论文报道了某中深层U型管地热系统实际测试数据,并开展了计算模型开发、长期性能分析及系统参数优化。
论文剪影
图1中深U型地埋管计算模型开发
图2中深U型管地热供热系统长期性能分析
论文引用格式:
WanlongCai,FenghaoWang,YupingZhang,JinghuaJiang,QiuwangWang,HaibingShao,OlafKolditz,ThomasNagel,ChaofanChen*.Fieldtestandlong-termheatextractionperformanceevaluationofthedeepU-typeboreholeheatexchangersystem[J].RenewableEnergy(2024):122171.
论文探究了地下水渗流作用下中深层地埋管群系统长期运行性能变化规律及管间交互特性,量化分析了不同地下水渗流水平对系统管间负荷迁移比例及地温场变化规律的影响程度大小。
图3不同地下水渗流流动模式
图4地温场长期运行变化规律分析
XiongYang,WanlongCai*,YongpengLi,MingWang,YanlongKong,FenghaoWang*,ChaofanChen.Fieldtestandlong-termheatextractionperformanceevaluationofthedeepU-typeboreholeheatexchangersystem[J].GeothermalEnergy(2024):12:1-28.
在《AppliedEnergy》期刊上发表的论文题目为“ThermalperformanceresponseandheatloadredistributionmechanismofadeepU-typeboreholeheatexchangerinheatingsystems”。团队与德国弗莱贝格工业大学、中国科学院地质与地球物理研究所、德国宇航中心、亥姆霍兹环境研究中心、联邦地球科学与自然资源研究所、柏林工业大学等单位合作,依托OpenGeoSys计算平台及TESPy热力学工具包开展了中深层U型管耦合热泵供热系统动态性能仿真模型开发。进而阐明了长期运行过程系统内负荷分配机制,并基于所开发的计算模型进行了热泵设计参数敏感性分析。德国弗莱贝格工业大学陈超凡副研究员为论文第一作者及通讯作者,中心成员蔡皖龙助理教授为共同通讯作者。
论文首次开发了中深层地埋管耦合热泵动态性能仿真模型,阐明了系统内部负荷分配机制并开展了热泵设计参数优化。此外还探讨了将该系统与城镇供热系统联动运行的可行性与灵活性。
图5中深U型地埋管耦合热泵动态性能计算逻辑
图6热泵动态性能分析及工质优选
图7耦合供热管网动态性能评估及灵活性分析
ChaofanChen*,FrancescoWitte,RezaTaherdangkoo,WanlongCai*,ShuangChen,YanlongKong,HaibingShao,MathiasHofmann,ThomasNagel.ThermalperformanceresponseandheatloadredistributionmechanismofadeepU-typeboreholeheatexchangerinheatingsystems[J].AppliedEnergy(2025):xx:x-xx.(出版中)