太阳能跨季节地下储热技术

水体型太阳能跨季节储热技术简介水体型太阳能跨季节储热技术是一种利用水体作为储热介质的太阳能储热系统。

该技术通过收集太阳能热量并将其转化为可储存的热能，以用于实现季节性能量供应平衡的需求。

以下是对水体型太阳能跨季节储热技术的简介，以清晰的条理呈现。

1.技术概述：水体型太阳能跨季节储热技术是一种基于太阳能的可持续能源系统，通过标准的太阳能收集器（例如太阳能集热器或光伏）将太阳电能转化为热能，并将其储存于水体中。

2.工作原理：该技术的工作原理是利用太阳能集热器将太阳能转化为热能，并将热能通过循环泵将其传递到水体中。

水体充当储热介质，具有很高的热容量和热传导能力，能够在长时间内保持热能的稳定。

3.设备配置：水体型太阳能跨季节储热系统的主要设备包括太阳能收集器、循环泵、水体储热系统，以及热交换器等组成部分。

4.太阳能收集器：太阳能收集器是水体型太阳能跨季节储热系统的核心部分。

常用的太阳能收集器包括平板式太阳能热水器、真空管式太阳能热水器和光伏发电板等，可根据工程需求选择合适的型号。

5.循环泵：循环泵的作用是将太阳能转化的热能传递到水体中，以实现热能的储存和循环。

循环泵通常由电动机驱动，具有稳定的流量和压力特性。

6.水体储热系统：水体储热系统由水体贮槽和相关管路组成。

水体贮槽用于储存热能，通常采用混凝土槽或地下水库形式。

水体储热系统通过热交换器将热能传递给需要供热或制冷的系统。

7.热交换器：热交换器是水体型太阳能跨季节储热系统的重要组成部分，用于在水体和供热系统之间传递热能。

常见的热交换器类型包括板式热交换器、管式热交换器和螺旋式热交换器等。

8.应用领域：水体型太阳能跨季节储热技术广泛应用于建筑供热、制冷和热水供应系统中。

此外，还可用于工业生产过程中的热能储存和回收利用。

9.优点：水体型太阳能跨季节储热技术具有多个优点。

首先，水体具有很高的热容量和热传导能力，能够稳定地储存大量的热能。

其次，该技术利用太阳能作为能源，具有环保、可再生的特点。

太阳能跨季节储供热系统经济分析方法研究太阳能跨季节储供热系统经济分析方法研究在当今世界能源供应的不确定性和环境保护意识的提高下，寻求可再生能源替代传统能源已成为当务之急。

太阳能作为一种清洁、可持续的能源，其应用前景广阔。

太阳能供热系统是其中一种有效利用太阳能的方式，通过吸收太阳能热量，将其转化为供热能源。

然而，太阳能供热系统在季节变化中存在着热能供应不稳定的问题，而跨季节储供热系统则能有效解决这一问题。

本文将对太阳能跨季节储供热系统的经济分析方法进行研究。

首先，我们需要进行系统建模，将太阳能供热系统分为太阳能收集部分、储能部分和供热部分。

太阳能收集部分通过太阳能集热器将太阳能转化为热能，储能部分通过储热设备将多余的热能储存起来，供热部分通过热交换器将储存的热能释放，供应给用户。

其次，我们需要对太阳能跨季节储供热系统的经济性进行评估。

首先是建设成本的估算，包括太阳能收集器、储热设备、供热设备等的购置费用。

其次是运行成本的估算，包括系统维护费用、能耗费用等。

同时，还需要对系统的寿命进行分析，以确定系统的经济寿命。

最后，通过现金流分析方法，将系统的投资成本与收益进行对比，计算出系统的投资回收期、净现值和内部收益率等指标，来评估系统的经济效益。

然后，我们需要考虑到多种因素对太阳能跨季节储供热系统经济性的影响。

首先是能源价格的变动，太阳能供热系统能够降低用户的能源消耗成本，但能源价格的变动会直接影响系统的经济性。

其次是用户需求的变化，用户的热能需求量和热能使用方式的改变都会对系统的经济效益产生影响。

再次是政府政策的支持程度，政府的补贴政策和税收优惠政策都能够提高太阳能供热系统的经济性。

最后，我们需要对太阳能跨季节储供热系统的经济分析方法进行优化。

如何选择合适的评估指标、确定合理的模型参数，将直接影响到经济分析的准确性和可靠性。

同时，还需要考虑到系统运行中存在的不确定性因素，如天气状况的变化、能源价格的波动等，通过灵活的评估方法来较好地应对不确定性。

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天津市科技支撑计划项目（07ZCKFSF00400） 作者简介：王恩宇，（1970- ），男，副教授，主要从事燃烧技术、可再生能源利用及建筑节能技术等。

