相变蓄热材料对蓄热水箱分层特性的影响

为了研究相变蓄热材料对水箱热力学特性的影响,提出采用中低温相变材料三水合醋酸钠作为蓄热材料的立式太阳能相变蓄热水箱,研究在初始水温80℃、进水温度5℃的工况下的相变蓄热水箱的热力学特性,并基于ANSYS软件,建立了该水箱的数学模型,得到了释热过程中蓄热水箱的温度分布图.采用理查德森数分析法、混合数分析法以及填充效率分析...     

水-相变材料复合蓄热装置的充放热特性研究

研究了一种新型的水-相变材料复合蓄热装置,在水箱的上部添加少量相变材料,设置2个均流孔板将水箱分为高温段、低温段和过渡段,并对其蓄热特性进行了试验研究,分析了充热、放热过程中水箱内的温度分布,以及相关因素的影响.试验测试表明:(1) 水-相变材料复合水箱在充热和放热过程中,均存在着明显的温度分层;(2) 对于充热过程,流量越小,充热温度越稿,分层效果越明显;(3) 对于取热过程,相变材料能有效提高较高温度热水的供应量.     

螺旋凹槽相变球蓄热效率仿真与研究

为了提高蓄热装置内蓄热球的蓄热效率,该文设计了一种表面有螺旋凹槽的蓄热球,用ICEM CFD建立了三维模型并进行网格划分,在fluent中分别仿真了一种基于凹槽蓄热球和光滑蓄热球的相变储热水箱在初始温度308 K、入口流速0.1 m/s、入口温度363K和初始温度308 K、入口流速0.15 m/s、入口温度363 K两种工况下的蓄热过程,得到了蓄热过程中相变材料(PCM)温度和液相率随时间的变化曲线以及液相率的分布云图,截取了蓄热过程中某一时刻的水流速度矢量图.研究结果得出:与光滑蓄热球相比,螺旋凹槽蓄热球的凹槽结构既增加了PCM与热媒体的热交换面积,又增强了蓄热箱内的对流传热,提高了换热效率,避免了热量的流失.对整个蓄热箱而言,大大减少了蓄热时间,提高了蓄热箱的蓄热效率.     

热泵空调系统中相变蓄热特性及系统性能试验研究

将相变蓄热装置与空气源热泵空调系统进行结合,主要研究在部分冷凝热回收模式下,相变蓄热箱中分别采用单一相变材料(纯石蜡)和复合相变材料(纯石蜡/泡沫铜)进行冷凝热回收的试验。通过试验数据比较加入促进导热材料前后蓄热材料在进行部分冷凝热回收时的蓄热温变速率,以及系统的吸排气压力、制冷能效比、综合能效系数等系统参数的改善情况。结果表明:空气源热泵空调系统在部分冷凝热回收模式下,复合相变材料与单一相变材料相比,蓄热速率提升了6.5%,温差减少了44.1%,温度分布更为均匀;系统性能中,制冷性能系数(EER)提升4.1%,综合能效系数(COPt)提升30.5%,各项指数在复合相变材料蓄热系统中均有提升。试验数据和结论为复合相变材料蓄热的推广及进一步研究提供参考。     

圆柱形相变单元的蓄热装置蓄热特性分析

设计了基于圆柱形相变蓄热单元的相变蓄热装置，通过循环实验对蓄热装置的运行特性进行分析，研究了装置的蓄热影响因素。研究结果表明；在等质量相变材料（Phase Change Material,PCM）时，相变单元数量对装置蓄热速率的影响较大；蓄热单元布置间距对装置蓄热速率的影响较小；当增大换热流体（Heat Transfer Fluid,HTF）的流量时，装置总蓄热时间分别缩短了14.5%和29%；提高换热流体入口温度时，不仅增加了蓄热装置的总蓄热量，并且总体蓄热时间分别缩短了10.6%和16.5%。     

太阳能空调用多级水箱蓄热系统特性研究

介绍一种用于太阳能空调系统的多级水箱蓄热系统,在对其进行了理论分析的基础上,借助搭建的多级水箱蓄热试验装置,对不同级数系统的性能进行了试验研究。结果表明:随着多级水箱蓄热系统级数的增多,第一级蓄热水箱完成蓄热耗时变短,蓄热量品位逐步提高;在蓄热过程中系统级数越多,理想供热进口水温工作时间越长,但放热过程中情况与之相反。据此提出了系统的优化改进方案,优化改进后的系统对理想供热进口水温工作时间的延长效果明显。     

