热管换热器间距对相变充填体蓄释热性能的影响

打开文本图片集

摘  要：为了高效利用高温矿井的地热资源，解决高温环境对开采过程的影响，建立了热管-相变充填体矿井地热开采系统三维非稳态传热数值模型，研究了热管换热器与围岩布置间距对系统温度、相变材料液相分数、循环冷却水温度以及系统蓄热量、释热量的影响。结果表明：热管距离围岩越近，蓄热阶段相变材料熔化越快，蓄/释热共存阶段相变材料凝固越慢；随着热管与围岩间距的减小，热管冷凝端循环冷却水的出口温度和进出口温差增大，当热管与围岩间距从95 mm减小至20 mm时，系统稳定运行时冷却水进出口温差将由2.50 K增大至4.97 K；蓄热阶段，系统蓄热量随时间推移先逐渐增大，后维持恒定不变，蓄/释热共存阶段，系统释热量将以先逐渐减小，后恒定不变的速率持续增大；当热管与围岩布置间距由95 mm减小到20 mm时，系统总蓄热量提高72.89%，系统释热量提高91.10%，系统能效系数由81.71%增大到90.32%。（剩余20647字）