太阳能跨季节储热建筑供热系统及土壤储热实验分析王恩宇 齐承英 杨华 张慧川 吕延松（河北工业大学能源与环境工程学院，天津，300401）摘 要 根据天津城郊别墅类建筑的冷热负荷特点，设计建立了太阳能跨季节储热建筑供热系统。

该系统采用土壤蓄热实现夏季太阳能的跨季节储存，冬季采用太阳能热水或利用热泵提取土壤蓄热进行建筑供热，实现了太阳能的跨季节储热与热泵系统联合运行。

短期的实验数据表明，在36天时间内，储热区土壤温度平均升高了1.3℃，采用垂直埋管换热土壤蓄热系统实现太阳能的跨季节储存是可行的。

长期储热效果有待进一步研究。

太阳能跨季节储存及热泵联合供热系统的设计应注意各子系统的合理匹配，以提高系统综合能效。

关键词 太阳能 跨季节储热 地源热泵 建筑供热A SOLAR ENERGY SYSTEM WITH SEASONAL STORAGE FOR BULIDING HEATING AND EXPERIMENTAL ANALYSIS OF SOIL HEAT STORAGEWang Enyu Qi Chengying Yang Hua Zhang Huichuan Lü Yansong(School of Energy and Environment Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin, 300401)Abstract A Solar heating system with seasonal storage is designed and built for the villa buildings in Tianjin suburb. The solar energy was stored in the soil in summer, and was taken out by the ground-source heat bump for building heating in winter. The solar energy collected in winter was used directly for heating. The test data in a short-term experiment indicated that the soil temperature in the heat storage area increased averagely 1.3 centigrade degree after 36 days. The experimental results confirmed that using a vertical duct storage system for the seasonal solar energy storage is viable.. Long-term effects of the solar energy storage system will be needed further study. To design the solar energy seasonal storage and heat bump combined heating system, the reasonable subsystem design should be paid more attention to enhance energy efficiency. Keywords Solar energy Seasonal heat storage Ground-source heat bump Building Heating1．绪论在能源与环境问题日益突出的今天，地源热泵作为清洁、高效的供热空调系统正受到越来越多的关注，成为建筑空调领域的热点。

1跨季节蓄热太阳能集中供热技术新闻来源：天津大学机械学院热能工程系作者：宋德坤王华军赵军李丽梅日期：2005-11-29全球范围内能源危机与环境的日益恶化，以化石燃料为主的城市集中供热系统带来的建筑能耗和环境污染等问题，已经备受人们关注。

