地下水源热泵含水层热量运移数值模拟

应用数值模拟方法对地下水源热泵采能条件下地温场的演化及含水层贮能效率进行了研究.以某水源热泵工程为例,通过对渗流影响区的温度输运方程、地下水渗流方程的耦合求解,得出了温度场分布,分析了不同工况下的地下含水层温度变化,并计算了含水层的热存储效率.结果表明:温度场中等温线的变化趋势可反映出贮能含水层因贮能水抽取和回灌温度不同导致的温度场的变化.     

地下水源热泵系统THM耦合机理及模型建立

在分析了地下水源热泵运行中两低问题的基础上,发现导致两低问题的最根本原因是对地下水源热泵系统的基础地质问题和水文地质问题等基础研究的不足,进而提出了进行含水层THM三场耦合分析的观点。然后运用机理分析法分析了地下水源热泵系统中不同物理场的耦合机理,确定了渗流场、热力场和应力场等三场耦合关系图,建立了渗流场、热力场和应力场控制的耦合方程,从而建立了THM三场耦合数学模型。     

基于水源热泵的地下含水层的温度场分析

地下水源热泵采能是20世纪90年代开始得到大力推广,利用该技术提出低品位、分布零散、无法直接利用的地热能源,并将其转化成高品味、高利用价值的能源。基于水源热泵分析了含水层中热量运移的数学模型的假设、模型建立、地下水流动方程、含水层中热量运移的基本数学模型的数值解法;在对井抽灌系统地温场的简析中,分析了对井系统的物理模型、对井系统的地温场表现,这一研究对于进一步推广地下水源热泵技术具有一定的理论指导意义。     

水源热泵直线型异侧抽灌系统渗流场影响分析

以西安市某地下水源热泵直线型异侧布井为例,分别运用解析法、数值模拟方法分析了渗流场影响范围,并确定了渗流场影响范围、安全距离与井距的对应函数关系。结果表明:在含水层水文地质参数、井孔抽回灌量参数确定的条件下,渗流场影响范围、安全距离均与抽回灌井距呈正相关关系;水源热泵布井时应考虑抽回灌井群系统对渗流场区和周边建筑物地基沉降造成的影响,以便合理规划水源热泵布井区和优化抽灌井布井间距。     

某地下水源热泵诱发地下水水质变异成因分析

为了研究地下水源热泵的"抽—回"系统运行过程中对地下水水质的变化,选择池州某地下水源热泵工程为研究对象,在收集各项目所在地段的水文气象、地质、水文地质和水质资料的基础上,进行水质水化学类型分析以及相关性分析。并根据区域水文地质条件受热泵系统影响机制,进行水质变异成因分析。研究结果表明:水源热泵系统的运行改变了工程所在地段的地下水化学类型;水质变异成因中常规的动力场、温度场和化学场因素影响可恢复,地质结构因素影响不可恢复。     

某地下水源热泵运行对水质因子影响研究

地下水源热泵的"抽采-能量交换-回灌"系统运行过程中,不可避免地会对含水层中地下水水质造成一定的影响。选取安徽省内具有代表性的一处水源热泵项目工程(泾县人民医院热泵工程)为研究对象,在已知地质条件基础上建立相应的水文地质概念模型。结合相应的水位监测资料,利用GMS软件建立地下水水流数值模型。选取TDS,HCO_3~(-1)作为模拟因子,分析热泵系统运行条件下的模拟因子浓度变化趋势。由模拟结果可知,运行条件下的热泵系统对地下水水质的周期循环有一定影响,但影响范围不大。     

