项目介绍：
“开米万盛国际办公楼”项目，位于陕西西安市高新区科技一路和沣惠南路交界处，总面积35万m2，包括一座五星级酒店、二座高级公寓和商业中心。该项目中央空调系统冷热源采用含水层储能技术，末端采用天蓬辐射与PM2.5过滤系统，是现代绿色建筑示范项目。该项目采用含水层储能/地下水源热泵技术，旨在解决综合体的供冷和供热，造就一个高舒适、低能耗的社区。项目所在地有合适的含水层，水力坡度小，适合冷热能的储存，但含水层其本具有黄土细砂交错的岩性，钻井、成井极为困难，地下水也难以回灌，被视为回灌的禁区。若采用地下水能源系统，必需在技术和工艺有所突破与创新。项目前期，公司对原中科院地球环境研究所的暖通系统的冷热源用含水层储能技术进行了改造，目的是让含水层储能新技术、新工艺具备可行性，解决国内普遍存在的地下水回灌难的问题。对地质勘探、钻井和成井工艺试验，为正式项目提供设计和施工依据。
(a)夏季流程 (b)冬季流程
含水层储能技术
浅层的地下环境是冬暖夏凉，适合暖通空调系统冷热能的储存。在冬季，从“热井”抽出热的地下水经过热泵向建筑物供热，释放热量后变冷，然后回灌至“冷井”供夏季使用。整个冬季供热过程，“热井”周边的热水体由大变小，而“冷井”周边的冷水体由小变大。到了夏季，可以利用冬季回灌至“冷井”的冷量，从“冷井”抽出冷的地下水经过换热器向建筑直接供冷，释放冷量后的地下水变热，然后回灌至“热井”供冬季使用。整个夏季供冷过程，“冷井”周边的冷水体由大变小，而“热井”周边的热水体由小变大。这样，整个过程周而复始，含水层储能实现了“冬冷夏用”、“夏热冬用”的季节性储能。
与地下水源热泵系统相比，不同点是：1、含水层储能对回灌的温度有一定要求，需要控制回灌温度，兼顾全年的能效。对供冷而言，需要冬季回灌温度越低越好，以保证回灌冷量。夏季以后能直接供冷，即通常所说的免费供冷。2、对于供热，由于供热要求的温度高，一般还得用热泵来提升温度。而地下水源热泵一般对回灌的温度不作控制，夏天也是通过热泵供冷;3、含水层储能需要根据冷热需求量精心设计储能系统，基于“量入而出”的原则，精心计算存取冷热量，并根据含水层的性质和井群的布置模拟和核算含水层冷热储存和释放的特性和温度响应特性。4、地下水源热泵利用的是地下水的自然温度，通常是冬暖夏凉，通常认为是源，是取之不尽、用之不竭的冷热源。但事实上，一旦进行地下水回灌，含水层的温度场就会受到影响。
与地下水源热泵系统相比，相同点是：从地质环境和水资源保护角度而言，二者都需要抽灌地下水，而且是地下水的全面回灌，对地质环境的影响也一样。二者都会采用热泵，即当含水层储能直接供冷供热达不到温度需求时，含水层储能也会使用热泵。当然，含水层储能和地下水源热泵如此相似，涉及的学科之多，即使业内资深专家有时也难以分辨二者的差异。一些含水层储能的理念和做法也逐渐渗透到地下水源热泵中去，如地下水的全面回灌、地下全年的冷热平衡等等。而含水层储热也往往会用到热泵进行供热升温。因此，有时业内将含水层储能称为地下水源热泵的升级版。
含水层储能/热泵系统特点：
成井工艺：采用先进的全液压顶驱气举反循环车载钻机，进行清水钻井，井深为180m;采用高强度的UPVC井管和滤水管，直径为315mm。滤水管与钻孔壁充以与含水层砂粒径相匹配的石英砂滤料，并用高质量的黏土球进行严格封井，以防异物的侵入。根据当地的地质环境要求，取水段在地下50m以下。井水的泥砂含量小于20亿分之一，远低于国家标准的20万分之一。
地下水系统：采用全密封的地下水对井系统，即一口“热井”和一口“冷井”，相距50m，单井出水量为45m3/h。并防止外界空气渗入，系统维持一定的压力。整个管路采用不锈钢、PE和UPVC等耐腐、给水级材料，保护地下水资源。系统配置了液位、压力、温度和流量传感器组成的监控系统，以确保系统的正常运行和故障的早期预警。
热泵机组供热功率630kW。系统设计(不含末端泵)供热时的COP 为4.2，供冷COP 为3.8系统于2015年12月投入运行至现在，地下水系统抽灌正常，实现了地下水的100%回灌。除了控制系统外，全部采用国产的设备。由于系统的末端仍采用旧的风机盘管系统，使得含水层储能的潜力未能得到充分的体现。但与原系统的空气源热泵系统相比，节电效果显著，可以达到60%以上。
2017年12月18日，在《暖通空调》杂志举办的“首届暖通空调青年论坛”上，中国中元国际工程有限公司贺继超高工作了题为《多能互补在区域能源中的应用》的报告。介绍了区域能源发展的3个阶段，简述了多能互补的关键技术，如燃气“冷热电”三联供技术、地源热泵技术、地下含水层储能技术、绿电蓄热技术、能源智能化管理和工业建筑的人文设计。
中国中元国际工程有限公司贺继超高工
贺继超高工在“首届暖通空调青年论坛”上作的《多能互补在区域能源中的应用》
公司简介
丰电阳光(北京)清洁能源技术有限公司(F&S CleanTech Limited)是中国绿色建筑清洁能源技术综合解决方案服务商，基于分布式可再生能源站的区域能源供应商。丰电阳光专家团队已经取得了ATES/BTES/SWE的核心技术专利和相关设计软件著作权，是国家级高新技术企业。丰电阳光秉承引进、融合、创新的宗旨，引进全球领先的荷兰地下储能技术(ATES/BTES/SWE)，并结合国内不同地区各类复杂的水文地质条件不断创新和超越。2016年6月，丰电阳光成功建设日本首个含水层储能项目(三菱重工大阪高砂工厂示范项目)并通过日本环境省和荷兰专家验收，标志着丰电阳光在地下储能工程技术领域达到国际领先水平。丰电阳光已成功实现含水层储能技术的产业化，拥有自己全资或控股的地质工程子公司和机电安装工程子公司，建立起从系统设计到工程施工、设备与材料定制、采购供应、运营维护等各个环节的完整的产业生态链。使中国的中央空调系统用户，能够以经济的系统造价持续使用免费的可再生能源，不仅可以大幅降低用户的运营成本，提高经济效益，而且绿色环保，造福当地人民。
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