相变蓄热球对水箱热分层特性影响的实验研究

相变蓄热技术是提高太阳能利用效率的重要途径之一。本文基于三水合醋酸钠,搭建了一套相变蓄热水箱实验系统,在初始水温为80℃、进水温度为5℃的工况下,测试得到了水箱的热力学特性,并基于水箱内各温度点随无量纲时间的变化,采用填充效率和混合数分析法,分析了相变蓄热水箱的热分层特性。实验结果表明:当水箱温度为80℃时,普通水箱和相变蓄热水箱的能量分别为18.81 MJ和19.34 MJ。进口体积流量相同时,相变蓄热球越靠近水箱进口,水箱的热分层效果越好。普通水箱的热分层效果要强于相变蓄热球在第1、2和3层时,但弱于相变蓄热球在第4层时。当进口体积流量为9 L/min、t^*=1时,相变蓄热球在第1层和第4层时的填充效率分别为0.497和0.581,而普通水箱的填充效率为0.573。随着进水流量的增大,水箱内混合程度升高,斜温层厚度变大,水箱分层效果下降。当进口体积流量大于7 L/min且相变蓄热球位于底部时,相变蓄热水箱的热分层特性最佳。     

相变蓄热水箱分层特性的实验研究

本文基于三水合醋酸钠,搭建了一套相变蓄热水箱实验系统,在初始水温为80℃、进水温度为5℃的工况下,测试得到了水箱的热力学特性,并采用填充效率分析法以及火用效率分析法,在进水体积流量分别为1、3、5、7、9 L/min时,分析了相变蓄热水箱的热分层特性。结果表明,当水箱温度为80℃时,普通水箱、相变蓄热球PCM48水箱、相变蓄热球PCM58水箱的热能分别为18. 81、19. 34、19. 07 MJ。进口体积流量相同时,相变蓄热球越靠近水箱进口,水箱的热分层效果越好。随着进水体积流量的增大,分层效果下降。不同水箱的理查森数Ri在t^*=0. 5达到最大值,Ri随相变蓄热球位置的降低而减小,PCM48和PCM58在第4层时的Ri分别为7. 569和7. 781,而在第1层时的Ri分别减小为7. 03和7. 145,表明水箱热分层的程度随着相变蓄热球位置的升高而降低。     

具有相变蓄热材料的储热水箱的热效率研究

储热水箱是太阳能热利用系统中必不可少的部件。本文提出了一种通过加入相变蓄热材料改善储热水箱热分层特性并提高水箱效率的方案,在进口流量为1 L/min、3 L/min、5 L/min、7 L/min和9 L/min工况下,通过实验测得了水箱的热特性。实验结果表明,在3 L/min的进口流量下,水箱热效率最高,并且在流量小于1 L/min和大于7 L/min时,相变蓄热材料的加入能够提高水箱的热效率。     

多孔进水结构对蓄热水箱热特性的影响

蓄热技术是太阳能光热利用的重要组成部分,而以水作为蓄热介质的中低温蓄热技术是太阳能热利用系统中的关键技术之一。本文设计了一种新型多孔进口均流器,并在初始水温为70℃、进水温度为10℃,不同进口体积流量(1、2、3、4、5、6 L/min)下,应用理查德森数分析法、混合数分析法及填充效率分析法,与直接进水口结构水箱和三层孔板结构水箱的热特性进行对比实验。结果表明:随着进水流量的增加,直接进水口结构水箱和三层孔板结构水箱的填充效率减小,而均流器结构水箱的填充效率先增大后减小。当进口体积流量为6 L/min时,直接进水口结构水箱、三层孔板结构水箱和均流器结构水箱的理查德森数分别为6、4×10~4和4×10~6,填充效率分别为0.534 93、0.584 93和0.814 05,混合数分别为0.531 54, 0.309 23和0.039 71。表明均流器可以更好地降低水箱内冷热水的混合程度,提高水箱的热分层效率。     

热水/电能一体化相变蓄热水箱的设计

研制了含有球形相变单元体的相变蓄热水箱.与传统蓄热水箱相比,热水/电能一体化相变蓄热水箱既能利用显热蓄热,又能利用潜热蓄热,提高了水箱蓄热效率,在相同热需求的情况下能缩小水箱体积,减小水箱制作成本,并节省建筑空间.通过选取不同的相变材料,在不同的热能储存领域均能得到有效利用.     

