球形堆积相变储能罐系统动态充释能性能模拟分析

摘要

球形堆积相变储能罐利用分散布置的相变储能球体进行充/释能,传热过程快且瞬时特性明显,但由于分散式结构,其装置整体的动态相变传热过程的快速模拟存在难点。本文针对球形堆积相变储能罐系统的充/释能过程,通过ε-NTU和热阻-热容传热网络模型,建立了用于快速求解系统动态传热过程的解析模型,并对蓄冷和蓄热两种工况实验进行了模拟验证。结果表明,模型计算得到的传热流体出口侧温度与实测数据吻合,预测的总传热量误差为-7.55%~6.86%。依据验证后的模型,分析了储能罐尺寸和相变材料总量不变情况下,球壳厚度、球壳导热系数和孔隙率对系统平均传热速率的影响,为球形堆积相变储能罐的设计和应用提供理论指导。