地熱井下?lián)Q熱器——熱泵聯(lián)合使用機理研究.pdf

1、地熱能作為一種新能源，具有分布廣、成本低、易于開采、潔凈及可直接利用等優(yōu)點。地埋管地源熱泵系統(tǒng)和抽灌式地下水地源熱泵系統(tǒng)是國內(nèi)現(xiàn)有的兩種主要地熱利用模式，其以導熱為主的傳熱模式以及土壤導熱系數(shù)較低等物性特點決定了地埋管地源熱泵系統(tǒng)的單井取熱量很有限。另外，抽灌式地下水地源熱泵系統(tǒng)的回灌量取決于地層的實際條件，若地熱水被大量抽取且不能得到及時補充，其原始平衡將被破壞，會造成地下水位下降，甚至引起地面下沉。上述兩種地熱利用模式都有自身的局限

2、性，開采新的地熱利用模式成為推廣地熱利用的必要途徑。地熱井下?lián)Q熱器是一種只取熱不取水的地熱利用裝置，兼有不破壞地下環(huán)境及換熱效率較高的優(yōu)點。另外，我國地熱資源主要以中低溫為主，為了彌補地熱熱儲溫度較低的缺陷，本文提出并研究了地熱井下?lián)Q熱器與熱泵聯(lián)合供熱的地熱利用新模式。
　　 本文首先建立了井下?lián)Q熱器系統(tǒng)的導熱模型。模型把原始地層溫度剖面劃分為兩部分，即井壁內(nèi)的純流體區(qū)及井壁外側(cè)的多孔介質(zhì)區(qū)，模型考慮了井下?lián)Q熱器進出水管間的導熱

3、，通過建立一維穩(wěn)態(tài)導熱微分方程組和邊界條件，理論求解了進出水管內(nèi)水溫隨深度變化的函數(shù)關(guān)系，再通過編程獲得理論計算結(jié)果。
　　 本文利用實驗室模擬條件下得到的井下?lián)Q熱器傳熱性能數(shù)據(jù)，對井下?lián)Q熱器供熱系統(tǒng)的熱力學參數(shù)進行了理論分析研究，包括有、無熱泵，以及末端設備分別為風機盤管和普通散熱器組合下的四種情況。通過建立熱力模型，改變主要設計與運行參數(shù)，編程計算，得到了不同設計和運行參數(shù)對供熱回路中各點溫度和采暖熱負荷的影響，擬合并分析曲