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區域供熱系統大型熱水罐和坑的數值分析與評價

作者:陳講運清潔能源

克服與當今廣泛利用化石(如全球變暖)相關的建築部門挑戰的一個關鍵杠杆是将可再生能源(如太陽能)整合到地區供暖系統中。然而,太陽能會根據季節和每小時的模式而波動。這就指出了季節性熱能儲存(STES)系統的重要性。本工作研究了兩個STES(儲罐和礦坑)的數值模拟。由于地下水的存在會降低STES的性能,另一方面,STES對地下水有影響,本文研究了有地下水存在的地下儲槽的性能。

總結

大規模的季節性熱能存儲是SDH應用中的一個内在元素,因為它為整個系統提供了相當大的魯棒性。大規模STES系統的數值模拟是真實作場實驗的替代方案。在本研究中,提出了軸對稱幾何(圓柱形罐和圓錐坑)的二維數值模組化方法。對該方法進行了測試,然後顯示了兩種存儲選項之間的溫度分布和存儲性能驅動的比較。結果表明,在給定的邊界條件下(見表1和表2),儲罐在效率方面比礦坑高出約4%。編譯 陳講運

同樣的情況也适用于沒有使用絕緣材料時。此外,沒有保溫的儲罐與有保溫的儲罐的效率大緻相似。結果表明,在給定的存儲容量和邊界條件下,存儲隻有在5年後才能達到穩定運作。然而,這個5年的時間段可能取決于許多參與者(例如,絕緣厚度,地面導熱系數)。

接下來,該工作通過比較有利的水文地質條件(無地下水流量)和極端情況(高地下水流量),強調了水文地質條件對蓄水性能的作用。是以,建立了該儲罐的三維數值模型。結果表明,當地下水存在時,熱損失顯著增加。事實上,當沒有地下水流動時,隻有傳導熱從儲存到地面。另一方面,如果加入了地下水流量,則還增加了另一個貢獻,即對流部分。是以,引入了封閉儲存物的隔離牆,以減少對地下水的影響。研究了距離存儲器的不同距離。結論是,牆越遠,性能越好。然而,安裝這種結構的成本也在決定最佳距離方面發揮了作用。此外,未來的工作将集中于對來自真實存儲工廠的測量資料進行模型的驗證。

區域供熱系統大型熱水罐和坑的數值分析與評價
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