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该文以天津某浮式LNG接收终端接收站厂前区项目为例,探讨了井间距对地源热泵地下换热器的影响,得到以下三点结论:

首先,适度增大地下换热器系统的井间距,可有效改善其运行工况。

其次,项目规模不大,即使负荷平衡度较差,也可经详细的技术、经济分析对比后,确定使用何种方案。

最后,不同的井群排列形式对进出水平均温度会有明显影响,井群排列的长宽比越大,对地下换热器系统温度场的自平衡越有利。 

事实上在项目设计时,需要根据项目实际情况,将相关设计参数输入专业软件(EHPD,EED),进行地埋管换热模拟计算。

根据软件计算结果,得到地埋管水温;

校核地埋管换热器是否满足要求,如果不满足,对地埋管换热器结构参数等进行调整,重新进行计算,直至满足设计要求为止;

最后根据模拟计算结果,进行系统设计.

地源热泵是一种供热供冷技术,也是一种供热供冷系统。地源热泵的设计难点和重点在于地下换热器系统的设计。

地下换热器井间距直接影响地埋管的占地面积,《地源热泵系统工程技术规范》(以下简称规范”)中规定钻孔间距应满足换热需要,间距宜为3-6m”,有些项目可能会因为可钻井面积的原因,尽量减小井间距以布下更多的地埋管。一般认为井间距越小,钻井间相互影响的效果越明显,延米换热量下降,同时单位面积可铺设地埋管的数量越多,单位土地面积夏季总排热量或冬季总吸热量越大。不同的项目选取多大的间距无疑是个值得探讨的问题。

根据《地源热泵井间距选择的探讨[J].暖通空调,2015,45(1):50-54》的研究显示:

随着井间距的扩大,由于冬夏负荷的不平衡,地下换热器出水温度逐年上升的趋势不变,但上升的速度明显下降。

这是因为由于土壤的热扩散系数低,从远处土壤传递热量的速度很慢,埋管周围可直接利用的土壤体积对埋管换热量的影响很大,钻孔间距的增加使地埋管换热器周围土壤的体积增大,导致地埋管换热器换热量下降的速度有所降低。钻孔间距增大的同时也降低了各埋管之间的相互影响。

地源热泵井间距和井形排列的研究
图 1 EHPD计算软件输入参数示意图
图2 地下换热器系统各年冬、夏最不利进出水平均温度
图3 第n年地下换热器各月水温