Использование систем аккумулирования тепла в крупных водоемах может увеличить долю возобновляемых источников энергии в централизованных системах отопления. Большинство доступных на сегодняшний день моделей систем аккумулирования тепла основаны на численном моделировании и не имеют быстрых и точных аналитических моделей. В связи с этим в данном исследовании предлагается аналитическая модель, подходящая для крупных систем аккумулирования тепла в водоемах. Модель решается отдельно в водной и почвенной областях, а затем связывается через температуру боковых стенок и дна бассейна, а также пограничный тепловой поток. В анализе теплопередачи в водной среде предлагается «трехзонная» модель, разделяющая поперечное сечение на центральную, переходную и пограничную зоны. По сравнению с простой одномерной моделью, эта «трехзонная» модель учитывает горизонтальное движение воды, что повышает точность динамического моделирования температуры воды. В анализе теплопередачи в почве улучшена модель ограниченного цилиндрического источника, используемая в области геотермальных тепловых насосов, для применения в моделировании крупных систем аккумулирования тепла в водоемах. Затем аналитическая модель была проверена с использованием данных измерений за 10 лет проекта датского водоема объемом 60 000 м³. Средняя ошибка температуры воды в верхней, верхне-средней, средней, нижне-средней и нижней частях составляла соответственно 0,233 %, 0,44 %, 0,445 %, 0,316 % и 1,27 %, все менее 1,5 %, что свидетельствует о высокой точности и надежности аналитической модели.

межсезонное хранение тепла;крупномасштабные системы хранения тепла в водоемах;численные модели;аналитические модели