抽水量对地下水源热泵抽灌井设计间距的影响

2012-09-13杨伟涛龙华宝石冠男

制冷 2012年2期

杨伟涛,龙华宝,石冠男,王友

(沈阳建筑大学,沈阳110168)

1 引言

地下水源热泵技术是一种地热能可持续开发利用方式,最早出现于欧美等国,因其具有较高的运行效率且环境效益显著,得到了广泛的推广应用[1,2]。地下水源热泵系统通过对地下水的抽取和回灌完成热量交换过程,由于回灌水温与地下含水层初始温度存在差异,如果抽水井和回灌井之间距离较近,在短时间内回灌行为就会影响到抽水井水温,出现热贯通现象。所谓热贯通,即在导热和对流等作用下,回灌井水温度锋面导致邻近抽水井出水温度不同程度的升高或降低的现象[3]。众所周知,抽水井水温的恒定是保证地下水源热泵系统稳定运行的关键因素[4],而抽灌井间距对维持抽水温度恒定至关重要。本文主要针对一抽两灌模式,利用数值模拟的方法分析抽水量对地下水源热泵抽灌井设计间距的影响。

2 概念模型

模拟区域内承压含水层厚50m、水平延伸、无越流,岩性参数保持不变,区域内布置一口抽水井、两口回灌井,井结构相同,滤管长度均沿含水层顶部设置30m长,回灌井之间距离恒定为60 m,抽水井与两口回灌井的距离相等 (注:本文涉及的抽灌井间距范围为50m～100m)。水平方向研究范围取1600m×1600m,垂直方向根据含水层埋深条件取-20～-70m。根据研究区域内水文地质条件及相关文献[5,6],含水层参数见表1。