15 / 2021-09-30 17:31:42

严寒区域中深层地热井套管换热影响因素分析

中深层同轴套管换热器；严寒区域；换热量；幂函数递减

摘要：中深层同轴套管换热技术实现“取热不取水”，环境友好，运行稳定，是公认的利用地热能供暖的有效方式。为了较为全面的研究严寒地区中深层地源热泵同轴套管式地埋管传热性能，采用Standard κ-e模型以及Simple压力速度求解方法，分别对全采暖周期传热性能、固井水泥导热系数变化、内管导热系数变化及启停比变化(间歇运行)对中深层井换热量的影响进行了数值模拟研究，通过分析获得如下结论： 在整个采暖季节内，固井水泥导热系数、内管导热系数变化对地源热泵系统源侧出水温度及换热量的影响均呈幂函数形式递减，且在运行前期递减较快；随着固井水泥导热系数增大，换热量增加；内管导热系数增大，换热量减少；在启停具有阶段运行条件下（16:8，12:12，8:16），深部底层热能间接对浅部地层进行补给，源侧出水温度和换热量甚至大于供热期开始时出水温度和换热量。

关 键 词：中深层同轴套管换热器；严寒区域；换热量；幂函数递减

摘要：中深层同轴套管换热技术实现“取热不取水”，环境友好，运行稳定，是公认的利用地热能供暖的有效方式。为了较为全面的研究严寒地区中深层地源热泵同轴套管式地埋管传热性能，采用Standard κ-e模型以及Simple压力速度求解方法，分别对全采暖周期传热性能、固井水泥导热系数变化、内管导热系数变化及启停比变化(间歇运行)对中深层井换热量的影响进行了数值模拟研究，通过分析获得如下结论： 在整个采暖季节内，固井水泥导热系数、内管导热系数变化对地源热泵系统源侧出水温度及换热量的影响均呈幂函数形式递减，且在运行前期递减较快；随着固井水泥导热系数增大，换热量增加；内管导热系数增大，换热量减少；在启停具有阶段运行条件下（16:8，12:12，8:16），深部底层热能间接对浅部地层进行补给，源侧出水温度和换热量甚至大于供热期开始时出水温度和换热量。

关 键 词：中深层同轴套管换热器；严寒区域；换热量；幂函数递减