相变蓄热

摘要： 石蜡是目前应用广泛的相变蓄热材料,为解决其导热系换热性能差的问题,本文设计了石蜡复合材料相变蓄热性能实验台,实验研究了3种不同的金属泡沫铜布置方式对石蜡蓄热效果的影响。结果表明:对于蓄热器盘管内圈测点1和测点2,添加泡沫铜的3种方案在蓄热前期的温升速率相较于纯石蜡均提升3~6倍,中期温升速率为纯石蜡侧的1~3倍;对于热盘管外圈测点6,添加泡沫铜能明显改善蓄热中期温升速率,但是泡沫铜放置方式影响了蓄热前期温升速率;综合3组方案相比,在蓄热前期,方案1较方案2、方案3的温升速率提高30%~400%,在蓄热中期提高50%~200%,综合比较下方案1更优。

摘要： 基于石蜡和高孔密度的泡沫铜制备了复合相变蓄热材料,设计并搭建了一套可视化蓄热实验装置,分析了高孔密度下泡沫铜填充率对石蜡相变过程的强化传热机理,得到了复合相变蓄热材料的综合传热系数。实验结果表明,当泡沫铜填充率为0、0.43%、1.29%和2.15%时,复合相变材料的综合传热系数先减小后增大,分别为1.26W/(m·K)、1.18W/(m·K)、1.44W/(m·K)和1.88W/(m·K),因此随着泡沫铜填充率的增加,复合相变材料的融化时间先增长后缩短。此外,随着泡沫铜填充率从0.43%增至2.15%,复合相变材料融化时传热机制中导热占比从17.26%上升到86.01%,自然对流占比从82.74%下降到13.99%。

摘要： 通过分析项目所在地能源状况,结合当地供暖需求和现状管网等实际情况,采用Trnsys软件对全年热负荷进行模拟计算,确定采用槽式聚光集热器配合相变蓄热设备,并以电锅炉作为辅助热源的太阳能供热系统。通过软件模拟太阳能供热系统,供暖期辅助热源电锅炉总补热量为总耗热量的8%左右,实际太阳能保证率可达92%左右,总体运行费用较低,证明该太阳能供热方案合理可行。

摘要： 针对激光器等短时大功率器件的温度控制问题,提出了基于相变蓄热与蒸发循环制冷的热控制方法。以峰值热流密度为10^(6) W/m^(2)的激光器为控温对象,建立相变蓄热与蒸发循环制冷耦合的仿真模型,通过数值仿真对比研究了有无相变蓄热器及不同相变蓄热器耦合位置、压缩机转速及热负荷占空比情况下热源的温度波动幅度与制冷系统的制冷效率。结果表明,在研究参数范围内,蒸发循环回路的压缩机出口、冷凝器出口、蒸发器出口位置分别耦合相变蓄热器均可使系统的制冷效率提高,热源温度波动幅度降低;压缩机转速越大,相变蓄热对系统控温性能的提升程度越显著,转速为9000 r/min时,温度波动系数最高可降低9.4%;热负荷占空比越大,相变蓄热对系统控温性能与制冷效率的提升程度均更加显著,占空比为1/2时,温度波动系数最高可降低11.7%,制冷系数COP平均值最高可提升18.1%;同一工况下,相变蓄热器耦合在冷凝器出口时制冷效率最高,耦合在蒸发器出口时控温性能最好。

摘要： 采用混合搅拌方法制备膨胀石墨(EG)/石蜡复合相变材料,测试分析了EG含量、施加电压与EG/石蜡复合相变材料体积电阻率的关系,研究了直接自发热和正温度系数(PTC)电阻发热时复合相变蓄热单元的发热特性。结果表明,随着EG含量或施加电压的增大,复合相变材料体积电阻率逐渐减小;施加电压对样品体积电阻率的影响与复合相变材料中EG含量有关,EG含量越高,施加电压对复合相变材料体积电阻率的影响越明显。当施加电压为4.0V时,EG质量分数分别为4%、5%、8%的复合相变材料体积电阻率分别只有0.5V时的0.481倍、0.185倍、0.068倍。基于复合相变材料导电特性,直接负载电压可实现复合相变材料电热转化和相变蓄热;结合PTC电阻发热可灵活控制复合相变蓄热单元加热功率,实现其快速充热。

