不同抽回间距的单井循环地下水源热泵系统试验.pdf

第30卷第2期
农业工程学报
2014年1月
I ransactions of the Chincse Socicty of Agricullural Fnginccrin
Jan.2014
205
不同抽回间距的单井循环地下水源热泵系统试验
宋伟,倪龙,姚杨
(哈尔滨工业大学热泵空调技术研究所,哈尔滨150090
摘要:针対单井循坏地ド水源热泵系统的研究不足,搭建了物理模拟砂箱试验台研究觯井循坏地ド水源热泵系
统地下水流动和換热规律,并开了拙回间距变化的试验研究。结果表明,增大拙回间距能够显著改善三种热源
井的拙水温度,在条件允许的情況下应尽量增大热源井的抽回间距;当抽回间距增加相同数值,拙水温度改善情
况循环单井最好,其次是其砾同井,最后是抽灌同井,增加抽回间距对热贯通严重的热源井更有效。
关键词:泵;地下水;试验;单井;砂箱;抽回间距
doi:10.3969/i.iss.10026819.2014.02.027
中图分类号:TK529
文献标志码:A
文章编号:10026819(2014)02020507
宋伟,倪龙,姚杨.不同抽回间距的单井循环地下水源热泵系统试验[].农业工程学报,2014,30(2)
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Song Wei, Ni Long, Yao Yang Experiment on single well groundwater heat pump systems in different distances between
umpiny and injcction screens]. Iransactions of the Chincse Socicty o[ Agricultural I'nginccring(Transactions of the
CSAH), 2014, 30(2): 205-211.(in Chinese with English abstract)
研究,例如羑国宾夕法尼亚州立大学在校园内开展
的循环单井现场试验、加拿大某住宅2口无排放
随着全球能源危机和环境问题的日益加刷,地循环单井的现场试验、丹麦技术大学开展的抽灌
源热泵系统作为一种绿色节能系统得到了广泛应同井现场试验和北京某抽灌同井的现场试验25
用。单井循环地下水源热泵系统作为一种新型地等。而试验室中可控边界条件和参数变化下的试验
源热泵系统得到广泛关注,该系统日前主要有3种探索还较缺乏,造成热源井的设计、适用的地质条
形式,即循坏单井、抽灌同井和填砾同井?,它们件以及相关的运行规律还一知半解。为此,搭建了
都是从下部含水层区域取水,换热后的地下水再回单井循环地下水源热泉系统的物理模拟砂箱试验
到上部含水层区域。与循环单井不同,抽灌同井台,研究不同抽回间距条件下单井循环地下水源热
和填砾同井的热源井増加了井壁,为了降低热突泉系统的特性。
破,在井孔内设置了隔板,分隔井内抽水区和国水1材料与方法
环地下水源热泵系统承担负荷的能力明显优于上1.1砂箱试验台
壤源热泵0。
单井循环地下水源热泵系统的热源井与预制
虽然单井循环地下水源热象系统在国内外开展井结构图如图1a所示,砂箱试验台系统如图1b所
了一定的工程应用,但研究主要集中在理论研究,示。砂箱试验台设计的整体思路是通过能量守恒原
例如抽灌同井的地下水降深理论解2和二に维换热理来研究砂箱中“含水层”流动及换热的特性,即
数学模型4、循环单井的一“维换热数学模型和ニ用砂箱来模拟地下含水层,用负荷水箱来模拟建筑
维轴对称流动和换热数学模型82の、循环単井与含负荷,从而提供供回水温差。忽略管道及箱体与室
水层的原水交换2I等。有关单井循环地下水源热泵内空气的热量交换,进出负荷水箱管路的换热量パ
系统的相关试验研究还不多,大多集中在现场试验当等于进出热源井的换热量。砂箱试验台部件参数
如表1所示,关于试验台的设计及采集系统的详细
收稿日期:2013-09-25修订日期:2014-01-04
基金项日:国家自然科学基金资助项目(41002085)
情况参见文献[21。
作者简介:宋伟(1982-),男,河北沧州人,博上,研究方向:地
1.2试验设计
源热泵技术与应用。哈尔滨哈尔滨工业大学市政环境工程学院,
本次试验共设有24个试验工况,如表2所示。
150090。上mail:stillwater2013a0163.com
具体为循坏单并(循单)、抽灌同井(抽同)和填
※通信作者:倪龙(1979ー),男,湖北汉川人,副教授,硕士
师,研究方向:热泵理论与应用。哈尔派哈尔浜工业大学市政环境工
砾同井(填砾)3种热源井的预制井抽回区间距均
程学院,150090。上mail:nilonggn163.com
有4种情况,即0、150、300、450mm;负荷水箱