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干热岩开发循环试验的研究进展和发展建议
1
作者 王丹 文冬光 +3 位作者 杨用彪 杨伟峰 金显鹏 吴斌 《地质科技通报》 北大核心 2025年第5期153-164,共12页
干热岩是一种开发前景广阔的地热资源。增强型地热系统(EGS)是当前干热岩开发的主要方式,需要通过多个工程环节衔接实施,循环试验是其中的重要步骤。循环试验实施过程具有长期性和复杂性的特点,亟需技术突破降本增效。总结了国内外较为... 干热岩是一种开发前景广阔的地热资源。增强型地热系统(EGS)是当前干热岩开发的主要方式,需要通过多个工程环节衔接实施,循环试验是其中的重要步骤。循环试验实施过程具有长期性和复杂性的特点,亟需技术突破降本增效。总结了国内外较为典型的干热岩开发EGS工程的循环试验经验和探索方向,阐述了多种因素对于循环试验的影响,并结合青海共和场地的实际情况提出了发展建议。可以看出,以往提高循环试验效果主要是通过开发层位和井组调整、长期循环、储层改造以及化学刺激等方法实现的,而当前技术人员主要通过改进准确获取工程参数的方法,以及改进注采井组设计和储层改造工艺进行探索。循环试验的方案制定需要充分考虑地质因素,且数值模拟、储层刺激、流程设计、工程实施等方面都值得进行深入研究。随着开发技术的日趋成熟,干热岩地热资源将会成为我国能源结构中的重要一环,为经济发展和环境保护发挥重要的作用。 展开更多
关键词 干热岩 增强型地热系统 循环试验 水力压裂 共和场地
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水源热泵回灌中大肠杆菌渗透特性试验研究
2
作者 赵军 徐加禄 彭鹏 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期73-78,共6页
针对水源热泵回灌中的地面沉降问题,有必要对微生物堵塞现象进行分析研究。采用砂层淤堵装置、玻璃珠和不同孔隙率的砂砾颗粒,分别研究大肠杆菌在多孔介质的浓度沉积特性、突破曲线和渗透系数。试验结果表明:分层位置处大肠杆菌累积显著... 针对水源热泵回灌中的地面沉降问题,有必要对微生物堵塞现象进行分析研究。采用砂层淤堵装置、玻璃珠和不同孔隙率的砂砾颗粒,分别研究大肠杆菌在多孔介质的浓度沉积特性、突破曲线和渗透系数。试验结果表明:分层位置处大肠杆菌累积显著,在回灌过程中,增加流速可使得堆积的大肠杆菌进入剥离状态,其运移路径数量增加,从而提升回灌效果;在不同流速条件下,大肠杆菌在两种不同介质中呈现出不同的“浓度-时间”关系变化曲线,玻璃珠孔隙的均匀性和表面的光滑性不利于大肠杆菌的沉积,相反,砂砾的内部咬合力有利于大肠杆菌的沉积。通过COMSOL对特征单元体进行数值模拟,对比分析试验现象和过程,发现两者的吻合度较好。在实际应用中,可通过增加流速达到回扬的目的;大肠杆菌在多孔介质中的流动主要分为3个过程:堵塞、迁移、沉积稳定。当渗透系数减小时,末端流出液的大肠杆菌浓度较小,反之较大。研究成果对水源热泵长期稳定运行具有一定现实意义。 展开更多
关键词 水源热泵 大肠杆菌 沉积特性 渗透系数 地面沉降
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热流固-损伤多场耦合作用下干热岩水力压裂特征数值模拟 被引量：2
3
作者 张旭 周小夏 +3 位作者 黄中伟 李根生 王天宇 武晓光 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期86-94,共9页