摘要： 针对石蜡作为相变蓄热材料导热性能差、供热能力不足的问题,向石蜡中添加膨胀石墨(EG)制备导热性能增强的复合相变材料(PCM),探讨EG与石蜡的配比对复合PCM热性能的影响。测试结果表明,当EG质量分数达到12%时,复合PCM的导热系数提升至纯石蜡的12倍,相变潜热从纯石蜡的190.8 J/g减小至152.1 J/g,相变温度略微降低,总体处于62°C,上下波动约0.43°C。综合考虑导热性能和蓄热密度,选择导热系数为3.059 W/(m·K)、潜热为159.8 J/g的8%(质量分数)复合PCM作为蓄热材料。针对传统供暖装置需占用室内空间的不足,基于模块化思想设计出谷电相变蓄热单元和装配式谷电蓄热墙体模块,介绍其构造思想及安装方法。对纯石蜡与8%EG/石蜡在蓄热单元中的蓄/放热过程进行了实验研究,结果表明应用复合PCM后,蓄热效率从纯石蜡的93%提高至97%,放热效率从67.92%提高至84.65%。在当前江苏省峰谷电价背景下,该墙体模块用于南京地区一供热面积为1500 m^(2)的办公楼的投资回收期约为14年,在20年运行期限内的净现值约为13.91万元,具有一定的应用可行性,但投资回收期较长、年收益较低。

摘要： 为提高空气源热泵系统的低温适应性,将相变蓄热技术与空气源热泵结合,实现白天蓄热、夜晚放热的运行模式。本文通过模拟研究了相变蓄热型空气源热泵系统的蓄放热特性和应用多级相变材料对系统的影响。结果表明:系统蓄热量随时间线性增大,380 min时达到18.94 kW·h,平均COP为2.51;系统放热量先随时间线性增大,随后增大速率有所减缓,180 min时达到13.58 kW·h。放热过程进口水温为35°C时,系统经过6次蓄放热循环后达到稳定运行状态,蓄放热效率为99.06%。相比单级PCM,应用三级PCM的系统蓄热时间缩短9.60%,COP提高3.97%,总[火用]效率提高4.84%,其中降低过冷区PCM熔点对提高系统性能起到关键作用。

摘要： 为了提高相变蓄热系统在实际应用中的蓄热速率,本文建立了管壳式相变蓄热单元可视化实验平台,提出了一种外部加热法的强化传热方式,讨论了相变蓄热单元在外部加热法时的熔化特性和传热机理。通过Fluent软件模拟对比了外部加热法和内部加热法在熔化过程中的液相分数、熔化速率和均匀性等方面的差异。研究结果表明:外部加热法的使用能大幅提升蓄热单元的蓄热效率。与内部加热法相比,外部加热法在熔化过程中的传热和相变更加均匀。相比于内部加热法,由于外部加热法传热面积较大,熔化时间缩短了69.1%;在消除传热面积的影响后,外加热方法依靠广泛而强烈的自然对流使熔化时间减少了23.2%。

摘要： 由于粉体工业经济占比较大,而球磨机作为重要粉体加工设备,使用过程中电能利用率较低,本项目针对球磨机出料高热这一特点,创新性地设计了一种能对出料热能进行高效回收的装置。装置主要分为水温检测模块、热能回收模块、热能储存模块和热能转移使用模块。装置通过液体的对流效应实现换热管道内的自循环流动,水在具有特殊结构的管道内循环来吸收球磨机的高热产物中的热量。利用相变蓄热原理,在管道内设置蓄热球,储存大量热能。管道上下方设有进出口,用于给排水和取放蓄热球,取出的蓄热球可在需要热量供应的位置释放热能,装置总体可以带来一定的节能减排效益。

摘要： 为提高恒定螺距螺旋盘管蓄热装置蓄热效率,提出一种以石蜡为相变材料(PCM)的圆柱形渐变螺距盘管式相变蓄热装置。螺旋盘管蓄热装置具有管程长、蓄热过程中温度分布不均导致相变时间增加的问题。为此,提出渐变螺距优化算法,通过高斯拟合和FLUENT软件模拟选择出一组最优渐变螺距。对渐变式和恒定式螺距蓄热装置在不同入口温度和流速下的蓄热过程进行模拟,且通过FLUENT仿真和实验研究两种装置的蓄热特性。结果表明:相比于恒定螺距相变蓄热装置,渐变式螺距相变蓄热装置能够更好地耦合PCM蓄热特性,在一定程度上能够缩短蓄热时间。

