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区域供热系统大型热水罐和坑的数值分析与评价

作者:陈讲运清洁能源

克服与当今广泛利用化石(如全球变暖)相关的建筑部门挑战的一个关键杠杆是将可再生能源(如太阳能)整合到地区供暖系统中。然而,太阳能会根据季节和每小时的模式而波动。这就指出了季节性热能储存(STES)系统的重要性。本工作研究了两个STES(储罐和矿坑)的数值模拟。由于地下水的存在会降低STES的性能,另一方面,STES对地下水有影响,本文研究了有地下水存在的地下储槽的性能。

总结

大规模的季节性热能存储是SDH应用中的一个内在元素,因为它为整个系统提供了相当大的鲁棒性。大规模STES系统的数值模拟是真实现场实验的替代方案。在本研究中,提出了轴对称几何(圆柱形罐和圆锥坑)的二维数值建模方法。对该方法进行了测试,然后显示了两种存储选项之间的温度分布和存储性能驱动的比较。结果表明,在给定的边界条件下(见表1和表2),储罐在效率方面比矿坑高出约4%。编译 陈讲运

同样的情况也适用于没有使用绝缘材料时。此外,没有保温的储罐与有保温的储罐的效率大致相似。结果表明,在给定的存储容量和边界条件下,存储只有在5年后才能达到稳定运行。然而,这个5年的时间段可能取决于许多参与者(例如,绝缘厚度,地面导热系数)。

接下来,该工作通过比较有利的水文地质条件(无地下水流量)和极端情况(高地下水流量),强调了水文地质条件对蓄水性能的作用。因此,建立了该储罐的三维数值模型。结果表明,当地下水存在时,热损失显著增加。事实上,当没有地下水流动时,只有传导热从储存到地面。另一方面,如果加入了地下水流量,则还增加了另一个贡献,即对流部分。因此,引入了封闭储存物的隔离墙,以减少对地下水的影响。研究了距离存储器的不同距离。结论是,墙越远,性能越好。然而,安装这种结构的成本也在决定最佳距离方面发挥了作用。此外,未来的工作将集中于对来自真实存储工厂的测量数据进行模型的验证。

区域供热系统大型热水罐和坑的数值分析与评价
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