太阳能跨季节储热及长距离送热技术

跨季节蓄热太阳能供热系统的技术进展

２２地埋管蓄热．地埋管蓄热装置是在打入地面以下３ —０ｍ０１０的竖井内设置单ｕ形管或双Ｕ形管，蓄热过程中，在将太阳热能通过水等介质储存在土壤和岩石中，到
等对含水层蓄热进行了理论分析和工程实践。００２０年，德国第一个利用含水层蓄热的ＣＨＰＳ罗斯ＳＳ在托克投入运行。该系统给１８０个住户一（建筑面积总约７０ｍ２００），提供５％的冬季建筑供暖用热和生活Ｏ热水用热。２０年，该系统承担了住户５％的用热０５７量。该系统得含水层蓄热的最高温度限定在５￣０Ｃ，不能直接用于冬季建筑供暖。因此配备有热泵，将供暖用供水温度和生活热水温度提高￣６ ℃ ，Ｊ１５以此来满足系统水温要求。Ｊ
种蓄热装置，给出了太阳能供热系统的评价指标，总结了国内该领域的研究现状，提出进一步有待研究的问题。
【关键词】跨季节蓄热；太阳能：集中供热中图分类号Ｔ８３Ｕ３
文献标识码Ｂ
ＲｅｅｒｈｏｒｓｎＣｅｔａｏａｒＨｅｔｎｇＰｌｎｔｔａｏｌＳｏａｅｓａｃＰｒｇｅｓｏｎｒｌＳｌａｉａｓｗｉｈＳｅｓｎａｔｒｇ
热水蓄热相对于其他三种蓄热方式而言，具有单位体积热容量、流动性好，存取热量较为快捷的
特点，因此，这种蓄能方式比较常见。ＨＳ中，ＣＳＰＳ热水蓄热装置一般为圆柱形，这种结构有助于减小形体系数，以减小热损失。Ｍａｉ，等对地下圆ＩｌｔＴｎｌ６ｌ柱形热水蓄热装置的传热模型等进行了理论分析。在德国腓特烈港建设的热水蓄热ＣＨｓ，蓄热水ＳＰｓ装置容积为１００２０ｍ３（０高２ｍ，直径３ｍ）。一期２工程供热面积为２００，共有２０ｍ２热器，为３０ｍ２７０集２０住户提供部分生活热水和冬季供暖用热８户２０年，二期工程投入使用，增加ｌ００４１户住户，集热装置面积增￣１５ｍＩ３０。该系统运行前，预计能为

太阳能跨季节地下储热技术

·Ａ２９ ·
第３０卷第１２期
煤气与热力
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ｗｗｗ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．ｃｏｍ
３ｍ，距离地表３０ｍ，储热器不设绝热层。储热器底
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部水温为４０℃，可供５５０幢住宅供暖，供热量的６０％来自太阳能，从３月到９月为储热期，１０月到
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｎｅｃｅｓｓｉｔｙｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｓｔｏｒａｇｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｓｔｏｒａｇｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈａｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅｓｔｏｒａｇｅｏｆｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙ，ｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｍｏｄｅｌｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｓｔｏｒａｇｅｓｙｓｔｅｍｏｆｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｈｅａｔｓｔｏｒａｇｅ；ｃｒｏｓｓｓｅａｓｏｎａｌｈｅａｔｓｔｏｒａｇｅ；ｂｕｒｉｅｄｔｕｂｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ；ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅｈｅａｔｓｔｏｒａｇｅ；ｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｍｏｄｅｌ

