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北極星售電網訊:西藏仲巴縣大型太陽能跨季節蓄熱採暖項目於2019年11月投運，河北張家口礬山鎮黃帝城太陽能跨季節儲熱試驗示範項目即將開建……近年來，太陽能跨季節儲熱供暖技術在國內的應用愈加廣泛。
跨季節儲熱技術可以有效解決能源供需在時間、空間上的不匹配，特別是搭配太陽能系統，可以有效避免太陽能的間歇性缺點，為農村採暖、煤改清潔能源、區域能源供給提供新的技術路線。
根據儲熱介質，常見的跨季節儲熱技術可分為潛熱儲熱、顯熱儲熱和熱化學儲熱，自上世紀七十年代末，歐洲和北美各國便開始嘗試推廣各類太陽能跨季節儲熱技術，目前國內也已有實際項目實踐，本文就幾種常見的跨季節太陽能儲熱供暖技術進行介紹。
跨季節蓄熱裝置的基本類型
01
大型儲熱水箱跨季節儲熱
與其他幾種儲熱技術相比，熱水蓄熱具有單位體積熱容量大、流動性好，存取熱量較為快捷的特點，因此，水箱儲熱在很多大規模季節儲熱示範項目中實現了應用，在跨季節太陽能儲熱系統中，熱水蓄熱裝置一般為圓柱形，這種結構有助於減小形體系數，以減小熱損失，水箱的溫度分層和外層保溫材料是水箱儲熱研究的重點。
02
地下含水層跨季節儲熱
含水層主要包含地下水的地下沙土、礫石、石灰岩層等，上下兩層為不透水層。地下含水層跨季節儲熱系統造價較低，但對地質條件要求較高，是跨季節儲熱技術的研究熱點之一。
在含水層蓄熱裝置中，需要安裝冷水井和熱水井各一口。在夏季太陽能充足的時候，將獲取的太陽熱能儲存在熱水井中。在冬季，通過抽取熱水井中的熱水給建築物供暖和生活熱水用熱，然後將提取完熱量後的水灌入冷水井中。
03
地埋管跨季節儲熱
埋管儲熱一般利用地下土壤儲存熱量，地埋管蓄熱裝置是在打入地面以下30-100m的豎井內設置單U形管或雙U形管，在蓄熱過程中，將太陽熱能通過水等介質儲存在土壤和岩石中，到冬季供暖時，再通過水等介質將豎井旁邊土壤和岩石中的熱量交換出來。
由於土壤儲熱密度較低，地埋管儲熱系統土壤體積約為水箱儲熱系統的3～5倍。地埋管儲熱對地質要求較高，岩石和飽和水土壤地質類型較為適宜。
04
岩石類跨季節儲熱
岩石類儲熱的保溫與水箱保溫類似，需要在儲熱區域頂部和四周加裝保溫材料。在岩石類儲熱中常用的介質有鵝卵石、礫石、砂石、磚石等，岩石床與換熱流體（水或空氣）交換熱量實現熱量的儲存和釋放。由於能量密度低，岩石類儲熱系統體積約為水箱儲熱系統的3倍。
05
人工含水層跨季節儲熱
礫石-水蓄熱也稱為人工含水層蓄熱，蓄熱介質由礫石和水組成。在儲存太陽熱能時，集熱裝置中的熱量通過預埋在礫石中的熱交換管與礫石-水蓄熱裝置中的水和礫石進行換熱。因該蓄熱裝置不需要建設承重結構，造價相對於熱水蓄熱裝置要低。
06
相變材料跨季節儲熱
相變儲熱利用材料在相變過程中吸收和釋放的熱量實現熱能存儲，對於跨季節大規模儲熱方式，可利用換熱流體將太陽能集熱系統收集的熱量儲存於相變儲熱系統中。在國內外研究中，科研人員已經嘗試將跨季節相變儲熱系統應用於農業溫室和熱泵系統中。
07
熱化學跨季節儲熱
熱化學儲熱具有較高的儲熱密度，並且能夠實現在接近環境溫度下長期無熱損儲熱，而其中熱化學吸附和吸收反應溫區與太陽能中低溫熱利用溫區相一致，尤其適用於建築採暖、結構緊湊的跨季節儲熱，與相變材料跨季節儲熱類似，熱化學跨季節儲熱主要處於研究階段，目前針對吸附/吸收熱化學跨季節儲熱系統，國內外研究學者已經展開了廣泛的研究。
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