本文選題：地溫能 + 水源熱泵　； 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：淺層地溫能,作為清潔、環(huán)保、可再生的新型能源,具有廣闊的開發(fā)利用前景。淺層地溫能開發(fā),將為有效地緩解化石能源的緊張局面和環(huán)境壓力、提高節(jié)能減排效果,提供一重要支撐路徑。淺層地溫能利用途徑,主要有地下熱交換熱泵(常稱為地源熱泵)系統(tǒng)、地下水源熱泵系統(tǒng)；相對(duì)而言,地下水源熱泵系統(tǒng),效率較高、運(yùn)行成本也相對(duì)較低。當(dāng)目標(biāo)含水層屬地下水資源開發(fā)利用層位時(shí),地下水源熱泵一般要采取“地下水抽采～能量交換～回灌”的循環(huán)過(guò)程,以求在盡量減少工程運(yùn)行對(duì)地下水資源數(shù)量與質(zhì)量影響的前提下,合理利用地下水體中所賦存的熱能。而地下水源熱泵所依賴的地下水“抽～回”系統(tǒng),其運(yùn)行的穩(wěn)定性、效率與成本及其對(duì)水資源影響程度等,直接受到地下水動(dòng)力學(xué)條件的制約。依托安徽省內(nèi)己建8處地下水源熱泵工程,開展熱泵系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、效率與成本及其對(duì)水資源影響程度的調(diào)查、監(jiān)測(cè)；綜合8處水源熱泵工程的水文地質(zhì)條件,選取涇縣醫(yī)院和利辛縣人民醫(yī)院2處工程實(shí)例為代表,由地下水-熱運(yùn)移機(jī)理,借助TOUGH2軟件,建立水-熱運(yùn)移數(shù)值模擬模型,定量研究熱泵運(yùn)行對(duì)地下水流動(dòng)力場(chǎng)與溫度場(chǎng)的影響程度、范圍與過(guò)程,開展地下水動(dòng)力學(xué)條件對(duì)地下水源熱泵系統(tǒng)的約束研究。研究結(jié)果表明：在地下水源熱泵建設(shè)與運(yùn)行過(guò)程中,存在多處水量損失,包括建井損失、洗井損失、線路損失、回灌損失、檢修期間放水量、間歇期末運(yùn)行初期放水量、節(jié)假日末運(yùn)行初期放水量等。其中,洗井損失占總抽水量比例最大,涇縣醫(yī)院洗井損失水量占總抽水量的33.3%,利辛縣人民醫(yī)院洗井損失水量占總抽水量的85.7%；含水層滲透系數(shù),與熱泵工程對(duì)水資源影響效果關(guān)系密切,涇縣醫(yī)院熱泵工程滲透系數(shù)為25m/d,利辛縣人民醫(yī)院熱泵工程滲透系數(shù)為7m/d,涇縣醫(yī)院較利辛縣人民醫(yī)院熱泵工程回灌損失水量少2%,且在系統(tǒng)運(yùn)行周期末抽水井和回灌井水位影響范圍分別小16.55km2和0.25km2；熱泵工程的水量損失導(dǎo)致水位穩(wěn)定延遲,含水層滲透系數(shù)越小延遲作用越明顯；地下水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,對(duì)周邊地下水溫度場(chǎng)也將造成一定的影響。
[Abstract]:Shallow geothermal energy, as a clean, environmental protection, renewable new energy, has a broad prospect of development and utilization. The development of shallow geothermal energy will provide an important supporting path for effectively relieving the tension and environmental pressure of fossil energy and improving the effect of energy saving and emission reduction. There are mainly ground heat exchange heat pump system and ground water source heat pump system in shallow layer. In contrast, the efficiency of ground water source heat pump system is higher and the operating cost is relatively low. When the target aquifer belongs to the horizon of groundwater resources development and utilization, the groundwater source heat pump generally adopts the cycle process of "groundwater extraction ~ energy exchange ~ recharge". On the premise of minimizing the influence of engineering operation on the quantity and quality of groundwater resources, the thermal energy stored in underground water can be reasonably utilized. However, the stability, efficiency and cost of groundwater pumping system, which are relied on by ground water source heat pump, are directly restricted by the dynamic conditions of groundwater. Based on 8 underground water source heat pump projects built in Anhui Province, the operation stability, efficiency and cost of the heat pump system and its influence on water resources are investigated and monitored, and the hydrogeological conditions of 8 water source heat pump projects are synthesised. Two engineering examples, Jingxian Hospital and Lixin people's Hospital, are selected as representatives. The numerical simulation model of water-heat transport is established by means of TOUGH2 software. The influence degree, scope and process of heat pump operation on the force field and temperature field of groundwater flow are studied quantitatively, and the constraint of groundwater dynamic condition on groundwater source heat pump system is studied. The results show that there are many water losses during the construction and operation of the groundwater source heat pump, including well building loss, well washing loss, line loss, recharge loss, water release during overhaul, and initial water release at the end of intermittent operation. At the end of the holidays, the amount of water released at the initial stage of operation, etc. Among them, washing loss accounts for the largest proportion of the total pumping capacity, Jing county hospital accounts for 33.3% of the total pumping capacity, and Lixin people's Hospital accounts for 85.7% of the total pumping capacity; aquifer permeability coefficient, Is closely related to the effect of heat pump engineering on water resources, The permeability coefficient of heat pump project in Jinxian county hospital is 25m / d, and the permeability coefficient of heat pump project in Lixin county people's hospital is 7m / d. The water loss of heat pump project in Jing county hospital is 2 times less than that in Lixin people's hospital, and pumping well and recharge water at the end of system operation cycle. The influence range of well water level is small 16.55km2 and 0.25km2, respectively. The water loss of heat pump project results in the delay of water level stabilization. The smaller the aquifer permeability coefficient is, the more obvious the delayed effect is, and the lower the aquifer permeability coefficient is, the more obvious the effect will be on the temperature field of the surrounding groundwater during the operation of the groundwater source heat pump system.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU831;P641.2

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本文編號(hào)：1992561