人类对能源需求的不断增长和现有能源资源日趋减少之间形成矛盾。能源的消耗量目前已成为衡量人民生活水平的标准。煤、石油、天然气的利用,使人类社会有了飞速的发展。但这些不可再生能源贮量有限,当代社会已开始出现“能源危机”的前兆。面对能源危机的困局,人类开展了一系列能源创新革命,广泛应用新能源、储存新能源成为近年来的研究热点。人类对可再生能源的利用,已经开始成为人类社会发展的新动力。本文重点研究太阳能跨季节蓄热系统,以埋于地下的水箱中的水为显热储能材料,利用CFD软件,建立水箱和包围水箱的土壤的耦合换热模型。从水箱散热量和其储水容积相互制约的角度出发,选取水箱形状为正漏斗状结构。研究重点是水箱侧壁面倾角对水箱整体储热性能的影响。基于非稳态自然对流换热模型,对水箱埋深、保温层厚度、蓄热季度中水箱平均温度变化等进行了数值模拟研究。通过模拟研究,探讨了水箱内自然对流强度与水箱倾角的关系,确立了最佳水箱壁面倾角。考察了水箱的储热能力受水箱土壤埋深的影响,发现水箱埋深的影响程度与土壤类型有关。计算结果表明,一个蓄热季度储热水箱所储存的热量,可提供一座建筑面积5000m~2的宿舍楼实现冬季供暖50天(采用挂暖)甚至于80天(采用地暖)。还发现在水箱的取热过程中,热量大部分来自水箱中的热水,但是还有一小部分热量来自于水箱周围土壤的反向传热。