相变流体在高密度潜热输送中的研究进展

相变流体由于在相变前后都能保持流动状态,可以像普通流体一样通过泵和管道系统输送.由于存在固-液相变,相变流体储能密度及输送密度远高于相同温差下的水,因此可以使循环流量大幅降低,从而降低循环能耗,实现节能.综述了相变乳状液、相变微胶囊、水合物浆在蓄能及潜热输送方面的研究进展,并对其发展前景进行了展望.     

太阳能相变储热在木材干燥中应用的初步研究

针对木材太阳能干燥间歇性的不足,在原有太阳能干燥装置的基础上,增设了多管道叉排石蜡相变储热系统。研究结果表明,随着储热系统管排数的增加（5、7、9、11排）,其放热时间逐渐缩短,换热系数呈现增加趋势,平均值分别为17．8、22．1、24．7、26．4W／（m^2·℃）;在其它参数相同的条件下,当管排数不大于5时,储热温度对换热系数的影响不大,但当管排数大于11,储热系统显热储存的热量就不能够忽略;在其它参数相同的条件下,随着风速的增加,换热系数呈现增长趋势,风速为1．0、1．5和2．0m／s时,放热速率的比值为0．89：0．94：1。     

功能热流体强化脉动热管的热输送特性

考察了以水为工质,在不同的加热功率和不同的充液率情况下,脉动热管在不同加热方式（垂直底部加热和水平一侧加热）时的热输送特性。固定充液率,对比了脉动热管采用不同工质（微胶囊流体、氧化铝纳米流体、水）在不同加热功率、不同放置加热方式下的热输送特性。结果发现：功能热流体（微胶囊流体、氧化铝纳米流体）作为脉动热管的工质都起到强化热输送能力的作用,均优于水。垂直底部加热时,1%微胶囊流体作为工质的脉动热管的热输送能力较优,水平一侧加热时,0.1%氧化铝纳米流体较优,但微胶囊流体稳定性要比氧化铝纳米流体好。     

太阳能热化学储能研究进展

太阳能热发电技术对缓解全球资源紧张和改善环境有广阔的应用前景,大规模高温无损储热是太阳能热发电系统的关键。本文通过对显热储能、潜热储能和热化学储能3种热能储存方式的比较,认为热化学储能方法由于储能密度高,且可长期在环境温度下无热损储存,因而为太阳能热发电中的高温热能储存提供了一种潜在的方法。并对热化学储能在太阳能热力发电的应用上进行了技术经济分析,综述了几种有前景的热化学储能体系的研究进展,总结了各种储能体系的现存问题。根据热化学储能方法在实用化过程中存在的技术经济问题,指出了热化学储能技术的未来研究方向是储能反应器的设计、能量储存/释放循环性能探究、储能体系的选择及热化学储能系统的中试放大研究等。     

移动式相变储热木材太阳能干燥装置的理论设计

针对木材太阳能干燥间歇性的不足以及传统太阳能储热采用混凝土、天然沸石等通过显热的方式储热体积大、热效率低的缺点,该文进行了移动式相变储热木材太阳能干燥装置的理论设计,并在此基础上完成了实际研制过程。该装置主要包括热管真空太阳能空气集热系统,石蜡相变储热系统,干燥系统,自动控制系统四个部分。该设计不仅能为相变储热式太阳能干燥装置的研制提供理论依据,更重要的是后续实验得出的规律可为进一步开展太阳能干燥技术的研究和工业化应用提供实验指导。     

熔融盐高储热材料的研究进展

储热技术是太阳能热发电行业的关键技术,而熔融盐是储热行业的主导材料。对储热材料的概念和类型做了介绍。概述了太阳能热发电在国内外的发展趋势,对比了碳酸盐、氯化盐、硝酸盐作为储热材料的优缺点,重点综述了熔融盐及其与其他材料（如金属、膨胀石墨、陶瓷等）的复合熔盐的研究进展,提出了避免孤立研究储热材料和开发多种复合技术的新思路。     

定向生物质多孔碳复合相变材料的制备及其热性能研究

针对石蜡热导率低以及易泄漏等问题,以生物质木头多孔碳作为导热填料骨架,利用壳聚糖改性木头多孔碳在其竖向孔道中生长碳薄片形成分级多孔网络结构,并与石蜡复合制成定形复合相变材料（PCC）。结果表明,由于分级多孔网络骨架的引入,PCC的定形效果好,无明显泄漏,其相变焓值为126.9 J/g,经100次熔化凝固循环测试,其相变温度和焓值均无明显变化,具有良好的循环稳定性。PCC的导热性能具有较大提高,且呈现明显的各向导热异性,平面外和平面内热导率分别为0.67和0.41 W/(m·K)。此外,通过模拟太阳光进行光热实验,发现PCC具有良好的光热转换性能。本复合相变材料在储热以及热管理领域具有应用前景。     

基于太阳能沼气池的陕北窑洞供暖系统研究

窑洞采用火炕供暖致使室内温差大,不满足人体热舒适度要求,而且污染环境,加剧雾霾的生成.基于此,提出采用太阳能恒温沼气池系统对窑洞进行供暖,同时更改火炕为水炕.主要对可再生能源的窑洞供暖系统进行研究,在令窑洞被更多居民所使用的同时,传承窑洞文化,为解决农村环境污染问题提供参考.     

