含水层储能(Aquifer Thermal Energy Storage,缩写为ATES)系统因其良好的储热能力和经济性受到国内外学者的广泛关注,其中含水层储热系统中运行参数和布井参数的设置直接影响储热效果,如何优化参数获得最佳工艺方案,对于推广储热工程现...含水层储能(Aquifer Thermal Energy Storage,缩写为ATES)系统因其良好的储热能力和经济性受到国内外学者的广泛关注,其中含水层储热系统中运行参数和布井参数的设置直接影响储热效果,如何优化参数获得最佳工艺方案,对于推广储热工程现场应用具有重要意义。为此,以浅层含水层储热性能作为优化目标,通过灰色关联度方法对比关键参数对储热性能的影响程度,采用多目标优化方法得到最佳储热方案。研究结果表明:①注入温度与含水层之间温差较大会削弱系统储热能力,同类型储热井之间的热干扰反而有利于储热性能;②含水层厚度和布井数量对热损失率影响较大,而注入排量和井距对热回收率影响较大,注入温度对二者的影响最小;③注入温度25℃、含水层厚度106.597 m、注入排量30 kg/s的单井系统为最佳储热方案。结论认为:①关键参数对热损失和热回收的影响程度不同,为提高储热性能有必要对二者进行均衡优化;②优化方案有效扩大了储热体积,减少了热损失同时提高了热回收,使整个系统热损失率和热回收率分别在原有基础上优化了12.69%和3.19%,可为ATES系统的合理设计提供参考。展开更多
为探索多能互补的清洁能源供暖技术,满足北京市村镇分散式建筑清洁供暖需求,在北京农村地区建设太阳能-地源热泵复合式系统,进行太阳能补热热泵供暖实验,并利用COMSOL软件开展地温场热均衡模拟研究。结果表明:相较单一地源热泵系统,太...为探索多能互补的清洁能源供暖技术,满足北京市村镇分散式建筑清洁供暖需求,在北京农村地区建设太阳能-地源热泵复合式系统,进行太阳能补热热泵供暖实验,并利用COMSOL软件开展地温场热均衡模拟研究。结果表明:相较单一地源热泵系统,太阳能补热热泵供暖方案下,地源侧出水温度提升23%,系统制热能效比(Coefficient of Performance,COP)和机组COP分别提升19%、25%;系统运行10 a,地源热泵系统单季节运行方案下总的取热量要多于间歇期自然恢复量,地温场总均衡为-8.91×10^(9)kJ;单一地源热泵方式运行和太阳能补热方式运行在双季节情况下总的取热量小于总的排热量,地温场总均衡分别为4.220×10^(9)、1.084×10^(10)kJ。因此,双季节运行方案对地温场不会产生负均衡,反而会对地温场有一定的热量补充。地源热泵系统运行中加入太阳能补热,对地温场的影响更小,可显著提升系统和机组效率,该模式适用于北京农村地区特别是供暖需求较大的建筑。展开更多
文摘为探索多能互补的清洁能源供暖技术,满足北京市村镇分散式建筑清洁供暖需求,在北京农村地区建设太阳能-地源热泵复合式系统,进行太阳能补热热泵供暖实验,并利用COMSOL软件开展地温场热均衡模拟研究。结果表明:相较单一地源热泵系统,太阳能补热热泵供暖方案下,地源侧出水温度提升23%,系统制热能效比(Coefficient of Performance,COP)和机组COP分别提升19%、25%;系统运行10 a,地源热泵系统单季节运行方案下总的取热量要多于间歇期自然恢复量,地温场总均衡为-8.91×10^(9)kJ;单一地源热泵方式运行和太阳能补热方式运行在双季节情况下总的取热量小于总的排热量,地温场总均衡分别为4.220×10^(9)、1.084×10^(10)kJ。因此,双季节运行方案对地温场不会产生负均衡,反而会对地温场有一定的热量补充。地源热泵系统运行中加入太阳能补热,对地温场的影响更小,可显著提升系统和机组效率,该模式适用于北京农村地区特别是供暖需求较大的建筑。
