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清华大学|杨旭东团队在跨季节地埋管储热领域取得新进展
时间:2020-07-02 来源:互联网
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2020然年3月6日,清华大学杨旭东团队郭放等发在《Applied energy》期刊上发表了《Large-scale living laboratory of seasonal borehole thermal energy storage system for urban district heating》论文。

其技术建立了耦合可再生能源的大型跨季节地埋管储热系统实验平台,首次储热周期共存储33458.6GJ的热能,平均土壤温度从10.0℃增加到35.6℃,中心区域温度升高到大约40.2℃,储热区域外10m处未观察到明显的温度上升。

该研究价值在于集成到区域供热网络中的大规模地埋管储热技术可以提高整个能源系统的灵活性,稳定性和效率。

论文表示对于利用可持续能源的区域供热系统,能源供给和需求之间可能存在季节性失衡,而跨季节性储热技术的使用可以对其进行优化。通过跨季节储热,可以有效地存储非供暖季节中丰富的热能,并将其用于冬季的建筑物供热,系统全年的能源效率可以大幅度提高。此外,当瞬时热量超过短期储热容量时,跨季节储热可以为短期储热提供充足的保障。因此,跨季节储热技术对于提高能量供给和传输的灵活性具有重要作用。

为了更深入开展大型跨季节地埋管储热技术(BTES)研究,作者在中国赤峰市建立了一个生活实验室。在该实验室中构建了50万立方米的储热空间,用于存储工业余热和太阳能的热量。本文介绍了系统的方案和设计过程,以及系统初次运行的结果。首先,文章讨论了影响大型地埋管储热系统的关键因素。然后搭建生活实验室作为实验平台,既可以用于长期的实验测试,也可用于实际的区域供热,同时该系统使用可调节的集成模式,通过每个子系统模块化设计增强系统的灵活性。

最后结果表明,根据首次储热周期的实验数据,总共存储了33458.6GJ的热能。平均土壤温度从10.0ºC增加到35.6ºC,中心区域温度升高到大约40.2ºC,储热区域外5m处的土壤温度约升高2ºC,储热区域外10m处未观察到明显的温度上升。研究人员认为将大规模地埋管储热技术集成到区域供热网络中,可以提高整个能源系统的灵活性、稳定性和效率。

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