基于大规模太阳能跨季节蓄热技术的供暖系统

4.具体方案及成果
成果： 1、国内外示范工程调研报告。 2、系统设计选型方案、安装施工参考方案 3、蓄热系统中的关键技术报告。 4、专利及相关技术文章。 5、配合完成国际能源署的工作。
5. 项目预算
研发费用明细系统调研考察差旅费用参加国内外论坛及会议费用系统软件学习及资料费用
测试费人工费合计
社会效益分析：
• 如果按上述5套的推广，相对于电采暖，每套系统可节约电能79.7万 kWh（建筑每年需耗96万kWh电供暖，太阳能节约了38.6万kWh电，水源热泵节约了41.1万kWh电），5套系统一共可节约电能398.6万kWh ，相当于节约159.4万吨标煤，约减少二氧化碳等温室气体排放393.8万吨，社会效益显著。
价格
高
高
低
可靠性
高
低
低
热损
低
低
中
低
低
低
低
高
高
中
低
高
不同储热技术的经济性比较
不同储热技术的经济性比较
多大面积可以称为大型系统？
➢供热能力大于0.5MW ➢集热器大面积大于700m2
— IEA-SHC Task45
河北经贸大学太阳能采暖工程
河北经贸大学太阳能采暖工程
➢ 集热器面积：1.16万平方米 ➢ 储热水箱：228个89吨的地上水箱跨季节蓄热
砾石-水
优点：系统不承压缺点：占地面积大成本高于地下储热
地埋管含水层
优点：造价低模块化设计，益于调节缺点：热容量小
优点：热容量高系统简单缺点：地质条件要求高储热温度低，通常需要热泵
不同储热技术的经济性比较
技术路线

太阳能跨季节储热技术研究进展

Tianjin University, Tianjin 300072, China)
Abstract: As an important technology for improving solar utilization rate and building energy conservation, seasonal thermal energy storage can solve the time-discrepancy and space-discrepancy problems of solar energy utilization. It has drawn widely attention in recent years. There are three available technologies for seasonal heat storage: sensible heat storage, latent heat storage and chemical heat storage. Sensible heat storage is a comparatively mature technology which has been implemented in a lot of large-scale demonstration plants. While latent heat and chemical heat storages are still in the stage of lab-scale experiments. This paper summarizes the current research status of these three technologies at home and abroad, analyzes their advantages and disadvantages comprehensively and indicates the research trends of seasonal heat storage technology. Key words: solar energy; seasonal thermal energy storage; heating; application

跨季节蓄热太阳能集中供热技术修订稿

跨季节蓄热太阳能集中供热技术WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-1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。

太阳能跨季节蓄热供暖技术研究现状及展望

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。

大规模太阳能跨季节蓄热供暖系统研究报告

项目成果报告
编号：ZGB-00·029-1108项目编号：JF-KJXR-1601
项目名称
基于大规模太阳能跨季节蓄热技术的供暖系统研究
负责人
吴晓琼
项目成果综述
本项目共形成2项成果：
一、成果简述
1、国内外示范工程调研报告。
传统的供暖方式，存在效率低、污染严重、浪费能源等问题，特别是目前全国范围内都面临的严重雾霾天气，更促使市场对清洁取暖方式的迫切需求。北京市2015年发布企事业单位严禁使用煤炭采暖的规定，而基于大规模太阳能跨季节蓄热技术的供暖系统是节能减排，减少雾霾污染的有效途径之一。由于供暖需要的热水用量远大于洗浴需要的热水用量，为了保证冬季太阳能供暖的效果，当前的太阳能采暖系统中集热器设计时往往配置了较大的集热面积，在除冬季以外的其他用热水少的季节，往往需要采取遮盖集热器等措施减少热水产生量，造成太阳能资源的严重浪费。
e)总结基于大规模太阳能跨季节蓄热技术的供暖系统的系统设计理念、设计方法及关键技术，尤其是跨季节蓄热水箱（水池）的结构研究及设计，目的是提高蓄热、储热和取热的效率。
3、所获得知识产权
专利名称:
专利号：
滞水层蓄热
20000
20.0
50
2000
2、创新点
a)开发基于大规模太阳能跨季节蓄热技术的供暖系统。系统主要包括太阳能集热器、跨季节蓄热水箱（水池）、水源热泵机组、板式换热器、水泵、风机盘管、控制器等部件组成。采用跨季节蓄热水箱（水池）蓄热，把春夏秋三季的太阳辐射热能尽量储存起来，以供冬季采暖使用。主要创新点：
本项目研发的基于大规模太阳能跨季节蓄热技术的供暖系统，把春夏秋三季晴朗白天的太阳辐射热能尽量储存起来，以供冬季、阴雨天、夜间使用，提高太阳能集热系统的全年综合利用率。