摘要： 风冷冰箱常用的除霜方式是电加热除霜(EHD),但是这种除霜方式耗电量很大,而反向除霜(RCD)不能用在冰箱系统中,因为四通阀频繁的反向运行会导致制冷剂的泄露,这是不安全的.因此,本文设计了新的除霜技术——热气旁通联合相变蓄热除霜(BCD-CCTS),并且利用蓄热包蓄存压缩机壳体废热,用于加热旁通除霜后的制冷剂.EHD和BCD CCTS的试验系统均使用50W的压缩机,实验结果表明BCD-CCTS与180～419W EHD相比,化霜时间减少65％～77％,化霜电能消耗减少89％～92％.在压缩机正常运行60h的实验时间内,暴露在空气中的压缩机壳体温度稳定在60°C左右,然而包裹蓄热包的压缩机壳体温度稳定在54°C左右,实验数据表明蓄热包不仅不会使压缩机壳体温度集聚,反而会使其温度降低.此外蓄热包包裹压缩机壳体还可以有效降低压缩机运行时产生的噪音,与同型号没有包裹蓄热包的压缩机相比,能够有效降低噪音18.5％.

摘要： 本文运用EnergyPlus数值模拟软件,以一栋两层典型新农村住宅建筑为研究对象,对相变蓄热结合夜间自然通风复合降温技术在中国西部五个代表城市(成都、昆明、拉萨、乌鲁木齐和西安)的应用潜力进行了分析.首先,根据Alam等人模拟数据对EnergyPlus进行了验证校核;随后通过模拟分析选择了每个城市最佳的相变温度及相变层厚度;在此基础之上探讨了相变蓄热结合夜间自然通风复合降温技术对室内空气温度和南墙内壁面温度的影响;最后采用日累计降温幅度值△Td和月累计降温幅度值△Tm对该技术在不同地区的降温效果进行了定量表征.结果表明:对于拉萨地区,采用相变蓄热结合夜间通风技术降温效果最佳,最大日累计降温幅度值△Td为98°C,月累计降温幅度值△Tm为2394°C,乌鲁木齐地区的降温效果次之,成都、昆明和西安地区降温效果相差不大.

摘要： 针对传统火炕存在供暖间歇性以及炕面温度分布不均匀等问题,本文提出了一种相变蓄热炕面板,将毛细管网型太阳能热水供暖系统和相变蓄能两种技术与火炕供暖相结合.并通过数值模拟软件FLUENT对相变蓄热炕面板在太阳能热水系统单独供热、火炕热源单独供热及火炕和太阳能热源联合供热的情况下,相变蓄热炕面板的热工特性及其对室内环境的影响进行对比分析,模拟结果显示复合热源工况可有效缩短相变蓄热炕面板的蓄热时间、提高炕面板表面温度并扩大局部热环境的影响范围,相变蓄热炕面板能够延长供暖时间,改善室内局部热环境,提高农村居民热舒适度.

摘要： 相变储能是一种先进的储热技术,在谷电时间采用相变储能技术进行电热蓄热,并将电热蓄热应用于建筑供暖,对电网的电力调峰以及用户供暖运行成本都具有很好的价值.本文对相变蓄热技术及产品进行具体分析,同时对采用谷电蓄热供暖的北方典型的商业建筑进行详细监测并分析.

摘要： 本文应用石蜡膨胀石墨复合相变蓄热材料,在变频双级压缩系统基础上,设计了创新型蓄热除霜系统.实现在除霜过程中对室内房间持续供热,显著缩短除霜时间,提升室内环境舒适性.并通过一系列的实验验证了系统的可靠性,进一步拓展了低温空气源热泵的应用范围.

摘要： 相变水箱应用于太阳能供暖系统具有供水温度高,蓄热和供热能力强及供暖效果显著等优势.川西高寒地区太阳能资源丰富,如果将太阳能—相变蓄热供暖系统应用于该地区,既可以解决居民的室内热舒适性问题,又可以达到节能减排的目的.但在实际工程应用中,人们对供暖系统的费用关注更多.为此,本文选取红原县某干部周转房供暖项目,利用CTM方法对建筑热负荷进行动态分析,并对太阳能—相变蓄热供暖系统与该地区常用的采暖方式应用于川西高寒地区的经济性进行对比分析.结果表明太阳能—相变蓄热供暖系统的运行费用及年经常费用是三种采暖方式中最低的,具有较好的经济性.

摘要： 为改进普洱茶采用燃煤蒸汽锅炉烘干茶饼现状,采用相变蓄热(PCM)空气式太阳能热泵干燥系统代替现有的燃煤锅炉干燥系统.通过PCM空气式太阳能集热系统与空气源热泵系统相结合,以达到节能环保的目标.本文设计研制了PCM空气式太阳能热泵联合干燥系统,并进行了干燥工程实验验证,通过对研发的该干燥系统运行过程数据分析表明:研制的PCM空气式太阳能热泵联合干燥系统节能效果明显,具有推广应用价值.