水力压裂是有效开发干热岩的关键途径,核心步骤是向高温高应力地层中注入低温高压流体,冷冲击诱导热应力对干热岩裂缝起裂和扩展具有重要影响,但低温诱导热应力和地应力耦合作用下高温岩体应力场/温度场演化特征及裂缝扩展模式仍不明晰... 水力压裂是有效开发干热岩的关键途径,核心步骤是向高温高应力地层中注入低温高压流体,冷冲击诱导热应力对干热岩裂缝起裂和扩展具有重要影响,但低温诱导热应力和地应力耦合作用下高温岩体应力场/温度场演化特征及裂缝扩展模式仍不明晰。为此,建立考虑井筒应力叠加效应、岩石热孔隙弹性效应、弹脆性破坏准则和基岩孔渗随损伤变化的热流固-损伤耦合裂缝扩展数值模型,并与井筒冷却和裂缝扩展解析解对比,验证模型的准确性。研究不同热储地应力和流体注入温度下干热岩压裂应力场/温度场演化特征和裂缝扩展模式。结果表明:裂缝起裂时,井筒周围热应力作用较强,裂缝沿各方向扩展,裂缝起裂后,裂缝扩展受原地应力场影响增强,使裂缝转向,主要沿最大主应力方向扩展,温度变化局限在井筒附近地层;温差越大,热应力越强,起裂压力越低,利于形成复杂缝网;地应力差越小(最大主应力恒定),裂缝起裂/扩展方向受地应力控制程度小,利于形成复杂缝网,应力场扰动程度大。 展开更多
关键词 干热岩 水力压裂 热流固-损伤耦合模型 热应力 地应力差 破裂压力 裂缝扩展模式
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层理型中深层热储热导率计算模型的构建与应用
4
作者 王志国 杜佳华 +3 位作者 董芋双 何刘 曹静 范宇辰 《当代化工》 2025年第2期389-394,399,共7页
同轴换热器是实现中深层水热型地热资源高效取热技术之一,其取热主体热储层的热传导特性研究,对提升换热器取热性能具有重要的理论意义。为此,基于表征单元体(REV)思想,提出饱和中深层热储层理结构的REV热导率计算模型和宏观区间热导率... 同轴换热器是实现中深层水热型地热资源高效取热技术之一,其取热主体热储层的热传导特性研究,对提升换热器取热性能具有重要的理论意义。为此,基于表征单元体(REV)思想,提出饱和中深层热储层理结构的REV热导率计算模型和宏观区间热导率计算模型。以砂岩为例,分析了孔隙率、含水率、含杂率和孔隙通道分布系数变化对验证后的宏观区间热导率计算模型热导率的影响规律。结果表明:当其他3种变量一定时,模型热导率随孔隙率的增大呈下降趋势;当孔隙率、孔隙通道分布系数一定时,模型的热导率与孔隙中的含水率呈负相关性,与杂质颗粒的含量呈正相关性;当孔隙率、含水率一定时,孔隙通道分布系数越大,模型的热导率越大。 展开更多
关键词 中深层水热型地热资源 层理型热储 表征单元体 热导率
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基于热-流-固耦合的CO_(2)多级压裂增强型地热系统取热数值模拟
5
作者 王高升 周一凡 +6 位作者 赵佳琳 宋先知 黄中伟 易俊琳 李爽 夏毫宾 郑铖铖 《华南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期1-11,共11页
在考虑裂缝内非达西渗流和局部非热平衡传热(LTNE)的基础上,构建了CO_(2)多级压裂EGS热-流-固耦合模型,并分析了复杂裂缝网络内渗流传热机制;对比不同裂缝网络条件下CO_(2)的多级压裂EGS取热效果,揭示了主裂缝、次级裂缝和天然裂缝在EG... 在考虑裂缝内非达西渗流和局部非热平衡传热(LTNE)的基础上,构建了CO_(2)多级压裂EGS热-流-固耦合模型,并分析了复杂裂缝网络内渗流传热机制;对比不同裂缝网络条件下CO_(2)的多级压裂EGS取热效果,揭示了主裂缝、次级裂缝和天然裂缝在EGS取热过程中作用机制,研究了主裂缝条数、主裂缝开度、次级裂缝水平长度和天然裂缝渗透率等关键裂缝参数对EGS取热效果影响规律。结果表明:裂缝网络中存在非达西渗流,特别是在主裂缝中尤为显著。与只考虑主裂缝和天然裂缝的算例相比,进一步考虑次级裂缝后,其累积能量增加80.36%;在忽略主裂缝和次级裂缝后,其累积能量减少64.58%,说明人工裂缝网络对强化取热具有重要的影响。此外,主裂缝条数对取热效果影响最显著,当次级裂缝直接相交时累积能量达到最高。该研究有望为EGS复杂裂缝网络优化研究提供重要参考。 展开更多
