蓄冷平板相变换热器凝固传热特性研究

本文建立了蓄冷平板相变换热器中蓄冷平板单体凝固过程变化规律的数理模型,并用一种简便方法求解了凝固过程非稳态移动界面传热问题,获得了有关传热速率,界面移动,载冷剂出口温度的变化规律,讨论了蓄冷平板相变换热器的传热特性。     

相变蓄冷装置内传热及相变特性研究

建立了三种不同蓄冷球球径堆叠方式的相变蓄冷装置模型,对其进行了数值模拟以研究其内部传热及相变特性。结果表明：随着流速的提高、蓄冷球直径的减小,蓄冷结束后三种方案中装置内蓄冷球的凝固率提升显著;双球径方案与单球径方案装置内蓄冷球凝固率随时间变化的规律在蓄冷过程初段相类似,但两方案中相同球径部分蓄冷球相变结束,双球径方案中发生相变的蓄冷球由大直径转变为小直径时,其凝固率随时间变化的速度逐渐超过单球径方案。该研究可为相变蓄冷装置的实际设计及性能优化提供参考     

蓄冷球凝固的FLUENT数值模拟研究

利用计算流体力学软件FLUENT凝固／熔化模型对一种相变材料蓄冷球的凝固过程进行数值模拟研究,得到了在第一类边界条件下蓄冷球凝固过程的温度场分布,相界面移动规律,并分析了凝固时间与壁面温度和球径的关系。本文所得到的结论对相变问题的数值模拟以及相变蓄能装置的设计具有重要的参考价值。     

PCM蓄冷球蓄冷过程的动态研究

针对蓄冷空调用蓄冷球,建立三维蓄冷球的物理模型和数学模型,利用ANSYS-FLUENT对蓄冷球内相变材料(PCM)的凝固过程进行了数值模拟。分析了蓄冷球半径、载冷剂温度和蓄冷球球壳材料对蓄冷时间及蓄冷特性的影响。结果表明:当蓄冷球半径和载冷剂温度相同时,蓄冷球材质的导热系数越大,完成蓄冷的时间越短。当蓄冷球的半径为35 mm,载冷剂温度分别为2℃、3℃、4℃、5℃时,与载冷剂温度为5℃相比,前者的蓄冷时间分别减少了58.72%、48.09%、29.70%。本研究对蓄冷空调用蓄冷球的蓄冷过程优化有重要的指导意义。     

热管式蓄冷器的设计与热动力学分析

为强化相变蓄冷材料传热,将脉动热管技术与相变蓄冷技术相结合,设计一套脉动热管相变蓄冷装置。采用脉动热管可强化传热,提高形核率,加快结晶速率,减少蓄冷时间。该装置将脉动热管蓄冷装置与相变材料相耦合,使脉动热管相变蓄冷器的传热得到强化。相变蓄冷系统的蓄放冷性能与相变材料的相变过程、传热方式密切相关,本研究对脉动热管传热机理进行探析,建立了精确、通用性较高的理论模型,揭示了传热机理,为脉动热管蓄冷装置的模拟和实验提供指导。     

空调蓄冷材料及蓄冷球内非固定融化问题的研究

通过实验方法研究了空调蓄冷材料的相变温度、相变潜热和比热等热学性能。并对该种蓄冷材料制成的蓄冷球进行了释冷特性的研究,探讨了蓄冷球内固液密度差引起的固态物上浮对蓄冷球融化释冷的影响,得到了融化率随时间的变化关系。结果表明:该蓄冷材料融解热为149.4kJ/kg,相变温度为7.9℃,该相变材料可作为空调蓄冷材料,蓄冷球的直径及固液密度差对融化释冷特性有较大影响。     

基于有限时间热力学的相变蓄放冷特性分析与研究

相变蓄冷技术可以有效解决能源转换与存储问题。但相变材料具有导热性能差,传热不均匀等问题。引入有限时间热力学概念,建立更为实际的蓄冷系统数学模型,对相变蓄冷系统进行热力学优化。通过解析计算,得出蓄冷系统高低温热源与蓄放冷时间的关系式。对比理想状态下与添加不可逆热损耗时蓄冷系统的功率与效率,为相变蓄冷技术的应用提供了理论基础与指导。     

