恒有源科技發展集團（微信號：HYYESSTD）專注於淺層地能作為建築物供暖的替代能源的科研、開發和推廣。致力於原創技術的產業化發展，實現為建築物無燃燒智慧(hui)供暖（冷），大力發展地能熱冷一體化新興產業。

接上

2.2有蓄(xu)能顆(ke)粒(li)換熱井(jing)含(han)水層物理場分析(xi)

    取水的粘度值分別為0.00120Pa·S和0.00125Pa·S得到(dao)含(han)水層溫度場等值線、水平和豎直方向水流速度等值線圖相(xiang)同(tong)，見圖2。由此可知有蓄(xu)能顆(ke)粒(li)的單井(jing)循環換熱地能采集係統的溫度場受(shou)水的粘度變化的影(ying)響(xiang)不大。

    含(han)水層溫度水平徑(jing)向以地能采集井(jing)為中心呈軸(zhou)對稱分布，含(han)水層距地能井(jing)水平徑(jing)向距離越遠溫度越高，溫度大小逐(zhu)漸趨於含(han)水層的初始溫度值。含(han)水層溫度在0-15米深度範(fan)圍(wei)隨(sui)深度增加(jia)逐(zhu)漸降低，15-110米深度範(fan)圍(wei)隨(sui)深度增加(jia)增加(jia)，見圖2(a)。

圖 2 有蓄(xu)能顆(ke)粒(li)的同(tong)井(jing)回灌(guan)水源熱泵溫度、速度等值線圖

    含(han)水層水的水平徑(jing)向流速以地能采集井(jing)為中心呈軸(zhou)對稱分布，在0-58米深度範(fan)圍(wei)內水流速度為正值，表示水從井(jing)中滲流進(jin)入土(tu)壤含(han)水層。在58-110米深度範(fan)圍(wei)內水流速度為負值，表示水從井(jing)中滲流進(jin)入土(tu)壤含(han)水層。水的豎直方向流速以地能采集井(jing)為中心呈軸(zhou)對稱分布，負值表示流速向下，正值表示流速向上，含(han)水層大部分為負值，即從上部回水段流向下部抽水管段，見圖2(b)-（c）。

    水的粘度取0.00120Pa·S和0.00125Pa·S兩(liang)個(ge)不同(tong)值模擬得到(dao)的含(han)水層水頭等值線圖，本文中采用相(xiang)對水頭值，即把(ba)係統為運(yun)行前含(han)水層的靜止水頭值為0，係統運(yun)行時的水頭表示相(xiang)對於運(yun)行前總壓(ya)頭的相(xiang)對值。從圖3可以看出(chu)水平徑(jing)向水頭以地能采集井(jing)為軸(zhou)呈對稱分布，在深度0-30米地能采集井(jing)附近水頭為正值，其餘(yu)部分為負值，主(zhu)要(yao)由於回水段水壓(ya)較高，流速較大，抽水段呈負壓(ya)，水在滲流循環時產生(sheng)的水頭損失(shi)使然(ran)。

2.3無蓄(xu)能顆(ke)粒(li)換熱井(jing)含(han)水層物理場分析(xi)

    通過模擬計算得出(chu)無蓄(xu)能顆(ke)粒(li)的單井(jing)循環換熱地能采集係統在水的粘度為不同(tong)值時的物理場，結果(guo)包括溫度場等值線、水流速度等值線圖。溫度分布的對稱特(te)征與2.2中有蓄(xu)能顆(ke)粒(li)情(qing)況(kuang)相(xiang)同(tong)。但溫度場分布受(shou)水的粘度影(ying)響(xiang)較大，圖4（a）中粘度為0.00120Pa·S時287.8K等溫線水平距離井(jing)軸(zhou)17米，圖4（b）中粘度為0.00125Pa·S時287.8K等溫線水平距離井(jing)軸(zhou)20米。 

圖 3 有蓄(xu)能顆(ke)粒(li)同(tong)井(jing)回灌(guan)水源熱泵水頭等值線圖 ( 單位 :Pa)

    再如圖4（a）中281.4K等溫線沿深度方向達(da)到(dao)37米，而圖（b）中沿深度達(da)到(dao)40米。由此可見無蓄(xu)能顆(ke)粒(li)的地能采集井(jing)溫度場受(shou)粘度變化的影(ying)響(xiang)較大。由此可見通過實驗結合數值模擬可得到(dao)準(zhun)確結果(guo)。