关键词 干热岩 增强型地热系统 二氧化碳 多级压裂 复杂裂缝网络 裂缝参数评价
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废弃矿井热能存储系统热流固耦合机制与敏感性分析
6
作者 刘力源 李耀辉 +4 位作者 王涛 赵同彬 寇强 米泽蕊 张乐 《工程科学学报》 北大核心 2025年第7期1438-1450,共13页
我国拥有丰富的废弃矿井资源,通过充分利用废弃矿井闲置的地下空间和地热资源,可以将其改造为高效的废弃矿井热能存储系统.合理利用深部废弃矿井的地热环境,实现夏季富余风能、太阳能及工业余热的热水存储,并在冬季提取热量用于供暖服务... 我国拥有丰富的废弃矿井资源,通过充分利用废弃矿井闲置的地下空间和地热资源,可以将其改造为高效的废弃矿井热能存储系统.合理利用深部废弃矿井的地热环境,实现夏季富余风能、太阳能及工业余热的热水存储,并在冬季提取热量用于供暖服务,从而实现能源消耗的显著节约与利用效率的提升.本文以多孔介质弹性力学理论为基础,构建了考虑水流与围岩的热传导与热对流效应、忽略岩石中的渗流传热作用的废弃矿井储热系统多物理场耦合力学模型.通过数值模拟分析了废弃矿井储热系统运行10年内的热传递过程与巷道围岩应力变化规律.结果表明,废弃矿井储热系统能充分利用地热环境实现热能的高效存储,第1年存余温度能达到35.5℃,留存率44.4%,热存储效果逐年提高.第10年的供暖温度对比第1年提高了10.3℃,整个冬季供暖期的产出温度仅有6~7℃波动.当废弃矿井热能存储系统稳定后,产出温度能达到52~58℃.废弃矿井热能存储系统热回收效率两年内提升了10%,并在第10年达到55%.应力分析结果进一步表明,热能存储系统的应用不会破坏巷道稳定,确保了废弃矿井储热系统运行的可行性和安全性.采用基于距离的广义敏感性分析方法,通过计算随机样本差距,对模型的响应进行分类,然后对废弃矿井热能存储系统参数敏感性进行量化分析.敏感性分析结果显示,夏季注入温度对系统热回收效率影响最显著,其次是巷道温度和注入率.研究成果对废弃矿井储热系统的现场试验和规模化工程应用提供了重要的理论支撑和指导意义. 展开更多
关键词 废弃矿井热能存储 热流固耦合 季节性供暖 敏感性分析 数值模拟
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考虑界面热阻效应的地埋管分层传热解析模型及解答
7
作者 周祥运 胡世翔 +2 位作者 张夏阳 高游 孙德安 《太阳能学报》 北大核心 2025年第6期712-720,共9页
把地埋管换热器简化为有限实心圆柱面热源,建立考虑界面热阻效应的分层岩土传热解析模型。对传热控制方程进行有限汉克尔和拉普拉斯变换,求解得到各分层岩土温度的拉普拉斯域解;通过与数值解和现有解析解的对比,验证该文模型解的正确性... 把地埋管换热器简化为有限实心圆柱面热源,建立考虑界面热阻效应的分层岩土传热解析模型。对传热控制方程进行有限汉克尔和拉普拉斯变换,求解得到各分层岩土温度的拉普拉斯域解;通过与数值解和现有解析解的对比,验证该文模型解的正确性;重点评估界面热阻对地埋管近场分层岩土温度分布的影响。结果表明:(1)由于界面接触热阻的存在,土层上界面温度因热量积聚而上升,土层下界面温度因热量减少而下降,土层界面处温度分布呈跳跃现象;(2)界面接触热阻对温度响应的影响随传热时间的延长而增大,随径向距离的增加而减弱;(3)相邻土层导热系数的差值越大,界面接触热阻对分层岩土温度分布的影响越大。 展开更多
关键词 地热能 岩土分层传热 地埋管换热器 界面接触热阻 半解析解
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基于REV的钻井液固相颗粒对热储传热性能影响分析
