复合相变蓄能材料的研究与发展

本文介绍了复合相变蓄热材料和纳米复合材料的制备、特性、机理及国内外研究现状,并从节能、环保的角度出发,提出将纳米技术与复合相变蓄能材料结合,制备新型、高效的纳米复合蓄能相变材料。     

脂肪醇相变蓄能特性的数值模拟

利用FLUENT凝固/融化模型对多种脂肪醇在蓄能球内的凝固过程进行数值模拟,得到了蓄能球液相随时间的变化规律。针对适用于常规空调工况的十醇,分析了凝固时间与壁面温度、球径和导热系数的关系,对脂肪醇在蓄能领域的应用具有一定的参考价值。     

空气源热泵相变蓄能除霜系统实验研究

以带有自主设计的相变蓄热器的空气源热泵系统作为研究对象,通过实验研究的方法,对该系统运行模式、控制策略以及与常规逆循环除霜性能的差异进行了验证。研究结果表明:空气源热泵相变蓄能除霜系统具有良好的运行模式和控制策略,能够很好的解决逆循环除霜时无低位热源和系统可靠性差的问题,缩短除霜时间约1/3,提高了室内送风温度,改善了室内舒适度。     

复合相变蓄能材料的制备及性能研究

综述了相变蓄能材料的研究进展,介绍了相变蓄能材料的种类和特点。阐述了溶胶一凝胶法的基本原理和特性,并用这一方法制备了两种有机-无机复合相变蓄能材料。对实验制备的新材料进行了差示扫描量热分析（DSC）、扫描电镜分析（SEM）,分析结果表明：经过有机-无机复合的相变蓄能材料具有较高的蓄热能力。两种新材料的相变热分别达到147.577 J/g和253.407 J/g,同时,该材料具有较好的热稳定性,是令人满意的复合相变材料,可广泛应用于太阳能利用、工业废热、余热回收系统。     

皮囊式蓄能器蓄能效率的理论和实验

本文首先从理论上分析了常用皮囊式蓄能器的蓄能机理以及能量损失产生的原因。找到了对应最大蓄能效率的蓄能器理想工作过程。往皮囊内填入不同材料能有效地改变皮囊内腔的等效比热等物理参数,实验显示填入高比热、低导热系数的材料能使蓄能器实际工作过程逼近理想工作过程,填入0.12kg的2#此类材料使蓄能器的压力损失Δp减少了32％～55％,损失功WL下降72％,从而找到了提高皮囊式蓄能器蓄能效率的简便低廉、效果显著而又无需改变蓄能器结构的途径。     

基于内燃机冷却循环的相变蓄能器传热特性分析

本文主要借助Fluent软件对相变蓄能器的蓄、释能特性和相变过程进行模拟分析。基于内燃机冷却循环的余热利用,通过对某一简单的相变蓄能结构进行传热流动分析,得到了相变蓄能材料在蓄能、释能过程中液相分数及温度随时间的变化规律,掌握了其固液界面运动的规律,同时本文也研究了不同工况对相变过程的影响。     

双层相变蓄能辐射地板传热特性实验研究CSCD

本文构建了一种可用于供暖和供冷两种工况的相变蓄能辐射地板系统,该系统包含蓄冷和蓄热两层石蜡相变材料,相变点分别为18℃和34℃,针对该相变地板蓄冷和蓄热层上下相对位置的变化,通过实验研究了在供暖水温45℃和供冷水温15℃两种工况下,这两种不同结构的相变地板的传热特性,以及相变层对找平层、地板层等结构层的影响。结果表明,该相变地板系统可用于供热和供冷两种工况,两种结构模式下,不同结构层在蓄能过程中温度变化特性均相近,但释能过程温度变化特性区别较大。结构的变化对实验箱体内气温在供暖时影响较大,而在供冷时影响不大。综合供冷供暖两种工况,从系统冷量和热量的传递结果考虑,蓄热层在上、蓄冷层在下的结构传热性能更优,可缓解地板温度过快下降带来的热舒适性差及结露问题。     

民用建筑用毛细管相变蓄能罐性能的实验研究北大核心CSCD

随着民用建筑领域谷电利用和太阳能热利用的广泛推进,相变蓄能罐的开发和应用变得尤为关键。本工作经相变蓄能装置内部传热的理论分析,设计了以高效毛细管换热装置为核心部件的民用建筑相变蓄能罐,搭建了相变蓄能罐性能测试实验系统,记录了工业相变材料的实时温度响应数据,探究了冷热水进口温度、流量及流向对相变蓄能罐热性能的影响。研究结果表明:同进温、同流量下流动介质逆重力流动的换热量是顺重力流动的1.1~1.2倍。流量变化在蓄热阶段占主导,温度变化对放热阶段影响较大,而小流量工况下,出水温度的持续稳定性更好。对于“蓄热快且容量大、放热慢且水温高”的功能需求,蓄热阶段工质入口温度70~75℃适宜,毛细管内工质流速推荐0.025~0.035 m/s。放热阶段毛细管内工质流速建议0.020 m/s以内。同时在实际使用中,30℃、85 L/h出水工况下单台蓄热2次即可满足至少20 m2房间1天的间歇供暖需求,和至少3人次的淋浴需要。本工作为家用蓄能罐的工程应用设计、评价提供参考依据。     

相变蓄能材料在建筑节能中的应用

相变储热技术是利用低品位能源、实现建筑节能的重要途径.综述了可用于建筑节能的相变储热材料和相变储热技术,并提出了这一技术领域内近期需要研究和解决的问题.     