一种相变蓄热材料及其蓄热热回收的实验研究

开发了一种熔点为55℃的新型蓄热材料,基于包含相变蓄热与水蓄热的复合蓄热热回收空调实验系统,对新型材料的蓄热性能进行了实验;实验表明,采用新型相变材料后复合蓄热器可以有效回收冷凝热达19.6%以上,并可持续制取温度在45℃以上的生活热水,满足日常需求。     

相变蓄热型空气源热泵系统的模拟

为提高空气源热泵系统的低温适应性,将相变蓄热技术与空气源热泵结合,实现白天蓄热、夜晚放热的运行模式。本文通过模拟研究了相变蓄热型空气源热泵系统的蓄放热特性和应用多级相变材料对系统的影响。结果表明：系统蓄热量随时间线性增大,380 min时达到18.94 kW·h,平均COP为2.51;系统放热量先随时间线性增大,随后增大速率有所减缓,180 min时达到13.58 kW·h。放热过程进口水温为35℃时,系统经过6次蓄放热循环后达到稳定运行状态,蓄放热效率为99.06%。相比单级PCM,应用三级PCM的系统蓄热时间缩短9.60%,COP提高3.97%,总■效率提高4.84%,其中降低过冷区PCM熔点对提高系统性能起到关键作用。     

太阳能热水相变炕在不同地区的适宜性分析

提出一种太阳能热水相变炕的新型供暖系统,系统无需设置水箱,仅使用炕板与相变材料作为蓄热装置,可有效提高供暖效率。通过在Fluent数值模拟平台中添加自定义程序,建立了相变炕的三维非稳态传热模型,研究了其在不同地区的适宜性。结果表明,在设定工况下哈尔滨、北京和银川的太阳热水相变炕的太阳能贡献率分别可达到49.9%、70.1%和76.5%。炕体基本保证了人体在进行睡眠活动时的夜晚炕面温度的舒适性。证明了太阳能热水相变炕在我国北方多地区均具有良好的效果。     

无机盐/陶瓷基复合蓄热材料高温稳定性的研究

通过理论分析和XRD、DSC及传统热分析等实验手段研究了新型无机盐/陶瓷基复合蓄热材料的高温稳定性。结果表明,相变材料Na2SO4在1000℃高温下具有热力学稳定性,适合作为复合材料的相变介质;Na2SO4/SiO2复合蓄热材料具有良好的高温热稳定性,经100次热循环后,其热失重率低于1.26%、潜热值降低约6.19%、相变温度基本保持恒定,且熔化-凝固特性和热震稳定性良好。Na2SO4/SiO2复合材料适合作为工业炉高温蓄热器储能用蓄热材料。     

多角度肋片强化相变材料换热仿真分析

目的 针对太阳能热利用领域中相变材料的封装结构提出圆柱体相变蓄热棒,并设计多角度肋片以加快相变材料融化速率。方法 采用CFD仿真技术,分析不同形状肋片对蓄热棒中相变材料融化特性的影响,计算各模型相变材料的融化时间、温度响应速率和平均传热系数。结果 在800 W/m²的热流边界条件下,无肋片蓄热棒的相变材料完全融化需要2 813 s,设计的12组肋片中Tra–45模型性能最优,相变材料的融化时间比无肋片对照组的缩短了5.4%;Tra–45模型中相变材料温度分布集中,且最高温度上升了6 ℃,Tra–45模型的温度响应速率较对照组的提升了5%;Tra–45模型的平均换热系数达到9.97 W/(m².K),较对照组的提升了2.8%。结论 蓄热棒内增加梯形45°肋片后,相变材料融化速率加快,蓄热棒内温度分布均匀。同时,相变材料的温度响应速率提高,平均换热系数显著增加,可满足频繁充放热的需求。     

Advantages of a Combined System for Metering and Regulating Heat Consumption

Advantages are considered for a combined system for metering and regulating heat consumption, and data are given on the reduction in heat consumption without deterioration in conditions in such a system.     

空气热交换器的适用性分析

为了分析空气热交换器的节能效果及适用性,在对已有的显热和全热热交换器进行性能检测的同时,也对室外空气的温湿度进行测量,以便计算空调运行时间内新风的能耗。分析结果表明,全热空气热交换器回收排风余热的能力是显热空气热交换器的4倍左右。     

Advantages of the New VKT-7 Heat Calculator

Development data are given for an energy-independent (battery-powered) calculator for heat meters for use in open and closed water-based heat supply. Technical characteristics are given together with uses and also methods of monitoring heat consumption conditions and data processing for abnormal situations.     

