非相变固体蓄热材料的蓄放热特性

搭建了低谷电蓄能蒸汽发生换热测试系统,采用数据记录仪、Hot Disk热常数分析仪等仪器检测了刚玉球等非相变固体蓄热材料的热物性。通过实验与模拟相结合的方式,研究了粉煤灰、氧化镁、刚玉砂、刚玉球等材料的蓄放热特性。分析了蓄热材料种类和粒径大小对蓄放热特性的影响,得到了不同材料的蓄热密度和综合换热系数等关键参数。结合FLUENT非稳态模拟方法,模拟了蓄热体在不同材料粒径下的蓄热和放热温度场变化规律。结果表明：刚玉球能够提供充足连续的热量,可以作为一种性能良好的蓄热材料进行应用;随着刚玉砂粒径的增大,其蓄热密度和综合换热系数会增大,有效放热时间也会延长。     

分户式低谷电蓄热供暖系统的蓄放热特性

提出基于相变材料（PCM）的分户式低谷电蓄热供暖系统,通过数值模拟及实验研究对其蓄放热特性和供暖性能做出全面评价。采用Fluent对相变蓄热供暖系统的蓄放热过程进行了数值模拟,分析了不同入口风速、不同入口风温和不同种类蓄热材料等因素对蓄热供暖系统放热性能的影响,通过实验研究验证了模拟工况的正确性。结果表明,入口风速对系统放热性能的影响较大,随着入口风速的提高,系统平均出风温度降低,瞬时供暖负荷增大;入口风温对系统放热性能的影响微弱;复合相变材料（CPCM）由于具有更高的热导率,比纯十二水硫酸铝铵更加适合作为相变蓄热供暖系统的蓄热介质。本文设计和研究的分户式低谷电相变蓄热供暖系统具有良好的蓄放热能力,可为相变蓄热在低谷电利用场景作出有益参考。     

平板微热管阵列-泡沫铜复合结构相变蓄热装置蓄放热特性

相变蓄热技术是节能减排的一个重要手段,在太阳能利用、余热回收和电力削峰填谷等领域发挥重要的作用。设计了以平板微热管阵列-泡沫铜复合结构为基础,多孔扁管为载热流体通路,水为载热介质,石蜡为相变材料的热管式蓄热装置。通过实验研究了蓄放热过程中装置内部石蜡的温度分布情况,不同载热流体温度和流量下的蓄放热功率变化,以及装置蓄放热效率等特性。实验结果表明,平板微热管阵列-泡沫铜复合结构可以使箱体内石蜡温度分布更加均匀;增加载热流体和相变材料的温差以及增大流量都可以提高蓄放热功率。实验条件下,该装置的最大蓄热功率为1.24 kW,最大放热功率为1.43 kW。装置蓄热效率为92%,放热效率为94%,总效率为87.4%。     

平板微热管阵列-泡沫铜复合结构相变蓄热装置蓄放热特性

相变蓄热技术是节能减排的一个重要手段,在太阳能利用、余热回收和电力削峰填谷等领域发挥重要的作用。设计了以平板微热管阵列-泡沫铜复合结构为基础,多孔扁管为载热流体通路,水为载热介质,石蜡为相变材料的热管式蓄热装置。通过实验研究了蓄放热过程中装置内部石蜡的温度分布情况,不同载热流体温度和流量下的蓄放热功率变化,以及装置蓄放热效率等特性。实验结果表明,平板微热管阵列-泡沫铜复合结构可以使箱体内石蜡温度分布更加均匀;增加载热流体和相变材料的温差以及增大流量都可以提高蓄放热功率。实验条件下,该装置的最大蓄热功率为1.24 kW,最大放热功率为1.43 kW。装置蓄热效率为92%,放热效率为94%,总效率为87.4%。     

铝制肋板式相变蓄热器蓄／放热特性的试验研究

介绍了一种新型铝制肋板式相变蓄热器,并以萘作为蓄热材料对其蓄／放热特性进了测试。分析了热流体的入口温度与流量对蓄热器蓄／放热特性的影响,以及蓄热器放置方式对蓄热器蓄/放热效果的影响。结果表明,肋板在蓄／放热过程中发挥了重要的作用;热流体的入口温度与流量对蓄／放热速率有重要的影响;蓄热器的性能采用竖直放置比水平放置更优。     

