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废弃矿井反季节循环储能技术原理是什么?

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匿名 提出于2022-07-06
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       废弃矿井地下空间反季节循环储能,是以废弃矿井大量的地下巷道作为储能空间,利用井下恒温环境,在冬季和夏季可分别供热制冷的储能技术。矿井水的温度一年四季相对稳定、流量恒定,是非常理想的冷、热源和储能介质,并且井下温度全年波动不大,有利于减小热量损失。

      在冬季时,抽采井下储能空间中的恒温矿井水,提取其中的热量为建筑供暖并提供生活热水,并将尾水回灌到地下储能空间;在夏季时,抽采地下储能空间中的恒温矿井水,提取其中的冷量为建筑制冷,并将尾水回灌到地下储能空间中。同时可以在地表沉陷区建立太阳能、风能发电站,为储能系统及周边建筑提供清洁电能,减少建筑运营期间碳排放量。为了防止连续取热导致的储层温度下降,形成热突破,除了合理安排抽采井回灌井位置,还应加入太阳能集热装置。太阳能可以直接为建筑物供热,相应减小地热资源的需求量和开采量,还可在冬季用来加热回灌的尾水,防止由于回灌造成的储层温度快速下降,也可在夏季用来加热回灌的制冷尾水,回灌至热储层中,加快热储层温度的恢复。该系统有效利用了废弃矿井井上井下空间,合理开发利用了废弃矿井地区地热、太阳能、风能等可再生清洁能源。

  冬季,井下恒温岩土体温度高于井上环境温度,由井下储能空间汲取矿井水,通过换热器或热泵提取热量用于居民供暖、洗浴等,尾水通过太阳能加热后回灌到井下储能空间。夏季,井下恒温岩土体温度低于井上环境温度,由井下储能空间汲取矿井水,通过换热器或热泵提取冷量进行建筑空间制冷,而尾水通过太阳能进行加热,回灌到井下储能空间。在南方,冬季室外温度相对较高,可以通过空气源热泵作为辅助供热装置进一步提供热量;而在北方,由于冬季室外温度较低,空气源热泵工作效率低,不适宜采用空气源热泵作为辅助供热装置,可通过天然气或井下剩余煤层气的燃烧,为供热水箱内的水加热,满足北方地区冬季供暖。此外,利用矿区地表沉陷区空间,布置太阳能、风能发电装置,为矿区用户、循环储能系统提供电力,做到废弃矿井多源耦合低碳/零碳供热供电工艺。

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  反季节循环储能技术设想

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  废弃矿井反季节循环储能技术示意

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  废弃矿井反季节循环储能技术原理

来源:《废弃矿井地下空间反季节循环储能研究》

发布于 2022-07-06 10:32
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