目前，建筑用能约消耗全球1/3的能源。

在建筑用能的同时，还向大气排放大量的污染物，如TSP，SO2，NO x等。

据有关部门测算，建筑用能排放的CO2几乎占全球总排放量的1/3，数量十分惊人。

为此，许多国家都在积极地发展一系列的多元化的绿色建筑节能技术。

跨季节蓄热太阳能集中供热系统（以下简称CSHPSS），就是在此背景之下产生的一种新型住宅供热方式与理念。

???1、系统原理??? 所谓跨季节蓄热太阳能集中供热系统，是与短期蓄热或昼夜型太阳能集中供热系统(以下简称CSHPDS)相对而言的。

从某种意义上讲，现在普遍流行的小型家用太阳热水器系统(DSHS)以及其它类似装置就属于短期蓄热太阳能供热系统的范畴。

由于地球表面上太阳能量密度较低，且存在季节和昼夜交替变化等特点。

这就使得短期蓄热太阳能供热系统不可避免地存在很大的不稳定性，从而使太阳能利用效率也变得很低。

??? CSHPSS系统可以在很大程度上克服上述缺点。

它具有很强的灵活性，主要通过一定的方式进行太阳能量存储(蓄热)，以补偿太阳辐射与热量需求的季节性变化，从而达到更高效利用太阳能的目的。

在欧洲，CSHPSS系统中太阳能占总热需求量的比例已经达到40%~60%(表１)，远远超出了CSHPSS系统和家用太阳热水系统。

因此，目前CSHPSS系统已经成为国际上比较流行的极具发展潜力的大规模利用太阳能的首选系统之一。

??? 常见的CSHPSS系统主要由太阳集热器、蓄热装置、供热中心、供热水网以及热力交换站等组成，如图1所示。

系统基本工作原理如下：在夏季，冷水与太阳集热器采集的太阳能量换热后，一方面可以直接供用户使用；另一方面，有相当一部分太阳能被直接送入蓄热装置中储存起来。

太阳能跨季节储-供热系统动态特性及运行策略研究太阳能跨季节储/供热系统动态特性及运行策略研究随着能源紧缺和气候变化的日益严峻，太阳能作为一种绿色可再生能源受到了人们的广泛关注。

太阳能热利用作为太阳能的一种重要利用方式，在户外供热、热水供应以及工业和农业领域中有着广阔的应用前景。

然而，由于太阳能供热的季节性和间歇性特点，太阳能热系统在供热过程中存在着一些难题，如如何在无太阳能供热条件下保持系统的稳定运行，太阳能的不稳定性如何影响系统的性能等。

对于太阳能跨季节储/供热系统的动态特性进行深入的研究，可以帮助我们更好地理解系统的运行机理，优化系统的设计和运行策略，提高系统的使用效率。

首先，我们需要分析太阳能系统的动态特性。

太阳能热系统通过太阳能集热器将太阳能转化为热能，并将热能存储下来以应对夜间或阴雨天供热。

在不同季节中，太阳能的辐射强度和日照时间存在差异，从而影响了系统的供热性能。

因此，我们需要通过实验或数值模拟的方法，研究太阳能系统在不同季节和气候条件下的热性能变化规律，了解系统在不同工况下的响应特点。

其次，我们需探讨太阳能系统在跨季节供热时的运行策略。

在冬季和夏季之间的季节交替期，太阳能的供热能力会有所下降，如何保证系统的连续供热成为一个关键问题。

一种常见的解决方法是通过热储罐储存太阳能，以充分利用太阳能资源，并在夜间或阴雨天继续供热。

不同类型的热储罐（例如，水箱、岩棉等）在存储热能时的性能差异会直接影响系统的供热能力。

因此，我们需要对不同类型的热储罐进行实验研究，了解其储热特性和影响因素。

此外，我们还需要制定合理的运行策略来保证系统的性能稳定。

根据太阳能供热系统的特点，我们可以考虑使用智能控制方法，如模糊控制、神经网络控制等，以提高系统的控制精度和响应速度。

同时，结合太阳能的日照预测等信息，可以提前调整系统的工作状态，使得太阳能热系统在季节转换时无缝切换，保证持续供热。

最后，我们需要评估太阳能系统的性能和经济效益。

太阳能跨季节蓄热供暖技术研究现状及展望作者：陈翱彭冬来源：《科技资讯》2021年第35期基金项目：西南科技大学城市学院智慧能源技术研究中心《光电光热复合太阳能系统性能分析与优化设计研究》（项目编号：zhnyzd202101）。

作者简介：陈翱（1994—），男，本科，助教，研究方向为建筑节能装备。

彭冬（1992—），男，本科，助理实验师，研究方向为机械制造。

摘要：太阳能季节性不均衡，夏季不用采暖时，太阳能可以释放更多热量，当到冬季取暖季节，因太阳光比较弱，所以不会释放更多的热量。

该研究首先对太阳能跨季节蓄热供暖技术进行了简单介绍，然后对太阳能跨季节蓄热技术的研究现状进行深入分析，在此基础上对太阳能跨季节蓄热供暖技术进行展望，从而可以使太阳能跨季节蓄热供暖技术的合理性和经济性得到全面提高。

