Der Einsatz großflächiger Wärme­speichersysteme in Teichen kann den Anteil erneuerbarer Energien in zentralen Heizsystemen erhöhen. Die derzeit verfügbaren Modelle für Teichwärmespeichersysteme basieren meist auf numerischer Modellierung und es fehlen schnell berechenbare und genaue analytische oder halb-analytische Modelle. Vor diesem Hintergrund wird in dieser Studie ein halb-analytisches Modell vorgeschlagen, das für großflächige Wärmespeichergewässer geeignet ist. Das Modell wird getrennt im Wasser- und Bodenbereich gelöst und dann über die Temperatur der Seiten- und Bodenwände des Teichs sowie den Randwärmestrom gekoppelt. Bei der Wärmeübertragungsanalyse im Wasser wird ein „Drei-Zonen“-Modell vorgeschlagen, das den Querschnitt in Zentralzone, Übergangszone und Randzone unterteilt. Im Vergleich zu einfachen eindimensionalen Modellen berücksichtigt dieses „Drei-Zonen“-Modell den horizontalen Wasserfluss und ermöglicht eine genauere dynamische Simulation der Wassertemperatur. Bei der Wärmeübertragungsanalyse im Boden wurde das in der Geothermie verwendete Modell der endlichen Zylinderquelle verbessert, um es für das Modellieren großflächiger Teichwärmespeichersysteme anzupassen. Anschließend wurde das analytische Modell mit 10 Jahren gemessener Daten des dänischen Speichersees mit 60.000 m³ validiert. Die mittleren Fehler der Wassertemperatur an den Positionen oben, oben-mitte, mitte, unten-mitte und unten betrugen jeweils 0,233 %, 0,44 %, 0,445 %, 0,316 % und 1,27 %, alle unter 1,5 %, was auf eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit des halb-analytischen Modells hinweist.

saisonale Wärmespeicherung; großflächige Teichwärmespeichersysteme; numerische Modelle; analytische Modelle