组合相变材料储热系统的储热速率研究

建立了组合式柱内封装相变材料熔化－固化循环相变储热系统的物理模型,用有限差分法进行了数值模拟求解。结果表明,与采用单一相变材料的传统储热系统相比,在给定相变材料组合方式和传热流体进口温度条件下,传热流体流量存在最佳值;选用三种石蜡作用相变材料和水作传热流体的模拟计算结果表明,相变速率可提高１５％￣２５％左右。     

储热用高温相变复合材料

采用陶瓷技术将碳酸盐共熔物储热介质与陶瓷基体复合在一起，制成一种新的高温相变复合材料。这种复合材料的致密度和高温相变潜热分别达到了理论值的９０％和７０％，使用温度可以达到８００℃。在３００￣８００℃温度范围内，储热量为７４３．２ｋＪ／ｋｇ。探讨了熔烧温度、保温时间、成形压力、原材料和添加剂的影响。系统的基本组成是Ｎａ２ＣＯ３＋ＢａＣｏ３＋ＭｇＯ。     

相变储热研究进展：（1）相变材料特性与储热系统优化

本文从如下两个方面总结了相变储热（ＬＴＥＳ）的研究现状：①在相变材料（ＰＣＭ）方面,重点分析了ＰＣＭ种类、提高导热能力的方法、增强工作性能稳定性和改性的措施、降低过冷度和新的成核添加剂,以及固－固相变的研究进展;②ＬＴＥＳ系统的热力学优化和ＰＣＭ相变过程的数值模拟方法。     

潜热储热系统强化传热研究进展

近年来,潜热储热系统在太阳能和工业废能的利用中发挥着极其重要的作用,因此用于潜热储热的相变材料受到普遍关注.文章对国内外潜热储热系统众多强化传热技术进行了综述与讨论.     

组合式相变材料贮能系统性能研究

本文主要研究由相变温度不同的相变材料（ＰＣＭ）组合而成的贮能系统在给定温度边界条件下的循环工作性能，建立了相应的物理模型，给出了数值求解方法。数值计算结果表明，通过合理布置ＰＣＭ的相变温度（ＰＣＴ）分布，应用５￣１０个ＰＣＭ，可使系统相变时间减少２７％左右；当每一个ＰＣＭ都同时存在向同一方向移动而且移动速度相近的相界面时，系统相变时间最短。     

相变储热研究进展(2)组合相变材料储热与应用潜力

本文从两个方面总结了相变储热（ＬＴＥＳ）的研究现状：①ＬＴＥＳ在太空太阳能动力（ＤＢＰ）发电系统和建筑物围护结构中的应用;②组合相变材料储热系统的研究历程和最新进展。     

组合相变材料柱状储热单元的储热特性实验研究

主要研究由硬脂酸,切片石蜡和月桂酸三种相变材料组合的圆柱储热单元的储热特性,测试结果表明,与单一相变材料的储热单元相比,组合相变材料的付热单元的储热速率明显提高。     

高温复合相变材料储热电暖器的储热性能CSCD

本文研究了基于高温复合相变材料的相变储热电暖器,对其储热性能、内部流场和温度分布及温度调控机制进行了实验和模拟研究,并与镁砖显热电暖器的储热性能进行对比。结果表明这类相变储热电暖器的储热平均温度高、平均温差小、出风口温度高,整体性能要优于镁砖显热电暖器。相同体积下两种电暖器储热量相当,但相变储热电暖器的重量可减轻1.6倍;在相同储热时间和储热温度下,同等重量的相变储热电暖器较镁砖电暖器可多储热68%。结果也展示了这类储热电暖器温度控制测点选择的重要性,当选取距离加热单元10 mm处的测点作为温度调控点时,电暖器内的平均温度和储热砖体的最高温度均能满足安全要求,而且加热单元电源在谷电8 h储热过程中只需启停两次。     

含碳二元系相变储热材料储热性能分析选择北大核心CSCD

相变储热技术与聚光太阳能发电技术相结合可以提高太阳能的利用率,减缓化石燃料燃烧带来的环境压力。本文通过分析相变储热材料的选择标准,对筛选出具有研究价值的含碳二元系相变储热材料的性能特别是热物理性能进行分析。研究发现,硅、硼、铝、铬、铁单质材料与碳元素形成的二元化合物或固溶体具有较高的熔点,形成的含碳二元系相变储热材料在高温相变储热领域应用前景广阔。在含碳二元系相变储热材料中,Fe-C二元合金可满足高温相变储热系统1100~1500℃的相变储热要求,当合金为含碳4.3%的Fe-C共晶成分时,Fe-C二元合金的相变潜热理论值为611 kJ/kg,热导率约为(40±16)W/(m·K),相变温度为1148℃,具有相对其他合金成分更为优异的综合储热性能可用于聚光太阳能热发电系统储热。     

