恒有源科技發展集團（微信號：HYYESSTD）專注於淺層地能作為建築物供暖的替代能源的科研、開發和推廣。致力於原創技術的產業化發展，實現為建築物無燃燒智慧供暖（冷），大力發展地能熱冷一體化新興產業。

      煤炭等化石能源大規模利用導致的溫室效應、環境污染等一系列問題對人類可持續發展提出了嚴峻挑戰，也使得開發綠色無污染的新能源提上重要日程。淺層地熱資源作為一種廉價可再生能源具有廣闊的應用前景，利用方式主要是採用地源熱泵技術，利用較少的高品位能源電能把淺層岩土體中的低品位能源地熱能加以利用。具體過程是，冬季製冷劑在迴圈管路中通過壓縮機的壓縮後，在管路中冷凝，之後通過蒸發器的蒸發吸收淺層岩土體中的熱量，提供熱量加以利用；夏季迴圈方向則相反。

      地源熱泵主要有土壤源熱泵、水源熱泵、同井抽灌熱泵。單井迴圈換熱地能採集井屬於同井抽灌類型，它是我國獨立開發的具有完全自主知識產權的地能採集技術，由恒有源科技公司開發成功。它採取了多項自主開發的專利技術使得能效高出傳統地源熱泵幾十倍，實現了地下水的同質、同層完全回灌技術。

      含水層中的水的粘度係數是影響同井回灌水源熱泵的重要因素。地下水中廣泛存在膠體，水的溫度有時發生變化，以及油質液體混入地下水等因素都會使水的粘度係數發生明顯變化。準確分析水的粘度對其物理場的影響，對於研究同井回灌水源熱泵具有重要意義。本文以單井迴圈換熱地能採集井為例分析了水的粘度係數變化對同井回灌水源熱泵物理場影響，計算結果包括溫度場、水動力場、水頭場。對於提高同井回灌水源熱泵運行率，進一步研究有關因素及井的結構對同井回灌水源熱泵的影響都具有重要意義。

1同井回灌水源熱泵原理與模型

      目前國內外對同井回灌水源熱泵理論分析及模擬較成果相對少，多是對實際工程的溫度等參數進行實際測量得出變化規律，或對實際模型進行一些假設後取得近似結果。本文以單井迴圈換熱地能採集井為例建立了同井回灌水源熱泵系統的水文地質模型和數學模型，為實際工程分析奠定堅實的理論基礎。

1.1運行原理及水文地質模型

      本文的研究對象單井迴圈換熱地能採集井是我國原創性的具有自主知識產權的新型淺層地能換熱井，其核心組成部分是上段的回灌井和下段抽水井，井管的抽水段與回水段之間為絕熱阻水隔斷。一定溫度的水和熱量在單井迴圈換熱地能採集井中的水熱交換物理過程為，含水層中的水經過井管上部的回水井段井壁及井外填礫流出，再滲流進入井外含水層中的土壤多孔介質。其中下半部水流方向則沿水準徑向流入井管處或沿豎直方向流入抽水井，上半部水流沿井軸徑向流出換熱井或豎直向下流出井管最後完成水的迴圈流動，其水文地質模型見圖1。按照井管中是否有填充蓄能顆粒分為有蓄能顆粒和無蓄能顆粒兩種形式。有蓄能顆粒形式換熱井中水的流態為滲流形式，無蓄能顆粒形式在的換熱井井管中是自由流動水而井管外為滲流水，這使得其水動力場比有蓄能顆粒情形複雜的多。它實現了水的同層完全回灌，具有換熱效率高造價較低的優點。

      在換熱井工作時既有不同溫度水之間的熱量交換，也有不同溫度固體骨架間熱量交換、水和固體骨架間的熱量交換、水的對流擴散傳熱等多種形式。總之通過水熱對流、擴散進行傳熱、傳質完成了換熱井從土壤含水層中的取熱過程，最後把含水層中的熱量輸入機房最後供用戶末端裝置使用。

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