響整個熱泵系統(tǒng)的效率。因此,準(zhǔn)確描述含水層的變化規(guī)律及儲能特性,分析儲能層溫度和水頭變化的影響因素可以為工程實際設(shè)計及應(yīng)用提供可靠依據(jù)。本文針對對井抽灌水源熱泵地下承壓含水層,基于地下水動力模型,熱力學(xué)模型,Darcy定律理論,利用FLOWHEAT多孔介質(zhì)水熱遷移模擬軟件對對井抽灌系統(tǒng)地下承壓含水層的儲能特性進(jìn)行模擬研究。 首先,本文假定承壓含水層水平等厚,認(rèn)為地下水為飽和流,滿足Darcy定律,對地下水的流動和傳熱進(jìn)行了準(zhǔn)確描述。基于該模型,對單井回灌和對井抽灌進(jìn)行了比較,通過對比得出對井抽灌過程中出現(xiàn)的熱突破現(xiàn)象使得儲能場的溫度和水頭降深發(fā)生了變化,以致對整個儲能率造成了影響。在對熱突破發(fā)生時間進(jìn)行解析后,分析了水文地質(zhì)參數(shù)、井間距、熱負(fù)荷、天然水力坡度對熱突破的影響。結(jié)果表明,在水文地質(zhì)參數(shù)中,滲透率對于熱突破現(xiàn)象影響很小,但隨著孔隙度和含水層厚度的減小,熱突破現(xiàn)象逐漸惡化。從井對布置角度來看,井間距越大,越可以抑制熱突破現(xiàn)象。考慮變化負(fù)荷時,大的抽水流量和大的抽回水溫差會加快熱突破進(jìn)程,加大熱突破影響；當(dāng)負(fù)荷不變時,大溫差小流量的運行方式可以減弱熱突破現(xiàn)象。對于具有天然水力坡度的含水層,水力坡度越大,地下水的補給越快,熱突破現(xiàn)象越不明顯,但是考慮到對井抽灌過程的輪換方式,不宜將井對布置在與水力坡度平行的方向上。 其次,引入儲能率的概念,對于承壓含水層的儲能情況進(jìn)行計算分析,分析不同因素對于儲能率的影響情況。結(jié)合前文分析主要考慮對熱突破影響較大的幾個因素。結(jié)果表明：孔隙度的增大對于含水層整體溫度的影響并不是很大,但是會使得儲能率增大；較大的含水層厚度,較大的井間距以及較小的抽回水溫差都會提高儲能率；對于具有天然水力坡度的含水層,隨著水力坡度的增大,儲能率逐漸減小。接下來,對兩種不同運行方式的系統(tǒng)含水層未來五年內(nèi)的儲能率進(jìn)行了預(yù)測。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TK523

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2703518