8
作者 杜佳华 王志国 +3 位作者 董芋双 何刘 曹静 张艳艳 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期116-123,共8页
为探明钻井液固相颗粒侵入地热储层对传热性能的影响,将地热储层划分为侵入区和原始区,基于表征单元体(REV)思想,进行储层参数描述和表征。提出孔隙型热储侵入区的内、外介质REV导热系数计算模型和串-并联、并-串联宏观导热系数计算模... 为探明钻井液固相颗粒侵入地热储层对传热性能的影响,将地热储层划分为侵入区和原始区,基于表征单元体(REV)思想,进行储层参数描述和表征。提出孔隙型热储侵入区的内、外介质REV导热系数计算模型和串-并联、并-串联宏观导热系数计算模型。针对砂岩热储进行数值计算,分别从孔隙率、含水率和含杂率动态变化角度探讨对热储导热系数的影响规律。结果表明:当含水率、含杂率不变,该文所建4种模型导热系数均随孔隙率的增大呈下降趋势;当孔隙率、含杂率不变,4种模型导热系数均与含水率呈正相关的上升趋势;当孔隙率、含水率不变,4种模型导热系数随含杂率变化的趋势与含水率变化时的趋势基本相似;当孔隙率、含水率以及传热温差不变,两种宏观导热系数计算模型下,通过单位岩体表面的热量均随含杂率的增大而增大,增幅不明显。 展开更多
关键词 地热能 导热系数 孔隙率 表征单元体 钻井液固相颗粒
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广西煤盆地隐伏地热成因模型及找矿靶区圈定
9
作者 王辉 赵冠华 +3 位作者 李活英 周立坚 韦红 卢安康 《地质找矿论丛》 2025年第2期150-157,共8页
为了系统地总结广西煤盆地隐伏地热成矿模型,圈定找矿靶区,基于资料收集与研究分析,运用地热赋存理论,综合探讨广西煤盆地隐伏地热的生、储、盖、运、聚等条件,提出广西煤盆地隐伏地热成因模型为:传导型地热热源主要是上地幔生热及地壳... 为了系统地总结广西煤盆地隐伏地热成矿模型,圈定找矿靶区,基于资料收集与研究分析,运用地热赋存理论,综合探讨广西煤盆地隐伏地热的生、储、盖、运、聚等条件,提出广西煤盆地隐伏地热成因模型为:传导型地热热源主要是上地幔生热及地壳深部放射性生热,对流型地热热源为全新世孕震构造产生的摩擦生热与深部导热;水源主要来自于大气降水,广西煤盆地汇水面积大,易接受周边山区降水补给;热储以砂岩、砂砾岩孔隙型热储和以灰岩岩溶裂隙型热储为主,具有导水能力的断裂破碎带也具备良好储层条件;热储盖层一般为泥岩、泥页岩、泥灰岩等,有利于热量保存;热流体运移有断裂构造通道和地层层间孔裂隙两种类型及叠加混合,热流体聚集主要发育于向斜构造。其地热成矿模型为:以地质构造分析为基础,区域NW向断裂为主导热构造,NE、NNE向断裂为次要导热构造,两组构造交汇区域为地热形成有利靶区,断陷、坳陷盆地内砂岩、砂砾岩和灰岩为有利储层。 展开更多
关键词 隐伏地热 成因模型 找矿靶区圈定 广西煤盆地
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基于声发射监测的岩石破坏时间预报方法探究
10
作者 李致远 孟凡震 +3 位作者 修占国 蔡其金 崔广昊 温垣滔 《水利与建筑工程学报》 2025年第4期176-184,共9页