摘要： 太阳能与相变储能地板采暖系统能相结合,使非连续式的清洁能源太阳能能够持续供暖;通过实际工程测试表明,此系统安全可靠,能够稳定持续的提高室内温度热舒适性好,值得推广.

摘要： 在考虑对流传热作用的基础上,采用数值传热方法建立了石蜡蓄热材料的凝固/熔化模型,并应用焓法对竖直放置的微通道蓄热单元和同心套管蓄热体分别进行了二维数值模拟,对比分析了相变传热过程中不同时刻相变材料的温度场和液相分数,考察了二者的传热速率和效率.计算结果表明,与相同蓄热量的同心套管相比,微通道蓄热体能较大幅度提高蓄热体性能,缩短熔化蓄热时间.研究结果对微通道蓄热体在工程实际中的应用具有一定的参考价值.

摘要： 本文提出了一种新型太阳能双温相变集热器.该集热器是两种相变材料、相变蓄热器、换热套管和真空集热管的创新性组合.通过分别以相变材料和水作为蓄热介质,进行了该集热器的蓄、放热热性能对比实验.经实验分析得出:该集热器添加相变材料后,集热效果得到提高.集热温度在100°C以上,日平均热效率达78％.同时,其蓄热量大,三根集热管的单次蓄热量高达14304kJ.而放热时,换热较为缓慢,有效放热量仅为63％左右.

摘要： 本发明公开一种相变蓄热装置的壳体及相变蓄热装置，其中，该相变蓄热装置的壳体用于容置相变体，其包括本体及顶盖，所述本体包括侧壁板及底板，所述侧壁板与所述底板围合形成容置腔；至少所述侧壁板或底板的内壁面上设有用于增大其接触面积的第一加强部；所述顶盖封闭所述本体远离所述底板的一端，所述相变体的端面与所述顶盖的内壁面不等高。本发明技术方案的相变蓄热装置的壳体能够提高相变蓄热装置的耐压强度。

摘要： 本发明公开一种热管辅助强化换热的相变蓄热胶囊及相变蓄热装置。本发明首先公开了热管辅助强化换热的相变蓄热胶囊，包括：壳体；两端均贯穿并延伸至壳体外的热管对，所述热管对包括由接头对接在一起的两根热管，所述接头处于壳体内；其中，每根热管包括置于壳体外的第一换热段、置于壳体内的第二换热段及连接第一换热段与第二换热段的绝热段，所述绝热段一部分置于壳体外，对应另一部分置于壳体内；及填充在所述热管对外的所述壳体内的相变蓄热材料。本发明进一步公开了一种相变蓄热装置。本发明相变蓄热胶囊采用热管辅助强化换热，有效改善了相变蓄热胶囊和相变蓄热装置的蓄放热速度，提高蓄放热效果，且结构简单、紧凑，便于加工制作。

摘要： 本发明是一种新型梯级组合式混合型相变蓄热装置及其相变蓄热材料和相变蓄热棒的制备方法，新型梯级组合式混合型相变蓄热装置包括壳体，其特点是：还包括上布水器、下布水器和蓄热单元，所述上布水器置于壳体内、蓄热进口和取热进口的下面并固连，所述下布水器置于壳体内、蓄热出口和取热出口上面并固连，所述蓄热单元垂直置于上布水器和下布水器之间并固连；其相变蓄热材料包括肉豆蔻酸、月桂酸、癸酸和膨胀石墨；其相变蓄热棒的制备方法是：制造圆柱形外壳；制备相变蓄热材料；填充相变蓄热材料和密封圆柱形外壳。

摘要： 本发明涉及一种相变蓄冷蓄热新风、相变蓄冷天花板及相变蓄热地板耦合系统及控制方法，其特点是包括冷热水供应系统、相变蓄冷蓄热新风系统、相变辐射蓄冷天花板系统及相变蓄热辐射地板系统；其优点为：该系统充分考虑了冷量和热量供应方式对人体舒适度的影响，在实现低温热源和高温冷源的多级利用的同时，符合“头冷脚热”的人体舒适性要求，结合相变储热技术与新风供应、辐射供冷、辐射供暖系统，实现了低品位能源利用率的提升，在冬夏两季下实现建筑室内环境舒适度的高效调控和新风供应，促进建筑物的节能减排。

