同井回灌地下水源热泵地下水渗流和换热模型.docVIP

 同井回灌地下水源热泵地下水渗流和换热 模型# 倪龙* 5 10 15 20 25 30 （哈尔滨工业大学热泵空调技术研究所，哈尔滨 150090） 摘要：对同井回灌地下水源热泵运行引起的地下水在含水层中的渗流和换热进行了适当的简 化假设，在该假设的基础上给出了地下水渗流和换热的数学模型，其中在换热模型中考虑了 地下水的强迫对流换热、含水层及其顶、底板岩土层的热传导和热弥散，并对模型中的参数 给出了参数模型和典型值，为后续的研究工作奠定基础。 关键词：供热、供燃气、通风及空调工程；地下水源热泵；同井回灌；渗流模型；换热模型； 参数模型 中图分类号：TK529 Models of Seepage and Heat Transport of Groundwater Heat Pump with Pumping Recharging in the Same Well NI Long (Institute of Heat Pump and Air Conditioning Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090) Abstract: Put up reasonable hypotheses on seepage and heat transport of groundwater in aquifer by operation of Groundwater Heat Pump with Pumping Recharge in the Same Well (GWHPPRSW). Present groundwater models of seepage and heat transport based on these hypotheses. Groundwater forced convection, conduction of aquifer and its caprock bedrock and thermal dispersion are included in the heat transport model. Present parameters models and typical values of parameters in models. This work establishes the foundation for the future research work. Key words: heating, gas supply, ventilating and air conditioning engineering; groundwater heat pump; pumping recharge in the same well; seepage model; heat transfer model; parameters model 0 引言 同井回灌地下水源热泵技术是我国发明的新技术，该系统取水和回灌水集成在同一口井 内进行，通过隔板把井分成两部分，一部分是低压（吸水）区，另一部分是高压（回水）区。 当潜水泵运行时，地下水从低压区被抽至井口换热器中，与热泵低温水换热，地下水释放完 热量，再由同井返回到回水区 ［1］ 。以此作为热泵的低位热源，向热泵提供低位热量。因此， 35 上述技术亦称单井抽灌技术。同井回灌地下水源热泵相对于异井回灌地下水源热泵占用更少 的场地，初投资低，其初投资仅为传统地热系统的 1/3～1/4 ［1］ 2001 年在北京某工程上投入运行以来，其技术的推广与应用很快，到 2003 年底已完成 160 多个项目，总建筑面积超过 200 万ｍ2 ［2］ 。本文在适当的假设基础上给出了同井回灌地下水 源热泵运行引发的地下水渗流和换热数学模型，并对模型中的参数给出了参数模型和典型 40 值。 基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(200802131051) 作者简介：倪龙（1979-），男，博士，讲师，主要研究方向：热泵及建筑能源高效利用. E-mail: nilonggn@163.com -1-  1 同井回灌地下水源热泵地下水渗流数学模型 含水层是地质学上岩层和岩层的组合，其几何形状和物理特性均很复杂。热泵抽水和回 灌在含水层同一径向位置不同深度处同时发生，使地下水的渗流较异井回灌地下水源热泵引 发的地下水渗流更为复杂。因此，理论计算时，需对含水层和取热井作适当的假设和限定。 45 50 55 1.1 模型假设及限定条件 为了便于分析，在建立数学模型时采用如下的假设和限定条件： (1) 本文中讨论的含水层均为第一类越流承压含水层，无越流层压含水层作