岩体系统灾害频发已严重制约我国地下工程发展,岩体灾害的预警预报是当前岩石力学与工程领域亟需突破的核心科学问题。为探究有效的岩石破坏预报方法,分析了岩石试样在单轴压缩条件下破坏的前兆信息,对岩石试样的破坏时间进行预报。对... 岩体系统灾害频发已严重制约我国地下工程发展,岩体灾害的预警预报是当前岩石力学与工程领域亟需突破的核心科学问题。为探究有效的岩石破坏预报方法,分析了岩石试样在单轴压缩条件下破坏的前兆信息,对岩石试样的破坏时间进行预报。对于砂岩试样,选取定量指标b值的第一次显著下降点、升时幅值比(Rise Time/Amplitude,RA)下降且平均频率(Average Frequency,AF)上升的拐点作为两个特征点,分别进行两次破坏时间预报,第一次预报结果误差在15%以内,时间提前量大于800 s,第二次预报结果的误差控制在4%以内,时间提前量大于115 s;对于花岗岩试样,选取声发射累计撞击的显著增长点作为第一个特征点,b值开始连续下降的点作为第二个特征点,进行两次破坏时间预报,第一次预报结果误差在15%以内,时间提前量大于200 s,第二次预报的误差控制在5%以内,时间提前量大于70 s。该预报方法预测精度高,提前发出预报的时间充足,为地下工程中岩体灾害的预测预报提供了一种高效方法。 展开更多
关键词 单轴压缩 岩石破坏时间 声发射 预测预报
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基于MC-DFN模拟的EGS采热影响研究
11
作者 王俊超 李成钰 李馨馨 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期91-99,共9页
提出基于蒙特卡洛-离散裂隙网络(MC-DFN)模型的地热开采模拟方法,研究裂隙密度、倾角和迹长对增强型地热系统(EGS)采热性能的影响并分析关键影响因子。结果表明:裂隙几何参数过低或过高均不利于热量充分开采,确定裂隙密度为0.003条/m^(2... 提出基于蒙特卡洛-离散裂隙网络(MC-DFN)模型的地热开采模拟方法,研究裂隙密度、倾角和迹长对增强型地热系统(EGS)采热性能的影响并分析关键影响因子。结果表明:裂隙几何参数过低或过高均不利于热量充分开采,确定裂隙密度为0.003条/m^(2)、两组裂隙倾角为30°与120°、迹长在36.55~43.77 m之间是最合理的参数组合;裂隙几何参数对采热效果影响的敏感性程度从大到小依次为迹长、密度、倾角。 展开更多
关键词 地热能 离散裂隙网络 有限单元法 几何参数 采热性能 蒙特卡洛方法
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热补偿作用与生产井数对CO_(2)羽流地热系统采热性能的影响
12
作者 魏菊艳 付美龙 +1 位作者 黎旭东 方丽 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第13期5429-5437,共9页
为实现可再生能源利用与CO_(2)减排技术结合,通过CO_(2)羽流地热系统进行高温气田地热资源开采。CO_(2)羽流地热系统结合了CO_(2)封存和深部地热资源开发两种优势,在采热时实现CO_(2)的同步封存。以高温气田为目标热储,利用COMSOL软件,... 为实现可再生能源利用与CO_(2)减排技术结合,通过CO_(2)羽流地热系统进行高温气田地热资源开采。CO_(2)羽流地热系统结合了CO_(2)封存和深部地热资源开发两种优势,在采热时实现CO_(2)的同步封存。以高温气田为目标热储,利用COMSOL软件,构建盖岩-热储-基岩的三维热-流耦合模型,分析热储上、下两侧岩体热补偿作用和生产井数与系统采热性能的关系。结果表明:在考虑热补偿时,羽流地热系统运行后期,流体温降速率降低,系统获得更高采热速率并取得较大热开采资源,热储开采程度更低,延长了系统运行寿命;在考虑生产井数时,发现增加生产井数,生产流体温度降幅越低。可见在CO_(2)羽流地热系统运行中,盖岩和基岩对热储的热补偿作用和生产井数增加都能够延长系统寿命,为未来CO_(2)羽流地热系统优化与实际应用提供理论参考。 展开更多
关键词 CO_(2)羽流地热系统 地热能开发 热补偿 生产井数 数值模拟
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基于层次分析法的我国地热能工业应用模式研究 被引量：3
