以兩根同心圓管道作為輸熱管，外管的端部封閉。在蓄熱階段，載熱介質(水)從分配管進入內管並從外管流出，形成一個閉合環路，把熱量傳給土壤並儲存起來。
基本介紹
- 中文名：土壤蓄熱
- 外文名：Soil heat storage
- 優點：熱效率高
- 套用：太陽能土壤蓄熱
- 所用土壤：乾土、濕土
- 所屬學科：傳熱學
原理,土壤蓄熱的土壤,套用,
原理
以兩根同心圓管道作為輸熱管，外管的端部封閉。在蓄熱階段，載熱介質(水)從分配管進入內管並從外管流出，形成一個閉合環路，把熱量傳給土壤並儲存起來。在提熱時，管中的水流方向相反口為了減少熱損失，地面鋪設一定厚度的聚苯乙烯泡沫隔熱層。為了保證傳熱性能，外管與其周圍的土壤之間應有良好的接觸。為了達到土壤內溫度分層的效果，應使載熱介質在管內保持低流速(約為幾毫米每秒)。
實踐表明，土壤蓄熱庫熱效率可達75%以上，是目前成本最低的季節性蓄熱庫。
土壤蓄熱的土壤
用於蓄熱的土壤可以是乾土、濕土。
1、乾土的特點在於其熱導率很低，因此可以減少蓄熱庫底部和側面的熱損失，並有助於縮小蓄熱區域。當然，在蓄熱區域的範圍內進行適當的保溫，還可以減少蓄熱庫頂部的熱流損失。然而，由於其熱導率很低，使得夏季能夠進入蓄熱介質的熱量以及冬季能夠從蓄熱介質提取的熱量也都受到了限制。
此外，蓄熱能力還取決於土壤深度，對於長期儲存，厚度以10~15m為宜。傳熱介質可以是水或空氣，當用空氣做傳熱介質時，需要較大直徑的同心套管。
2、濕土層蓄熱與乾土層蓄熱類似，不同的是濕土的熱容和熱導率比干土大，有利於蓄熱。但熱導率大易導致漏熱量增大。其漏熱有兩種方式：一種是熱傳導，另一種是水的質量擴散，即蒸發一冷凝相變傳熱。在濕土熱庫周圍增設不透水的防滲層可以降低這種熱損失。與乾土層蓄熱相比，濕土層蓄熱要求有更厚的隔熱層，以防止傳熱漏熱。除了用水作為傳熱介質外，還可以用蒸汽作為傳熱介質。
套用
利用土壤蓄熱的太陽能蓄熱系統，具有蓄熱能力大、熱損失較小的優點，它可以將太陽能集熱器所獲得的熱量儲存在土壤中，為住宅提供全年的生活用熱水。經濟分析表明，這種系統目前可與電加熱的系統相競爭，而在開發中國家，則可與用常規燃料供暖的系統相競爭。土壤蓄熱太陽能供暖系統的年度成本僅為電加熱系統的1/3左右；為常規太陽能供暖系統的2/3左右。因此，從長遠的觀點來看，地下土壤蓄熱被認為是跨季度長期蓄熱的最有前途的方式之一。
