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原文鏈接：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/5/522415.shtm

近日，中國科學院廣州能源研究所（以下簡稱廣州能源所）先進能源系統(tǒng)研究室在國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等項目的資助下，在超長重力熱管開發(fā)中深層地熱能研究方面取得新進展。相關成果發(fā)表于《能源》（Energy）。

論文共同通訊作者、廣州能源所研究員蔣方明表示，近年來，其研究團隊提出了利用超長重力熱管（SLGHP）開發(fā)中深層地熱能的技術，并已成功開展了多次現(xiàn)場實驗，但迄今還未有公開的實際應用案例。

太原超長重力熱管取熱系統(tǒng)示意圖。研究團隊供圖

據(jù)介紹，蔣方明團隊在山西太原小店區(qū)建造了面向建筑供暖應用的超長重力熱管地熱開發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由相鄰的兩根長度（分別長2020米和2180米）相近的超長重力熱管與單個熱泵相結合；兩口地熱井相距30米，2000米深度的測井溫度均在63℃左右。布置在超長重力熱管外壁的光纖測得的熱管外壁溫度具有顯著的均勻性，表明重力熱管運行良好。

測試發(fā)現(xiàn)，超長重力熱管系統(tǒng)運行過程中，較長熱管比較短熱管所提取的熱量多70%。數(shù)值仿真分析揭示，較短熱管周圍地熱層的換熱基本遵循以巖體為主體的熱傳導模式，地下水對流的貢獻較??；較長熱管系統(tǒng)的井筒連通了地下1500米和2100米深度的孔滲層，產生了地下水的竄層對流，這一井下傳熱強化機制造成該地熱井較高的熱產出。

在此基礎上，該研究建立了超長重力熱管地熱系統(tǒng)數(shù)值模型并模擬了系統(tǒng)的長時運行過程。數(shù)值模擬結果表明，該系統(tǒng)首個采暖季（120天）能夠平均輸出1兆瓦的熱量，可滿足約25000平方米建筑的供暖需求；地下水竄層對流降低了超長重力熱管地熱供暖系統(tǒng)的衰減速率。連續(xù)供暖20年后，較短熱管系統(tǒng)熱輸出衰減率為20.4%，而較長熱管系統(tǒng)的熱輸出衰減率僅為6.8%。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.energy.2024.131521