13
作者 王天任 李天舒 +3 位作者 王滋樟 李昊 李蕾 孙少川 《中外能源》 2025年第4期31-37,共7页
我国拥有丰富的水热型中低温地热资源,与烘干、工艺加热等工业生产过程所需的温位接近,具有较大的应用潜力。在调研国内外成熟的地热能工业应用场景的基础上,利用层次分析法,选取资源性、技术性、经济性、安全性4个方面,建立地热能工业... 我国拥有丰富的水热型中低温地热资源,与烘干、工艺加热等工业生产过程所需的温位接近,具有较大的应用潜力。在调研国内外成熟的地热能工业应用场景的基础上,利用层次分析法,选取资源性、技术性、经济性、安全性4个方面,建立地热能工业应用品类评价指标体系。通过构造判断矩阵、层次单排序及一致性检验等步骤,明确了安全环保健康、最低需求水温、最低需求水量、年利用小时数是对地热能工业应用评价影响较大的4个重要指标,其权重分别为0.26、0.245、0.135、0.083。利用该评价指标体系对各应用场景进行综合评价,结果表明,牛奶杀菌(巴氏法)、皮革鞣制、大米干燥、蔬菜干燥这4种应用场景综合评价得分高,具有地热资源适宜性好、年利用小时数长、技术路线简单且推广性较强的优势,应作为我国拓展地热能工业应用场景的优先发展方向。 展开更多
关键词 地热能 工业应用场景 评价指标 最低水温 最低水量 年利用小时数
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基于CFD的直角六边形人工粗糙度元素太阳能空气集热器的数值模拟
14
作者 郭雪妍 夏鹏 +1 位作者 谢绍樟 许世成 《可再生能源》 北大核心 2025年第1期27-35,共9页
带有光滑吸热板的太阳能空气集热器传热效率很低,在吸收板上使用人工粗糙度元素能中断边界层,提高系统的传热效率。文章在矩形人工粗糙度元素的基础上进行改进,使用ANSYS FLUENT对带有直角六边形粗糙度的太阳能空气集热器进行二维模拟;... 带有光滑吸热板的太阳能空气集热器传热效率很低,在吸收板上使用人工粗糙度元素能中断边界层,提高系统的传热效率。文章在矩形人工粗糙度元素的基础上进行改进,使用ANSYS FLUENT对带有直角六边形粗糙度的太阳能空气集热器进行二维模拟;在特定雷诺数范围内,讨论了人工粗糙度元素间距对传热效率和流动特性的影响,并对其热工水力性能(THPP)进行评价;使用有限体积法求解控制方程,RNG k-ε湍流模型求解湍动能和湍动能耗散率的输运方程。结果表明,与光滑吸热板相比,加入直角六边形人工粗糙度元素后显著提高了系统的传热效果。当雷诺数Re=4000、间距p=10 mm时,太阳能空气集热器的传热性能和压力损失保持最佳比例,系统最大的热工水力系数THPP=1.76,是相同几何参数下矩形人工粗糙度元素的1.6倍。 展开更多
关键词 太阳能空气集热器 CFD 直角六边形人工粗糙度元素 传热分析
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高温气田二氧化碳羽流地热系统运行参数数值模拟
15
作者 魏菊艳 付美龙 +1 位作者 方丽 黎旭东 《西北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1065-1073,共9页
针对高温废弃气藏地热资源提取的问题,以某高温气田为目标热储,通过COMSOL软件建立以CO_(2)为工作流体的井储耦合模型,分析热虹吸效应,分别改变CO_(2)循环速率和井筒直径,观察注入井和生产井的压力变化及研究系统运行参数对采热性能的... 针对高温废弃气藏地热资源提取的问题,以某高温气田为目标热储,通过COMSOL软件建立以CO_(2)为工作流体的井储耦合模型,分析热虹吸效应,分别改变CO_(2)循环速率和井筒直径,观察注入井和生产井的压力变化及研究系统运行参数对采热性能的影响。研究表明:CO_(2)循环速率对于热虹吸效应的影响十分显著,较小的井筒直径产生的热虹吸效应更强;较高的注入温度,导致系统运行后期生产流体温度下降缓慢,同时系统采热速率较低;较大的注入流量,导致生产流体温度快速下降;较大注采井距可减少生产流体温度的波动幅度,并使采热速率稳定阶段时间增长等。研究给未来CO_(2)羽流地热系统进行深部地热能开采提供参考意义。 展开更多
