大规模太阳能跨季节土壤储热系统设计优化

以太阳能跨季节储热系统为研究对象,在已有低品位集中供热项目案例基础上,设计太阳能跨季节储热系统,通过数值模拟对储热体积、短周期蓄热水箱体积和循环流量进行分析,并利用Hooke-Jeeves算法,以储热效率最高为优化目标,获得太阳能集热面积与上述设计参数的匹配关系。分析结果表明:太阳能跨季节储热具有规模效应,储热体积越大,单位储热体积对应表面积越小,热损失越小。对于高径比为1,储热期和取热期入水温度分别为80和20℃的圆柱形跨季节储热体,当其体积由1万m³增加至10万m³时,体表比由0.3下降至0.13,储热效率由40%增加至75%。此外,短期蓄热水箱体积对系统性能也有较大影响,当水箱体积偏小时,集热系统运行温度偏高,集热效率偏低;水箱体积偏大时,水箱热损失率偏高。系统取热量随取热期循环流量的增加而增加,循环介质进出口温差随取热期循环流量的增加而减小。从提高系统经济性的角度考虑,集热面积、储热体积、短期蓄热水箱体积及循环流量应根据取热装置和太阳能系统动态特性进行匹配设计,系统规模不宜过大或过小。针对10万m³地埋管储热系统...