地下含水层储能技术作为可再生能源利用的一种,是当今社会解决能源危机、改善生态环境、保护不可再生资源的一种重要方式。随着该技术推广应用,含水层储能系统的基本设计及运行参数对含水层温度场的影响逐渐成为了研究重点。本文基于对含水层储能系统温度场的研究,结合Fluent和多目标决策分析法,对含水层储能温度场的相关影响参数进行数值模拟分析和含水层储能系统优化设计,提出含水层储能系统有效利用的优化方案。对含水层储能技术的推广、能源类型的扩大和环境的保护都具有重要意义。本论文主要研究内容有:1.基于含水层储能系统的相关理论基础,运用CFD软件Fluent建立含水层储能系统模型,模拟含水层储能系统运行。同时结合响应面曲线分析法研究系统运行时含水层厚度、井底垂直高度差、井间距、泵送量对含水层温度场的影响。研究结果表明:含水层厚度的增加、井底垂直高度差增加、井间距增加、泵送量减小可以有效地减缓系统周围温度场的改变,其中井间距的影响最为显著;通过模拟得到了井间距对温度场变化的影响规律,即热水回灌时,井间距与含水层温度变化速度呈非线性相关趋势,冷水回灌时则呈线性相关趋势。所以,井间距的设计对含水层储能的高效利用非常重要。2.定量分析不同井间距组合对含水层储能系统综合效益的影响,建立含水层储能井群系统模型;基于热效率、投资成本和CO2排放等评价指标,通过TOPSIS法得出最佳的井间距设计方案。通过与传统系统对比,分析含水层储能系统推广使用的可行性。结果表明:忽略其他因素影响的情况下,井间距的设计会对储能系统产生显著影响,能使系统热效率最高达到92.8%,当循环井中水的体积确定,通过不同的评价方式可以得到最佳的井间距设计方案;通过与传统系统的对比,含水层储能系统可以节省一半的用电量,投资成本和总的使用费用也比传统系统减少三分之一左右,二氧化碳的排放量也会减少一半左右。该对比证明了含水层储能系统应用的可行性。系统在有效地解决资源紧张、改善生态环境方面都具有很大的发展潜力。