供熱供燃氣通風(fēng)及空調(diào)工程專業(yè)畢業(yè)論文[精品論文]單井循環(huán)水源熱泵系統(tǒng)特性研究(已修改)
2024-11-12 13:17 本頁面
【正文】 供熱供燃氣通風(fēng)及空調(diào)工程專業(yè)畢業(yè)論文 [精品論文 ] 單井循環(huán)水源熱泵系統(tǒng)特性研究 關(guān)鍵詞：單井循環(huán)系統(tǒng) 地下水源熱泵 地下?lián)Q熱 換熱系統(tǒng) 數(shù)學(xué)模型 有限差分法 摘要：近年來國外出現(xiàn)了一種從同一個井內(nèi)取水和排水的半開式水源熱泵系統(tǒng)，通常稱為單井循環(huán)水源熱泵系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有初投資低、運行效果良好、節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)點，具有廣泛的應(yīng)用前景。在美國，相關(guān)學(xué)者及專家已對其進行了一系列的模擬研究，并在美國東北部等一些地區(qū)得到了運用。然而，對其研究國外主要停留在模型建立和系統(tǒng)的一些影響因素方面，仍然沒有提出關(guān)于單井循環(huán)水源熱泵的切實可靠的詳細設(shè)計步驟，國內(nèi)對其研究才剛剛起步，此系統(tǒng)在中國的適應(yīng)性或運用可能性還沒有相關(guān)研究和報道。 本文主要建立了單井循環(huán)地下水源熱泵地下?lián)Q熱系統(tǒng)的 滲流和傳熱數(shù)學(xué)模型，采用有限差分方法對其進行數(shù)值離散并求解；在此基礎(chǔ)上研究單井循環(huán)地下水源熱泵系統(tǒng)地下水的滲流特性，分析循環(huán)水流量、 Bled 量和井深等主要因素對井外水滲流特性的影響；研究單井循環(huán)地下水源熱泵系統(tǒng)的傳熱特性，分析巖石導(dǎo)熱系數(shù)、滲透系數(shù)、 Bleed 量、地下水初溫等因素對單井循環(huán)系統(tǒng)傳熱特性的影響，分析井深對傳熱特性的影響，比較不同井深下單井循環(huán)系統(tǒng)運行效果，分析淺層單井循環(huán)系統(tǒng)運用的可行性。 得到如下結(jié)論：循環(huán)水流量越大、 Bleed 量越大，單井循環(huán)系統(tǒng)滲流特性越好；循環(huán)水流量的變化對井外滲流 速度場的影響要大于 Bled 量的影響，循環(huán)水流量增加井外滲流速度整體上升， Bled 量的增加是以減少更多的向井外滲出的循環(huán)水流量為代價，增加少量向井內(nèi)的地下水滲流量；傳熱特性方面，冬季運行最低出水溫度隨著巖石導(dǎo)熱系數(shù)、含水層滲透系數(shù)、井壁粗糙度、井壁直徑、 Bleed量、地下水初溫的增加而上升，隨著取水管內(nèi)徑的增加而降低；單井循環(huán)傳熱特性眾多影響因素中 Bled量和巖石導(dǎo)熱系數(shù)及地下水初溫對出水溫度影響較大，井壁粗糙度幾乎沒有影響；淺井替代深井運行理論上可行，保證換熱能力的同時降低了初投資；間歇運行效果要比連續(xù)運行 好得多。 正文內(nèi)容 近年來國外出現(xiàn)了一種從同一個井內(nèi)取水和排水的半開式水源熱泵系統(tǒng)，通常稱為單井循環(huán)水源熱泵系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有初投資低、運行效果良好、節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)點，具有廣泛的應(yīng)用前景。在美國，相關(guān)學(xué)者及專家已對其進行了一系列的模擬研究，并在美國東北部等一些地區(qū)得到了運用。然而，對其研究國外主要停留在模型建立和系統(tǒng)的一些影響因素方面，仍然沒有提出關(guān)于單井循環(huán)水源熱泵的切實可靠的詳細設(shè)計步驟，國內(nèi)對其研究才剛剛起步，此系統(tǒng)在中國的適應(yīng)性或運用可能性還沒有相關(guān)研究和報道。 本文主要建立了單井循 環(huán)地下水源熱泵地下?lián)Q熱系統(tǒng)的滲流和傳熱數(shù)學(xué)模型，采用有限差分方法對其進行數(shù)值離散并求解；在此基礎(chǔ)上研究單井循環(huán)地下水源熱泵系統(tǒng)地下水的滲流特性，分析循環(huán)水流量、 Bled量和井深等主要因素對井外水滲流特性的影響；研究單井循環(huán)地下水源熱泵系統(tǒng)的傳熱特性，分析巖石導(dǎo)熱系數(shù)、滲透系數(shù)、 Bleed 量、地下水初溫等因素對單井循環(huán)系統(tǒng)傳熱特性的影響，分析井深對傳熱特性的影響，比較不同井深下單井循環(huán)系統(tǒng)運行效果，分析淺層單井循環(huán)系統(tǒng)運用的可行性。 得到如下結(jié)論：循環(huán)水流量越大、 Bleed 量越大，單井循環(huán)系統(tǒng)滲流特性越好 ；循環(huán)水流量的變化對井外滲流速度場的影響要大于 Bled 量的影響，循環(huán)水流量增加井外滲流速度整體上升， Bled 量的增加是以減少更多的向井外滲出的循環(huán)水流量為代價，增加少量向井內(nèi)的地下水滲流量；傳熱特性方面，冬季運行最低出水溫度隨著巖石導(dǎo)熱系數(shù)、含水層滲透系數(shù)、井壁粗糙度、井壁直徑、 Bleed量、地下水初溫的增加而上升，隨著取水管內(nèi)徑的增加而降低；單井循環(huán)傳熱特性眾多影響因素中 Bled量和巖石導(dǎo)熱系數(shù)及地下水初溫對出水溫度影響較大，井壁粗糙度幾乎沒有影響；淺井替代深井運行理論上可行，保證換熱能力的同時降低了初投 資；間歇運行效果要比連續(xù)運行好得多。 近年來國外出現(xiàn)了一種從同一個井內(nèi)取水和排水的半開式水源熱泵系統(tǒng)，通常稱為單井循環(huán)水源熱泵系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有初投資低、運行效果良好、節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)點，具有廣泛的應(yīng)用前景。在美國，相關(guān)學(xué)者及專家已對其進行了一系列的模擬研究，并在美國東北部等一些地區(qū)得到了運用。然而，對其研究國外主要停留在模型建立和系統(tǒng)的一些影響因素方面，仍然沒有提出關(guān)于單井循環(huán)水源熱泵的切實可靠的詳細設(shè)計步驟，國內(nèi)對其研究才剛剛起步，此系統(tǒng)在中國的適應(yīng)性或運用可能性還沒有相關(guān)研究和報道。 本文主要建立了單 井循環(huán)地下水源熱泵地下?lián)Q熱系統(tǒng)的滲流和傳熱數(shù)學(xué)模型，采用有限差分
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