近年来,深入的闭环钻孔热交换器系统已引起了地热能以有效加热建筑物,例如将它们集成到地区供暖系统中。在这项工作中,基于OpenGeosys软件,建立了最近在中国西安市实施的飞行员Deep U型钻孔热交换器(DUBHE)系统的3D数值模型。该模型通过从试点项目中监视数据的2个月进行了充分的验证。然后,进一步耦合了热力学热泵模型,以研究Dubhe对热泵的非设计性能的瞬时热响应。随后,模拟了区域供暖系统中的动态操作,以评估Dubhe-couptle热泵系统的灵活性。首次通过热泵进行热负荷分布的机理以及在地下Dubhe和热泵之间阐明了操作过程中的热负荷重新分布的行为。发现,整个系统的最大可持续加热能力在120天操作中约为780 kW,而工作流体R410A和所需的进料流量温度为65℃,在热泵中为65℃。随着运行时间的增加,由于热泵性能的降低,在120天内分布到DUBHE的热负荷在120天内降低了21%以上。R600热泵在四种不同的工作流体中具有最佳性能和效率,但与R410A热泵相比,DUBHE的流出温度降低了3.4℃。在Dubhe的循环流体温度方面,Dubhe的这种过度提取的性能对其可持续性运行构成了挑战。在整合到地区供暖系统中的两种操作模式中,地下杜布(Dubhe)可以为地区供暖系统提供总热力的70%。平均年度COP高0.2,而低饲料流动温度低于地区供暖系统,并且更频繁地关闭操作,在将Dubhe耦合的热泵系统集成到区域加热系统中时显示出明显的灵活性。
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