采用电伴热解决漆料树脂冬季输送

我厂首次运用电伴热加热方法,基本解决了漆料树脂在冬季粘度增稠,输送困难的问题。本文还介绍了电伴热产品,所需功率计算公式和施工技术,可供相关单位参考。     

原位生成堇青石结合红柱石太阳能热发电储热陶瓷的抗热震性能

为提高储热陶瓷材料的抗热震性能,采用原位生成堇青石增强技术,以红柱石为主要原料,通过半干压成型,无压烧结研制了用于太阳能高温热发电红柱石储热陶瓷材料样品。研究了配方组成、烧成温度、相组成、微观结构对样品抗热震性能的影响。结果表明：红柱石添加量为 70%,经1 400 ℃烧成的样品抗热震性能最佳：30 次热震实验（热震条件：1 100 ℃～室温,风冷）的强度不仅没有损失,反而增加了 26.20%。相组成和微观结构分析表明样品的晶相为堇青石、莫来石、硅线石、α-方石英、α-石英等,原位生成的堇青石晶体均匀分布在由红柱石转化的莫来石晶体之间,赋予样品较好的抗热震性能     

太阳能热泵供暖技术综述

回顾了国内外太阳能热泵的发展过程,介绍了太阳能热泵地板辐射采暖系统主要设备太阳能集热器、蓄热设备、地板采暖系统、控制系统、运行方式的组成和结构形式,论述了太阳能热泵的技术原理和特点以及在供暖方面的应用等。针对当前太阳能热泵供暖系统有待解决的问题进行了分析和探讨,结果表明把热泵技术与太阳能热利用技术结合可提高太阳能集热器效率和热泵系统性能,同时能解决全天候供热问题。     

基于二维梯度树状肋相变储热系统强化传热机理

设计了双碟式光热-光电储热发电系统,针对相变储热系统传热特性进行研究,建立了六纵肋、雪花型肋、梯度树状肋相变储热模型,采用Fluent软件对石蜡蓄释热过程进行模拟。通过非稳态传热温度场和速度场的变化分析石蜡熔化和凝固的传热机理。结果表明,石蜡熔化过程伴随着热传导与自然对流的协同作用,凝固过程对流换热微弱以热传导为主。从场协同的角度分析,采用梯度树状肋使空间温度分布更均匀,可提高流体速度场和温度场的协同程度。石蜡熔化温度分别为315、340、360 K,完全熔化时间依次为224、374、703 s;完全凝固时间依次为3439、1089、842 s。可见,随着熔化温度的升高,完全熔化时间增长,完全凝固时间缩短。因此,在选择相变材料时要综合考虑熔化温度、蓄释热初温和终温及储热量的要求。     

基于二维梯度树状肋相变储热系统强化传热机理

设计了双碟式光热-光电储热发电系统,针对相变储热系统传热特性进行研究,建立了六纵肋、雪花型肋、梯度树状肋相变储热模型,采用Fluent软件对石蜡蓄释热过程进行模拟。通过非稳态传热温度场和速度场的变化分析石蜡熔化和凝固的传热机理。结果表明,石蜡熔化过程伴随着热传导与自然对流的协同作用,凝固过程对流换热微弱以热传导为主。从场协同的角度分析,采用梯度树状肋使空间温度分布更均匀,可提高流体速度场和温度场的协同程度。石蜡熔化温度分别为315、340、360 K,完全熔化时间依次为224、374、703 s;完全凝固时间依次为3439、1089、842 s。可见,随着熔化温度的升高,完全熔化时间增长,完全凝固时间缩短。因此,在选择相变材料时要综合考虑熔化温度、蓄释热初温和终温及储热量的要求。     

基于定型结构相变储热模块小区供热的智慧控制系统

研究了基于定型结构相变储热模块小区供热的智慧控制系统,对定型结构相变储热模块及供热系统进行了描述。结合冬季供热的负荷系数随室外环境温度的变化规律,提出小区供热的智慧控制系统及其内涵。结合城市小区供热的示范工程,智慧供热系统与传统二种操作模式进行对比,分别降低供热设备运行费用24%、32%。基于定型结构相变储热模块供热系统,因为使用低谷电或可再生能源用电,使用智慧控制系统后,运行费用降低明显。智慧供热系统与传统两种操作模式进行对比,分别降低供热设备运行费用70%、73.3%。因此,基于定型结构相变储热模块小区供热,采用智慧供热系统对于运行费用降低具有非常重要的意义。     

