冷热电三联供系统中地源热泵打井间距和深度的选择方法与流程

本发明属于综合能源系统技术领域，具体涉及一种冷热电三联供系统中地源热泵打井间距和深度的选择方法。

背景技术：

地源热泵可以利用浅层地热能作为热源，在少量电能的驱动下，实现能量由低品位电能向高品位热能和冷能的转化，相对于传统的能源转化设备，热泵装置可以输出所消耗电能3～8倍的能量，从而大幅度降低了一次能源的消耗，提高了能源的利用效率。热泵装置在运行中具有安全稳定可靠，易于维护和管理，绿色环保等优点，是一项很有发展前景的节能技术。考虑到当前cchp系统发电、制冷、制热间存在耦合关系，无法直接匹配复杂多类型的负荷需求。而地源热泵供能灵活且便于控制，填充了cchp系统的不足之处，将两者配合使用可以更好地优势互补，提高系统调节的灵活性和经济性。

因此，在地源热泵的实际工程项目前期规划中，打井间距和打井深度的选取对于提高能量的利用效率和保证园区负荷供应的可靠性极为重要，所以就需要一种科学的冷热电三联供系统中地源热泵打井间距和深度的选择方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于，为地源热泵的项目前期规划提供一种科学的冷热电三联供系统中地源热泵打井间距和深度的选择方法，从而提高能量的利用效率和保证园区负荷供应，具体技术方案如下。

一种冷热电三联供系统中地源热泵打井间距和深度的选择方法，其特征在于，通过matlab拟合发现，地源热泵的额定换热量与打井总深度成正比关系，随着打井总深度的增加，地源热泵的额定换热量成比例增加，因此可以根据实际园区负荷需求规划地源热泵的打井总长度，保证负荷供应的可靠应。

在大于基本最小间距的基础上，地源热泵的打井间距对设备的额定换热量基本不产生影响。地埋管换热量会随着使用年限逐年降低。打井间距的增加，不能改变地埋管换热量逐年降低的趋势，但是能使地埋管换热量逐年降低的速率明显下降。因此可以根据逐年预测负荷大小，合理规划打井间距。若逐年预测负荷基本不变，则可以在有效使用面积足够的情况下，适当增加打井间距。

附图说明

图1为拟合后的地源热泵打孔总长度与供应热负荷的曲线图。

图2为拟合后的地源热泵打孔总长度与供应冷负荷的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对发明进一步详细说明。

首先收集了十二个工程案例的典型数据，列出了地源热泵的打孔总数，打井间距，井深，打井总深度，供应热负荷，供应冷负荷，单位打井深度热负荷，单位打井深度冷负荷数据，方便之后的拟合计算。

利用收集的井深和热负荷数据，对地源热泵打井总深度和总供应热负荷大小进行函数拟合，求取参数结果，得到0.0584的系数比，即表示一米长度的竖井深度可以承担58.4w的制热量。

图1中，画出拟合后的地源热泵打孔总长度与供应热负荷的曲线图，直线表示拟合后的打孔长度和热负荷关系曲线，*点表示实际拟合中选取的典型点，发现基本重合，符合实际情况。

利用收集的井深和冷负荷数据，对地源热泵打井总深度和总供应冷负荷大小进行函数拟合，求取参数结果，得到0.0776的系数比，即表示一米长度的竖井深度可以承担77.6w的制冷量。

图2中，画出拟合后的地源热泵打孔总长度与供应冷负荷的曲线图，直线表示拟合后的打孔长度和冷负荷关系曲线，*点表示实际拟合中选取的典型点，发现基本重合，符合实际情况。

收集大量关于地源热泵打井间距，额定换热量，逐年换热量衰减数据，可以发现在大于基本最小间距的基础上，地源热泵的打井间距对设备的额定换热量基本不产生影响，地埋管换热量会随着使用年限逐年降低，打井间距的增加，不能改变地埋管换热量逐年降低的趋势，但是能使地埋管换热量逐年降低的速率明显下降。

得出结论，在地源热泵的前期项目规划中，可以根据预测园区冷热负荷和拟合后的单位长度供冷供热系数确定地源热泵打井总深度。鉴于地埋管换热量会逐年降低，打井间距的增加可以使地埋管换热量逐年降低的速率明显下降，因此因此可以根据逐年预测负荷大小，合理规划打井间距。若逐年预测负荷基本不变，则可以在有效使用面积足够的情况下，适当增加打井间距。以上仿真结果证明了本发明的正确性。

技术特征：

技术总结
本发明针对地源热泵前期施工打井间距和打井深度选取方法不统一的情况，在综合大量地源热泵施工典型案例基础上，借鉴大数据分析的方法，利用MATLAB仿真拟合出地源热泵换热量和打井总深度关系曲线，再分析打井间距和地源热泵换热量逐渐减少速率的关系，为地源热泵的项目前期规划提供一种科学的地源热泵打井间距和深度的选择方法，从而提高能量的利用效率和保证园区负荷供应，提供工程项目的可行性。

技术研发人员：胡振亚;黄弦超
受保护的技术使用者：华北电力大学
技术研发日：2019.04.27
技术公布日：2019.07.26