埋深2500m的地埋管地源热泵,你见过吗
开朗的番茄
2021年10月20日 09:27:02
来自于采暖供热
只看楼主

留德圈盛传一句话:学校选得好,年年年期末像高考。 每年“假期消除机”都要在 SuperC 迎接上千新生。政务教务中心 SuperC 位于亚琛工业大学( RWTH Aachen University ) 主楼边上。SuperC 名字来源于外型,侧面看像C,但其实C的底座设在地下 (是你呀 Super Γ )。   SuperC 的地上结构侧视图,及其顶层美景

留德圈盛传一句话:学校选得好,年年年期末像高考。

每年“假期消除机”都要在 SuperC 迎接上千新生。政务教务中心 SuperC 位于亚琛工业大学( RWTH Aachen University ) 主楼边上。SuperC 名字来源于外型,侧面看像C,但其实C的底座设在地下 (是你呀 Super Γ )。

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SuperC 的地上结构侧视图,及其顶层美景

记得第一次去报到的时候,看到大楼门口有一个这样的小?窗,直径有一米多。天窗里展示着三根管子。嗯,这操作让人一脸疑惑。后来上过地热学才知道,原来这是地热井,还是一口价值不菲的废井...

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就是这口井

故事要从十多年前说起...

SuperC 由北威州和房地产公司资助建造,始建于2006年,2008年投入使用。作为大楼设计亮点,整座楼设计使用地热供暖。北威州地质资源和材料技术学院( das Land NRW der Fakult?t für Georessourcen und Materialtechnik )和亚琛地热公司( Aix-o-therm Geoenergien )负责此项目。作为欧盟示范项目,地热加持的 SuperC 将展示出一所现代技术大学对环保和能源方面的重视。

设想很美好,技术有难度。

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SuperC 地下层入口(“C”下部分)

SuperC 地热钻井作为先锋项目,许多细节受到重视。如施工时采取特殊的保护措施,噪音隔离等。并考虑到深层钻进对温泉资源的影响,使用特殊的钻井液。但最主要的技术方面还是频现问题。

RWTH-1地热钻井最终深达 2544 m。设计采用深层共轴式热交换器 ( Deep borehole heat exchangers ):水从外管注入至地下,地底岩体加热过后,再通过内管抽取至地面供暖。

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Space heating: Deep borehole heat exchangers,图片来源Prof Clauser课件

施工过程中,钻孔套管内的玻璃纤维塑料管出现问题。在阿恩斯贝格一个相似的地热项目中,也用到这种材料,可惜发生了塌孔。为此,SuperC地热项目研发了新的套管材料并申请专利。但由于技术原因,新材料只能铺设至钻孔内达1965米深。情况不如预计地乐观,钻孔中的可持续热补给难以达到要求。预估的地温梯度60℃在2011年测量时只有35℃,并且井内抽出的热水在套管输送过程中过快冷却。专家解释失败的主要原因是 太多水注入地下,导致冷却过快。同时,地下深层周围岩体和外管之间的热导率太小,导致传热速度不够

尽管如此,项目组仍希望改进工程计划,调整至30%~40%的供暖能使用地热。2014年九月,官方宣布此项目失败,不再做进一步努力。截至项目宣布停止,数据显示共耗资约500万欧元。

这...耗巨资钻了两千多米的井难道一点用都没有吗?也不是。钻井数据另可用于亚琛地区沉积地质和构造地质的研究,有助于理解亚琛区域地震和温泉的形成。但这也只能算科研上的安慰。建筑部副部长Dietmar Wenner说:?Sicher, Forschung kann nicht immer zum Erfolg' führen.”研究并不能总带来成功。

下次在 SuperC 楼下自习室自习,再瞅一眼这填了500万欧元两千米深的窟窿...

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地热井口, Erdw?rme für das Servicezentrum der RWTH in Aachen, 图片来源wiki
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