中温相变蓄热系统强化传热方法研究进展

中温相变蓄热系统在太阳能热利用、余热回收等领域有广泛的研究与应用前景,但相变材料较低的热导率严重削弱了相变蓄热系统的热响应速率和蓄放热效率。针对这一问题,本文从提高传热系数、拓展传热面积、增大平均温差3个方面对近年来中温相变蓄热系统强化传热方法进行了综述。通过分析可以看出,通过导热增强填料对相变材料进行改性时,应注意填料对导热和对流的共同作用,综合考虑填料对热导率、蓄放热时间等性能的影响;直接式相变蓄热系统重量轻,传热效率高,适合应用在移动式相变蓄热车中;梯级相变蓄热系统符合能量梯级利用理念,蓄放热效率高。在未来研究中,对导热增强填料的进一步改性、直接式相变蓄热系统、梯级相变蓄热系统及多种技术协同强化传热的作用机理和强化传热效果还有重要研究潜力与价值。     

相变储热的传热强化技术研究进展

相变储热技术具有储热密度大、相变温度稳定以及过程容易控制等优点,具有广泛应用前景。相变储热技术在应用中需完成热能的储存与释放过程,其传热特性直接决定应用效果。储热技术的传热强化主要包括三个方面：一是相变材料本身的导热强化;二是潜热型功能热流体的对流传热强化;三是储热器的传热强化。本文综述了国内外在相变储热技术的传热强化研究方面的进展,主要介绍了膨胀石墨、泡沫金属等复合相变材料的导热强化,相变微胶囊及相变微、纳米乳液潜热型功能热流体传热强化以及管壳式储热器、板式储热器、螺旋盘管储热器等储热器的传热强化。文章指出,膨胀石墨基复合相变材料具有高热导率、大储热密度以及良好的定型特性,且价格低廉,极具应用前景。纳米乳液功能热流体具有表观比热容大、流阻较小等优势,但存在稳定性较差、过冷度大等问题。板式储热器具有较大的传热面积、较高的传热功率,适宜应用于相变材料传热系统。但应用背景不同,针对不同场景提供不同储热器的选型及指导值得作进一步的研究。     

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。     

太阳能与空气源热泵集成供热系统研究进展

太阳能与空气源热泵能都具有清洁节能的优点,但两者的性能又均受制于天气状况,在某些工况下不能保证较高的运行能效,若将太阳能与空气源热泵组成集成系统,则可实现双方的优势互补。本文从太阳能与空气源热泵的多种结合方式出发,阐述了近期太阳能与空气源热泵集成供热系统的研究进展,分析了喷射器增效双热源热泵和太阳能光伏光热一体化双热源热泵等6种不同集成系统各自的特点,根据每种系统的特点探讨了各种集成方式的适用范围。指出太阳能可以提高空气源热泵的低温性能,缓解空气源热泵的结霜问题,同时空气源热泵也能弥补太阳能不稳定性和不连续性的缺陷,故太阳能与空气源热泵的结合可以提高供热系统的可靠性与节能性。最后,分析了现有研究的不足之处,并提出了关于未来研究方向的建议。     

半周加热横纹管内熔盐强化传热特性

半周加热太阳能吸热器管给管内对流传热系数带来影响,基于此,建立半周加热横纹管内熔盐对流传热的实验台和数值计算模型,分析横纹管槽宽、槽深对管内熔盐传热性能的影响规律,结果表明：从横纹管绝热侧到加热侧,周向管内壁温度逐渐升高,周向管内局部Nusselt数先减小后缓慢增大至稳定。横纹管凹槽处轴向管内壁温度明显低于平滑段,凹槽处轴向管内局部Nu较大,凹槽后与平滑段交界处管内局部Nu最小。横纹管槽越宽,加热侧轴向管内局部Nu越小,管内平均Nu越小,传热综合性能评价因子PEC越大。横纹管槽越深,轴向管内局部Nu越大,管内平均Nu越大,传热强化倍数Nu/Nu _ST越大。槽宽对横纹管PEC的影响比槽深明显,槽深对横纹管内Nu/Nu _ST影响比槽宽大。通过线性拟合得到半周加热横纹管内熔盐传热Nu的关联式,其计算Nu与模拟值最大偏差在±7%以内。     

密闭空间内模块式冰蓄冷控温传热过程分析

针对密闭空间内无源控温问题,通过数学建模和实验验证对模块式冰蓄冷控温传热过程及热力学特性展开研究。从冰蓄冷相变制冷理论入手,建立了蓄冷模块相变制冷数学模型,得到了蓄冷模块壁面综合传热系数、有效制冷时间以及制冷率的数学表达式,通过实验验证该模型的有效制冷时间理论值和实验值相对误差在5%以内。绘制了环境温度和相对湿度对蓄冷模块壁面综合传热系数、有效制冷时间及制冷率的影响关系曲线,表明环境温湿度与壁面综合传热系数和制冷率呈正比例变化关系;与有效制冷时间呈反比例变化关系。建立了环境温湿度相关修正系数方程,并运用该方程对蓄冷模块制冷率和有效制冷时间的数学模型进行了修正。研究结果为密闭环境中无源相变制冷的应用提供了技术依据。