太阳光热填料床放热过程动态特性分析

为了改善太阳能不能连续稳定输出的问题,针对填料床放热过程,采用数值模拟方法研究了传热流体流速,温度以及填料床的高径比对填料床动态放热特性的影响规律。结果表明：在计算条件下,提高传热流体流速和温度是改善放热速率的关键参数,而提高填料床高径比有利于降低放热速率。当传热流体的进口流速由0.000 5 m/s 增加至0.001 3 m/s,填料床的平均放热速率提高了150%,放热时间缩短了54%,对放热密度无影响;传热流体进口温度为473 K上升至513 K,填料床的平均放热速率下降了32%,放热时间延长了34%,放热密度下降了6%;填料床高径比由2.32增加至8.33,填料床的放热量无变化,放热完成时间增加了113%,填料床的放热速率下降了129%。     

相变储热研究进展及综述

清洁能源大多存在固有的间歇性和波动性,可能导致能源供应和能源消费之间的不平衡。储能是必不可少的,相变储能具有熔融凝固循环温度恒定,相对较高的能量密度,体积小,控制相对容易,安全可靠等优点。并针对相变材料的分类、相变储能系统强化传热技术、相变储能技术应用等方面进行了综述。     

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。     

基于圆柱形单元的储热装置放热实验研究

蓄热水箱作为太阳能供暖系统的重要核心设备,其性能直接影响着储能系统的整体运行效率。设计一种基于圆柱形相变单元的相变储热装置,并搭建相变蓄热水箱性能测试平台,通过单一控制变量法得到储热装置放热过程的温度变化曲线。研究表明：对于空间一定的储热装置,在等质量相变材料（PCM）时,相变单元的直径对装置放热速率的影响较大;相变单元之间的间距对装置放热速率的影响较小;当增大换热流体（HTF）的入口流量及降低HTF入口温度时,能大大减少储热装置的放热时间,提高储热装置的整体性能。     

多区相变材料填充床储热性能数值分析

为进一步提高相变储能填充床储热性能,运用计算流体力学软件Fluent采用DEM-CFD数值模拟方法对轴向填充不同熔点颗粒的填充床进行了储热过程的数值分析。在分别填充了240和480个相变材料颗粒的直径为200 mm的相变储能填充床内,探究沿热流体流动方向分层逐级排布更低熔点相变材料的排布方式对填充床的储能速率、储能效率、热流体和相变储热材料温度分布的影响。研究表明：在轴向分层排布不同相变点的相变材料会对床内轴向温度场有显著影响;分层排布的方式使填充床的储能速率、储能效率均得到了提高,240和480颗粒填充床平均储能速率分别提升约31.0%和25.1%。     

含相变材料的储能复合材料

常用建筑材料中加入硬脂酸丁酯有机相变材料，可以制成稳定的、蓄热能力较强的新型相变储能复合材料。     

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。     

球形单元储热装置蓄热特性的分析与优化

为提高太阳能利用率,设计一套相变蓄热装置,研究球形相变单元蓄热影响因素,保持相变材料（PCM）总质量维持在较小浮动范围内,对比不同直径、孔隙率、层间距,探究整个装置的蓄热性能。实验与模拟结果表明：同等条件下,相变球直径越小,蓄热时间越短。而考虑到加工制造难度及成本,直径为46或50 mm的蓄热球是最优选择;孔隙率、入口温度和入口流量对整体蓄热时间影响较大;相反,改变蓄热球层间距对蓄热时间的影响较小。     

能源材料的研究现状及发展前景

能源材料是近 10年来发展起来的一类新型材料。它包括储能材料 ,节能材料 ,能量转换材料和核能材料等。主要应用于高效节能电加热器及装置 ,太阳能储热加热器 ,工业余热利用储热加热器 ,太阳能储能空调器 ,燃料电池 ,贮氢材料及氢能利用及核反应堆电站等方面     

柱状颗粒填充床的储能性能分析

填充床储能是一种很有发展前景的热能储存技术,它具有可降低存储成本和提高太阳能热系统开发效率等优点。研究人员多采用球形的储能单元,而圆柱体在储能填充床换热中有其独特的优势,因此基于圆柱形和拉西环形两种柱状颗粒,建立了一种潜热储能填充床的三维模型,采用数值模拟的方法分别研究两种柱状颗粒组成的填充床的储能性能,分析了储能填充床的直径比对其性能的影响。研究表明,填充床直径比越大,其储能性能越好。同时研究了圆柱形储能单元高度和拉西环形储能单元孔径对储能性能的影响。结果表明,在研究范围内,由高度为3 mm的圆柱形储能单元和孔半径1.50 mm的储能单元分别组成的填充床储能速率最高。     

相变储能堆积床传热特性的研究

基于多孔介质传热理论,建立了储能堆积床的传热模型.在此基础上分析了换热流体流量、温度、单元尺寸、相变材料导热系数和孔隙率等参数对堆积床传热特性的影响.研究表明,提高相变材料的导热系数,增大换热流体温差或减小单元尺寸对堆积床传热速率有明显提高,而提高换热流体流量,增大对流换热系数对传热速率的影响不明显.因而强化相变材料侧的传热过程是提高堆积床传热速率的有效途径.     

