论文部分内容阅读
在能源形势日趋严峻、节能减排任务十分艰巨的今天,地下水源热泵作为一项利用浅层地热能的节能技术被广泛应用。含水层的水文地质特征和热物性特征,是地下水源热泵系统设计的基础;基于一个利用松散孔隙承压水作为水源的热泵系统的实例,利用数值模拟方法研究了主要水文地质参数对温度场的影响规律。主要工作和结论如下:
1.结合地下水源热泵系统对水量、水质的要求,系统论述了水文地质条件对地下水源热泵系统建设的约束,地下水抽-回灌方式与维护方法。
2.结合实例,建立了承压含水层中地下水渗流和热量运移相耦合的数学模拟模型,应用有限差分法,研究水文地质参数、井结构参数和井间距等因素对温度场的影响规律,模拟研究结果表明:
(1)随含水层孔隙度、滤水管长度的增加,抽水井温度的变化幅度呈减小的趋势,但是对抽水井的温度总体影响不大;
(2)在满足热泵系统用水量的情况下,抽水井温度的变化幅度随含水层渗透系数增大呈减小的趋势;
(3)导水系数、井间距对抽水井温度的影响较大,随含水层厚度和井间距增加抽水井温度的变化幅度呈减小趋势,当含水层厚度和井间距增大到一定程度抽水井温度变化的幅度减小的趋势并不明显;
(4)当由于回灌井堵塞回灌率不能保证100%时,随回灌率的降低,抽水井温度变化的幅度呈减小的趋势,有利于热泵系统的运行,但系统长期运行会造成地下水位有较大幅度下降;
(5)为减小抽灌井占用场地面积和保证系统稳定性,对于一抽两灌运行模式应采用三角布置形式,不宜采取直线型布置方式;
(6)当地下水流场存在天然水力梯度时,抽水井的温度变化幅度不明显,但在下游形成一定区域的“冷热岛”。