浅层地热能不同开发方案对深层地下淡水咸化效应研究

为了保证浅层地热能可持续开发,同时控制深层承压淡水咸化,需评价浅层地热能开发对深层地下水咸化控制效应。基于地下水渗流、热量运移和溶质运移理论,以江苏省地质工程勘察院(南通分院)地下水源热泵系统为研究对象,建立松散孔隙地下水系统渗流—热量运移—溶质运移多场耦合数值模型,模拟预测了第Ⅰ承压含水层浅层地热能开发过程中地下水系统水位、温度、水化学浓度的演化规律,通过增大利用温差和减小夏季灌采比优化浅层地热能开发利用方案,定量评价增大利用温差和减小夏季灌采比对热贯通和深层地下淡水咸化的控制效应。结果表明：增大利用温差和减小夏季灌采比能有效缓解热贯通和深层淡水咸化的发展趋势,增大利用温差对深层地下淡水咸化的控制效应更为显著,减小夏季灌采比对热贯通的控制效应更为显著。     

地下水源热泵系统建设与运行对地下水温度影响分析

采用数值模拟方法,经分析发现天津地区地下水源热泵系统在短期内对局部区域地下水温度变化有一定影响,长期影响不大。系统对井冬夏互为采灌,形成相对冷热水体,反季节使用具有一定储能作用。     

北京平原区浅层地下水热泵系统承载能力评价

鉴于目前地下水热泵系统应用的无序性,为了科学合理地评价含水层对热泵系统的能量承载力,本文采用地下热传递数值法、能量均衡法和热量储存法评价了北京平原区单位面积含水层利用地下水热泵系统可承载的能量负荷,评价结果表明：数值法评价以保证热泵系统的运行效率为前提,客观反映了地下水抽灌行为,能够充分发挥热泵系统节能环保的优点,优于均衡法和热储法;热泵系统承载能力与含水层的厚度呈显著的正相关,山前地区含水层易于回灌,但热泵系统的承载力较小,而东南平原区承载力较大,但难以回灌。     

北京平原区浅层地下水热泵系统承载能力评价

鉴于目前地下水热泵系统应用的无序性,为了科学合理地评价含水层对热泵系统的能量承载力,采用地下热传递数值法、能量均衡法和热量储存法评价了北京平原区单位面积含水层利用地下水热泵系统可承载的能量负荷.评价结果表明:数值法评价以保证热泵系统的运行效率为前提,客观反映了地下水抽灌行为,能够充分发挥热泵系统节能环保的优点,优于均衡法和热储法;热泵系统承载能力与含水层的厚度呈显著的正相关;山前地区含水层易于回灌,但热泵系统的承载力较小,而东南平原区承载力较大,但难以回灌.     

南宁市地下水源热泵的水质适宜性研究

为了查明南宁市地下水水质是否适宜于开发利用水源热泵,在对南宁市潜水含水层地下水水化学特征调查的基础上,挑选出与水源热泵系统设计和运行相关的水质适宜性评价指标,选用层次分析法(AHP)构建层次结构模型,确定了各个评价指标的权重,并基于GIS平台的空间分析模块进行了地下水水源水质评价分区。结果显示,水源热泵开发水源水质适宜区面积为280.7km2,大多分布在中部市区和东南部良庆区,这些地区地下水多为pH值为7左右的中性水,水硬度较小,对管线和设施没有危害,适合开发地下水源热泵。     

福州市地下水源热泵抽水回灌试验研究

地下水源热泵是一种新型的节能环保空调技术,在城市浅层地温能开发利用中发挥着巨大作用。福州市地下水资源丰富,地下水源热泵系统使用前景广泛。本文通过对福州市水文地质条件的分析,初步确定了福州盆地平原区为地下水源热泵应用的适宜区及较适宜区,通过在这些地区开展的现场抽水、回灌试验,确定福州市不同岩性含水层的回灌能力、抽灌井数量比例及井间距的设计参数,为福州市浅层地温能的开发、水源热泵技术的合理应用提供科学依据。     

基于渗滤取水工艺作为热泵水源可行性研究——以北票白石渗滤水厂为例

根据对北票白石渗滤水厂2014—2015年集水管井水位、水温监测数据,研究渗滤取水工艺是否可作为热泵水源,再采用FEFLOW数值模拟,确定渗流取水工艺渗流场、温度场对环境的影响,并就影响程度与传统水源热泵进行对比。结果表明:渗滤取水水位、水量均能满足热泵水源要求;用渗滤取水作为水源与传统水源热泵相比,对生态环境的破坏更小,且无需进行地下水回灌,是一种较之传统水源热泵更加经济环保的运用方法。     