相变蓄热换热罐的模拟与优化

基于传热学基本原理,建立了蓄热换热罐内填充石蜡的二维蓄热模型,设计了一种具有换热功能的蓄热罐,利用Fluent及前处理软件Gambit建立物理模型并模拟得出蓄热过程的温度场,建立了带翅片的蓄热罐模拟的一般方法,并比较了添加翅片和改变传热管的排列方式对石蜡融化过程的影响,结果显示添加翅片可以改善温度分布,提高蓄热速率;第...     

具有高蓄热放热特性的纤维

美国化学家维哥和弗罗斯特用“塑性晶体”的水溶液处理棉纤维和聚丙烯纤维,使这类纤维在５～１００℃范围内具有较高的蓄热和放热特性（保暖或降温）,其热容量（焓）提高到较未处理纤维的２．５～３倍。这类纤维可用于极端温度的防护服、建筑绝热材料、保证植物、动物和食品不受不良温度变动的影响。维哥和弗罗斯特选用５种具有高焓变化和高熵变化的塑性晶体化合物,渗入中空纤维或处理通常结构的纺织品,他们用差分扫苗量热法鉴定经过处理的纤维,经５０次冷热循环在适当温度区间内的蓄热和放热能力。两种化合物即２,２———二甲基—１…     

基于相变蓄热大胶囊的储热系统的换热研究

提出适用于家用的太阳能储存设备的一种由球形封装相变蓄热大胶囊的5个模块化单元组成的多联级蓄热系统。该系统以水作为能量载体,采用水合盐作为相变材料(PCM)。文中对蓄热系统的放热性能进行实验和数值研究,分析在1 m/s和0.5 m/s 2种进口流速下蓄热系统在放热过程中各箱体出口温度变化情况,将数值模拟和实验结果进行对比,并分析系统中各PCM胶囊内部温度场和液相率随时间的变化情况。结果表明：蓄热箱体通过串联可以增加系统的蓄热量,并使出口温度在一定时间内维持在标准温度(305 K)以上。与1 m/s流速工况相比,在0.5 m/s流速下出口温度在第2阶段的实验和模拟结果较为吻合,PCM凝固速率整体较慢,层级间温度分布和液相率差距更明显,系统出口温度更高,出口水温符合标准的出水时长增加了71.03%,但符合标准的出水量下降了17.07%。     

新型太阳能混合蓄热罐的放热特性

针对单罐系统的放热效率普遍较低,在单罐的基础上进行改进,增加一个壳管式相变换热器,构成单罐混合蓄热罐。建立了单罐混合蓄热罐的数值模型,将数值模拟结果与实验结果进行对比,研究了相同情况下混合蓄热罐与常规斜温层蓄热罐在放热特性方面的差异,并探究入口熔融盐速度和石英石颗粒直径的变化对蓄热罐放热特性产生的影响。结果表明,在入口熔融盐速度u_in=2.0×10^-4m/s下,混合蓄热罐的放热性能比常规斜温层蓄热罐更优;随着入口熔盐速度的增加,蓄热罐的总放热时间、有效放热时间以及放热效率均下降,并且混合蓄热罐中不同速度与放热效率有一定的比例关系;相对于常规斜温层蓄热罐,石英石颗粒直径的变化对混合蓄热罐放热性能的影响很小。     

多孔介质在高温相变蓄热中的强化换热

采用实验方法,验证了金属泡沫、膨胀石墨在高温蓄热系统中强化换热的作用。实验结果表明,在250～290℃之间,金属泡沫多孔材料能够提高纯硝酸钠的换热率2.1倍。由于多孔材料严重抑制了自然对流,在液相加热阶段,硝酸钠与多孔材料混合物的换热率不高于纯硝酸钠的一半。通过比较底部加热和顶部加热两种加热方式下蓄热系统的换热性能,进一步揭示了多孔材料对自然对流的影响。     

二次供水水箱消毒研究

通过分析小区二次供水不同的消毒方法,对不同消毒方法的效果进行比较,结果表明,次氯酸盐可以在任意工作环境下进行投加,更适合二次供水消毒.以C市为例,成立专项小组对存在水质安全隐患的小区进行分析研究,分别在A小区及B小区开展了水箱自动投加设备设计、试验及成套设备试用工作.     

