相变套管式储热系统放冷性能实验研究

搭建了套管式相变储热实验系统，分别填充不同质量分数膨胀石墨与正十五烷制备而成的复合相变材料，对系统进行重复充放冷循环实验。采用有效储热比E_st和储能效率ε来表征系统性能，研究了复合相变材料中换热增强对套管式潜热储能系统放冷性能的影响。结果表明：同Re数下，相变材料热导率为0.14 W·m^-1·K^-1（工况A）放冷结束时间为1770 s，相同Re条件下热导率提升至7.10 W·m^-1·K^-1（工况B）和11.60 W·m^-1·K^-1（工况C）的结束时间分别可缩短77.3%、78.9%；热导率的增加可显著提高系统有效储热比E_st和储能效率ε，热导率从0.14 W·m^-1·K^-1增加到11.60 W·m^-1·K^-1，E_st在层流区、过渡区和湍流区分别可提升33.3%、350.0%及129.6%，ε分别可提升26.8%、52.9%及14.6%；Re的增加使得工况A和工况B中E_st和ε呈现下降趋势，工况C中E_st在Re=4298出现峰值1.62。     

相变微胶囊悬浮液传热特性实验研究

相变微胶囊(microencapsulated phase change material,MPCM)在建筑节能领域应用广泛,为研究其传热特性,搭建了以水为换热流体(heat transfer fluid,HTF),微胶囊悬浮液为储能介质的潜热储能(latent thermal energy storage,LTES)系统。在实验过程中,通过改变换热流体的进口初始温度以及搅拌器的搅拌速率,获得了MPCM悬浮液的温度变化规律并计算了MPCM悬浮液的平均充放冷速率。实验结果表明:在充冷过程中,MPCM相变时温度变化速率减缓,相变温度区间较大,而在放冷过程中,MPCM相变时温度保持恒定,相变温度区间较小;未搅拌时,MPCM悬浮液中温度梯度较大,传热能力较差;搅拌时,MPCM悬浮液混合均匀,其温度梯度很小,传热能力较强;增加搅拌器的搅拌速率及水与相变微胶囊悬浮液的温差均可以提高MPCM的充放冷速率。