蓄热型太阳能光伏光热组件与热泵一体化系统模拟研究

针对蓄热水箱容积以及集热循环泵流量对蓄热型太阳能光伏光热组件与热泵一体化系统的整体能效有影响。建立了基于■效率的系统整体性能指标,利用TRNSYS软件搭建了系统仿真模型,通过输入试验环境参数将模拟结果与试验结果进行了对比分析,发现试验数据和模拟数据的变化趋势基本一致。最后利用该仿真模型对系统进行了模拟研究。分别对蓄热水箱蓄水量为300,500,700 L时系统运行的整体■效率进行计算,结果表明蓄热水箱容量为500 L时系统的运行效率最高。对集热循环水泵流量分别为0.9,1.1,1.3,1.5 m~3/h时系统的运行状况进了模拟研究,得出集热循环水泵最佳流量为1.1 m~3/h。     

楔形板式相变单元蓄热过程的数值模拟及试验验证

为了保持板式相变单元易加工、组配灵活等特性的同时提高矩形板式单元的蓄热性能,在普通矩形储能单元的基础上调整纵向体积分布设计了一种楔形板式相变单元,通过FLUENT软件模拟2种单元所属蓄热装置在不同入口温度和不同入口流速下的蓄热过程,并通过试验研究得到了2种装置内PCM在不同工况下的温度曲线.研究表明:相对于矩形单元,楔...     

双水箱蓄热供暖系统容积优化研究

为了研究双水箱蓄热供暖系统的水箱体积对系统的影响,基于包头某办公建筑研究双水箱蓄热供暖系统的性能。利用TRNSYSY仿真软件建立双水箱蓄热供暖系统仿真模型,通过误差分析验证了模型的正确性。基于建立的仿真模型以系统的经济性和室内热舒适性为优化指标,对系统进行优化。结果表明：在此实验条件下,集热器面积与水箱总体积不变,集热水箱与供暖水箱体积比为1.5时系统性能最优,此时系统与优化前相比较太阳能保证率增加2.35%,辅助热源的能耗降低15.02%。     

填充泡沫铜对石蜡相变蓄热性能的试验研究

以石蜡作为相变蓄热材料,泡沫铜作为填充材料加工制作了相变蓄热装置,并搭建了蓄热器热性能实验台,对填充泡沫铜和未填充泡沫铜的蓄热容器分别进行了相变蓄热试验,测量相变材料的温度并通过数据采集仪进行采集,整理绘制了在不同条件下的温度时间曲线并进行了分析讨论。结果表明泡沫铜的添加不仅使蓄热器内温度分布均匀,而且大大缩短了蓄热所需时间。     

同心套管双程流相变蓄热单元蓄放热特性研究

采用JDJN-60型相变材料,设计并制作了同心套管双程流相变蓄热单元,利用试验手段对蓄热单元在不同工况下的蓄放热性能进行了研究,分析了传热流体进口温度和流量变化对蓄放热过程的影响。研究结果表明:随着传热流体进口温度的提高,蓄热时间不断减少,但流量增加对蓄热过程影响不大。初步掌握了蓄热单元的蓄放热特性,为其工程应用提供参考依据。     

相变材料回填地埋管换热器热响应特性的数值 模拟及试验验证

为了探讨相变对PCM回填地埋管换热器热响应特性的影响,建立了PCM回填地埋管换热器相变传热数学模型,并利用FLUENT软件对其进行了数值求解,分析了相变过程及PCM物性参数对地埋管换热器周围土壤温度扩散与恢复机理的影响,结果表明:采用PCM回填可有效缓解钻孔外土壤温度变化幅度,提高土壤温度恢复率,减小土壤热影响半径;PCM导热系数越高,温度上升/下降幅度越大,热影响范围也越大,恢复也变慢。从缓解土壤温度变化幅度的角度,夏冬季应分别采用相变温度低与高、且相变潜热大的PCM,但就提高土壤温度恢复率而言,夏冬季均应采用相变温度低、且相变潜热小的PCM。试验验证表明:所建模型可以用来模拟PCM回填地埋管换热器的换热过程,其预测最大相对误差在10%以内。     

水-相变材料复合蓄热装置的温度分布模型研究

研究了一种新型的水-相变材料复合蓄热装置:在水箱的上部添加少量相变材料,设置两个均流孔板将水箱分为高温段、低温段和过渡段.在普通水箱多节点模型的基础上,建立了水箱内温度分布的数学模型,在时间域进行了离散,编制了程序进行模拟分析,并通过试验进行了验证,测试数据和模拟分析的数据能够较好地吻合,说明所建立的模型以及模拟计算的方法是合理的.     

