A utilização de sistemas de armazenamento de calor em tanques de grande escala pode aumentar a proporção de energias renováveis nos sistemas de aquecimento centralizado. Atualmente, os modelos disponíveis para sistemas de armazenamento térmico em tanques baseiam-se principalmente na modelagem numérica, carecendo de modelos analíticos ou semi-analíticos que possam ser calculados rapidamente e com precisão. Com base nisso, este estudo propõe um modelo semi-analítico adequado para grandes corpos de água de armazenamento térmico. O modelo é resolvido separadamente nos domínios da água e do solo, e depois acoplado através da temperatura das paredes laterais e do fundo do tanque, bem como pelo fluxo de calor na fronteira. Na análise da transferência de calor na água, propõe-se um modelo de "três zonas", que divide a seção transversal em zona central, zona de transição e zona de borda; em comparação com o modelo unidimensional simples, o modelo de três zonas incorpora o fluxo horizontal da água, tornando a simulação dinâmica da temperatura da água mais precisa. Na análise da transferência de calor no solo, foi aprimorado o modelo de fonte cilíndrica finita usado no campo das bombas de calor geotérmicas para torná-lo adequado à modelagem de sistemas de armazenamento térmico em tanques de grande escala. Em seguida, o modelo analítico foi validado com dados medidos ao longo de 10 anos do projeto dinamarquês de armazenamento térmico em tanque de 60.000 m³, constatando-se que o erro médio da temperatura da água nas posições superior, médio-superior, médio, médio-inferior e inferior foi de 0,233%, 0,44%, 0,445%, 0,316% e 1,27%, respectivamente, todos inferiores a 1,5%, indicando alta precisão e confiabilidade do modelo semi-analítico.

armazenamento térmico sazonal; sistema de armazenamento térmico em tanques de grande escala; modelos numéricos; modelo analítico