地下水源热泵抽灌系统优化布置

为研究地下水源热泵系统抽灌井的合理布置形式,避免在抽水及回灌过程中发生热贯通,进行抽水与回灌试验取得涌水量、回灌率及含水层渗透系数等,以三维地下水渗流和地下多孔介质传热为基本理论,建立地下水源热泵抽灌系统的三维模型,模拟不同抽灌井布置条件下地温场及抽水井温度的变化情况,依据热贯通发生的时间和程度,选取抽灌井的最优布置形式,结果表明,在运行期内抽灌井采用直线型布置时,抽水井温度升高最少,热贯通发生时间最晚,抽灌井间距以取48m为宜。     

洛阳市地下水源热泵应用研究

介绍了地下水源热泵技术的发展状况及其优缺点,分析了洛阳市的水文地质特征、地下水资源状况,以及地下水源热泵的使用现状和应用前景等.提出应开展地下水源热泵的地下水开采与回灌的优化组合、回灌效果、建设场地的水文地质条件的调查和评价、地下水回灌对水井的化学堵塞机理和回灌井井管腐蚀、地下水开采过程中的控制沉降和地下水污染研究,以及地温空调井使用、回灌、含水层水位、水量、水质、水温等监测研究.     

锦州某地下水封洞库工程渗流场数值分析

以锦州某地下水封洞库工程为例,对研究区的水文地质条件、洞库结构和人工水幕系统进行了概化,建立了地下水封洞库在无水幕、有水平水幕、有水平水幕和垂直水幕3种条件下的三维地下水渗流数值模拟模型,模拟了地下洞库周围的地下水渗流场;利用建立的地下水渗流数值模型预测了3种条件下洞库周围地下水等水位线扩展情况及洞库上方地下水位变化情况等,并对结果进行了对比分析。由分析结果可知,有水平水幕和垂直水幕条件下的地下水等水位线扩展范围和速度比其他2种条件小,因此人工水幕系统在保证地下水封洞库工程有效性和储油安全性以及保护洞库周围地下水环境等方面起到了重要作用。     

安阳市地下水源热泵的现状与应用

地下水源热泵是一种通过抽取地下水,利用地下浅层地热资源,既可供热又可制冷的高效节能空调系统。它具有环保、洁净、节能、经济的特点。安阳市自2001年引入水源热泵后,发展迅速。本文系统阐述了水源热泵在安阳市的应用和存在的问题。     

我国地下水源热泵应用现状和监管措施探讨

近年，在国家宏观政策指引和地方政府大力扶持下，地下水源热泵工程数量持续、快速增加。由于缺乏有效的监督和管理，许多工程逐渐暴露出一些问题。在了解地下水源热泵技术原理、特点的基础上，根据国内外地下水源热泵技术应用现状．分析了我国地下水源热泵工程管理中存在的主要问题，提出了加强我国地下水源热泵工程监管的建议。     

水源热泵空调系统在北京某办公楼的应用分析

近年来,水源热泵空调技术逐步得到推广和使用,本文以北京某办公楼水源热泵空调系统工程为实例,对其设计特点以及经济性和环保性进行分析,并对水源热泵技术应用中地下水保护等问题提出解决办法和措施。     

上海地下水流场变化及对地面沉降发展的影响

针对近年来上海地下水采灌格局新的变化态势,利用地下水位与地层变形的实测数据,分析了地下水渗流场变化及对地面沉降发展的影响.结果表明:开采地下水直接影响地下水流场分布;埋深170～300 m的深部含水层集中开采导致的地下水位持续下降以及地表下至75 m范围内的浅部含水层的工程降水和建筑荷载,是目前上海地面沉降的两大制约因素;深部含水层地下水开采量已超过总采量的80%,其地层压缩量占地面沉降比例超过50%,75 m以浅地层的固结压缩则占近30%.提出了地下水资源开发管理和地面沉降系统调控的对策与措施,有助于减弱地面沉降及其社会危害.