يمكن أن يؤدي استخدام أنظمة تخزين الحرارة في البرك ذات الحجم الكبير إلى زيادة نسبة مصادر الطاقة المتجددة في أنظمة التدفئة المركزية. النماذج المتاحة حالياً لأنظمة تخزين الحرارة في البرك تعتمد في الغالب على النمذجة العددية، وتفتقر إلى نماذج تحليلية أو شبه تحليلية يمكن حسابها بسرعة وبدقة. بناءً على ذلك، تقترح هذه الدراسة نموذجًا شبه تحليلي يناسب خزانات تخزين الحرارة ذات الحجم الكبير. يتم حل النموذج بشكل منفصل في مجال المياه والتربة، ثم يتم ربطهما عبر درجة حرارة جدران البركة الجانبية والقاعية وتدفق الحرارة على الحدود. في تحليل انتقال الحرارة في المياه، تم اقتراح نموذج "المناطق الثلاث" الذي يقسم المقطع العرضي إلى منطقة مركزية، ومنطقة انتقالية، ومنطقة حافة، مقارنة مع النموذج الأحادي البعد البسيط، يأخذ نموذج المناطق الثلاث في الاعتبار التيار الأفقي للمياه، مما يجعل محاكاة دينامية درجة حرارة المياه أكثر دقة. في تحليل انتقال الحرارة في التربة، تم تحسين نموذج المصدر الأسطواني المحدود المستخدم في مجال مضخات الحرارة الأرضية ليكون ملائمًا لنمذجة أنظمة تخزين الحرارة في البرك الكبيرة. بعد ذلك، تم التحقق من صحة النموذج التحليلي باستخدام بيانات قياس فعلية لمدة 10 سنوات من مشروع تخزين الحرارة في بركة دنماركية بحجم 60,000 متر مكعب، ووجد أن متوسط خطأ درجة حرارة المياه عند المواقع العليا، العليا-الوسطى، الوسطى، السفلى-الوسطى، والقاع كانت على التوالي 0.233٪، 0.44٪، 0.445٪، 0.316٪، و1.27٪، وجميعها أقل من 1.5٪، مما يدل على دقة وموثوقية عالية للنموذج شبه التحليلي.

تخزين الحرارة عبر المواسم; أنظمة تخزين الحرارة في البرك ذات الحجم الكبير; النماذج العددية; النماذج التحليلية