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地下水渗流对中深层套管式地埋管换热器取热性能影响分析 被引量：3
1
作者 姜静华 王沣浩 +4 位作者 蔡皖龙 王睿峰 刘俊 张育平 王志华 《暖通空调》 2022年第S01期8-13,共6页
基于OpenGeoSys软件建立了考虑地下水渗流的中深层套管式地埋管换热器三维传热模型,探究了渗流速度、渗流层位置及多渗流层对换热器长期运行出口水温及岩土温度场的影响。结果表明:地下水渗流有利于增强换热器的取热性能,同时加速岩土... 基于OpenGeoSys软件建立了考虑地下水渗流的中深层套管式地埋管换热器三维传热模型,探究了渗流速度、渗流层位置及多渗流层对换热器长期运行出口水温及岩土温度场的影响。结果表明:地下水渗流有利于增强换热器的取热性能,同时加速岩土温度恢复;但常规地下水渗流速度范围内取热性能提升效果不明显;渗流层位置位于换热器底部时,取热性能增强效益明显好于渗流层处于换热器顶部的情况;且渗流层分布情况对换热器取热性能提升效果有限。 展开更多
关键词 中深层套管式地埋管换热器 地下水渗流 OPENGEOSYS 取热性能 岩土温度场
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中深层套管式地埋管换热器取热性能研究及经济性分析 被引量：6
2
作者 姜静华 高远 +5 位作者 张育平 王铭 傅永泉 蔡皖龙 刘洪涛 王沣浩 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2021年第6期851-859,共9页
使用FLUENT软件建立了中深层套管式地埋管换热器三维数值传热模型,基于正交试验极差法,分析了入口温度、埋深、内管径、岩土热导率、地温梯度对中深层套管式地埋管换热器换热性能的影响.结果表明:这五项因素对中深层套管式地埋管换热器... 使用FLUENT软件建立了中深层套管式地埋管换热器三维数值传热模型,基于正交试验极差法,分析了入口温度、埋深、内管径、岩土热导率、地温梯度对中深层套管式地埋管换热器换热性能的影响.结果表明:这五项因素对中深层套管式地埋管换热器换热性能的影响显著性依次为:埋深、地温梯度、入口温度、岩土热导率、内管径;其次基于平均能源成本法建立中深层套管式地埋管换热器经济性评价方法.研究结果表明:中深层套管式地埋管换热器的平均能源成本随埋深增加呈先下降后上升趋势,在选定参数条件下,2 500 m埋深的中深层套管式地埋管换热器平均能源成本最低、经济性最优,所使用方法及所得结论可为中深层套管式地埋管优化研究与工程应用提供参考. 展开更多
关键词 中深层套管式地埋管换热器 数值模拟 换热性能 正交试验 平均能源成本法
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中深层地热供暖系统运行策略模拟研究
3
作者 赵永哲 赵宝锋 +3 位作者 胡振阳 苟立 杜丁山 刘成路 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第4期203-212,共10页
【背景】积极利用中深层地热能供暖是实现碳达峰碳中和目标的重要举措。中深层地热供暖系统运行策略的优劣直接影响供暖效果,并对地热供暖系统运行能耗产生重要影响,在利用地热能的同时要避免造成资源的浪费。【方法】依托陕西关中盆地... 【背景】积极利用中深层地热能供暖是实现碳达峰碳中和目标的重要举措。中深层地热供暖系统运行策略的优劣直接影响供暖效果,并对地热供暖系统运行能耗产生重要影响,在利用地热能的同时要避免造成资源的浪费。【方法】依托陕西关中盆地某中深层地热能实际供暖工程,基于TRNSYS瞬态模拟软件建立动态仿真模型,模拟5种运行策略的供暖效果及系统运行能耗,并对温度数据、能耗表现、运行机理进行系统性分析。【结果和结论】结果表明:(1)在供暖季初期及末期采用地热井直接换热供暖模式下的运行策略供暖效果最佳,用户侧房间温度最高32℃,COP峰值可达19;采用地热井加热泵机组梯级利用的供暖运行策略适用于供暖季中期地埋管出水温度逐渐下降时,在短期内可将用户侧房间温度保持在30℃左右,COP值最高为12.75、最低为9.06。(2)单井连续供暖运行后期可采用以热泵机组供热为主的运行策略,短期内可将用户侧房间温度保持在20~28℃,COP值最高为6.99、最低为5.22。(3)此外,在不同应用场景下需根据地埋管出水温度及用户侧房间温度对运行策略进行调整,从综合能耗表现可得出应优先采用地热井直接换热供暖的运行策略,尽量减少热泵机组开启次数及时间。(4)梯级利用应优先开启一台热泵机组、尽量减少热泵机组开启台数。对于单口井供暖的运行策略,在供暖季中后期依赖热泵机组会导致系统能耗增加,条件允许应尽量采取多井间歇运行。研究成果可应用于中深层地热同轴套管式地埋管换热系统运行策略的调整优化,同时可为运行策略的设计提供借鉴。 展开更多
