地下跨季节储热可以有效解决可再生能源系统在时间上、空间上和强度上的不匹配特性,近些年该技术发展越来越迅速,应用范围越来越广泛。然而,热量损失大、太阳能保证率低是其面临的最大技术难题,国内外已开始重视并加大此方面的研究,并通过高温大温差储热、增加保温层厚度和改变回填材料等措施来减小热量损失、提高太阳能保证率,但实际效果并不十分显著,且这些研究都集中在单储热源利用模式上,涉及多储热源复合利用研究的较少,特别是复合储热模式热量传递机理、耦合热作用特性及其储释热特性研究仍亟待加强。本研究将地埋管储热和水箱储热两种储热方式相结合,组成新型地下跨季节复合储热利用系统,研究多储热源复合利用效果。通过实验研究与模拟计算相结合,对系统耦合热作用特性、热扩散影响,以及温度场分布开展研究,同时对系统连续运行储释热特性进行分析,揭示系统多年运行过程储热体温度变化规律,完善跨季节储热系统热量传输机理和储释热特性理论,为工程应用提供指导依据。研究工作主要包括:将传统热水储热和地埋管储热两种储热方式相耦合,提出新型地下跨季节复合储热系统。从理论上分析了地下传热过程特点,建立了基于Fluent的复合储热系统三维非稳态数值计算模型,详细介绍了系统边界条件、网格划分以及初始条件。此外,建成了地下跨季节复合储热实验台,完成了系统储释热实验,通过将模拟数据与实验数据进行对比,验证了模型的准确性和精度,分析表明:所建模型可以用于分析和预测实际地下跨季节复合储热系统温度变化和演变规律。利用复合储热模型完成了储热、保温、释热和恢复四个阶段的模拟计算,研究了热量在土壤中的扩散情况,包括温变特性、作用半径、延迟特性,以及系统各运行阶段温度场的分布和变化,并通过与地埋管储热和水箱储热模式进行对比,获得了复合储热系统耦合热作用特性,揭示了系统热量传输机理及其演变规律,为完善地下跨季节复合储热系统的设计提供依据。在上述模型的基础上,对地下跨季节复合储热系统进行了多周期、长时间的运行模拟计算研究,分析了复合储热系统的出水温度变化、特征点温度变化、复合储热体温度场分布,以及存取率的变化规律,通过与地埋管储热和水箱储热模式相对比,分析了耦合储热体热扩散促进与抑制,揭示了系统长期运行过程中的储释热特性和效率变化,为实际工程应用提供理论参考依据。