利用地下水填充钻孔的埋管换热器性能分析

作者：蒋坤卿; 黄思浩; 李华山; 卜宪标^*

来源：新能源进展, 2020, 8(06): 470-476.

• 地热能
• 埋管换热器
• 传热
• 数值模拟
• 多孔介质

地下水填充的井下换热器(GFBHE)是一种不需要灌浆,利用地下水填充钻孔进行换热的地热换热器。针对GFBHE建立了瞬态三维数值模型进行模拟,并与利用普通灌浆材料进行回填的埋管换热器进行对比。数值模型通过将孔隙型岩层等效为饱和多孔介质的方法将钻孔外部的自然对流现象考虑在内。研究了包括渗透系数、地温、钻孔孔径在内的关键因素对GFBHE性能的影响。结果表明,当含水层渗透系数大于1×10-4 m/s时,GFBHE性能明显优于利用灌浆填充钻孔的地热换热器,在富水区域利用GFBHE取代后者是可行的。GFBHE的换热性能随着钻孔孔径、含水层渗透性的增大以及地温的升高而提升。

• 单位
  中国科学院; 中国科学院大学; 中国科学院广州能源研究所