摘要： 本发明涉及多级相变储热箱、光伏多级相变蓄热结构和多层级的光伏多级相变蓄热结构。多级相变储热箱包括：外壳；位于外壳中的至少两个装有相变材料的密封罐，至少两个密封罐由导热材料制成，并且至少两个密封罐中分别包括至少两种不同相变温度的相变材料，其中，每个密封罐中存储一种相变材料；传热液，传热液位于外壳中，以能够在至少两个密封罐之间直接流动或通过密封罐之间的管路流动的方式传热；位于外壳处的出口和入口，用于传热液的排出和进入。利用本发明的多级相变储热箱和光伏多级相变蓄热结构，能够在降低光伏电池板的温度以使其效率更高的同时，将收集的热量存储以用于供暖、供生活热水等，实现节能减排的目的。

摘要： 本公开提供了一种金属相变蓄热装置及金属相变蓄热模组，其中，金属相变蓄热装置包括蓄热组件、换热组件和传热组件，蓄热组件包括蓄热部和隔热部，蓄热部的内部设有容置腔，容置腔用于容置金属相变材料，隔热部包覆蓄热部的外壁并暴露出至少一侧外壁；蓄热部的材质包括陶瓷基复合材料；换热组件设置于暴露的外壁的一侧；传热组件设置于暴露的外壁与换热组件之间，传热组件用于向蓄热部或换热组件传热。通过设置蓄热部内的容置腔容置金属相变材料，且蓄热部的材质包括陶瓷基复合材料，其具有良好的性能，对金属相变材料具有良好的容置效果，且隔热部对蓄热部储存的热量具有良好的保护效果，使得金属相变蓄热装置应用广泛，并适合工业化批量生产。

摘要： 本实用新型涉及多级相变储热箱、光伏多级相变蓄热结构和多层级的光伏多级相变蓄热结构。多级相变储热箱包括：外壳；位于外壳中的至少两个装有相变材料的密封罐，至少两个密封罐由导热材料制成，并且至少两个密封罐中分别包括至少两种不同相变温度的相变材料，其中，每个密封罐中存储一种相变材料；传热液，传热液位于外壳中，以能够在至少两个密封罐之间直接流动或通过密封罐之间的管路流动的方式传热；位于外壳处的出口和入口，用于传热液的排出和进入。利用本实用新型的多级相变储热箱和光伏多级相变蓄热结构，能够在降低光伏电池板的温度以使其效率更高的同时，将收集的热量存储以用于供暖、供生活热水等，实现节能减排的目的。

摘要： 本实用新型公开了一种便于相变蓄热模块更换的相变蓄热水箱，包括保温箱体、底板、顶盖、蓄热模块、固定组件和卡箍组件，所述底板上端面四个角均固定连接有固定柱，固定柱上端固定连接有插接块，所述顶盖四个角均开设有插接孔，所述插接块均滑动连接在插接孔内；本实用新型通过设置的转扣、弹簧、限位钉和插接块，可在需要对蓄热模块进行更换时，对转扣进行旋转，使转扣边缘与插接块边缘重合，进而可将顶盖从插接块上取下，然后通过转动蓄热模块将损坏的或需要进行清理的蓄热模块拆卸下来即可，使得可很方便对将需要更换的蓄热模块取下，避免了传统的蓄热模块更换时底部蓄热模块不易拆卸的情况。

摘要： 本实用新型涉及空调领域，提供一种相变蓄热箱及相变蓄热空调。相变蓄热箱隔热箱体、安装结构和多层沿第二方向间隔分布的蓄热结构，隔热箱体内具有风道，风道沿第一方向延伸；安装结构和蓄热结构均位于风道内，安装结构将蓄热结构安装在隔热箱体上，第一方向与第二方向垂直；蓄热结构包括沿第二方向分布的第一封装层和第二封装层，第一封装层与第二封装层围成有多个独立的蓄热腔，各蓄热腔沿垂直于第二方向的面分布，第一封装层与第二封装层在各蓄热腔的外周边缘处均互相连接，蓄热腔中填充有相变蓄热材料。气流能够较为顺畅地从各层蓄热结构之间的空间流通，换热效率较高，且结构简单。

摘要： 本实用新型公开了一种相变蓄热电取暖器及其相变蓄热模块，其中相变蓄热电取暖器，包括壳体，以及设置于壳体内的隔热盒、相变蓄热模块和板状发热体；壳体的前侧壁上设有多个散热通孔；隔热盒的前端面敞口，隔热盒内布置有至少一个相变蓄热模块；相变蓄热模块包括盒体，以及封装于盒体内的多片相变薄片和多片高导热石墨烯膜；板状发热体设于隔热盒的敞口端，并与隔热盒内的相变蓄热模块贴合。本实用新型将相变蓄热材料模块化，使产品装配更为简单，适于大规模量产。同时通过将相变薄片和高导热石墨烯膜封装于盒体内，能够大大增强模块内部的导热特性，使得相变材料能充分吸收或释放热量。