关键词：跨季节太阳能蓄热供暖技术研究中图分类号：TK512 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2021）12（c）-0000-00Abstract： Solar energy is seasonally unbalanced. When heating is not used in summer， solar energy can release more heat. When heating in winter， because the sunlight is relatively weak， it will not release more heat. During the research period of this article， firstly， the solar cross season heat storage heating technology is introduced， and then the research status of solar cross season heat storage technology is deeply analyzed. On this basis， the solar cross season heat storage heating technology is prospected， so that the rationality and economy of solar cross season heat storage heating technology can be comprehensively improved.Key Words： Cross season; Solar energy; Heat storage heating technology; Research1技术简介尽管我国太阳能热水生产能源已经非常完善与健全，但是不能直接当作采暖能源的主体，究其原因是：太阳能季节性不均衡，夏季不用采暖时，太阳能可以释放很多的热量，当到了冬季取暖季节时，因太阳光比较弱，所以不会释放更多的热量。

太阳能跨季节蓄热供暖技术的研究与应用李明云1，XXX1，XXX1（1北京四季沐歌太阳能技术集团有限公司，北京，102600）摘要分析了国内现阶段的冬季供暖状况，利用太阳能跨季节蓄热太阳能集中供热系统解决了夏热冬用的技术难题，它能够有效的减少CO2 的排放进而减弱全球的变暖趋势，通过四季沐歌实际工程可以看出，跨季节蓄热太阳能集中供热系统能够提供50%或者更高的太阳能保证率。

文章介绍了季节性蓄热中的水蓄热、砾石-水蓄热、埋管蓄热以及含水层蓄热的四种显热蓄热方式，分析了各个蓄热方式的特点及各自的应用场合。

针对前期对蓄热系统进行的调研，分析并探讨了蓄热系统的保温、密闭性以及系统造价等。

重点对太阳能地下土壤储热的关键技术进行了分析，并初步对地下土壤储热系统的埋管进行了设计计算。

关键词：太阳能辅助加热；季节性蓄热；埋管换热器Research and Application about Central Solar Heating Plants withSeasonal StorageLi Mingyun1,XXX1,XXX1(Beijing sijimicoe solar energy technology co.,ltd,Beijing,102600)Abstract This paper analyzes the status of China at this stage about heating in the winter,The use of CSHPSS can solve the technical problem of the summer heat in winter to be used .CSHPSS can effectively reduce CO2 emissions and global warming.Through the sijimicoe actual engineering can be seen, CSHPSS can provide 50% or more high solar fraction. Four sensible heat storage mode is introduced about hot-water thermal energy store、borehole thermal energy store、aquifer thermal energy and gravel-water thermal energy store. This paper analyzed the characteristics of various regenerative way and their respective applications. According to the research on the heat storage system, This paper analyzes the heat insulation system、leakproofness and the system cost etc. The focus is on the analysis about solar energy storage in underground soil about the Yangtze River Basin, This paper preliminary to design and calculation the underground soil heat storage system about buried pipe.Key words Solar assisted district heating; Seasonal heat storage; Buried pipe heat exchanger0 引言近年来，我国冬季冷空气活动频繁，南方地区出现了连续的低温雨雪天气，南方供暖问题变得越来越迫切。

