中科院工程热物理所：跨季节复合储热系统储/释热特性

　　2020年4.21日，中国科学院工程热物理研究所陈海生团队王子逸等在《储能科学与技术》杂志上发表《跨季节复合储热系统储/释热特性》论文。

　　其技术突破：本文提出了一种地埋管储热和水箱储热相耦合的新型跨季节地下复合储热系统，该复合储热系统性能良好，系统效率可达67.29%。

　　应用价值：本研究有助于完善地下跨季节储热系统能量传输和传热控制理论，为进一步拓展应用提供理论指导依据。

　　论文表示：太阳能等可再生能源受到天气、季节等因素的影响，具有间歇性和不稳定性的特点，从而导致其在供给侧和需求侧存在强度上、时间上和空间上不匹配的特性和显著的季节性特点。夏季温度较高，太阳能资源丰富，但没有供热需求，冬季则相反，太阳能资源较少，难以满足人们对热能的需求。因此，具有长期储能特点的跨季节储热技术具有广阔的应用前景。然而，国内外的研究与应用都只是针对单储热源系统，其中热水储热（热容量较大、流动性好、储热释热快捷、受水文地质条件影响小、储/释热功率较大）和地埋管储热（以土壤作储热体，不存在回灌难题，不破坏地下水质）为主要研究方向。但是，随着研究的不断深入，人们发现以热水储热和地埋管储热为主的单储热源系统面临的最大难题是散热损失较大。因此，如何减少热量损失，从而提高系统能效成为该领域的重要课题。

 

图2 新型跨季节复合储热实验台

　　为了解决上述问题，本文提出一种地埋管储热和水箱储热相耦合的新型跨季节地下复合储热系统，如图所示。通过实验和数值计算，研究地下复合储热系统储/释热特性，分析耦合储热体温度延迟效应，温度场分布及其变化规律。最终，研究结果表明该复合储热系统性能良好，系统效率可达67.29%。同时发现，复合储热体温度场相互叠加，热量传递显现出明显的延迟特性，使得该叠加效应更有利于热量的储存与释放；水箱模式有效的回收了地埋管模式扩散到土壤中的热量，充分实现了热量的回收与再利用，提高了系统效率。