多層含水層中同井回灌地下水源熱泵特性分析

建立了單一介質(zhì)承壓含水層中定流量同井回灌地下水源熱泵抽水和回灌引發(fā)的地下水滲流數(shù)學(xué)模型;利用疊加原理推導(dǎo)了同井回灌地下水源熱泵地下水滲流的理論解。通過(guò)分析理論解,從中得出穩(wěn)態(tài)降深方程、穩(wěn)態(tài)滲流速度方程、準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)時(shí)間方程和理想井間距方程。定流量同井回灌地下水源熱泵引發(fā)的地下水滲流能在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)態(tài),并且理想井間距僅是含水層厚度和滲透系數(shù)比的函數(shù)。對(duì)于完整型的觀測(cè)井不論位置如何,其平均降深均為0。

分析了細(xì)沙含水層中井半徑和井結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)同井回灌地下水源熱泵(gwhpprsw)抽水、回灌和換熱的影響。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),增大井半徑可以減小抽水和回灌的壓力,但對(duì)井的出水溫度基本沒(méi)有影響;減小抽回水過(guò)濾器間距對(duì)抽水和回灌壓力的降低效果不明顯,縮短抽水過(guò)濾器長(zhǎng)度將顯著增加抽水壓力,縮短回水過(guò)濾器長(zhǎng)度將導(dǎo)致回灌壓力增大。減小抽回水過(guò)濾器間距,抽水過(guò)濾器和回水過(guò)濾器長(zhǎng)度都會(huì)使井的出水溫度降低;并且這種影響隨著其自身長(zhǎng)度的縮短更為顯著。抽回水過(guò)濾器間距變化對(duì)于井的出水溫度的影響最為顯著,其次是回水過(guò)濾器長(zhǎng)度變化。因此,在抽水和回灌允許的條件下應(yīng)盡量增大抽回水過(guò)濾器間距,采用更大回水過(guò)濾器長(zhǎng)度。

綜述了多孔介質(zhì)和含水層蓄能中常用的熱彌散模型,把熱彌散模型歸結(jié)為兩類(lèi):速度一次方模型和含水層滯止導(dǎo)熱系數(shù)倍數(shù)模型。對(duì)同井回灌地下水源熱泵(gwhpprsw)引起的地下水的換熱,針對(duì)這兩類(lèi)模型進(jìn)行了數(shù)值求解。隨著熱彌散的加強(qiáng),抽水溫度降加大。含水層中某些地方,溫度降隨著熱彌散的增加而減小,且變化幅值較大。含水層熱影響范圍隨著熱彌散的加強(qiáng)而加大。速度一次方模型的計(jì)算結(jié)果較含水層滯止導(dǎo)熱系數(shù)倍數(shù)模型的計(jì)算結(jié)果的抽水溫度降大,熱影響范圍小。

模擬研究了熱負(fù)荷對(duì)同井回灌地下水源熱泵抽水和回灌降深、抽水溫度和熱影響范圍的影響。研究發(fā)現(xiàn),隨著抽水流量的增加,抽水和回灌降深絕對(duì)值增加,抽水溫度降低;對(duì)于易于出現(xiàn)熱貫通的含水層,在條件允許的情況下應(yīng)采用小抽水溫差和大抽水流量。

地下水源熱泵中的地下水分析——本文分析了影響地下水源熱泵運(yùn)行工效的地下水諸多水質(zhì)指標(biāo)，闡述了這些指標(biāo)的物理化學(xué)意義以及如何影響地下水源熱泵的運(yùn)行效果。文中還介紹了地下水水溫以及地下水水量的分析方法。

地下水源熱泵中的地下水分析——本文分析了影響地下水源熱泵運(yùn)行工效的地下水諸多水質(zhì)指標(biāo)，闡述了這些指標(biāo)的物理化學(xué)意義以及如何影響地下水源熱泵的運(yùn)行效果。文中還介紹了地下水水溫以及地下水水量的分析方法。

地下水源熱泵優(yōu)勢(shì)及問(wèn)題探討——簡(jiǎn)要介紹了地下水源熱泵的工作原理和系統(tǒng)特點(diǎn)。從運(yùn)行成本、能量利用系數(shù)和國(guó)家政策等方面說(shuō)明了地下水源熱泵比其他的供暖制冷方式具有一定的優(yōu)勢(shì)。討論了地下水源熱泵系統(tǒng)一些尚未完全解決的問(wèn)題。

地下水水源熱泵作為一種新型的可再生能源利用技術(shù),在我國(guó)受到越來(lái)越多的關(guān)注。介紹了安陽(yáng)市區(qū)西部的水文地質(zhì)條件,通過(guò)對(duì)該地區(qū)試驗(yàn)井的抽水、回灌實(shí)驗(yàn)分析及水質(zhì)分析,指出該區(qū)域適合水源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用與推廣,抽水與回灌井的比例宜按1:1設(shè)置。

地下水源熱泵若不能100%的回灌將是災(zāi)難——熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)領(lǐng)域中構(gòu)成的熱泵供暖方式不僅避免了“高位能源—供暖—廢棄物”的單向性傳統(tǒng)供暖方式,而且跳過(guò)“過(guò)程末端治理”的第二種模式,直接走“再生能源+高位能—供暖—廢棄物與再生能源的”部分能量循環(huán)使...

