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几种常见的太阳能跨季节储热供暖技术

【概要描述】   太阳能等可再生能源具有间歇性和不稳定性的特点,导致供需双方在时间、空间和强度上的错配和季节性,跨季节蓄热技术是解决这些问题的有效方法之一。但传统的季节间蓄热存在热损失大、系统效率低等问题。
    近年来,太阳能跨季节储热供暖技术在国内的应用越来越广泛。
    跨季节蓄热技术可以有效地解决能源供需的时间、空间错配问题,特别是与太阳能系统的不匹配,可以有效地避免间歇性太阳能的缺点,为农村供暖、煤炭清洁能源、区域能源供应提供了一条新的技术路线

几种常见的太阳能跨季节储热供暖技术

【概要描述】   太阳能等可再生能源具有间歇性和不稳定性的特点,导致供需双方在时间、空间和强度上的错配和季节性,跨季节蓄热技术是解决这些问题的有效方法之一。但传统的季节间蓄热存在热损失大、系统效率低等问题。
    近年来,太阳能跨季节储热供暖技术在国内的应用越来越广泛。
    跨季节蓄热技术可以有效地解决能源供需的时间、空间错配问题,特别是与太阳能系统的不匹配,可以有效地避免间歇性太阳能的缺点,为农村供暖、煤炭清洁能源、区域能源供应提供了一条新的技术路线

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    太阳能等可再生能源具有间歇性和不稳定性的特点,导致供需双方在时间、空间和强度上的错配和季节性,跨季节蓄热技术是解决这些问题的有效方法之一。但传统的季节间蓄热存在热损失大、系统效率低等问题。
    近年来,太阳能跨季节储热供暖技术在国内的应用越来越广泛。
    跨季节蓄热技术可以有效地解决能源供需的时间、空间错配问题,特别是与太阳能系统的不匹配,可以有效地避免间歇性太阳能的缺点,为农村供暖、煤炭清洁能源、区域能源供应提供了一条新的技术路线。
    自20世纪70年代末以来,欧洲和北美国家一直在努力推广各种太阳能跨季节蓄热技术,目前我国已有一些实际工程。介绍了几种常用的跨季节太阳能储热技术。
    大型储热水箱跨季节储热
    一、与其它蓄热技术相比,热水蓄热具有单位体积蓄热量大、流动性好、蓄热恢复快等特点。因此,水箱蓄热在许多大型季节性蓄热示范工程中得到了应用,在季节间太阳能蓄热系统中,热水蓄热装置通常是圆柱形的,这种结构有助于降低形状系数,从而减少热损失。
    二、地下含水层跨季节蓄热
    含水层主要为地下砂砾层和石灰岩层地下水,上下两层均为防渗层。
    在含水层蓄热装置中,需要安装一口冷水井和一口热水井。在夏季太阳能足够的时间内,获取储存在热水井中的太阳热能。在冬季,热水井的热水被泵入冷水井,以加热建筑物和生活热水。
    三、地埋管跨季节储热
    地下管道蓄热一般采用地下土壤蓄热。地下管道蓄热装置在距地面30-100米的竖井中设置单U形管或双U形管。在储热过程中,太阳能通过水等介质储存在土壤和岩石中。冬季供暖时,竖井旁土壤和岩石中的热量通过水和其他介质进行交换。
    由于土壤蓄热密度低,地埋管蓄热系统的土壤容积约为水箱蓄热系统的3ー5倍。埋地管道中的地热储存对地质要求较高,岩石和饱和土的地质类型适宜。
    四、岩石类跨季节储热
    岩石类储热的保温与水箱保温类似,需要在储热区域顶部和四周加装保温材料。在岩石类储热中常用的介质有鹅卵石、砾石、砂石、砖石等,岩石床与换热流体(水或空气)交换热量实现热量的储存和释放。由于能量密度低,岩石类储热系统体积约为水箱储热系统的3倍。
    五、人工含水层跨季节蓄热
    人工含水层储水库又称人工含水层储水库。热储存介质由砂砾和水组成。储存太阳热时,集热器内的热量通过嵌入在砾石中的热交换管与砾石水蓄热装置内的水和砾石进行交换。由于本发明不需要承重结构,所以成本低于热水蓄热装置。
    六、相变材料跨季节储热
    相变蓄热利用材料在相变过程中吸收和释放的热量实现蓄热,利用传热流体将太阳能收集系统收集的热量存储在相变蓄热系统中。国内外研究者已经尝试将季节间相变蓄热系统应用于农业温室和热泵系统中。
    七、热化学跨季节储热
    热化学蓄热蓄热密度高,在环境温度附近可实现长期蓄热无热损失,热化学吸附吸收反应温度带与太阳能中低温热利用温度带一致,特别适用于结构紧凑的建筑采暖和跨季节蓄热。与相变材料跨季节蓄热类似,热化学跨季节蓄热主要处于研究阶段。目前,国内外研究者对吸附/吸收热化学跨季节蓄热系统进行了广泛的研究。

 

跨季节储热 

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