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供热供燃气通风及空调工程专业毕业论文 [精品论文] 单井循环水源热泵系统特性研究 关键词：单井循环系统 地下水源热泵 地下换热 换热系统 数学模型 有限差分法 摘要：近年来国外出现了一种从同一个井内取水和排水的半开式水源热泵系统，通常称为单井循环水源热泵系统。该系统具有初投资低、运行效果良好、节能和环保等优点，具有广泛的应用前景。在美国，相关学者及专家已对其进行了一系列的模拟研究，并在美国东北部等一些地区得到了运用。然而，对其研究国外主要停留在模型建立和系统的一些影响因素方面，仍然没有提出关于单井循环水源热泵的切实可靠的详细设计步骤，国内对其研究才刚刚起步，此系统在中国的适应性或运用可能性还没有相关研究和报道。 本文主要建立了单井循环地下水源热泵地下换热系统的渗流和传热数学模型，采用有限差分方法对其进行数值离散并求解；在此基础上研究单井循环地下水源热泵系统地下水的渗流特性，分析循环水流量、Bled量和井深等主要因素对井外水渗流特性的影响；研究单井循环地下水源热泵系统的传热特性，分析岩石导热系数、渗透系数、Bleed量、地下水初温等因素对单井循环系统传热特性的影响，分析井深对传热特性的影响，比较不同井深下单井循环系统运行效果，分析浅层单井循环系统运用的可行性。 得到如下结论：循环水流量越大、Bleed量越大，单井循环系统渗流特性越好；循环水流量的变化对井外渗流速度场的影响要大于Bled量的影响，循环水流量增加井外渗流速度整体上升，Bled量的增加是以减少更多的向井外渗出的循环水流量为代价，增加少量向井内的地下水渗流量；传热特性方面，冬季运行最低出水温度随着岩石导热系数、含水层渗透系数、井壁粗糙度、井壁直径、Bleed量、地下水初温的增加而上升，随着取水管内径的增加而降低；单井循环传热特性众多影响因素中Bled量和岩石导热系数及地下水初温对出水温度影响较大，井壁粗糙度几乎没有影响；浅井替代深井运行理论上可行，保证换热能力的同时降低了初投资；间歇运行效果要比连续运行好得多。  正文内容 近年来国外出现了一种从同一个井内取水和排水的半开式水源热泵系统，通常称为单井循环水源热泵系统。该系统具有初投资低、运行效果良好、节能和环保等优点，具有广泛的应用前景。在美国，相关学者及专家已对其进行了一系列的模拟研究，并在美国东北部等一些地区得到了运用。然而，对其研究国外主要停留在模型建立和系统的一些影响因素方面，仍然没有提出关于单井循环水源热泵的切实可靠的详细设计步骤，国内对其研究才刚刚起步，此系统在中国的适应性或运用可能性还没有相关研究和报道。 本文主要建立了单井循环地下水源热泵地下换热系统的渗流和传热数学模型，采用有限差分方法对其进行数值离散并求解；在此基础上研究单井循环地下水源热泵系统地下水的渗流特性，分析循环水流量、Bled量和井深等主要因素对井外水渗流特性的影响；研究单井循环地下水源热泵系统的传热特性，分析岩石导热系数、渗透系数、Bleed量、地下水初温等因素对单井循环系统传热特性的影响，分析井深对传热特性的影响，比较不同井深下单井循环系统运行效果，分析浅层单井循环系统运用的可行性。 得到如下结论：循环水流量越大、Bleed量越大，单井循环系统渗流特性越好；循环水流量的变化对井外渗流速度场的影响要大于Bled量的影响，循环水流量增加井外渗流速度整体上升，Bled量的增加是以减少更多的向井外渗出的循环水流量为代价，增加少量向井内的地下水渗流量；传热特性方面，冬季运行最低出水温度随着岩石导热系数、含水层渗透系数、井壁粗糙度、井壁直径、Bleed量、地下水初温的增加而上升，随着取水管内径的增加而降低；单井循环传热特性众多影响因素中Bled量和岩石导热系数及地下水初温对出水温度影响较大，井壁粗糙度几乎没有影响；浅井替代深井运行理论上可行，保证换热能力的同时降低了初投资；间歇运行效果要比连续运行好得多。 近年来国外出现了一种从同一个井内取水和排水的半开式水源热泵系统，通常称为单井循环水源热泵系统。该系统具有初投资低、运行效果良好、节能和环保等优点，具有广泛的应用前景。在美国，相关学者及专家已对其进行了一系列的模拟研究，并在美国东北部等一些地区得到了运用。然而，对其研究国外主要停留在模型建立和系统的一些影响因素方面，仍然没有提出关于单井循环水源热泵的切实可靠的详细设计步骤，国内对其研究才刚刚起步，此系统在中国的适应性或运用可能性还没有相关研究和报道。 本文主要建立了单井循环地下水源热泵地下换热系统的渗流和传热数学模型，采用有限差分方法对其进行数值离散并求解；在此基础上研究单井循环地下水源热泵系统地下水的渗流特性，分析循环水流量、Bled量和井深等主要因素对井外水渗流特性的影响；研究单井循环地下水源热泵系统的传热特性，