PV/T与热泵一体化系统中蓄热水箱温度分层性能研究

选取太阳能PV/T与热泵一体化系统中的蓄热水箱作为研究对象,通过试验与数值模拟的方法,分别研究不同流速工况(0.10,0.15,0.20 m/s)以及不同蓄热水箱结构对其温度分层性能的影响。结果表明,在0.10 m/s流速下,进、出水口温差约为2 ℃,且进水流速越大,进水口与出水口之间的温差越小;结构1水箱的取出效率为11.44%,结构2水箱的取出效率12.43%,所以进、出水口位置分布越远,水箱温度分层效果越好。     

竖直地埋管蓄取热特性试验与模拟

在搭建的砂箱试验台试验分析了在单一工况蓄/取热运行模式对双U地埋管动态传热特性的影响。在试验验证的基础上,建立三维动态传热数理模型,数值分析了单一工况运行模式下土壤分层和地埋管管径等因素对双U型地埋管土壤传热特性的影响,并对比分析了单/双U型地埋管传热特性。试验研究结果表明:单一蓄/取热下,连续运行时土壤温度变化幅度随径向距离的增加而减小;蓄热时,进口温度为50 ℃和60 ℃的单位井深换热量要明显比进口温度为40 ℃时高;取热时,进口温度为4.2 ℃的单位井深换热量较进口温度为6.8 ℃时高。间歇蓄热运行模式下土壤温度波动幅度随开停比的减小而增加;间歇取热运行模式下在同一时间内开停比越小,土壤温度越接近土壤初温。模拟研究结果发现:在土壤分层下,双U型地埋管单位井深换热量较单U型地埋管单位井深换热量高19.87%;土壤温度均随地埋管管径的增加而增加,单U型地埋管以管径为32 mm时的单位井深换热量为最好,而双U型地埋管以管径为25 mm时的单位井深换热量为最好,前者单位井深换热量较后者低11.56%。     

螺旋凹槽蓄热球凝固传热过程数值模拟研究

为了提高蓄热装置内相变球的放热效率,该文设计了一种表面有螺旋凹槽的相变球并建立了三维模型,用ICEM CFD进行网格划分,完成网格无关性验证后,在fluent中分别数值模拟了一种基于螺旋凹槽相变球和光滑相变球的相变储热装置在进口温度Tin=313 K,进口流速u=0.15 m/s,初始温度T0=353 K工况下的放热过...     

套管型相变蓄热装置蓄热过程动态模拟

对一种用于热泵热水器的套管型相变蓄热装置建立了数学模型,用Fluent软件对其蓄热过程进行了动态模拟,得出以月桂酸为蓄热介质的套管型蓄热装置在蓄热过程中,PCM管内不同半径处温度、液体比、热流密度随时间的变化情况,以及制冷剂与蓄能材料之间的热流密度随时间的变化规律.     

环状与蜂窝蓄热体传热与阻力特性试验研究

蓄热换热器具有结构简单、造价低、效率高等优点,在余热回收方面有着广阔的应用前景。蓄热体作为蓄热换热器的关键部分,其形状、大小及材质等各项性能参数都会对蓄热系统的余热回收效果产生重要的影响。对环状和蜂窝这两种蓄热体的传热与阻力特性进行了试验研究,通过对试验结果分析,得出了热空气进口温度和速度对蓄热体冷热空气出口温度、传热速率、温度效率、热效率及阻力损失的影响规律,并从温度效率、热效率和阻力损失几方面比较了两蓄热体的传热与阻力性能,发现在低进口速度时环状蓄热体的综合性能更好。     

空调冷凝热回收系统石蜡基相变材料的初步实验研究

针对目前国内压缩式冷凝机组的冷凝排热显热回收存在的问题,提出了利用相变蓄热材料对空调冷凝热进行储存、回收利用的新思路,利用热回收系统制取卫生热水;对石蜡基蓄热材料及其改性材料降低相变储热温度进行了研究,通过实验研究石蜡基蓄热材料及其改性材料的热物理性质,包括其体积膨胀率、凝固与熔解曲线以及其热稳定性.     

相变材料应用于太阳能供暖系统的可行性分析

搭建太阳能供暖实验平台,以太阳能集热器作为系统集热组件,水箱作为蓄热组件,风机盘管作为散热末端;建立系统的数学仿真模型并通过实验验证其正确性;目前太阳能供暖应用广泛,但其依然存在温度波动大、太阳能利用率低、浪费能源等问题.针对上述问题,这里在传统太阳能供暖数学模型的基础上加入相变材料模块并模拟仿真,分析研究相变材料的加入对传统太阳能供暖系统的热影响,从而验证在太阳能供暖系统中加入相变材料的可行性,为工程实际提供参考依据.