太阳能热水相变炕体蓄放热性能及影响因素

提出一种太阳能热水相变蓄热炕的新型供暖系统,系统无须设置水箱,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。基于Fluent数值模拟平台,建立相变炕的二维非稳态传热模型,研究相变炕的蓄放热性能,并与混凝土炕的热性能进行对比;还分析了相变材料的相变温度和潜热对相变炕蓄放热性能的影响。结果表明,在设定工况下,与混凝土炕相比,上炕面的日间与夜间稳定温度分别提高2℃和4℃,上炕面最大温差由3.7℃降至0.8℃,全天得热量提高了66.36%。因此,相变炕具有上炕面温度较高、温度分布均匀、得热量大以及保温性能好等优点;提高相变温度,炕体得热量会有所减少,但对提升上炕面温度作用显著;增大相变潜热,可以显著提高炕体得热量,但对提升上炕面温度作用不明显。     

太阳能热水相变炕体蓄放热性能及影响因素

提出一种太阳能热水相变蓄热炕的新型供暖系统,系统无须设置水箱,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。基于Fluent数值模拟平台,建立相变炕的二维非稳态传热模型,研究相变炕的蓄放热性能,并与混凝土炕的热性能进行对比;还分析了相变材料的相变温度和潜热对相变炕蓄放热性能的影响。结果表明,在设定工况下,与混凝土炕相比,上炕面的日间与夜间稳定温度分别提高2℃和4℃,上炕面最大温差由3.7℃降至0.8℃,全天得热量提高了66.36%。因此,相变炕具有上炕面温度较高、温度分布均匀、得热量大以及保温性能好等优点;提高相变温度,炕体得热量会有所减少,但对提升上炕面温度作用显著;增大相变潜热,可以显著提高炕体得热量,但对提升上炕面温度作用不明显。     

基于CPCM正六边形砖的蓄热储能系统设计与蓄放热模拟

设计了相变蓄热储能系统,创新性地采用了正六边形砖和复合相变材料(composite phase change materials,CPCM),利用ANSYS Fluent进行相变蓄热储能系统蓄放热过程特性数值模拟对蓄放热过程进行研究,探究相变蓄热砖的形状、相变蓄热砖的材料以及加热功率对所设计相变蓄热储能系统蓄热过程的影响,以及CPCM蓄热温度、空气入口流速以及空气入口温度对其放热过程的影响.模拟结果表明,在每根加热棒的加热功率为0.7kW的加热条件下,蓄热过程所需的充电时间约为7.7h,蓄热体平均温度可达870℃,模拟结果符合设计要求;正六边形砖展现出更好的加热均匀性,采用CPCM后的蓄热体具有更好的蓄热性能,加热功率的增加可以很大程度上加快蓄热过程;放热过程采用1m/s空气入口流速较为合适,此时所需的放电时间为14.6h,空气入口流速越快、温度越低、CPCM蓄热温度越低的情况下系统的放热速率越高.系统总的蓄放热时间约为22.3h,能够较好实现谷电利用.     

