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。
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2.2有蓄能顆粒換熱井含水層物理場分析
取水的粘度值分別為0.00120Pa·S和0.00125Pa·S得到含水層溫度場等值線、水準和豎直方向水流速度等值線圖相同，見圖2。由此可知有蓄能顆粒的單井迴圈換熱地能採集系統的溫度場受水的粘度變化的影響不大。
含水層溫度水準徑向以地能採集井為中心呈軸對稱分佈，含水層距地能井水平徑向距離越遠溫度越高，溫度大小逐漸趨於含水層的初始溫度值。含水層溫度在0-15米深度範圍隨深度增加逐漸降低，15-110米深度範圍隨深度增加增加，見圖2(a)。
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圖 2 有蓄能顆粒的同井回灌水源熱泵溫度、速度等值線圖
含水層水的水準徑向流速以地能採集井為中心呈軸對稱分佈，在0-58米深度範圍內水流速度為正值，表示水從井中滲流進入土壤含水層。在58-110米深度範圍內水流速度為負值，表示水從井中滲流進入土壤含水層。水的豎直方向流速以地能採集井為中心呈軸對稱分佈，負值表示流速向下，正值表示流速向上，含水層大部分為負值，即從上部回水段流向下部抽水管段，見圖2(b)-（c）。
水的粘度取0.00120Pa·S和0.00125Pa·S兩個不同值模擬得到的含水層水頭等值線圖，本文中採用相對水頭值，即把系統為運行前含水層的靜止水頭值為0，系統運行時的水頭表示相對於運行前總壓頭的相對值。從圖3可以看出水準徑向水頭以地能採集井為軸呈對稱分佈，在深度0-30米地能採集井附近水頭為正值，其餘部分為負值，主要由於回水段水壓較高，流速較大，抽水段呈負壓，水在滲流迴圈時產生的水頭損失使然。
2.3無蓄能顆粒換熱井含水層物理場分析
通過模擬計算得出無蓄能顆粒的單井迴圈換熱地能採集系統在水的粘度為不同值時的物理場，結果包括溫度場等值線、水流速度等值線圖。溫度分佈的對稱特徵與2.2中有蓄能顆粒情況相同。但溫度場分佈受水的粘度影響較大，圖4（a）中粘度為0.00120Pa·S時287.8K等溫線水準距離井軸17米，圖4（b）中粘度為0.00125Pa·S時287.8K等溫線水準距離井軸20米。
圖 3 有蓄能顆粒同井回灌水源熱泵水頭等值線圖 ( 單位 :Pa)
再如圖4（a）中281.4K等溫線沿深度方向達到37米，而圖（b）中沿深度達到40米。由此可見無蓄能顆粒的地能採集井溫度場受粘度變化的影響較大。由此可見通過實驗結合數值模擬可得到準確結果。
圖 4 無蓄能顆粒同井回灌水源熱泵溫度等值線圖 ( 單位 :K)
如圖5所示，從圖中可以看出（a）、（b）兩圖速度場水準徑向都以井軸為中心呈對稱分佈，粘度係數μ分別為0.00120Pa·S和0.00120Pa·S時豎直方向水流速度圖（a）、（b）有差別，且圖（b）平均速度比圖（b）大些。由此可見，水的粘度係數變化時對單井迴圈換熱地能採集井的水流速度場有一定影響。水的粘度不同時水準徑向水流速度及水頭等值線圖也發生變化不再贅述。
圖 5 無蓄能顆粒同井回灌水源熱泵流速等值線圖 ( 單 :m/s)
2.4總結
根據以上結果可知，水的粘度變化對同井回灌水源熱泵物理場影響如下：抽回水井中充滿蓄能顆粒時，含水層的溫度場、水流速度場幾乎不變，含水層的水頭分佈有一定變化。
抽回水井中無蓄能顆粒時，含水層的溫度場、水流速度場、水頭場都有一定變化。由於存在井中水的自由流動區和土壤中的滲流區，使得無蓄能顆粒換熱井的物理場隨水的粘度變化情況更為複雜。
充滿蓄能顆粒的換熱井的水頭損失比無蓄能顆粒時要大。水的粘度係數變化對同井回灌水源熱泵的物理場產生一系列複雜影響。
3結論與建議
(1)單井迴圈換熱地能採集井作為一種有應用前景的綠色能源開發方式，對其進行準確的定量分析尚少。本文對有蓄能顆粒和無蓄能顆粒兩種情況下水的粘度對物理場的影響進行了詳細分析，其結果對於今後分析水源熱泵及同井回灌熱泵都具有一般意義。
(2)含水層中水的粘度發生變化時無蓄能顆粒比有蓄能顆粒的單井迴圈換熱地能採集井物理場帶來的變化更複雜一些，這需要對無蓄能顆粒的單井迴圈換熱地能採集井進行更廣泛的研究。
(3)水的粘度係數可以根據經驗公式取得，也可以取算術平均值或某一定值。水的粘度係數取值要在準確確定地下水中膠體數量和種類，水的溫度的變化規律，含水層中混入的油質液體情況等因素基礎上綜合確定。
(4)同井回灌水源熱泵的物理場分佈不僅受水的粘度係數影響，其他參數如水文地質參數、熱物性參數及井的幾何結構、地層結構等也對其物理場和換熱效率具有重要影響。
源自_《中國地能》雜誌
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