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区域供热制冷网络中季节性钻孔热能储存的设计和优化集成
摘要。能够缩小夏季可再生能源发电和冬季供暖需求之间季节性差距的技术对于减少能源系统的二氧化碳排放至关重要。钻孔热能存储 (BTES) 系统提供了一种有吸引力的解决方案，其正确的尺寸对于其技术经济成功至关重要。大多数 BTES 设计研究要么采用详细的建模和仿真技术，这些技术不适合数值优化，要么使用明显简化的模型，不考虑操作变量的影响。本文提出了一种 BTES 建模方法和混合整数双线性规划公式，可以考虑季节性 BTES 温度波动对其容量、热损失、最大传热速率以及连接的热泵或冷却器的效率的影响。这使我们能够准确评估其在不同温度和不同操作模式（例如 BTES 直接排放或通过热泵）下运行的不同区域供热和制冷网络中的集成性能。考虑一个在电力的二氧化碳强度随季节变化的情况下使用空气源热泵的案例研究，研究了集成 BTES 和太阳能集热器的能源系统的最佳设计和运行。优化旨在最大限度地降低能源系统的年度成本和二氧化碳排放量，该优化适用于两种供热网络温度和五种代表性碳价。结果表明，最佳 BTES 设计在尺寸和运行条件方面都发生了变化，与基于标准空气源热泵的系统相比，排放量最多可减少 43%。
低焓热与建筑深钻孔热能储存
德国排放量，不包括土地利用、土地利用变化和林业，数据来源：UBA（2018 年）、2020 年气候保护行动计划（BMUB 2014 年）、2050 年气候保护计划（BMUB 2016 年）
用于储存工业余热的钻孔热能存储系统：性能评估和建模
钻孔储热系统利用附近的多个钻孔将能量直接储存在地下，热载体（通常是水）在钻孔中循环。到目前为止，以输送热量为目的的钻孔储热主要用于储存太阳能热能。然后，钻孔储热被纳入太阳能供暖系统，用于为单个住宅区供暖，以减少太阳辐射和供暖需求之间的季节性不匹配，并增加供暖系统中太阳能的比例。对于这种钻孔热存储应用，存储的能量可以通过太阳能集热器表面的大小来控制。然而，对于工业钻孔储热应用，可储存的能量取决于设施中可用的多余热量。此外，一个行业通常有几种耗能过程，由于操作随时间变化以及产生热量的不同质量，需要对哪些过程应集成到热回收系统中以及如何设计钻孔储热本身进行选择。此外，计算工业设施中可供储存的热量时，需要对储存过程中要包括的各个热流进行测量数据，这意味着，对于工业钻孔储热应用，这必须比用于太阳能储存的钻孔储热更加具体地进行，对于太阳能储存的钻孔储热，大多数位置都可以直接获得用于此计算的历史太阳辐射数据。