带有微通道换热的小型相变蓄冷系统性能研究

为了研究小型相变蓄冷系统操作参数、环境因素对系统性能的影响,在实验研究的基础上,建立系统的稳态数学模型,研究了系统性能与各参数的关系。蓄冷系统实验证明了所建模型的可靠性。模拟研究发现,增加冷凝器进口风温会提高压缩机功率、降低系统的COP(性能系数);增加冷凝器迎面风速对系统性能的提升存在上限;增加压缩机转数是提高制冷量、缩短蓄冷时间的最有效方法。     

相变微胶囊悬浮液喷淋换热特性实验研究

根据相变微胶囊储存和释放潜热的特殊性质,分别使用相变微胶囊悬浮液（MPCMS）和纯水作为喷淋介质,搭建了一个小型喷淋塔装置,其中相变微胶囊的芯材为正二十二烷(C₂₂H₄₆)。实验设定了五个喷淋温度(35、40、44、47、51℃)、三个空气流量(0.011、0.018、0.025 m³/s)和两种直径(SMD=80、240 μm)的大、小液滴作为实验变量,探究了上述两种介质与空气之间的换热特性。实验结果表明：相变微胶囊的过冷会影响换热过程。常温常湿条件下,对于小液滴,当空气流量为0.018、0.025 m³/s时,喷淋温度为44、47℃的MPCMS比相同温度下的纯水更能促进换热;当空气流量为0.011 m³/s时,喷淋温度为44℃的MPCMS比相同温度下的纯水更能促进换热。对于大液滴,在三种空气流量下,喷淋温度为44℃的MPCMS比相同温度下的纯水作为喷淋介质时换热效果更好。     

相变微胶囊悬浮液喷淋换热特性实验研究

根据相变微胶囊储存和释放潜热的特殊性质,分别使用相变微胶囊悬浮液（MPCMS）和纯水作为喷淋介质,搭建了一个小型喷淋塔装置,其中相变微胶囊的芯材为正二十二烷(C₂₂H₄₆)。实验设定了五个喷淋温度(35、40、44、47、51℃)、三个空气流量(0.011、0.018、0.025 m³/s)和两种直径(SMD=80、240 μm)的大、小液滴作为实验变量,探究了上述两种介质与空气之间的换热特性。实验结果表明：相变微胶囊的过冷会影响换热过程。常温常湿条件下,对于小液滴,当空气流量为0.018、0.025 m³/s时,喷淋温度为44、47℃的MPCMS比相同温度下的纯水更能促进换热;当空气流量为0.011 m³/s时,喷淋温度为44℃的MPCMS比相同温度下的纯水更能促进换热。对于大液滴,在三种空气流量下,喷淋温度为44℃的MPCMS比相同温度下的纯水作为喷淋介质时换热效果更好。     

套管式相变储能单元的强化换热

利用数值模拟方法研究了四种相变储能单元的放热性能。储能单元包括：光管中填充石蜡、翅片管中填充石蜡、光管中填充石蜡/膨胀石墨复合相变材料、翅片管中填充石蜡/膨胀石墨复合相变材料。结果表明添加5%（质量分数）膨胀石墨的强化效果与设计翅片的强化效果相当,而强化效果最好的是同时采用上述两种强化换热措施。换热流体流量越大,强化换热措施对储能单元的放热性能影响越大。在换热流体流量为0.02 m·s^-1时,第四种储能单元的放热时间比第一种减少50%,同时有效温区内的温度最多可提高5 K。储能单元进口水温与相变储能材料熔点间温差越大,强化换热的作用越明显。强化换热的措施在换热流体流量大及换热温差大的储能单元中作用显著。     

硬脂酸/十八醇/乙酸钠复合相变材料蓄/放热性能

首次将无机相变材料乙酸钠和混合有机相变材料（硬脂酸和十八醇）复合,获得三元复合相变材料。有机和无机相变材料复合可有效解决无机相变材料在相变过程中存在相分离、过冷度大和有机相变材料热导率低的缺点。利用同心套管蓄/放热实验台测试了乙酸钠/硬脂酸/十八醇三元复合相变材料的蓄/放热性能,分析了流体流量及温度对相变材料蓄/放热过程的影响,并结合Fluent数值模拟和实验结果分析了相变过程中相界面的移动规律。研究结果表明,三元复合相变材料在蓄热过程中自然对流起主导作用,放热过程中导热起主导作用,蓄热所需时间小于放热所需时间。蓄热过程中,相变材料的上部相界面横向移动明显快于下部;放热过程中,相变材料的上、下部相界面均匀地径向移动。