含水層儲能效果受地下水動力場影響較大,通過建立地下水源熱泵換熱模型,從儲能利用率角度定量評價地下水流場及抽灌井交換周期對熱泵運(yùn)行性能的影響程度,并研究因開采地下水引起的地面沉降問題。研究表明,地下水流速的增大導(dǎo)致儲能利用率下降,但降低了地面沉降風(fēng)險,且地下水流向及抽灌井交換周期對地面沉降產(chǎn)生的影響較小,同時分析得到3種不同地下水流向條件下對應(yīng)的最佳抽灌井交換運(yùn)行模式。 

【文章來源】：太陽能學(xué)報. 2020,41(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

第i-1年夏季工況平均抽水溫度變化示意圖

冬季熱泵運(yùn)行時受回灌冷水的作用抽水溫度逐漸降低，抽水溫度變化過程同樣可分3種情況，圖2中Qe代表儲能利用量。如圖2b所示，冬季制熱期內(nèi)抽水溫度均大于初始地下水溫度，儲能利用量最高，而對于圖2c，由于抽水溫度在整個運(yùn)行期內(nèi)均小于初始地下水溫度，冬季儲能利用量為零。冬季可利用熱負(fù)荷計算式為：

選取某擬建地下水源熱泵工程作為本文研究案例[14]，研究區(qū)內(nèi)含水層厚度大、富水性好、含水介質(zhì)為砂卵石。場內(nèi)共設(shè)置3口抽水井及3口回灌井，如圖3所示。各井井深均為60 m，濾管位置位于埋深40～60 m之間。采用FEFLOW建立水-熱運(yùn)移三維模型，模型高度與潛水含水層厚度保持一致，設(shè)置為100 m。含水層計算參數(shù)見表1。根據(jù)建筑物冷熱負(fù)荷需求，年內(nèi)地下水源熱泵運(yùn)行狀態(tài)依次為：供暖期90 d，停運(yùn)90 d，制冷期90 d，停運(yùn)95 d，模擬運(yùn)行期共計6 a，其中熱泵夏、冬季回灌溫度分別為30、10℃。根據(jù)地下水源熱泵承擔(dān)的取熱量、排熱量以及設(shè)計的溫差計算得到熱泵總需水量為3000 m3/d，同時結(jié)合研究區(qū)單井出水能力及回灌能力，場地內(nèi)共設(shè)置3口抽水井和3口回灌井，各井抽水量及回灌量均為1000 m3/d。


本文編號：3098901