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题名地下水源热泵运行模式对地温场效能影响研究
被引量：4
- 1
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作者
周念清
孔令熙
王小清
王洋
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机构
同济大学水利工程系
上海浅层地热能工程技术研究中心
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出处
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2022年第5期284-292,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(42077176)。
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文摘
基于上海市某地下水源热泵工程项目,采用COMSOL Multiphysics有限元分析工具建立二维简化的热渗耦合数值模型,模拟采能区含水层多孔介质热量运移过程,并利用热泵运行3年的现场监测数据进行模型的识别与验证。探讨热泵系统冷、热负荷设计和抽、灌模式两个方面对采能区地温场效能的影响,分析和预测不同工况下热泵运行期间地温场的演变特征,最后对系统的运行效果进行评价。结果表明:该热泵系统按原设计方案运行时,抽灌井短期运行效果良好,但在第7个供暖期末将出现热贯通现象,长期运行将不利于热井的取热;如果减小20%热负荷、增加20%冷负荷,会使冷影响区扩散速度降低46.3%,系统运行效果得到显著改善,在模拟的9个运行周期内并未出现热贯通现象,说明合理调节冷、热负荷有利于热泵系统的长期稳定运行;当冷、热负荷恒定时,分别减小10%和20%的循环水量将会使冷影响区扩散速度分别降低9.3%和15.7%,有效地缓解了热贯通的发生,且仍能满足项目对于制冷供暖的需求,进一步阐明了地下水源热泵系统宜采用“大温差、小流量”的抽灌模式。
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关键词
地下水源热泵
热渗耦合
地温场
热贯通
运行模式
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Keywords
groundwater heat pump
coupled thermal conduction and groundwater seepage
geothermal field
heat transfixion
operation mode
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分类号
TK521
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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题名大型地埋管群地源热泵三维传热-渗流耦合模拟
被引量：2
- 2
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作者
王洋
张丰收
鲁克文
孙婉
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机构
同济大学土木工程学院
同济大学岩土与地下工程教育部重点实验室
上海市地矿工程勘察(集团)有限公司
上海浅层地热能工程技术研究中心
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出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期302-310,共9页
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基金
国家重点研发计划(2020YFC1808102)
上海市地矿工程勘察(集团)有限公司科研课题(Gky202112)。
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文摘
为确定地下水渗流对大尺度、多分支埋管集群地源热泵系统换热区温度场和换热特性的影响,基于上海天文馆880个地埋管地源热泵场地,建立考虑地下水渗流和地质分层的三维传热-渗流耦合模型,并利用现场热响应试验对模型进行验证。结果表明:渗流作用引起管群内和支管群之间沿地下水流动方向发生温度干扰,89.5~120.3 m埋深范围内的温度干扰现象相对明显;地下水渗流有利于提高管群的换热总量,缩小夏季和冬季工况的换热量差距;换热量增加百分比随水力梯度的增加而增大,两者呈对数函数关系,当水力梯度大于0.005时,换热量增加百分比趋于平稳。
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关键词
地热能
地源热泵
地下水渗流
大型管群
数值模拟
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Keywords
geothermal energy
ground source heat pump
groundwater seepage
large-scale pipe cluster
numerical simulation
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分类号
TK521
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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题名地下水渗流与地源热泵热量运移耦合模拟
被引量：14
- 3
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作者
孙婉
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机构
上海市地矿工程勘察院
上海浅层地热能发展研究中心
上海浅层地热能工程技术研究中心
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出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期16-23,共8页
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文摘
为准确模拟不同地下水径流条件下地源热泵系统地埋管换热区地温场变化特征、系统换热性能变化规律以及由此而产生的热量堆积效应等问题,以同济大学生态园试验场地为研究对象,采用理论分析及数值模拟计算为主要手段,建立了水流、介质、热量三场耦合的数值模拟模型。结果表明:随着地下水渗流速度的增大,热量逐渐向地下水流动方向偏移,粉砂层扩散偏移幅度小于细砂层,细砂层小于粗砂层。0~80 m深度,土层热量堆积明显,处于含水层深度范围内的80~100 m深度土层热量堆积越少。随着地下水渗流流速的增大,地埋管换热器单位深度换热功率逐渐增大,两者为线型关系,地下水渗流流速为1.33×10^(-4)、6.30×10^(-4)及1.27×10^(-3)m/d时地埋管换热器换热功率增幅分别为0.53%、1.31%及2.43%。
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关键词
地源热泵
地下水渗流
地温场
换热功率
FEFLOW
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Keywords
ground-source heat pump
groundwater flow
geothermal field
power of heat exchanging
FEFLOW
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分类号
P66
[天文地球—地质学]
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题名热屏障井对地下水源热泵换热影响模拟
被引量：6
- 4
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作者
肖锐
黄坚
王小清
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机构
上海市地矿工程勘察院
上海浅层地热能工程技术研究中心
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出处
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期190-198,共9页
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基金
上海市科学技术委员会科研计划项目(13dz1203100)。
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文摘
对于场地受限的地下水源热泵项目,随着系统运行时间的增加易引发热贯通现象进而降低机组运行效率。地下水源热泵设计中,在抽灌水井连线间布设热屏障井可改变地下水流场,降低热量在抽灌井间的运移速度,有利于延长热贯通发生时间并缓解热贯通程度。通过构建地下水换热模型,模拟计算夏季制冷工况条件下36组热泵运行场景,分析了热屏障井的位置,过滤管长度及回灌量对热贯通和含水层温度场的影响规律。结果表明:热屏障井回灌量的增加有利于提升热屏障效果,但提升幅度随回灌量的增加逐渐减弱;最大水位降深值随着热屏障井回灌量的增加呈线性增长;增加热屏障井滤管长度可提升热屏障效果,提升效果随屏障井回灌量的增加逐渐增强。通过模型多周期、长时间模拟计算发现,热屏障井的运行可促使回灌的冷热量集中在回灌井一侧,对于采用冬夏季抽灌井交换运行模式的热泵系统,可充分利用含水层储能,提升机组运行效率。
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关键词
地下水源热泵
换热模型
热屏障井
热贯通
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Keywords
GWHP
heat transfer model
thermal barrier well
thermal breakthrough
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分类号
P641.73
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名地下水动力场对热泵储能利用率及地面沉降的影响
被引量：2
- 5
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作者
肖锐
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机构
上海市地矿工程勘察院
上海浅层地热能工程技术研究中心
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出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期357-364,共8页
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基金
上海市科学技术委员会科研计划(13dz1203100)。
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文摘
含水层储能效果受地下水动力场影响较大,通过建立地下水源热泵换热模型,从储能利用率角度定量评价地下水流场及抽灌井交换周期对热泵运行性能的影响程度,并研究因开采地下水引起的地面沉降问题。研究表明,地下水流速的增大导致储能利用率下降,但降低了地面沉降风险,且地下水流向及抽灌井交换周期对地面沉降产生的影响较小,同时分析得到3种不同地下水流向条件下对应的最佳抽灌井交换运行模式。
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关键词
热泵
地面沉降
地下水流场
储能利用率
交换周期
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Keywords
heat pump
ground subsidence
groundwater flow field
energy storage utilization rate
exchange period
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分类号
TK529
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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