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。     

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。     

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。     

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。     

Na_(2)CO_(3)/电石渣复合相变储热材料制备与性能北大核心CSCD

为循环利用工业固体废弃物,降低储热系统成本,以工业固废电石渣替代传统骨架材料,采用冷压烧结法创新制备7种不同配比的Na_(2)CO_(3)/电石渣复合相变储热材料,利用差示扫描量热法、恒速增压法、电子显微法、高温热冲击法、X射线衍射法、红外吸收光谱法等方法研究其储热性能、力学性能、微观结构、热循环稳定性和化学兼容性。结果表明,电石渣与碳酸钠结合可形成性能优异的复合相变储热材料;电石渣与碳酸钠质量比为52.5∶47.5时制备的复合相变储热材料(NC5)综合性能最佳,储热密度在100~900℃内达到993 J/g,抗压强度达到22.02 MPa,最高导热系数为0.62 W/(m·K);样品NC5中不同组分均匀分布,组分间具有良好的兼容性;样品NC5经100次加热/冷却循环后仍具有优异的储热性能,可为固废资源化利用和低成本储热材料研发提供技术支持。     

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。     

高温相变胶囊梯级储热系统实验研究北大核心CSCD

中高温相变储热及再利用的方式是低碳经济与工业生产的有效手段。为了更高效地实现工业高温废热的利用,本工作设计搭建并测试了一套高温相变胶囊梯级储热系统,采用了两种不同相变温度的多元碳酸盐材料作为储热材料,对换热工质空气的不同进口温度和进口流量的储放热过程进行了实验研究,研究内容主要包括储热罐中的温度变化、储热量以及储放热过程完成时间。实验结果表明在进口温度为500℃的工况下,系统的储热量可以达到30000 kJ,系统进口流量的提高会缩短储热时间,对系统总储热量影响较小,并分析了不同工况下储热罐体内相变材料平均液相率对系统总储热量的影响。同时测试发现系统中设置的空气预热器使得系统的高温尾气与常温进气进行热量交换,可以有效实现高温尾气的余热利用。相变实验的研究结果为高温相变储热技术的实际应用提供了系统运行参数的影响规律和优化准则,具有很高的参考价值。     

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。     

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。     

新型分叉翅片强化管壳式储能罐储热性能北大核心CSCD

针对相变材料的质量和最大储热能力因翅片占据相变储能装置的部分体积而下降的问题,实现翅片结构优化具有重要意义。本工作在传统纵向翅片的基础上根据分叉形状提出了一种新型翅片来提高管壳式相变储能罐的储热性能,并针对该装置中相变材料带自然对流的熔化过程进行了三维数值模拟研究,分析了翅片数量、传热流体的入口温度和流速对相变材料熔化过程的影响。研究结果表明:与具有同等体积和数量的纵向翅片相比,新型分叉翅片显著加快了管壳式相变储能罐的蓄热过程。与无翅片和纵向翅片相比,新型分叉翅片使相变材料的熔化时间分别缩短了59.9%和23.4%,平均储热速率分别提高了142.1%和31.4%。在不改变翅片体积的前提下,增加翅片的数量可以减少相变材料的熔化时间,提高平均储热速率,但当翅片数量超过6时,对储热性能的进一步改善效果不明显。提高传热流体的入口温度和流速不仅可以缩短相变材料的熔化时间,也可以增加总储热量和平均储热速率。研究结果可为管壳式储能装置的结构优化和太阳能的高效利用提供一定的参考价值。     

基于相变材料的储热器及其传热强化研究进展北大核心CSCD

相变储热是具有广阔应用前景的储能技术之一,具有储热密度大、相变温度稳定等优点,但相变材料的热导率低制约了相变储热技术的发展。提升相变材料的热导率和储热器件的传热速率是有效的解决途径。针对相变材料热导率强化研究进展有大量综述,而对于储热器件层面的传热强化的总结较少,本文回顾了近10年国内外在储热器及其传热强化研究方面的进展。为适应不同应用需求,不同类型的相变储热器应运而生,根据储热器的工作模式和结构可以分为管壳式、填充床式、板式、热管式4类,本文系统地介绍了4类储热器的工作原理、优缺点以及强化传热研究,主要比较了结构优化后的储热器与传统储热器的传热速率和储/放热性能,结果指出对储热器的内部结构进行改进及拓展外部结构等方法能有效增加储热容量和储/放热速率,对于提高系统相变储热能力具有积极作用,分析表明后续的研究应该明晰储热器内部多相耦合传热机制,增强储热器对动态工况适应能力,拓宽应用范围。     