双级热泵耦合相变蓄能器供暖技术应用分析

为提升张家川某中学冬季供暖的热舒适性,采用空气-水源双级热泵耦合相变蓄能器系统,对学校原锅炉房进行热源系统改造.利用Open Studio模拟分析采暖季热负荷,对比不同热泵系统供暖方案模拟结果,并与测试结果进行对比分析.结果 表明,利用空气-水源双级热泵耦合相变蓄能器系统不仅满足当地的供暖需求,且相比原系统,改造后的系...     

相变储能材料的研究和应用

相变材料的研究与开发是一个新兴的领域。本文介绍了相变材料的功能、选择方法、分类、特性、新发展,并指出了各类相变材料存在的问题以及解决的方法。评述了相变材料在太阳能、工业余热利用、电力调峰、纺织业和建筑节能等领域的应用。     

泡沫铜强化石蜡相变蓄热特性的数值分析

通过构建泡沫金属内固液相变传热模型,对方腔蓄热单元中泡沫铜强化石蜡相变蓄热特性进行数值分析。数值模型采用考虑泡沫金属真实结构的等效导热系数通用模型,并兼顾石蜡在融化前后与金属骨架之间的热非平衡效应。通过求解模型得到方腔内石蜡固液界面演化规律与温度分布,进而对蓄热过程进行火用分析。结果表明:当前数值模型能较好地预测泡沫铜内固液相变传热;泡沫铜显著改善了石蜡相变的空间均匀性,减小了蓄热区温度梯度,使蓄热速率和火用效率得到有效提高。     

Experimental Study on Hybrid Organic Phase Change Materials Used for Solar Energy Storage

The solar energy utilization in built environment has been limited due to its low heat flux, uneven distribution in time and space and temporal difference in day and night. The phase change materials have been used to collect the fluctuant solar energy to form a stable energy source for the terminal equipment of the buildings. In this study, the hybrid organic phase change materials was prepared for the capillary radiant heating system which formed a cascade utilization of solar energy. Firstly,...     

组合相变材料储热的实验研究

分析了在同一储热系统中采用两种或两种以上相变材料的特点,介绍了用于组合相变材料储热研究的实验装置,给出了四种相变材料水平柱状储热单元储热系统的初步测试结果,并对其进行了讨论。     

固体蓄热器蓄热过程分析与优化研究

固体蓄热器无论作为热电联产机组(CHP)的配置系统还是作为清洁电力的消纳系统都起到一定的削峰填谷作用.为了提高固体蓄热器的蓄热效率及蓄热容量,首先对工程常用蓄热体结构的蓄热过程提出了 一种热物理参数非定值分析方法,并通过实验验证了该数值分析方法的可靠性.对现有蓄热体结构提出截面和功率分布的优化方式,通过建立数值分析...     

管壳式相变蓄热器热性能分析及结构优化

针对管壳式相变蓄热器换热速率较慢的问题,建立多管束大空间相变蓄热器模型数值模拟的研究换热管排列方式及翅片参数对换热效果的影响。通过观察温度和速度场、固液相界面、Nu及液相分数与时间的关系,分析蓄/放热传热过程。研究结果表明：采用正三角排列可增强换热管间热扰的影响,提高相变材料(phase change material, PCM)熔化速率;蓄热过程中传热以自然对流为主,放热过程中传热以导热为主;合理调整不同位置换热管节距,可改善蓄热器温度分布均匀性;适当增加翅片数量及高度有利于提高PCM换热速率,蓄热器最佳翅片数量为8组,高度为25 mm。     

Numerical Analysis of Phase Change Material Characteristics Used in a Thermal Energy Storage Device

In this study, a numerical analysis is performed to investigate the freezing process of phase change materials (PCM) in a predesigned thermal energy storage (TES) device. This TES device is integrated with a milk storage cooling cycle operating under predefined practical conditions. Using this cooling unit, 100 litres of milk is kept cool at 4°C for 48 hours before it is collected. A 2-D model of the TES device is developed in COMSOL Multiphysics to analyze the phase change performance of water-based PCMs. The variations of thermal properties with temperature during the phase change are considered in the analysis. The model is used for exploring the solidification process of PCMs inside the TES device. Temperature variations with time, ice formation, and the impacts of boundary conditions are investigated in detail. Water PCM shows better characteristics in the solidification process in comparison to eutectic PCMs, which is mainly due to the differences between phase change temperatures of the PCMs.     

有机相变储能材料的研究进展

有机相变储能材料（PCMs）具有储能密度高、腐蚀性小、性能稳定、毒性小、不易出现相分离和过冷现象等优点,成为目前蓄能技术领域主流应用材料之一。本文主要综述了各类有机PCMs的材料特性,针对其导热系数普遍较低的共性问题,介绍了通过添加高热导率材料和封装PCMs两种强化传热途径的最新研究成果,并浅谈了有机PCMs在建筑节能、太阳能利用及冷却电子设备等中低温储能技术中的实际应用情况。最后,总结了有机PCMs目前存在的一些瓶颈问题及未来研究的重点方向。     

太阳能相变蓄热复合土壤源热泵系统的研究

叙述了以太阳能相变蓄热装置蓄热,且与蒸发器进口处换热的辅助热泵系统,用20号蓄热专用石蜡,通过板式换热器与蒸发器进水管进行热量传递的实验。指出,利用太阳能集热器在白天升高蒸发器侧的温度提高热泵效率,利用储存在蓄热装置中的热量夜晚可对蒸发器的进水增温,以此实现太阳能相变蓄热装置与复合土壤源热泵系统的良好结合,提高整个系统的供热效率。