纳米复合相变材料固液相变储能过程研究进展

对纳米复合相变材料固液相变储能过程的若干最新研究进行了回顾,从相变储能系统的动态性能和典型的凝固、熔化传热过程两方面总结了相关研究的进展,并重点评述了数值模拟研究中纳米复合相变材料有效热物性预测方法的适用性及其与实验结果之间的偏差,最后对纳米复合相变材料固液相变储能过程的未来发展和重点研究方向进行了展望。     

双翅片矩形相变储能单元蓄热性能实验研究

以双翅片矩形相变储能单元为研究对象,开展不同边界温度下（50℃、55℃、64℃、69℃、73℃）相变材料熔化过程的可视化实验,通过观察相变材料固液相变界面、温度和液相率变化分析储能单元内相变材料的熔化行为和传热规律,探究不同边界温度对储能单元蓄热性能的影响。研究表明：熔化后期储能单元内出现的熔化死角极大延长了蓄热时间,熔化死角用时比均大于30%;边界温度增加,固液相界面形状无明显变化,相变材料内温度分布及变化趋势相似,但固液相界面演化进程加快,自然对流加强,相变材料内温度分布不均匀性最大增加60%,相变温度最大增加2.9℃;边界温度从50℃提高至73℃时,完全熔化时间缩短510 min,且边界温度越低时(Fo)/(Ste)越大,表明在边界温度较低时,增加边界温度对相变材料的强化传热效果更明显。     

相变储能地板在建筑节能领域中的应用

相变储能地板能够储存和释放大量的潜热,削减供热系统的负荷峰值,起到建筑节能的作用.相变储能地板的传热过程复杂,其热性能受到许多因素的影响.基于各类文献资料进行研究,从相变储能地板的热性能角度出发,对其影响因素的种类、影响规律及研究方法进行了分类汇总,阐述了模拟研究和实验研究两种研究方法的特点.     

含相变储能的风/光/热电联产综合能源系统优化调度

随着电网中风电和光伏的占比不断提高,在供暖期热电联产机组调峰能力不足导致的弃风、弃光问题愈发凸显。相变储能技术对提升综合能源系统的灵活性、鲁棒性具有积极作用。为此,本工作建立了含热泵相变储能系统的风/光/燃气热电联产综合能源系统模型,模型以弃风、弃光量最少和总运行成本最低为优化目标,以系统总热电功率平衡、各能源模块出力和储能设备容量状态等为约束条件,提出了一种基于精英反向学习的双适应度粒子群优化算法,精英反向学习策略提升了算法的求解性能,双适应度算法解决了罚因子难以取值的问题,通过案例证明了改进后的优化算法具有更强的全局寻优能力和更快的计算速度。结果表明增设相变储能系统可以有效提升系统的风电、光伏利用率,系统的弃风、弃光量由不含相变储能系统时的722.1 kWh/d下降到163.4 kWh/d,降幅达77.4%;相变储能系统提升了系统内热电联产机组的运行稳定性,降低了天然气消耗量,系统运行成本从2488.5元/天降到2389.5元/天,经济效益显著。     

相变储能建筑材料的研究进展

相变储能建筑材料是相变材料与建材基体复合制备的一种新型储能建筑材料。本文分析了相变材料的筛选和改进方法及其封装技术的研究现状,介绍了相变材料与建材基体复合工艺,系统阐述了相变储能建筑材料的作用机理和应用现状,并指出了相变储能建筑材料在实际应用中存在的一些问题,最后展望了相变储能建筑材料的发展前景。     

相变墙房间热性能研究现状及发展趋势

相变储能在建筑节能和暖通空调领域中的应用越来越受到重视,已成为国际研究的热点。本文分析了国内外相变储能理论与技术的发展现状,分析了作为建筑围护结构常用的热特性分析方法,提出了作为相变墙房间下一步的研究重点和研究方法,为相变墙房间蓄换热机理及热特性的研究奠定了基础。     