圖 4 無蓄(xu)能顆(ke)粒(li)同(tong)井(jing)回灌(guan)水源熱泵溫度等值線圖 ( 單位 :K)

    如圖5所示，從圖中可以看出(chu)（a）、（b）兩(liang)圖速度場水平徑(jing)向都(du)以井(jing)軸(zhou)為中心呈對稱分布，粘度係數μ分別為0.00120Pa·S和0.00120Pa·S時豎直方向水流速度圖（a）、（b）有差別，且圖（b）平均(jun)速度比(bi)圖（b）大些。由此可見，水的粘度係數變化時對單井(jing)循環換熱地能采集井(jing)的水流速度場有一定影(ying)響(xiang)。水的粘度不同(tong)時水平徑(jing)向水流速度及水頭等值線圖也(ye)發生(sheng)變化不再贅述。

圖 5 無蓄(xu)能顆(ke)粒(li)同(tong)井(jing)回灌(guan)水源熱泵流速等值線圖 ( 單 :m/s)

2.4總結

    根(gen)據以上結果(guo)可知，水的粘度變化對同(tong)井(jing)回灌(guan)水源熱泵物理場影(ying)響(xiang)如下：抽回水井(jing)中充滿蓄(xu)能顆(ke)粒(li)時，含(han)水層的溫度場、水流速度場幾乎(hu)不變，含(han)水層的水頭分布有一定變化。

    抽回水井(jing)中無蓄(xu)能顆(ke)粒(li)時，含(han)水層的溫度場、水流速度場、水頭場都(du)有一定變化。由於存(cun)在井(jing)中水的自由流動區和土(tu)壤中的滲流區，使得無蓄(xu)能顆(ke)粒(li)換熱井(jing)的物理場隨(sui)水的粘度變化情(qing)況(kuang)更為複(fu)雜。

    充滿蓄(xu)能顆(ke)粒(li)的換熱井(jing)的水頭損失(shi)比(bi)無蓄(xu)能顆(ke)粒(li)時要(yao)大。水的粘度係數變化對同(tong)井(jing)回灌(guan)水源熱泵的物理場產生(sheng)一係列複(fu)雜影(ying)響(xiang)。

3結論與建議

    (1)單井(jing)循環換熱地能采集井(jing)作為一種有應用前景的綠色能源開發方式，對其進(jin)行準(zhun)確的定量分析(xi)尚少。本文對有蓄(xu)能顆(ke)粒(li)和無蓄(xu)能顆(ke)粒(li)兩(liang)種情(qing)況(kuang)下水的粘度對物理場的影(ying)響(xiang)進(jin)行了(liao)詳細(xi)分析(xi)，其結果(guo)對於今後(hou)分析(xi)水源熱泵及同(tong)井(jing)回灌(guan)熱泵都(du)具(ju)有一般(ban)意義。

    (2)含(han)水層中水的粘度發生(sheng)變化時無蓄(xu)能顆(ke)粒(li)比(bi)有蓄(xu)能顆(ke)粒(li)的單井(jing)循環換熱地能采集井(jing)物理場帶(dai)來的變化更複(fu)雜一些，這需要(yao)對無蓄(xu)能顆(ke)粒(li)的單井(jing)循環換熱地能采集井(jing)進(jin)行更廣泛(fan)的研究。

    (3)水的粘度係數可以根(gen)據經驗公式取得，也(ye)可以取算術平均(jun)值或某(mou)一定值。水的粘度係數取值要(yao)在準(zhun)確確定地下水中膠體數量和種類(lei)，水的溫度的變化規律，含(han)水層中混入的油質液體情(qing)況(kuang)等因素基(ji)礎上綜合確定。

    (4)同(tong)井(jing)回灌(guan)水源熱泵的物理場分布不僅受(shou)水的粘度係數影(ying)響(xiang)，其他(ta)參(can)數如水文地質參(can)數、熱物性參(can)數及井(jing)的幾何結構、地層結構等也(ye)對其物理場和換熱效率具(ju)有重要(yao)影(ying)響(xiang)。

源自_《中國地能》雜誌