两级填充床蓄热器式绝热压缩空气储能系统变工况特性研究

利用压缩机和透平的变工况模型及填充床蓄热器的非稳态模型,对两级填充床蓄热器式绝热压缩空气储能系统一次完整的充放电循环过程进行模拟,分析系统的热力学性能和各个部件的变工况特性.结果表明,系统的充放电效率可达62.4％.储能时,受洞穴内压力变化影响,两级压缩机压比、效率不断改变,从而引起下游填充床蓄热器进口温度变化;释能时...     

双圆台型高温太阳能蓄热系统传热特性研究

提出一种新型太阳能蓄热系统(双圆台型),然后建立数学模型并进行模型验证,最后计算多种变参数条件下蓄热系统的传热特性.研究结果表明:增大传热介质的入口温度、流速均能提高蓄热装置的蓄热速率;对比单圆台型储热系统的出口温度,结果发现双圆台型系统的热利用率显著提高;在该文的数值计算参数范围内,当传热介质的进口温度和流速分别为7...     

多级相变太阳能通风吊顶蓄放热特性研究

提出一种基于太阳能热风供暖系统的多级相变通风吊顶新型供暖末端。建立多级相变太阳能通风吊顶传热数值模型,对比研究了单级、两级和三级相变太阳能通风吊顶的蓄放热特性,分析相变材料的长度配比、空气流速对供暖末端蓄放热性能的影响规律。研究结果表明,与采用单一相变材料的通风吊顶相比,多级相变太阳能通风吊顶在蓄放热过程中出口平均温度差异更小。相变蓄热级数为3时,通风吊顶的蓄、放热效率及相变材料利用率改善最大,分别为6.5%、7.9%和25.1%,各级相变材料长度的配比为1∶1∶1时,蓄、放热效率及相变材料利用率最佳,分别为51.0%、88.7%和93.9%。空气流速不宜大于1.6 m/s,在保证供暖效果的前提下可适当减小空气流速。     

分级相变储放热系统在日光温室中的应用效果

针对北方日光温室夜间室内低温问题,该文以收集利用温室内白天富余太阳能为目标,在理论分析相变材料特性的基础上,开发基于管材封装方式的两级相变储放热系统,并通过对比试验,在北京地区的日光温室中开展冬季应用效果试验。结果表明,所开发系统对冬季室内空气温度和土壤温度均有良好的增温效果。其中,空气温度方面,在试验周期内,试验温室夜间（17:00—次日08:00期间）平均室内气温比对照温室平均提高1.0 ℃,最低气温平均提高1.2 ℃;在晴天、多云不同天气条件下,试验温室的夜间平均气温分别提高1.3、1.2 ℃,最低气温分别提高1.5、1.7 ℃;在两天一夜未盖保温被的阴雪天气条件下,试验温室的室内气温全程高于对照温室,最大温差仍有1.9 ℃。在土壤温度方面,晴天和多云天气下,试验温室10和15 cm处的土壤温度平均提高0.6和0.8 ℃,研究表明所开发系统具有良好的持续储放热能力,能改善日光温室的冬季热环境。     

太阳能液体除湿空调系统再生和蓄能特性的研究

太阳能液体除湿空调系统中,能量在液体除湿剂中以化学能的形式存在,蓄能潜力大,再生温度低,可以利用太阳能或其它低位余热和废热。着重分析了液体除湿空调系统中溶液的再生原理和再生过程的传热传质特性,对再生过程进行了实验研究,获得了再生过程对流传质和对流换热的实验准则方程,讨论了各主要因素对再生量的影响。对再生器的蓄能特性进行了分析,讨论了太阳能液体除湿空调系统蓄能工况的运行方式。     

聚光太阳灶用金属相变贮能装置的研究

研究了聚光太阳灶用高温金属相变贮能装置。贮能材料为铝基或锌基合金。当太阳辐射强度为1.3kW/m~2时,在面积为2m~2的聚光灶上该贮能装置可加热到650℃—700℃,贮能装置可将4kg水煮沸。     

太阳热泵蓄热系统蓄热过程的数值模拟

对以CaCl2.6H2O为相变材料的太阳热泵蓄热系统,采用焓法建立了以相变材料封装容器为控制体单元的相变传热模型,计算了蓄热水箱进出口温度,相变材料温度及水箱蓄、放热量等参数。通过对实验结果与模拟结果的比较分析可知,两者数据接近,变化趋势吻合,该模拟方法能较好地反映系统运行情况。     

基于螺旋盘管蓄热装置放热实验研究

基于恒定螺距螺旋盘管蓄热装置并进行装置改进,设计出渐变式螺旋盘管蓄热装置,并探究盘管内换热流体（HTF）在不同迪恩数（De）、入口温度下的PCM放热性能。研究表明：入口温度一定时,De增大会缩短放热时间,且在不同入口温度下渐变式螺距放热时间较恒定螺距缩短,从而提高放热效率。