相变墙体在节能建筑中的应用

在充分考虑北方地区夏季昼夜的气候条件和国家节约用电的峰谷电价差政策的基础上,利用DSC进 行了相变储能材料性能测试与分析,优选出2种脂酸类相变材料制成相变储能墙板,进行了相变墙板热性能 分析。研究表明,相变墙体在北方寒冷地区节能建筑中应用,可以利用我国北方城镇丰富的自然冷风条件,符 合国家有关调低乡镇居民电价和电力移峰填谷政策,不但能降低供热空调系统的投资与能耗,而且也是一种 改善建筑能耗对环境负面影响的有效途径。     

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。     

组合式相变材料蓄热系统中相变温度分布研究

建立了组合式相变材料蓄热系统物理模型，在忽略显热的假设条件下研究了相变温度呈线性分布的组合式相变材料蓄热系统传热特性，得出了最优线性相变温度分布，并采用考虑显热的数值计算（有限差分法）证实了理论分析得出的最优相变温度与实际相变温度分布几乎相同。     

相变墙体中的定形相变材料的实验研究

由石蜡和高聚乙烯构成定形相变材料，填加到墙体中可增加墙体的蓄热能力，节约能源：文中实验研究了按不同比例混合而成的定形相变材料的相变温度、相变潜热和稳定性，得出了石蜡含量的临界值。研究结果显示：石蜡和高聚乙烯组成的定形相变材料结构均匀稳定，不变形，相变温度合适，相变潜热大，是理想的在墙体中使用的相变储能材料。     

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。     

组合式相变材料组分配比与储热性能研究

采用焓法对组合式相变材料(PCM)储热系统的相变过程进行了数值计算,分析了组合式相变材料中各个PCM组分质量分数的变化对系统储热性能的影响。结果表明,对于组合式相变材料储热系统,存在着最优组分配比,使得系统的储热性能达到最佳。     

高温固液相变蓄热容器的研究与发展

介绍了近年来国内外空间太阳能动力装置PCM蓄热容器的研制情况，分析了PCM蓄热容器的传热过程及热分析方法，概括了研究中存的主要问题，认为进一步完善传热模型，寻求强化传热新途径，提高效率和可靠性及进一步的试验研究是今后发展及研究的主要方向。     

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。     

高温相变材料Al-Si合金选择及其与金属容器相容性实验研究

对高温相变材料铝硅合金的相变温度和潜热进行了分析测定,研究了其热稳定性,并对此类相变材料与金属容器的相容性进行了实验研究。实验结果表明,相变材料AlSi12相变温度适中而潜热大,可作为蓄热介质来储存太阳能；温度对AlSi12与不锈钢材料之间的扩散渗透影响显著。     

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。     

组合相变材料换热管吸热器性能的数值分析

吸热器是空间太阳能热动力发电系统关键部件之一。传统吸热器采用单一熔点的相变材料。该文提出了由不同溶点的相变材料组成的组合PCM换热管吸热器模型，计算了换热管最大温度、工质出口温度、各容器PCM熔化率、换热管总PCM熔化率等结果。并与单一PCM换热管吸热器进行了比较分析，说明了采用组合PCM换热管可以很好的提高吸热器的性能，对于减少工质温度波动、减少吸热器质量有重要的意义。计算结果可以较好的指导吸热器的设计。     

添加石蜡的相变水泥墙传热性能分析

利用ANSYS有限元分析软件,模拟添加石蜡的相变水泥墙体和普通水泥墙体的传热性能。通过模拟计算,给出普通水泥墙和相变水泥墙在一侧受到热流时另一侧的表面温度和热流的变化规律,并与实验测试结果进行比较;通过对比研究相变墙体和普通墙体的传热性能,分析相变墙的节能效果和可行性;同时求解相变墙体表面恒温时间随导热系数和相变潜热的变化规律。结果显示:数值模拟结果与实验测试结果较吻合,模拟方法可行;与普通墙体相比,相变墙体的温度变化平缓,热流传递出现滞后,热流量小,节能效果较明显;提高相变材料的导热系数和潜热能提高表面恒温时间,有利于相变材料在墙体中的储能效果。     

微重力条件下相变材料容器的二维瞬态热分析

高温相变材料是空间太阳能热动力发电系统吸热器中普遍使用的蓄热介质。基于微重力状态下的导热控制微分方程，采用焓法对相变材料容器进行了二维数值分析，对计算结果给予了讨论。