关键词 羽流地热 数值模拟 热虹吸效应 注采参数
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复叠式高温热泵驱动低碳蒸汽发生系统关键技术分析
16
作者 刘拴强 《节能》 2025年第10期84-87,共4页
针对大型化工园区蒸汽供应需求,设计并实施复叠式高温热泵驱动低碳蒸汽发生系统。该系统采用R134a与R245fa双工质复叠循环结构,可将低品位热能转化为160~180℃高温蒸汽,并通过理论分析与试验测试,明确中间换热器的传热温差、工质充注量... 针对大型化工园区蒸汽供应需求,设计并实施复叠式高温热泵驱动低碳蒸汽发生系统。该系统采用R134a与R245fa双工质复叠循环结构,可将低品位热能转化为160~180℃高温蒸汽,并通过理论分析与试验测试,明确中间换热器的传热温差、工质充注量的匹配度及压缩机的运行频率等因素对系统性能的影响。结果表明,该系统在环境温度15~25℃时,能效比(COP)稳定在3.2~3.8;与传统燃煤锅炉相比,年均节约标准煤2 850 t,减少CO_(2)排放7 410 t,投资回收期6.8 a。该系统具有明显的节能减排效果和经济效益,为工业蒸汽生产的低碳化转型提供了新的技术路径,对实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。 展开更多
关键词 复叠式热泵 低碳蒸汽 节能减排 热力学优化 工业余热利用
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北京地区中浅层地源热泵影响因素换热优化研究
17
作者 孙其汇 崔颖 +4 位作者 高旭辉 叶宏宇 李洪贤 Saw Lip Huat 吴金顺 《华北科技学院学报》 2025年第5期68-79,共12页
针对中浅层地源热泵系统地埋管换热性能的多因素耦合影响问题,本文聚焦“地埋管影响因素”与“换热性能”双重目标,通过ANSYS流体力学软件构建三维数值模型,系统量化入口流速、管径、回填材料导热系数等多参数对地埋管换热特性的影响规... 针对中浅层地源热泵系统地埋管换热性能的多因素耦合影响问题,本文聚焦“地埋管影响因素”与“换热性能”双重目标,通过ANSYS流体力学软件构建三维数值模型,系统量化入口流速、管径、回填材料导热系数等多参数对地埋管换热特性的影响规律。基于田口试验设计方法,设置7因素3水平共27组正交试验,通过信噪比分析与方差分析,揭示不同评价指标(进出口温差、延米换热量、系统COP)下各参数的显著性差异及最优水平组合。研究发现:入口流速对进出口温度(贡献率32.6%)和系统COP(贡献率30.7%)的影响最为突出,而管径是决定单位延米换热量的关键因素(贡献率28.9%)。通过多目标优化获得三组典型工况的最优参数配置:进出口温差优化组(A3B2C1D1E3F3G1)、单位延米换热量优化组(A1B2C3D1E3F3G3)、系统COP优化组(A1B3C3D3E3F2G2)。该方法为系统多目标优化提供技术路径。 展开更多
关键词 中浅层地源热泵 数值模拟 影响因素 换热优化
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浅层地源热泵热交换系统应用分析
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作者 俞强 《能源与节能》 2025年第5期21-25,共5页