基于高密度复合相变储热材料电热锅炉的分时配比供热系统北大核心CSCD

本工作研究了基于高密度复合相变储热材料电热锅炉的分时配比供热系统,对高密度复合相变储热材料及其电热锅炉进行了描述。结合冬季供热的负荷系数随室外环境温度的变化规律,对分时配比供热系统蓄热设备进行了优化设计,提出了分时配比供热系统的优化原则。结合城市供热的示范工程,分时配比供热系统与全蓄热式供热系统比较,不仅能够节省锅炉房空间31%,节约初投资33%,与传统直热式电锅炉比较节省运行费用46%,同时减少了锅炉房的用电负荷,降低了电力增容压力。通过供热负荷分析说明了分时配比供热系统具备极寒天气的供热调峰能力和设备备用功能。     

太阳能热发电储热材料研究进展

综述了太阳能热发电储热材料研究进展.分别介绍了浇注料、混凝土储热材料、液态显热储热、硝酸盐叠层相变储热、金属相变储热和氨热化学反应储热材料,分析了它们各自的优缺点,并展望了太阳能热发电储热材料的发展前景.     

储热材料的研究进展及其应用

综述了储热材料的研究进展和实际应用.介绍了储热材料的分类以及各类材料的性能、储能机理和优缺点;介绍了一些新型的相变材料,并结合实例探讨了储热材料在太阳能利用、建筑节能等领域的应用;指出了储热材料的研究方向和未来的发展趋势.     

偏心分形翅片管相变储热单元性能强化模拟北大核心CSCD

为了探索偏心分形翅片管对相变储热单元性能强化的作用机理,对偏心分形翅片管相变储热单元中石蜡的熔化展开了二维非稳态模拟研究。在考虑自然对流的情况下对比研究了偏心矩形翅片和偏心分形翅片两种储热单元的传热特性。并对偏心分形翅片结构进行了局部强化,选择矩形翅片、Y型翅片和分型翅片3种方案。结果表明,偏心分形翅片结构对自然对流的促进高于偏心矩形翅片结构且整体温度分布更均匀,这与分型翅片可以促进热量由点到面的扩散相符。在3种局部强化方案中,偏心分形翅片强化效果最佳,且整个过程的熔化速率都有提高,使熔化时间缩短了70%。这对管壳式相变蓄热器的性能提升提供了很好的理论指导,进一步扩展了其在储能领域的应用前景。     

静电纺丝用于制备有机相变储热纤维的研究进展

相变储热材料是指由于材料相转变吸热或放热过程而本身温度不变,从而实现储能的一类功能材料。有机相变材料如石蜡类、多元醇类及硬脂酸类因无腐蚀、无毒、无过冷等优点已成为重要的低温相变储热材料。这类材料通过固-液相变调节微环境温度,可用于服装、建筑及军事等方面,市场前景广阔。但相变过程易泄漏及热导率低等限制其了实际应用。静电纺丝是有效解决该问题的方法之一,高分子在高压静电作用下形成纤维,相变材料被高分子作为支撑材料所固定,很好地解决了泄漏问题。此外,通过加入高热导率材料可提高相变材料的吸放热速率,改善有机相变材料热导率低的问题。本文总结了近年来静电纺丝用于制备相变调温纤维的研究报道,分析了目前该类材料的研究现状,并讨论未来研究方向。为储热相变材料的进一步研究提供参考。     

石蜡高岭土相变储热材料的制备及表征

为克服太阳能不连续与不稳定引起的建筑物室内温度波动的现象,文章以石蜡与高岭土为试验原料,制备一种用于建筑墙体隔热保温的新型高岭土基相变储热材料。采用XRD,SEM,FTIR和DSC测试方法研究了相变储热材料的结构与性能。结果表明：高岭土具有良好的吸附性能,能物理吸附大量的石蜡至其孔隙结构;石蜡高岭土相变储热材料的熔融和冷凝温度分别为27.5,25.3℃,熔融和冷凝相变潜热值分别为33.5,32.9J/g;服役期间,石蜡未从储热材料中泄露,也未与高岭土化学键合;经1 000次循环试验后,储热材料的相变温度与相变潜热值变化不显著。高岭土优异的吸附能力赋予了该储热材料优异的吸储热能力。高岭土与石蜡较好的物理化学相容性使储热材料具有优良的化学稳定性。     

复合相变储热材料在建筑节能中的应用

建筑的能源成本随着建筑规模的不断扩大在不断提升,因此找到节能环保、价格低廉的建筑材料非常重要.为此,研究了复合相变储热材料在建筑节能中的应用这一课题.复合相变储热材料在混凝土中的应用,增强了混凝土的蓄热能力;运用在保温墙中,可以提升保温墙的控温能力;最后将复合相变储热材料与涂料相融合,提升了涂料的黏结强度.通过实例分析...