熱屏障井對地下水源熱泵換熱影響模擬

作者：肖銳,黃堅,王小清

摘要：對于場地受限的地下水源熱泵項目,隨著系統運行時間的增加易引發熱貫通現象進而降低機組運行效率。地下水源熱泵設計中,在抽灌水井連線間布設熱屏障井可改變地下水流場,降低熱量在抽灌井間的運移速度,有利于延長熱貫通發生時間并緩解熱貫通程度。通過構建地下水換熱模型,模擬計算夏季制冷工況條件下36組熱泵運行場景,分析了熱屏障井的位置,過濾管長度及回灌量對熱貫通和含水層溫度場的影響規律。結果表明:熱屏障井回灌量的增加有利于提升熱屏障效果,但提升幅度隨回灌量的增加逐漸減弱;最大水位降深值隨著熱屏障井回灌量的增加呈線性增長;增加熱屏障井濾管長度可提升熱屏障效果,提升效果隨屏障井回灌量的增加逐漸增強。通過模型多周期、長時間模擬計算發現,熱屏障井的運行可促使回灌的冷熱量集中在回灌井一側,對于采用冬夏季抽灌井交換運行模式的熱泵系統,可充分利用含水層儲能,提升機組運行效率。

發文機構：上海市地礦工程勘察院 上海淺層地熱能工程技術研究中心

關鍵詞：地下水源熱泵換熱模型熱屏障井熱貫通GWHPheat transfer modelthermal barrier wellthermal breakthrough

分類號： P641.73[天文地球—地質礦產勘探]