《Sustainability》：Optimization of Road Solar Thermal Collectors Coupled to Borehole Thermal Energy Storage for Annual Climatization of a Multiplex Cinema in Italy: An Energy and Economic Analysis
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欧盟通过绿色协议政策设定了到2050年实现净零排放、2040年减排90%的雄心目标。一项前景广阔的解决方案是采用以低温运行的第五代区域供热网络（5GDHN），其从多样化热源（能源岩土结构、沥青路面太阳能热收集器、工业废热及建筑制冷机组废热）收集并分配热量。该系
欧盟通过绿色协议政策设定了到2050年实现净零排放、2040年减排90%的雄心目标。一项前景广阔的解决方案是采用以低温运行的第五代区域供热网络（5GDHN），其从多样化热源（能源岩土结构、沥青路面太阳能热收集器、工业废热及建筑制冷机组废热）收集并分配热量。该系统设计允许主要在夏季将热量储存于地下，并通过管道在冬季分配。作为REHEAT项目的一部分，研究人员基于TRNSYS软件开发了仿真模型，集成安装于停车场沥青路面下方的太阳能热收集器作为热能来源，并耦合钻孔储热（BTES）系统，以满足意大利北部一座多厅影院的供冷供热需求。研究对该系统进行了优化，报告了月度与年度的能量平衡及系统效率数据。结果表明，相较于传统供冷供热系统，该系统可实现显著节能（非可再生一次能源降低50.6%），CO2排放削减更达63.2%。经济分析从运行成本及计入投资成本两方面均呈正向结果，凸显了5GDHN作为城市能源可持续解决方案在真实案例中的潜力，这也是本研究的主要创新点。
研究背景方面，欧盟建筑供热占整体能耗约30%、温室气体排放约35%，实现2050年净零目标亟需低碳方案。前几代区域供热网络（DHN）依赖化石能源且运行温度高（60–200°C），热损失大；第四、五代系统（4GDHN/5GDHN）引入低温热源（如太阳能道路热收集器、能源岩土结构、空调及工业废热）与低焓地热，并借助混合换热站与水源热泵协同供冷供热。季节储热（STES）是5GDHN关键使能组件，其中钻孔储热（BTES）采用高密度闭式钻孔换热器（BHE）阵列跨季调峰。道路热能收集器（RTC）利用沥青高吸热与热容特性采能，过往多聚焦寒区融冰，其在地中海气候建筑供暖及缓解城市热岛（UHI）的潜力研究较少。REHEAT项目由帕多瓦大学Levi Cases交叉学科中心资助，旨在评估含本地储热与RTC的小型5GDHN技术经济与法规可行性；本研究以意大利东北部某多厅影院（配约4000 m2露天停车场）为真实案例，用TRNSYS 18建立首例RTC+BTES耦合满足非住宅建筑全年冷热负荷的仿真模型，兼具能源与经济双维度分析创新。
关键技术方法上，研究人员选取威尼斯气象数据，将影院（7放映厅+门厅等）作单一热区，动态仿真得年供热462.5 MWh、供冷214.9 MWh；在TRNSYS中搭建建筑模块与四回路空调厂（水箱—用户、空调—水箱、BTES—空调、RTC—BTES），水源热泵/冷机（HP/C）经Type 1323模拟，BTES用Type 548建85个双U型BHE（深66 m、孔距2.5 m三角布置），RTC用Type 993以辐射板模型嵌于60×60 m沥青（管深4 cm、总长7280 m）；控制策略含水箱滞环控温（供热43–45°C、供冷9–7°C）、BTES出口≥7°C防冻、RTC泵启停温差≥2°C；仿真先行2年RTC预充热再跑3年运行期，共5年。
研究结果部分，月度能量分析中，1月供热峰值494.1 kW、7月供冷峰值754.8 kW，峰值冷荷更大致HP/C按冷峰选型，储热水箱起削峰作用；供热季水箱均温39.8–42°C，7–8月供冷水箱8.7–12.9°C。HP/C回路显示供热季向水箱输热1月最高约101.0 MWh，供冷季向BTES排热8月最高90.9 MWh；平均COP约4.9、EER约3.4。BTES回路中，冬季作蒸发器源侧温高于环境，夏季作冷凝器汇侧因排热多致升温、削弱冷机性能；年BTES提取351.2 MWh、冷机注热267.1 MWh、RTC注热103.9 MWh、总注入371.0 MWh、净平衡+19.8 MWh。RTC效率分运行效率（活跃泵期采能/辐照）5月最高45.9%，系统效率（总采能/总辐照）6月最高4.5%，低于地中海试点13.3%因冷机同步注热抬升BTES温压。与参照系统（燃气锅炉+空气-水冷机）比，年非可再生一次能由609.4降至300.8 MWh（省50.6%），运行费由74.54降至46.27 k�（省37.9%），CO2由109降至40.1 t（省63.2%）。20年周期中，一次能12187降至6015 MWh，CO2 2179.7降至802.1 t（省63.2%）；计2%利率总投资BTES+RTC方案1311.5 k�低于基准1370.1 k�，运行费由1370.1降至756.6 k�。
讨论与结论翻译：本研究呈交了基于TRNSYS评估威尼斯气候下非住宅建筑回收道路热收集器低温热与冷机冷凝热的首次仿真结果。HP/C年COP 4.8、EER 3.4；BTES注入热以夏季冷机冷凝热为主；年BTES热不平衡率约5.3%，支撑钻孔场长期热持续与稳定。除能源与环境效益（分别降50.6%与63.2%）外，经济端因运行费大幅降低（20年756.6对1370.1 k�）使BTES+RTC略优于传统HVAC。结果限于本案例，气候差异将影响RTC与BTES设计，经济随规模变；未来需在TRNSYS内优化构型与控制以提升采能。发现可为5GDHN实施提供参考，助REHEAT项目推广可再生能源，论文发表于《Sustainability》。