介紹了地下水源熱泵的工作原理,通過(guò)實(shí)驗(yàn),確定了第四系砂礫含水層地區(qū)的回灌井滲透系數(shù)和最佳的回?fù)P強(qiáng)度、回?fù)P時(shí)間和回?fù)P時(shí)間間隔,比較了連續(xù)回灌不回?fù)P和定期回?fù)P時(shí)回灌井的滲透系數(shù)。

南昌地區(qū)地下水源熱泵的應(yīng)用與分析——介紹了地下水源熱泵的工作原理，結(jié)合南昌地區(qū)的水文地質(zhì)情況，分析了影響地下水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行效果的因素，以及系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中需要注意的問(wèn)題，并對(duì)南昌地區(qū)發(fā)展地下水源熱泵提出了建議。

設(shè)計(jì)了一沙箱模擬地下水無(wú)壓自流回灌試驗(yàn),測(cè)得抽、灌井周?chē)鷾y(cè)試點(diǎn)的水頭值和水均衡狀態(tài)時(shí)的抽灌水流量,并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以及modflow數(shù)值模擬,為地下水源熱泵工程的前期可行性分析提供了科學(xué)的模擬試驗(yàn)方法,也為地下水源熱泵溫室利用系統(tǒng)回灌技術(shù)的利用提供了可靠依據(jù)。

文章分析了地下水源熱泵系統(tǒng)的工作原理,并就地下水源熱泵的供熱與應(yīng)用問(wèn)題作了簡(jiǎn)要介紹。

地下水源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用——本文介紹了地下水源熱泵原理和特點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)地下水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行了分析，說(shuō)明采用該技術(shù)供冷(暖)節(jié)能效益顯著。

地下水源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用——本文介紹了地下水源熱泵原理和特點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)地下水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行了分析，說(shuō)明采用該技術(shù)供冷(暖)節(jié)能效益顯著。

采灌區(qū)溫度差的變化將直接影響到熱泵機(jī)組的工作效率和工程的持續(xù)利用壽命,而采能條件下水文地質(zhì)參數(shù)是溫度場(chǎng)演化的重要影響因素.應(yīng)用flowheat有限差分模擬軟件,對(duì)水文地質(zhì)參數(shù)對(duì)承壓含水層溫度場(chǎng)的影響進(jìn)行了數(shù)值模擬,結(jié)果表明:滲透率和孔隙度的綜合作用、不同的孔隙度對(duì)抽水段溫度的影響甚微,但是隨著滲透比的升高,即豎直滲透率的降低,抽水溫度的變幅不斷減小.在其它條件不變時(shí)隨著含水層的厚度越小,抽水段的溫度變幅越大.

根據(jù)濰坊市區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行地下水源熱泵適宜性分區(qū)研究,確定適宜區(qū)范圍。應(yīng)用"熱儲(chǔ)法"對(duì)適宜區(qū)進(jìn)行地下水熱儲(chǔ)量計(jì)算,得出濰坊市區(qū)地下水源熱泵供熱潛力為冬季供暖面積約3800萬(wàn)m2。結(jié)合濰坊市區(qū)地下水源熱泵應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題,探討了地下水源熱泵管理措施。

在我國(guó),供暖(冷)能耗已占社會(huì)總能耗的20%,因此,地下水源熱泵這種節(jié)能環(huán)保的采暖制冷方式引起人們的廣泛關(guān)注。本文在地下水回灌方法、影響回灌的因素等方面進(jìn)行了闡述,并對(duì)目前國(guó)內(nèi)解決灌井堵塞的主要方法——回?fù)P清洗進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。

建立單一介質(zhì)承壓含水層中定流量同井回灌地下水源熱泵地下水換熱數(shù)學(xué)模型,并模擬分析含水層厚度、抽灌段濾管長(zhǎng)度及其間距等井結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)同井回灌地下水源熱泵地下水滲流和換熱的影響.

從地下水滲流理論出發(fā),以承壓水作為地下水源熱泵的抽灌目標(biāo)層,建立了承壓水的異井回灌和同井回灌的數(shù)學(xué)模型,分析了目前地下水源熱泵回灌率低的原因和機(jī)理,提出了水文地質(zhì)條件、井距、井壁孔隙率、濾料規(guī)格、洗井與成井工藝及回灌管道等方面的回灌條件。

近年,地下水源熱泵技術(shù)在我國(guó)被廣泛應(yīng)用,并在節(jié)能、環(huán)保等方面取得了一定效益。但是,回灌問(wèn)題仍是困擾我國(guó)地下水源熱泵發(fā)展的瓶頸。以唐山市豐潤(rùn)區(qū)鄉(xiāng)居假日住宅區(qū)a4區(qū)地下水源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用為例,從區(qū)域水文地質(zhì)條件方面,對(duì)水源熱泵系統(tǒng)中地下水回灌能力進(jìn)行了分析,指出開(kāi)展地下水源熱泵項(xiàng)目時(shí),掌握熱源井所在區(qū)域水文地質(zhì)條件的重要性。探討了影響地下水回灌能力的關(guān)鍵因素,其中包括區(qū)域水文地質(zhì)條件、熱源井成井工藝、回灌井阻塞以及地下水回灌方式。

人工回灌是地下水水源熱泵中必不可少的一部分,而衰減問(wèn)題是人工回灌中的關(guān)鍵,衰減因素可分為自然因素和人為因素等。影響地下水水源熱泵人工回灌的因素有回灌地區(qū)水文地質(zhì)條件、回灌水水質(zhì)以及回灌方案選取等。研究中人工回灌采用重力回灌和壓力回灌兩種形式,可以反映出在不同階段各種衰減因素對(duì)回灌的影響。對(duì)回灌因素的不同時(shí)間尺度進(jìn)行分析,對(duì)各階段的影響因素進(jìn)行分析后,有針對(duì)性地提出對(duì)各種影響因素的解決辦法,提高回灌效率,從而使地下水水源熱泵運(yùn)行更加順暢。