NaCl共晶盐相变球堆积床气流蓄冷特性

相变蓄冷在建筑空调、家用冰箱和食品储存等领域应用广泛。相变球堆积床是一种典型的蓄冷系统,具有结构简单和蓄能密度大等特点。文中以NaCl共晶盐为蓄冷介质,建立了低温柱状垂直堆积床传热模型,计算了不同蓄冷球尺寸、堆积床高径比和空气质量流量条件下的蓄冷量和空气进出口压降。结果表明:在堆积床体积相同时,减小蓄冷球直径能够增加堆积床的蓄冷量,但堆积床进出口压降会增大;减小堆积床的高径比能显著提高堆积床的蓄冷速率,同时减小压降;增加入口空气的质量流量能明显提高蓄冷速率,而空气进出口压降则随之增大。     

小型蓄冷空调系统的实验研究

本文描述了一套小型蓄冷调控系统,并采用有机相变材料进行了性能实验,得到了系统各参数随时间的变化规律;在此分析基础上,对小型蓄冷空调系统的设计提出了建议。     

芒硝/蛭石复合材料蓄冷-释冷性能研究

采用真空浸渍法制备了芒硝/膨胀蛭石（EV）复合蓄冷材料（CPCM），其中9wt%的氯化铵为相变温度调节剂，3wt%的硼砂(Borax)为成核剂；经筛选得到，EV与相变材料的最大负载质量比为1：6。制备的CPCM相变温度为16.2℃，潜冷蓄冷量为105.98kJ/kg，因为EV载体材料提高了比热容，使总蓄冷量达到120.68kJ/kg。芒硝基相变材料(PCM)与CPCM因EV的负载导热系数有所提升，并有效改善了无机盐类相变材料所产生的相分离问题。搭建循环测试装置，确定了CPCM的最优工况，并对CPCM进行100次融化-凝固循环，循环后对CPCM片层进行了SEM测试。结果表明，CPCM热性能稳定，片层无明显破裂，无相分离发生。复合相变蓄冷材料在24℃进口温度时释冷效果明显。故所制备的复合蓄冷材料CPCM适用于空调冷能储存，提高用冷经济性。     

相变蓄冷技术在公共建筑太阳能空调系统中的应用研究

为提高公共建筑太阳能空调系统的太阳能保证率,在传统太阳能空调蓄冷系统的基础上,将相变蓄冷技术应用在公共建筑太阳能空调系统中,并建立相应的数学模型。经软件模拟和实验测试,表明太阳能空调相变蓄冷系统数学模拟与实测数据吻合较好,验证了太阳能空调相变蓄冷系统的可行性和有效性。在该文案例中,与传统水蓄冷系统相比,相变蓄冷系统可使系统制冷季太阳能保证率提高17.5%。     

相变材料和隔热材料降低顶层房间空调能耗效果之比较分析

针对合肥地区顶层房间,建立了在屋顶内外侧分别加装相变材料或隔热材料的房间的非稳态传热模型,比较分析了两种材料降低空调能耗的效果.研究发现:无论空调运行于恒温模式还是蓄冷模式,相变材料均未能完成一次凝固、熔解循环过程,相变材料利用率低,降低房间空调能耗的效果较隔热材料差;结合峰谷电价政策,房间空调蓄冷模式下日运行费用较小;综合考虑相变材料和隔热材料的节能性和经济性,选择隔热材料更为合理;在屋顶外侧加装隔热材料可使空调耗电量最大降幅为27.2%,空调日运行费用减少28.9%.     

