板式相变储能换热器的性能优化

摘要

本工作设计了一种板式相变储能换热器,研究几何参数对换热器储能性能的影响.控制换热器的体积与储能量不变,构建了5种不同结构的板式相变储能换热器模型,利用FLUENT软件分别对其进行储能数值模拟,并对最佳结构的入口温度、入口流速进行优化计算.结果表明:减小板式相变单元厚度可以增加换热速率,但同时会增加压降,计算得到相变单元数量N=5时换热效率最佳;板式相变换热器的储能速率与边界流体流速成正比,与压降成反比;板式相变换热器的换热速率随入口温度升高而增加,但增加的幅度随着边界流速或温度的增加而减小.综合考虑换热器内部结构与工况对换热性能的影响,本研究中换热器性能最佳的为相变单元数量为5、热流速率为0.5 m/s的换热器模型,同时发现在实际应用中当流速较小时,需要重点关注换热器内部结构的设计.