利用含水层蓄能提高太阳能供热系统的效率
一、前言
蓄能系统可较好地解决可再生能源例如太阳能的辐射不规则（即到达地面的大阳辐射热随时间变化较大）的问题。这种系统，可蓄存夏季的太阳辐射热量用以冬季供暖、供热或者蓄存冬季的冷量用来夏季制冷，即是所谓的季节性蓄能系统。它们可较大程度地提高能源的使用效率，从而减少化学燃料的使用量以及ＣＯ２ ＳＯｘ 和ＮＯｘ 的排放量。
为了实现跨季节大量能源的蓄存，要求有较大的蓄存容积，如选择大地为蓄能场所，即地下蓄能系统，英文简称ＵＴＥＳ，自７０年代以来其发展很快，蓄能场所已遍及了贮水池、地坑、矿井、溶洞、岩洞、含水层和沟槽等等。含水层蓄能系统与直接供热和供冷系统比，可节能９０％－９５％，与利用热泵供热和供冷的系统比，节能可达８０％－８５％，与仅利用热泵供热的系统比，则可节能６０％－７５％。
二、含水层蓄能与太阳能供热系统
１基本概念
含水层蓄能系统（Ａｑｕｉｆｅｒ ｔｈｅｒｍａｌ
ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒ－ａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ，简称ＡＴＥＳ）是指将地下含水层作为蓄能材料，将夏季的太阳辐射热量或者经废热回收设备回收的废热量储存起来用于冬季供热暖，将冬季的冷量蓄存起来用于夏季制冷。这种利用季节性温差和地下含水层的蓄能特性，属于可再生能源技术。
2 结合分类
结合地下含水层蓄能的太阳能供热系统常见的有地坑式、井式和垂直插管式三类蓄能系统。
对于地坑式，又可分为部分绝热的和完全绝热的蓄能系统。实际上是通过往地坑里填充砾石、沙／水等混合物，作为蓄能媒体，来模拟天然含水层。在砾石和沙为主要成分的地区，这种方式值得考虑。
井式系统，可分单井式（ｍｏｎｏ－ｗｅｌｌ）和双井式（ｄｏｕｂｌｅｔ－ｗｅｌｌ）蓄能系统。单井式系统比较适合于规模较小的工程。单井内冷、热流体在同一含水层被隔开，可以避免两者相混，同时限制了自己对流热损失。利用单井可相对减少管路布置，节省费用。
双井式蓄能系统，见图１，即冷井与热井相对应的系统。夏季抽取冷井水用于建筑空调，用过的水再利用集热器吸收太阳辐射热，依靠泵，经过滤器等回灌至热水井，冬季抽取热井水提高建筑供暖和生活用热水所需的热量，经降温后的水，借泵，经过滤器等回灌至冷井。
垂直插管式，即ＶＨＥ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）。垂直插管子于地下含水层一定深度，管内可走盐水，丙二醇等水溶液，管外含水层以上部分与土壤的空隙则可用沙浆之类的物质填上。这种方式比较节省费用，但输出功率较小。
