能源隧道换热过程中的地层热补给能力研究

摘要：

为研究不同水文地质条件下能源隧道的长期换热性能,对年周期、日周期以及年周期与日周期叠加 3 种换热方案下,能源隧道周围地层的温度变化情况进行了数值模拟分析.数值模型中考虑了地层、衬砌及空气的温度场以及地下水渗流及空气流动.为方便计算,将换热管等效为面热源,通过调节其换热效率模拟能源隧道的不同运行方案.计算结果表明:1)地下水渗流速度越大,地层的热补给能力越高,地层温度受能源隧道的影响范围也越大;2)无论是年周期还是日周期运行方案,地下水渗流速度越大,隧道周围的温度场越快达到稳定状态;3)与年周期换热方案相比,日周期换热方案虽然不能有效提升地层的热补给能力,但是可以显著减小能源隧道对地层温度的影响范围;4)可通过优化制冷或采热的功率及持续时间,使 1 个年周期后能源隧道周围地层温度恢复至初始状态,从而提高能源隧道的运行效率,降低能源隧道对地层环境的影响.

关键词：能源隧道、热补给能力、热交换、渗流速度、运行方案

所属期刊栏目：43

分类号：U45(隧道工程)

资助基金：中国博士后科学基金2022M712144

在线出版日期：2023-09-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：163-170