关键词 地热能开发利用 中深层套管式地埋管 TRNSYS模拟 运行策略 梯级利用
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套管式中深层地埋管换热器传热建模及取热分析 被引量：26
4
作者 杜甜甜 满意 +2 位作者 姜国心 方亮 方肇洪 《可再生能源》 CAS 北大核心 2020年第7期887-892,共6页
为了研究无干扰换热条件下,中深层地热能的实际取热性能,文章通过数值模拟方法模拟计算了套管式中深层地埋管换热器的名义取热量。模拟结果表明,套管式中深层地埋管换热器的名义取热量随着钻孔深度、大地热流、循环水流量、当地大气年... 为了研究无干扰换热条件下,中深层地热能的实际取热性能,文章通过数值模拟方法模拟计算了套管式中深层地埋管换热器的名义取热量。模拟结果表明,套管式中深层地埋管换热器的名义取热量随着钻孔深度、大地热流、循环水流量、当地大气年平均温度的增加而增加。套管式中深层地埋管换热器周围土层的地质条件分布也影响着中深层地埋管换热器的名义取热量,具体表现为浅层土层的导热系数越小,中深层地埋管换热器的名义取热量越大;深层土层的导热系数越大,中深层地埋管换热器的名义取热量也越大。通过调整地埋管换热器的相关参数,并选择合适的地埋管埋设地点等优化措施,可使套管式中深层地埋管换热器达到可观的名义取热量。 展开更多
关键词 套管式中深层地埋管换热器 物性参数 名义取热量 岩土层地质分布
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基于TRNSYS的中深层地热供暖系统运行特性研究 被引量：7
5
作者 景登岩 施志钢 +2 位作者 刘福强 董作敏 王培 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期751-759,共9页
文章依托实际工程,基于TRNSYS软件建立仿真系统,对地温梯度、岩土导热系数、延米取热功率及不同运行时间比等影响因素进行模拟分析,结果表明,地温梯度较小时,出口温度较低,系统无法长期正常运行,且系统能耗较大。进出口温度随着岩土导... 文章依托实际工程,基于TRNSYS软件建立仿真系统,对地温梯度、岩土导热系数、延米取热功率及不同运行时间比等影响因素进行模拟分析,结果表明,地温梯度较小时,出口温度较低,系统无法长期正常运行,且系统能耗较大。进出口温度随着岩土导热系数的增大而缓慢增大,应对换热器采取保温措施,减小热量在浅层岩土层的散失。持续运行供暖系统延米取热功率不大于150 W/m,延米取热功率越大,进出口温度与土壤温度降低幅度越大,热开采与热恢复达到平衡所需时间越长。运行时间比越低,在同样的取热功率下,土壤的温度越高。间歇供暖可提高单井延米取热功率,考虑到间歇运行工况的热恢复,运行时间比为1/3,5/12,1/2时,延米取热功率应分别小于350,300,250 W/m。 展开更多
关键词 中深层套管式地埋管 TRNSYS模拟 延米取热功率 运行时间比
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不同运行模式下中深层地埋管换热器取热特性 被引量：5
6
作者 黄帅 董建锴 +2 位作者 李骥 朱科 姜益强 《煤气与热力》 2022年第3期1-5,13,共6页
建立中深层套管式地埋管换热器数值传热模型,基于有限差分法将控制方程离散求解。对不同运停比下地埋管换热器连续运行15个供暖期的出水温度、热损失率进行模拟分析。随着运行时间的延长,4种运停比(8∶16、12∶12、16∶8、24∶0)供暖期... 建立中深层套管式地埋管换热器数值传热模型,基于有限差分法将控制方程离散求解。对不同运停比下地埋管换热器连续运行15个供暖期的出水温度、热损失率进行模拟分析。随着运行时间的延长,4种运停比(8∶16、12∶12、16∶8、24∶0)供暖期结束时地埋管换热器的出水温度均逐年降低,前期温降速率比较大,后期比较平稳。相同供暖期,供暖期结束时地埋管换热器的出水温度由高到低对应的运停比顺序为:8∶16、12∶12、16∶8、24∶0,以第1个供暖期结束时地埋管换热器的出水温度为基准,第15个供暖期结束时地埋管换热器的出水温度分别下降2.18%、3.61%、5.23%、9.23%。由模拟结果可知,第15个供暖期末,运停比8∶16、12∶12、16∶8、24∶0对应的地埋管底部的循环水温度分别为39.70、33.97、36.71、28.93℃。降低运停比有利于岩土热恢复,提高热泵机组的制热性能。运停比8∶16、12∶12、16∶8、24∶0对应的地埋管换热器热损失率分别为48.86%、50.07%、51.09%、52.40%。降低运停比有利于减小热损失率。 展开更多
关键词 中深层套管式地埋管换热器 运停比 出水温度 热损失率
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