中深层地热地埋管供热可持续性研究

作者：刘洪涛; 陈宏飞; 刘攀峰; 刘腾; 杨富鑫; 谭厚章^*

来源：热科学与技术, 2021, 20(06): 547-555.

DOI：10.13738/j.issn.1671-8097.021086

• 中深层地源热泵
• 换热特性
• 地埋管换热器
• 全尺寸模型
• 热影响半径

为了研究中深层地热地埋管运行期间和热恢复过程中周围岩土温度变化趋势以及热恢复后岩土对竖直地埋管运行稳定性的影响。基于关中地区地质岩层数据,结合西咸新区中深层地热地埋管供暖系统实际工程应用,利用FLUENT软件模拟分析了中深层地埋管换热器对周围岩土影响规律。结果表明:经过四个月的取暖运行,在岩土上层,由于流体温度较高,出现逆向换热区;在岩土下层,温度随着深度的增加降幅较大,并且在深度方向表现为线性增势;在不考虑地下水渗流的情况下,岩土取热后经过八个月的热恢复,恢复后最大温差为3.02℃,恢复后平均温差为1.30℃。岩土热恢复温差对地埋管的长期运行无显著影响,可长期持续稳定运行。实践表明,由于地层结构、地层压力、放射性衰变、地层导热等多方面因素的影响,2 000 m以下实际地层温度恢复迅速,并未出现明显的温度衰减,充分体现了地球恒温体的特性。

• 单位
  陕西西咸新区沣西新城能源发展有限公司; 西安交通大学