双层相变材料组合式蓄冷装置的性能研究CSCD

实验测试了两种相变温度分别为-5.4℃和-9.6℃、相变焓分别为132 kJ/kg和173 kJ/kg的十三烷和十二烷在不同组合模式下对蓄冷装置温度变化的影响。结果表明,十三烷在外层、十二烷在内层的组合模式,尽管总相变潜热在所有组合中仅排第三,但蓄冷装置将内壁温度控制在0℃以下的时间最长,与双层同为十二烷的工况相同,高于双层同为十三烷及十三烷在内十二烷在外层的模式。相变温度更高的材料在外层,可以降低环境热量传递至蓄冷装置内部的速率,延长蓄冷时间,有利于提高蓄冷装置的性能。     

蓄冷球在流场中凝固过程的数值模拟

通过CFD软件模拟了单个共晶盐蓄冷球在蓄冷槽中的凝固过程.在整个充冷过程中蓄冷球表面与外围载冷剂流场换热直至完全凝固.模拟中发现,由于整个流场的流速较低,蓄冷球凝固初始阶段球表面的自然对流对流场的影响不可忽视,同样也影响球体本身的热通量.模拟结果表明蓄冷球在负向流动流场中所需的凝固时间小于正向的凝固时间.     

填充开孔泡沫铝的固液相变蓄冷器设计与实验研究

为进一步满足固液相变蓄冷器需求,在计算固液相变蓄冷器漏热的基础上进行了相应优化,使用开孔泡沫铝作为固液相变蓄冷器填充材料,搭建实验台进行不同负载功率下的液氮固体蓄冷系统性能实验研究。实验结果表明：所设计的固体蓄冷系统能够在0.5 W的热负载下工作4.23 h; 2 W热负载实验条件下,固体蓄冷系统能够在温度小于65 K条件下工作1 h。     

冷链蓄冷保温箱性能优化数值模拟研究

为缩短充冷时间,提高保冷能力,降低能耗,实现蓄冷保温箱性能的提升。提出一种锯齿形结构新型蓄冷板,并对比了平板蓄冷板与三种不同尺寸新型蓄冷板的蓄释冷性能。同时研究了蓄冷保温箱配送过程中,四种蓄冷板布置方式(顶部布置、四周布置、并列布置、重合布置)下箱体的保冷性能。结果表明:新型蓄冷板与平板蓄冷板相比蓄释冷更快,其中新型蓄冷板3性能最高,其蓄释冷完成时间与平板蓄冷板相比分别缩短了39.1%与39.3%;蓄冷板布置方式对箱体保冷性能存在很大的影响,其中并列摆放时温度场均匀,且平均温度最低,只有281.6 K,效果最好。     

相变蓄冷原理及其应用

冷量储存是工业生产和日常生活中许多地方需要用到的一种能量储存形式，也是一种节能的重要方式。目前，工业生产中冷量的储存和运用大多是采用显热原理，而采用相变潜热原理进行冷量的储存和运用，近几年来国外、国内都开始了研究和应用。本文在阐述了相变蓄冷原理之后，对相变蓄冷介质、相变蓄冷设备及其应用进行了较深入的探讨。相信，本文对利用相变蓄冷原理进行冷量储存和节能工作的发展，会有一定裨益的。     

蓄冷球内高温相变材料蓄冷特性的研究

针对一种自行开发具有较高融点的新型高温相变材料进行了蓄冷特性的理论与实验研究，得到了在不同工况下蓄冷量和球内相界面位置随时间的变化关系。结果表明实验数据与理论计算基本相符，并分析了实验数据与理论数据之间存在的误差原因。所得到的结论对蓄冷装置的节能设计和工程应用具有一定的参考价值。     

混合有机材料相变特性实验研究

通过改变混合物的成分配比可以有效地改变混合物物理特性，使其满足某一特定需求。实验研究了一种适用于蓄冷过程的有机混合相变材料，其相变温度范围为６－８℃，具有较好的凝固和熔化特性，没有出现通常的过冷现象，球内实验表明，Ｓｔｅ数和球体直径是影响相变时间的两个重要因素。     

盐溶液除湿冷却系统的潜能蓄冷研究

研究了一种新型的太阳能驱动的空调系统———溶液除湿蒸发冷却空调系统气液相变蓄冷机理及其潜力。以LiCl水溶液为蓄冷工质,在理论上和实验上分别对这种蓄冷模式进行了蓄冷特性的探讨,并与传统的蓄冷模式进行对比,结果表明此种蓄冷模式在太阳能液体除湿空调系统中有独特的优势和很好的应用前景。