含水层热能存储 (ATES) 是一种开环地热系统,允许在地下水中长期存储热能。它是一种有前途的环保能源生产技术,可以减少温室气体 (GHG) 排放。在文献中,很少有关于 ATES 系统在其整个生命周期内造成的温室气体排放的研究。因此,本研究提出了一种新颖的生命周期评估 (LCA) 回归模型,由于其参数结构,该模型可用于各种 ATES 配置。该模型是传统耗时的 LCA 的快速替代方案。结合蒙特卡罗模拟,它可以分析各种假设的 ATES 系统对环境的影响,从而对整个技术进行评估。与基于燃油和天然气的传统供暖系统相比,蒙特卡罗模拟的中值可节省高达 74% 的温室气体。与使用当今电力结构的冷却技术相比,ATES 可以节省高达约 59% 的温室气体排放,同时还具有经济竞争力。考虑到 2050 年的预计电力结构,第二个 LCA 回归模型带来的温室气体减排量高达 97%。我们的敏感性分析结果表明,在规划新系统时,应该优化哪些 ATES 设计参数。特别是,应该仔细考虑最重要的设计参数——运行时间冷却和热泵的性能系数 (COP)。
地下水位于我们脚下的大量地下水,被保留在一个地质地层中,称为含水和砾石等材料制成的含水层。与外部空气温度相比,地下水在冬季变暖,夏天凉爽。由于温度的差异,它作为热/冷来源具有很高的价值,但是这种能量未使用。在称为含水层热能储存(ATE)系统的空调系统中,含水层被使用,就好像它们是大热/冷储罐一样。使用离心泵,冷却操作期间产生的废热以及在含水层中存储在加热操作过程中的废物。这使前者可以在不同季节有效地用于供暖和后者进行冷却。三菱重工热系统有限公司开发了一种加热/冷却系统,该系统使用适合ATES系统的高效离心泵和能源管理优化控制系统。| 1。简介
对含水层热量储存(ATE)中技术的描述,在地下含水层中存储过多的热量,以便在以后恢复热量。热能被存储为温暖的地下水。地下水也被用作载热到地下的载体。因此,热能是通过从含水层从含水层从含水层从含水层中生产和注入地下水来存储和回收的。ATES系统的容量从0.33 MW到20 MW(Fleuchaus等人2018)。通常,ATES是季节性的。在夏季,通过热交换器转移到寒冷的地下水中,来自天然气或燃煤发电厂,太阳能或热电联产厂的过量热量被转移到寒冷的地下水中。由此产生的温暖地下水将热量运输到含热量的含水层中。在冬季,通过逆转生产和注入井的流量,将ATES运行相反的方向。现在,通过热交换器从温暖的地下水中回收了存储的热量,并用于加热目的,而所产生的冷地下水则在含水层中重新注射。通常,注入和生产井之间的距离在1000 m至2000 m之间(Stober and Bucher 2014)。含水层的深度也有所不同。在柏林,例如,在浅水含水层中,ATE的深度在30 m至60 m之间,而在Neuruppin中,它约为1700 m。在荷兰,大多数ATES系统在地下中使用20 m至150 m之间的含水层(Bloemendal和Hartog 2018)。过多热量与深度相对应,在不同温度下进行热量储藏。低温(LT)ate在30°C以下运行,通常位于浅含水层中,中等温度(MT)ates是指在30°C和50°C之间的温度范围和高温(HT)ATES在50°C和更高的温度(Lee 2013)下运行(Lee 2013)。与MT-和HT-ates相比,由于LT-ates的低温,热泵可将温度提高到加热相关建筑物(例如40°C)所需的水平。同时将提取的地下水冷却至5°C和8°C之间的温度。随后,将冷地下水重新注入冷井中。在夏季,可以使用寒冷井中的地下水有效冷却建筑物。由于热泵的冷却过程,该水被加热到14°C和18°C之间的温度范围。随后,加热的地下水是通过LT-ates的温暖井来存储的,以便冬季以后恢复。如果冷却在上一个冬季存储的低温地下水旁边不需要设施,则称为免费冷却。
I.由于将热羽储存在“温水井中),对舍伍德砂岩含水层的液压性能有什么影响?II。 热羽的温度变化如何改变对舍伍德砂岩含水层液压特性的影响? iii。 测试区域中Sherwood砂岩含水层的热存储性能是什么? iv。 热储存性能如何受热羽流温度变化的影响? V. Sherwood砂岩含水层异质性对热存储性能有什么影响? vi。 如何将ATE纳入北爱尔兰的未来能源矩阵?II。热羽的温度变化如何改变对舍伍德砂岩含水层液压特性的影响?iii。测试区域中Sherwood砂岩含水层的热存储性能是什么?iv。热储存性能如何受热羽流温度变化的影响?V. Sherwood砂岩含水层异质性对热存储性能有什么影响?vi。如何将ATE纳入北爱尔兰的未来能源矩阵?
本文提出了分析解决方案,用于从孔隙弹性的含水层中抽水,其中充分合并了有限厚度的皮肤区域和井眼存储的合并效果。在拉普拉斯变换域中得出了泵浦引起的轴对称应力,平面应变变形和孔隙压力。使用Stehfest反转算法获得时域溶液。的数值示例,以研究水力降低的水力耦合和毛弹性的影响。结果表明,与使用完全耦合的毛弹性理论预测的缩减相比,传统方法在低渗透性硬岩中井井有条中的下降良好。当存在有限的厚度阳性皮肤的渗透性低于地层的渗透性时,差异会变得更加明显。对于用储存的有限拉迪乌斯抽水井,与井眼存储相关的效果掩盖了毛线弹性的影响。
摘要:在能源转型的背景下,新建和翻新的建筑通常包括基于可持续能源的供暖和/或空调节能技术,例如带有含水层热能储存的地下水热泵。比利时默兹河沿岸的列日市设计并正在建设一个新的含水层热能储存系统。该系统将是瓦隆(比利时南部)第一个投入运行的系统,应成为该地区未来浅层地热开发的参考。使用地球物理、抽水试验以及染料和热示踪剂试验彻底表征了目标冲积含水层储层。然后开发了一个与热传输耦合的 3D 地下水流非均匀数值模型,使用最先进的试验点方法自动校准,并用于模拟和评估未来的系统效率。在 25 年的时间内进行了瞬态模拟。基于未来建筑物的热需求,以连续模式全容量模拟对含水层的潜在热影响并进行量化。虽然结果显示含水层热能存储系统井内存在一些热反馈并且热量损失到含水层,但含水层中的热影响区延伸至建筑物下游 980 米,系统效率似乎适合长期热能生产。
新罕布什尔州基岩含水层评估旨在提供可供社区、行业、专业顾问和其他利益相关方使用的信息,以评估该州裂隙基岩含水层的地下水开发潜力。评估是在全州、区域和井场范围内进行的,以确定可能增加在裂隙基岩含水层中定位高产水源成功率的关系。在全州范围内,收集了井建设和产量信息、基岩岩性、地表地质、线性构造、地形以及这些基本数据集的各种衍生物的数据。在区域范围内,收集了新罕布什尔州 Pinardville 和 Windham 四边形的地质、断裂和线性构造数据。该研究的区域规模考察了作为全州侦察调查的一部分而开发的预测井产量关系可以通过使用四边形尺度地质测绘得到改善的程度。