申请/专利权人：山东科技大学

申请日：2023-11-22

公开（公告）日：2024-02-23

公开（公告）号：CN117267963B

主分类号：F24T10/10

分类号：F24T10/10;E21B43/26;E21B36/04;F03D9/11;F25B30/06;F25D3/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.23#授权;2024.01.09#实质审查的生效;2023.12.22#公开

摘要：本发明公开了一种基于风光储能的含水硬岩浅层地热能增强开发方法，该方法主要利用太阳能、风能对地层蓄热，一方面构建人工储热层，提高热源温度；另一方面，对蓄热岩层注冷冲击改善岩石渗透性，利用地下水流动增强岩石的热传导与裂隙水热对流效应，增大地源侧回水在制冷季的放热量、在供暖季的吸热量，该方法克服了地埋管与岩石换热效率低的弊端，提高了地源热泵的能效比。利用风能与太阳能改善浅部硬岩层的储热条件与孔隙结构，发挥可再生能源利用潜力，解决地埋管地源热泵系统全年冷热负荷不平衡技术难题，所需设备成本低，可操作性强。本发明尤其适合开发含水硬岩浅层地热能。

主权项：1.一种基于风光储能的含水硬岩浅层地热能增强开发方法，该方法是基于地埋管地源热泵系统和太阳能-风能蓄热单元实现的，其特征在于，包括以下步骤：第一步：首先在需要取热的硬岩地层钻取换热井和冷热冲击井，然后对从冷热冲击井取出的钻孔岩芯进行不同高温条件下冷冲击试验，确定岩石开裂的临界温度，为岩层提供加热温度参数；第二步：每年从供暖季结束到进入制冷季期间，先利用蓄热单元对冷热冲击井的含水层加热，使井壁温度稳定在设定温度值；然后将注液氮管接通液氮罐，对冷热冲击井壁的加热区段喷射液氮进行冷冲击，使高温岩体迅速降温，目的是增加含水层裂缝数量，改善冷热冲击井与换热井之间含水层的连通性，增强基岩裂隙水流动；所述蓄热单元包括光伏模块、风电模块、储能电池组、电热管及线路，电热管与储能电池组连接，太阳能与风能存储于储能电池组，电热管紧贴冷热冲击井含水层的井壁，储能电池组对电热管供电；第三步：进入制冷季，地源侧回水流入换热井内地埋管，回水的热量分别以热传导方式被基岩、以热对流方式被裂隙水吸收，回水温度降低后回流地源热泵；第四步：从制冷季结束到进入供暖季期间，利用蓄热单元对冷热冲击井的含水层持续蓄热，在基岩热传导与裂隙水热对流作用下，热量蓄积在冷热冲击井的井周区域形成热储层；第五步：进入供暖季，地源侧回水流入换热井内地埋管，基岩与裂隙水中热量分别以热传导方式、热对流方式被回水吸收，回水温度升高，同时储能电池组对冷热冲击井壁持续蓄热，维持热源温度；上述地源热泵运行能源优先利用风能和太阳能的储能，在风电或光伏电不够时切换市电为地源热泵供电。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 山东科技大学 一种基于风光储能的含水硬岩浅层地热能增强开发方法

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