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《沈阳建筑大学》 2016年
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沈阳市典型区域地下水源热泵系统对地下水温度及水质影响模拟与分析

公辉  
【摘要】:随着能源与环境问题的国际化、尖锐化,新型清洁可再生能源技术受到了广泛关注。水源热泵作为地热可再生能源的应用技术,在国内外被竞相开发。但是由于水源热泵技术属于新兴技术,涉及到能源、水文地质、水资源、数学等多个领域,运行过程中地下水的温度场及动力场机理相对比较复杂,在实际应用中不能有一个准确的依据。且应用过程中会产生一些问题,其中最大的问题是“热贯通”效应。一旦发生较大程度的“热贯通”效应,热泵系统将失去其节能环保的意义。合理的井距及换热温差,是避免产生“热贯通”效应的主要方法。本文以渗透系数、井距、换热温差以及抽灌模式作为变量,对典型区域内地下水温度场进行数值模拟,研究表明:地下含水层为中砂、粗砂等渗透系数较小的地质结构时,抽水井及回灌井井距应保持在55m以上。地下含水层为碎石等渗透系数较大的地质结构时,抽水井及回灌井井距应保持在105m以上。5℃换热温差相对于7℃更加稳定、安全、可靠,从系统保持高效工况运行的角度出发,应首选5℃温差;在建筑布局可以满足抽、灌井布井间距增大的条件下,可以通过增大井距,采用7℃换热温差,同样避免回灌井水温对抽水井的影响。采用交叉抽灌模式“热贯通”效应发生时间比平行模式要慢,且程度要弱于平行抽灌模式。通过对沈阳市典型地下水源热泵系统地下水温度场模拟分析得出:在一个供冷期内,地下水源热泵系统回灌井周围虽然发生了剧烈程度的“热贯通”效应,但是由于布井距离相对较大,未对抽水井水温产生明显影响。本文通过水化学分析实验方法,对沈阳市典型区域地下水水质进行检测,研究表明:小区内热泵机组生锈导致回水中Fe2+含量明显升高,其它化学指标在系统供冷、供暖两种工况下运行期间,没有发生明显变化。随着地下水源热泵系统的大面积推广应用,技术上的不成熟因素以及设计施工的缺陷在无序的市场竞争中更是暴露无遗。因此地下水温度场数值模拟成果对新建地下水源热泵项目有一定的指导作用。
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU83;P641

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【参考文献】
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