太阳能跨季节蓄热供暖技术的研究与应用(1)

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。

一种太阳能跨季节储热供热系统[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011295173.2(22)申请日 2020.11.18(71)申请人河北工业大学地址 300401 天津市北辰区西平道5340号申请人河北工业大学（张北）产业技术研究院　河北泓宇能源科技有限公司(72)发明人王恩宇　左春帅　张学友　沈海笑　(74)专利代理机构北京高沃律师事务所 11569代理人孙玲(51)Int.Cl.F24D 11/02(2006.01)F24D 19/10(2006.01)F24D 19/00(2006.01)F24S 40/60(2018.01)(54)发明名称一种太阳能跨季节储热供热系统(57)摘要本发明涉及一种太阳能跨季节储热供热系统。

所述系统包括：太阳能集热器、中间循环水箱、热泵机组、地埋井群、末端散热装置、集热循环泵、储热循环泵、地源循环泵、末端循环泵、第一储热控制阀、第二储热控制阀、第一集热控制阀、第二集热控制阀、第一末端控制阀、第二末端控制阀、第三末端控制阀、第一地源控制阀、第二地源控制阀、第一控制阀以及第二控制阀；进而形成太阳能直接储热循环、构成太阳能集热循环、末端供热循环、地源取热循环以及供热季储热循环。

本发明提高了太阳能储热效率和太阳能资源利用率，减少了由于环境温度低导致的防冻和散热损失问题。

权利要求书2页说明书6页附图3页CN 112283787 A 2021.01.29C N 112283787A1.一种太阳能跨季节储热供热系统，其特征在于，包括：太阳能集热器、中间循环水箱、热泵机组、地埋井群、末端散热装置、集热循环泵、储热循环泵、地源循环泵、末端循环泵、第一储热控制阀、第二储热控制阀、第一集热控制阀、第二集热控制阀、第一末端控制阀、第二末端控制阀、第三末端控制阀、第一地源控制阀、第二地源控制阀、第一控制阀以及第二控制阀；所述太阳能集热器的出口通过连接管道经过第一储热控制阀与所述地埋井群入口连通，所述太阳能集热器的入口依次经过所述储热循环泵和所述第二储热控制阀与所述地埋井群的出口连通；所述太阳能集热器的出口通过连接管道以及所述第一集热控制阀与所述中间循环水箱的高温入口连通，所述中间循环水箱的低温出口依次经过所述第二集热控制阀、所述集热循环泵与所述太阳能集热器的入口连通；所述中间循环水箱的高温出口经过所述第一末端控制阀、所述末端循环泵与所述热泵机组的冷凝器的入口连通，所述热泵机组的冷凝器的出口经过所述第二末端控制阀与所述末端散热装置的入口连通，所述末端散热装置的出口通过连接管道以及所述第三末端控制阀与所述中间循环水箱的低温入口连通；所述热泵机组的蒸发器的出口通过连接管道依次经过第一地源控制阀、所述地源循环泵与所述地埋井群的入口连通，所述地埋井群的出口经过第二地源控制阀与所述热泵机组的蒸发器的入口连通；所述中间循环水箱的高温出口通过连接管道依次经过所述第一控制阀、所述地源循环泵与所述地埋井群的入口连通，所述地埋井群的出口经过所述第二控制阀与所述中间循环水箱的低温入口连通。

跨季节蓄热太阳能集中供热技术

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。