国外跨季节储能实例
跨季节储能是指将能源在一个季节内储存，以供另一个季节使用。

这在能源需求与供应季节性变化明显的地区尤为重要。

国外已有多个成功的跨季节储能实例，其中最为突出的是北欧国家的跨季节热能储存项目。

以瑞典为例，该国北部地区冬季漫长而寒冷，夏季则相对短暂。

为了平衡这种季节性的能源需求差异，瑞典开发了一种跨季节热能储存系统。

该系统利用地下岩石层或含水层作为热能储存介质，在夏季将多余的太阳能和地热能储存起来，然后在冬季释放出来供暖和热水使用。

这些系统的运行原理相对简单。

在夏季，通过热泵技术从地表或地下水源中汲取热能，然后将这些热能注入到地下的岩石层或含水层中。

冬季时，再通过热泵技术从岩石层或含水层中提取储存的热能，用于供暖和热水。

除了瑞典，德国、挪威和丹麦等北欧国家也在积极推进跨季节储能项目。

这些项目不仅有助于平衡能源供应和需求的季节性变化，还可以减少对传统能源的依赖，从而降低温室气体排放，促进可持续发展。

当然，跨季节储能技术还面临一些挑战，如储能效率、成本、环境影响等问题。

但随着技术的不断进步和成本的降低，预计跨季节储能将在未来得到更广泛的应用。

总之，国外跨季节储能实例展示了这一技术在平衡能源供需季节性变化、促进可持续发展方面的巨大潜力。

随着技术的不断发展和完善，跨季节储能有望在未来发挥更加重要的作用。

115中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2019.08 （下）近年来学界围绕跨季节蓄热技术开展了大量研究，地下水体蓄热（Aquifer）、土壤源蓄热（BTES ）、大容积水池蓄热（PTES ）、钢罐蓄热（steel tank）等跨季节蓄热技术便属于这类研究的成果代表，这类技术均具备蓄热体大型化的发展趋势。

为保证跨季节蓄热技术较好服务于太阳能区域供热，正是本文围绕该课题开展具体研究的原因所在。

1 跨季节太阳能蓄热技术1.1 地下水体蓄热技术地下水体蓄热属于常用的跨季节太阳能蓄热技术，该技术在应用中对建设地点地质构造存在着较为苛刻的要求。

地下水体蓄热技术的应用需得到上下两层不透水层的支持，并安装一口热水井与一口冷水井。

在太阳能充足的情况下，地下水体蓄热技术能够在热水井中实现太阳热能的存储，而通过抽取热水井中的热水，冬季即可满足跨季节太阳能的生活热水用热、建筑物供暖需要，完成热量提取后的水需灌入冷水井，由此即可避免水资源的浪费。

早在2000年，地下水体蓄热技术便已经在德国得到了实践应用，应用地下水体蓄热技术的跨季节蓄热太阳能供热系统为7000m 2建筑中的108名住户提供了50%的冬季生活热水用热及建筑供暖用热，冬季用热量供给高达50%（部分年份可达到55%）。

跨季节蓄热太阳能供热系统在地下水体蓄热技术应用中将最高蓄热温度限定为50℃，而为了满足冬季需要，该工程还配备了辅助热泵用于加热，通过将生活热水与供暖用供水的温度提高至65℃，地下水体蓄热技术的实用性大幅提升，这必须得到业界人士的重视。

1.2 土壤源蓄热技术土壤源蓄热技术主要采用地埋管蓄热装置，通过在竖井内设置单U 形管或双U 形管，即可通过水等介质储在土壤和岩石中储存太阳热能，地埋管蓄热装置一般设置深度为地面下30～100m 范围。

在冬季供暖时，土壤源蓄热技术能够通过水等介质将竖井附近岩石和土壤积蓄的热量交换出来，由此即可满足冬季生活热水用热及建筑供暖用热需要。

太阳能跨季节蓄热供暖技术研究现状与发展前景论文概述了太阳能跨季节蓄热供暖技术的分类、工作原理及特点，重点综述了太阳能跨季节蓄热技术的研究现状，分析了该技术当前主要存在的问题，并针对这些问题，提出了可能的解决思路，探讨了该技术未来的发展前景。

【Abstract】In this paper，the classification，working principle and characteristics of solar energy trans-seasonal thermal storage heating technology are summarized，and the research status of solar energy trans-seasonal thermal storage heating technology is emphatically summarized，and the main problems existing in this technology are analyzed. In view of these problems，the possible solutions are put forward，and the future development prospect of the technology is discussed.标签：太阳能；跨季节蓄热；供暖技术；研究现状；发展展望1 引言近年来，我国东北、华北等地区深受雾霾困扰，严重威胁到国民的身体健康和生活水平。

相关研究表明，燃煤采暖是造成大气污染的重要原因之一，急需大力推广清洁供暖技术。

现采用“以气代煤”和“以电代煤”等清洁能源可快速实现燃煤替代，但能耗和运行成本较高，“以气代煤”还存在气源可靠性问题，故需因地制宜，多种供暖方式并举[1]，进一步发展低能耗、低成本、高可靠性、可替代传统燃煤的清洁能源供暖技术，其中，太阳能供暖是极具前景并被广泛研究和应用的技术之一。