Specific Heat Measurements by a Thermal Relaxation Method: Influence of Convection and Conduction

This paper involves the well-known thermal relaxation method for measurement of the specific heat (c) of thin solid samples. Although this method was applied successfully in recent years for the characterization of different materials, in this work some aspects that must be taken into account in order to avoid problems based on satisfying the required experimental conditions of heat flux imposed by the physical model used for data analysis and processing will be discussed. For this purpose, for a given experimental geometry, the heat diffusion equation will be solved in order to obtain the sample’s requirements for reliable measurements of c, regarding its thickness and thermal conductivity. An experimental device is described that can be used for the study of the influence of heat dissipation by convection on the method. A computer simulation was performed for comparing the simple model with one that takes to in account the gradient of temperature inside the sample. The results of measurements are presented.Paper presented at the Seventeenth European Conference on Thermophysical Properties, September 5–8, 2005, Bratislava, Slovak Republic.Part of this work was performed when the author was at Universidad de La Habana, Facultad de Física, San Lázaro y L, Vedado 10400, La Habana, Cuba.     

用于CPU冷却的集成热管散热器

提出了将立体蒸汽腔和热管两相传热结合,用于CPU冷却的集成热管散热器新概念,并对设计出的集成热管散热器的传热性能和整体的均温性进行了试验研究.试验结果表明,未优化的集成热管散热器的热阻在0.14℃/W～0.2℃/W之间,且整个散热器具有均匀的温度分布.与当前的热管散热器相比,这种结构的集成热管散热器具有散热效率高、结构紧凑、接触热阻小、重量轻、成本低等特点,可以满足未来大功率CPU散热的要求.     

不同热泵空调技术的对比

介绍了热泵技术的原理及分类,分别对空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵、太阳能热泵空调系统的运行原理、特点、存在的问题及改进方法进行了分析;总结对比了这四种空调方式的优缺点,为不同地区选用热泵空调机组提供了参考依据。结论指出,通过合理热泵空调形式的应用,可以大大节约空调能耗,为我国节能减排工作做出重大贡献。     

倾角与冷却水温度对新型闭式重力热管换热器传热性能影响

本文以丙酮为工作流体,设计了一套新型重力热管换热器,该装置由五根底部连通的垂直蒸发管共用一根水平同心套管冷凝管构成。采用理论和实验相结合的研究方法,分析了装置的传热性能,并对其结构参数进行优化。研究了当倾斜角度为15°~90°、操作温度为40~80℃、冷却水温度为10~30℃时装置的传热性能。结果表明:新型重力热管换热器具有良好的等温性能及操作稳定性;当充液率为15%、倾斜角度为60°、冷却水温度为30℃时,换热器达到最佳工作状态;最大传热量可达1 700 W左右,此时平均热阻为0.042℃/W。     

地源热泵变热流线源模型介绍与仿真计算

传统的地源热泵常热流线源模型在建模时忽略了诸多因素，在应用上还存在局限性。通过考虑在变热流情况下的传热，在传统的常热流线源模型上发展出了一种改进的变热流线源模型，从而扩展了线源模型的应用范围。     

相变喷雾冷却技术的研究进展

论述了中国国内外近年来喷雾冷却技术在沸腾区相变换热的研究进展,并对影响沸腾区喷雾冷却换热性能的喷雾特性及外部特性作了总结.沸腾区的研究包括实验研究和理论及数值研究两部分内容.实验研究主要分为两方面:一是对整体换热性能的研究;二是针对临界热流密度(CHF)的研究;理论及数值研究主要集中在对液膜分布、气泡生长及二次成核等过...     

中等功率条件下提高齿轮减速器的热效率研究

热功率是选用齿轮减速器时需要考虑的重要性能指标,热功率的大小决定了齿轮减速器在热平衡温度下工作的功率利用率。提高热功率有利于高齿轮减速器的工作效率,减少能源的浪费。推导了单级齿轮减速器试验台的效率计算公式,用试验方法对减速器的热功率进行了测算,开发了具有良好散热效果的板块式和列管式散热装置,在此基础上,从齿轮减速器设计、制造和润滑等方面分析了提高齿轮减速器热功率的措施。