随着全球气候变化和环境问题日益严峻,绿色、环保、节能的建筑技术得到了广泛的关注和应用。其中,浅层地源热泵热交换系统作为一种高效、环保的能源利用方式,备受青睐。对浅层地热能和浅层地源热泵热交换系统的工作原理、特点等进行了... 随着全球气候变化和环境问题日益严峻,绿色、环保、节能的建筑技术得到了广泛的关注和应用。其中,浅层地源热泵热交换系统作为一种高效、环保的能源利用方式,备受青睐。对浅层地热能和浅层地源热泵热交换系统的工作原理、特点等进行了详细的分析,并探讨了浅层地源热泵热交换系统的设计及安装工序等技术要点,展示了系统的技术创新方向及市场前景等。最后对该系统的未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 地源热泵 热交换系统 绿色节能 智能控制
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严寒地区空气源热泵耦合电磁能系统模拟运行研究 被引量：3
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作者 冯国会 贾敏 +2 位作者 张磊 李旭林 赫娜 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期322-329,共8页
目的 为了促进空气源热泵耦合电磁能供热系统在严寒地区住宅建筑中的应用,研究该系统的运行性能和稳定性。方法 以沈阳地区某住宅建筑为例,应用Trnsys软件建立了空气源热泵耦合电磁能供热系统仿真模型,并用实测值对模型进行了验证;深入... 目的 为了促进空气源热泵耦合电磁能供热系统在严寒地区住宅建筑中的应用,研究该系统的运行性能和稳定性。方法 以沈阳地区某住宅建筑为例,应用Trnsys软件建立了空气源热泵耦合电磁能供热系统仿真模型,并用实测值对模型进行了验证;深入探讨空气源热泵耦合电磁能供热系统在供热期的运行特点,并与空气源热泵和电磁能供热系统分别进行比较。结果 空气源热泵耦合电磁能供热系统模型可靠,相对误差可以控制在15%以内;在供热期,室内平均温度可保持在17.97~21.84℃;空气源热泵耦合电磁能供热系统比电磁能供热系统的COP提高了59.17%,空气源热泵耦合电磁能供热系统CO_(2)减排量比空气源热泵和电磁能供热系统分别提高1.47%和59.50%。结论 空气源热泵耦合电磁能供热系统运行和COP变化更为稳定,系统环境效益更佳,室内热舒适性更高。 展开更多
关键词 空气源热泵 电磁能系统 COP 严寒地区 耦合系统
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基于改进粒子群算法的中深层地源热泵供暖系统运行优化 被引量：5
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作者 张俊峰 徐继军 +2 位作者 徐建伟 信敏 张健 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期311-317,共7页
构建变工况运行且包含蓄热装置的中深层地源热泵供暖系统,基于改进粒子群算法,分别以运行费用、系统COP和地热能利用系数为目标函数对系统运行进行优化,并对优化结果进行比较和分析。结果表明:对应目标函数优化后的运行费用、系统COP和... 构建变工况运行且包含蓄热装置的中深层地源热泵供暖系统,基于改进粒子群算法,分别以运行费用、系统COP和地热能利用系数为目标函数对系统运行进行优化,并对优化结果进行比较和分析。结果表明:对应目标函数优化后的运行费用、系统COP和地热能利用系数分别为279.27元、6.4420和0.8527。以系统COP为目标函数的优化效果与运行费用相反,而与地热能利用系数相近。 展开更多
关键词 地源热泵 粒子群算法 地热能 地埋管 改进优化
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