地埋管换热器管群生产的可持续性

摘要

利用数值模型模拟一组地埋管换热器(BHE)的可持续性和可再生性.FRAC-Ture软件[1]可用于模拟,其包含三维瞬时、耦合热量和质量传递,岩石力学和岩/水相互作用.该软件还带有半自动网格生成器.模拟一组6个100m深的地埋管换热器超过100年的长期热特性(热的提取/恢复).地埋管换热器的间距为7.5m.根据热泵总运行时间1800h/a及每月不同的供热需求进行模型模拟.用此结果(土壤温度和地埋管换热器传递的温度)与单个相同长度的地埋管换热器进行对比.单个和复合地埋管换热器具有相同的温度下降和恢复特征:开始时温度下降很快,之后逐渐慢下来.开始时温度恢复也很快,随着时间变得平缓.地埋管换热器的排列间距是一个关键的参数;最小距离不得小于8m,以提供持续的生产.一组地埋管换热器的恢复时间比单个地埋管换热器长.通过增加钻井深度来弥补温度较低的开采流体,并给出其数值.通过合理的设计可以获得地埋管换热器管群的可持续生产.