螺旋盘管式相变储热单元储热性能

以石蜡作为相变材料,制作了内通流体螺旋盘管结构的相变储热单元。在对储热单元储热过程进行传热分析的基础上,利用实验手段对储热单元在不同工况下的储热性能进行了研究。通过对其储热过程中相变材料相变过程的分析,提出储热器设计的优化方案。利用实验数据得到其准则关联式,为其在工程中的应用提供了依据。     

有机相变材料储能的研究和进展

回顾了近十年有机物应用于能量储存的研究工作,这些研究工作被分为有机物相变储能实际应用研究、有机物相变参数及相变循环热稳定性研究、有机物相变过程的相变传热及传热强化研究3个方面。分析讨论了有机物用于储能研究今后需要重点解决的问题。     

管内流体流动管外PCM发生相变的贮能系统热性能研究

建立了分析空调贮能系统中管内流体流动管外PCM发生相变的相变的贮能器热性能的数学模型，并进行了数值计算。其中，把传热流体看作是沿轴向的—维无粘流动，对PCM相变过程的求解用显热容法。计算结果与文献中的计算结果吻合较好。所得结论对该类贮能系统的设计和性能优化有一定指导作用。     

空气源热泵相变蓄能除霜系统实验研究

以带有自主设计的相变蓄热器的空气源热泵系统作为研究对象,通过实验研究的方法,对该系统运行模式、控制策略以及与常规逆循环除霜性能的差异进行了验证。研究结果表明:空气源热泵相变蓄能除霜系统具有良好的运行模式和控制策略,能够很好的解决逆循环除霜时无低位热源和系统可靠性差的问题,缩短除霜时间约1/3,提高了室内送风温度,改善了室内舒适度。     

圆柱形壳管式相变蓄热单元的蓄热特性研究

首先提出适合该系统的圆柱形壳管式相变材料(Phase Change Material, PCM)蓄热单元的结构形式;然后基于焓法建立了蓄热单元的数学模型,并利用文献结果对其进行了验证;以CaCl2·6H2O为相变材料,研究了蓄热单元的蓄热特性以及换热流体温度的变化规律,结果表明流体温度与流速都是影响其蓄热特性的重要因素,为季节性相变蓄能装置开发奠定了理论基础.     

圆柱形相变蓄热器蓄/放热性能实验研究

设计并搭建了以太阳能为热源的圆柱形蓄热器实验台,将封装了相变材料(PCM)的蓄热球体放置在蓄热器中,测量蓄热器进出口和蓄热器内第一～七层的热媒(HTF)温度,对所测温度和流最进行数据采集.分析HTF的进口温度和流量变化对蓄热器热性能的影响.结果表明,随着HTF的进口温度的提高,完成蓄热所需的时间不断减少,蓄热效率得到提高,流速的增加对蓄热的影响不大.初步掌握热媒的流动特性对相变蓄热装置蓄放热过程的影响,为蓄热器的工程应用设计、评价提供参考依据.     

利用单水浴法测量相变贮热材料及其构件的贮热能力

发展了一种用于测量相变贮热材料及其构件贮热能力的单水浴法。这种方法使用一个其中盛有一定量水的恒温水浴，将水温从T1均匀加热到T2,利用热流片测出通过水浴各壁面的热损，用消耗的电能扣除热损后即得到加热水所消耗的电能Qw；之后将待测相变材料或其构件浸没在水中，将水浴温度调到T1,并从该温度均匀加热到T2，同时利用热流片测出通过水浴各壁面的热损，消耗的总电能扣除相应的热损后即得加热水和相变材料或其构件所消耗的电能Qw＋pom;Qw＋pom减去Qw即为相奕材料或其构件从温度T1升高到T2所吸收的热能，即相变材料或其构件在温度区间[T1，T2]上的贮热能力。利用该方法对一种定形相变材料的贮热能力的测试结果与DSC分析的结果相差不到2％，还利用该方法对颗粒状定形相变材料与混凝土共混成型的贮热构件的贮热能力进行了测试。     

微重力下高温固液相变蓄热容器内空穴分布

高温固液相变蓄热容器是空间太阳能动力装置吸热—储热器的关键部件。作为相变材料(PCM)的氟盐在凝固时体积收缩很大，从而在PCM容器内形成空穴。空穴的存在增大了传热热阻，还可能使PCM容器产生“热斑”和“热松脱”现象。该文建立了微重力下基于焓法形式的二维数学模型和一个改进的空穴模型，提出了计算相变过程中空穴体积变化及空穴调整的算法。预测了PCM容器在一个轨道周期内的空穴分布。计算结果有助于解决PCM容器的“热斑”和“热松脱”问题。     

热储能系统相变材料多重相变问题的数值模拟——周期性加热冷却第三类边界条件

该文发展了二维非定常导热并带有多重相变运动边界问题的双倒易边界元方法。对一类热储能系统中，相变材料在周期性加热冷却第三类边界条件下出现的多重相变运动边界问题进行了模拟，得出了系统内部瞬态温度分布及相变界面随时间推进的变化图像。这项研究表明，双倒易边界元方法能够很好地处理这类问题，这类数值分析有助于热储能系统的优化热设计。