井点布置对采能区地下水温度场的影响.pdfVIP

第 31卷第 6期 华 北 水 利 水 电 学 院 学 报 Vo13lNO．6 2010年 12月 JournalofNorth ChinaInstituteofW aterConservancyandHydroelectricPower Dec．2010 文章编号 ：1002—5634(2010)06—0034—05 井点布置对采能区地下水温度场 的影响 傅志敏 ，向 衍 ，高西望 (1．河海 大学水文学院，江苏 南京 210098；2．南京水 利科 学研 究院 ，江 苏 南京 210029； 3．中国水利水 电第十三工程局有限公司 ，天津 300000) 摘 要 ：针对 目前地源热泵会对采能 区地 下水热量运 移造成一定影 响的问题 ，通过数值模 拟的方式 ，对地源 热泵丁程含水介质水 一热耦合运移进行模拟 ，并对井群进行优化处理．通过 比较不 同井距 、加设帷幕 、水流影 响等情况下地源热泵运行 的水 一热运移结果 ，讨论热贯穿问题．综合考虑避免热贯穿的多方面因素对井点布 设进行优化 ，得 出最合理的井距 、抽注水轴线与地下水流的角度、是否设置帷幕以及抽注层面选择等方案 ．对 合理指导地源热泵 的井点以及井 群布设具有很好的意义． 关键词 ：地源热泵 ；地下水 ；温度场 ；水 一热耦合 中图分类号 ：P345 文献标志码 ：A 进人 21世纪 ，能源紧缺与环境污染已成为阻碍 液相和固相扩散运输热量 ；③类似于物质输运问题 各国发展的两大世界性难题，随着节能环保要求 日 中的机械弥散 ，多孔介质 中各点局部流速分布不均 益提高，节能环保型空调愈加受到人们青睐．地源热 匀所引起的热量输运，通常称作热的机械弥散现象 ； 泵空调系统具有节能效果显著 、能效比高、成本低廉 有下列热动平衡方程： 和环境效应 良好等特点 ，已成为近年来 可再生能源 OT 利用及建筑节能领域 中发展最快 的产业之一 。 ． ： 吉 (A-gradT)一等div(7·)，(1) 作为一种新型节能环保空调 系统，在地源热泵系统 式中： 为温度 ；C和 c，分别为多孔介质 的热容量 工程发展和应用 中出现 的诸多 问题引起 了国内外学 卡¨水的热容量 ；为地下水的渗透速度 ；A为热动力 弥散系数 ， 者们的广泛关注．但对地源热泵系统循环过程 中含 水介质中热量随水流运移规律的研究还较少，在运 A=A，+A ， (2) 式 中：A 为多孔介质 的热传导系数；A 为热机械弥 行过程中可能存在 “热贯通” 等与热量运移有关 散系数． 问题．因此如何合理布置井群避免出现这些问题，以 模型中数学方程如下 ： 及地下水流对热量运移的影响都是地源热泵需要研 究的重点 ．笔者在多种条件、多种T况下，对地源 [~pfEf+(1一s)PE]+ 热泵工程含水介质水一热耦合运移进行了模拟，并对 井群进行 了优化处理． 毒Ox．()一毒Ox．、(A薏．，)，：Q，(3) 利用该模型 ，分别考虑热泵对井不 同间距 、不 同层 1 数学模型 位、是否设置帷幕和有无水流条件下抽注运行时，对 根据热量平衡原理 ，考虑以下 3种现象：①对 热量在水平和垂直方