基于中低温相变材料的管壳式储热单元传热性能数值分析

针对管壳式相变储热单元换热效率低的问题,设计一种带有径向矩形翅片的复合盐管壳式相变储热单元,进行数值模拟并与实验研究对比验证,然后选择适当的性能指标分析模拟结果。采用ANSYS FLUENT进行三维瞬态仿真,改变换热流体入口温度及储热单元翅片间距进行储热过程的数值计算,对相变材料温度变化、传热过程及熔化情况进行对比分析。结果表明:提高换热流体温度和缩小翅片间距是有效强化换热的手段。在本工作中,换热流体与相变材料复合盐CH_(3)COONa·3H_(2)O-KCl相变温差每增加5℃,相变材料熔化速率分别提升54.98%、 34.67%、 23.92%、 18.13%、 14.45%,潜热储热速率分别提升61.56%、 45.79%、 35.15%、27.04%、22.31%,速率提升效果均逐渐减弱。翅片间距每缩短10 mm,相变材料熔化速率分别提升32.37%、41.26%、38.66%,储热量随之减少6.40%、11.95%、6.55%,储能密度降低0.53%、10.97%、1.57%,实际应用中需综合换热能力、成本等方面问题选择合适的翅片间距。本工作可为实际工程中储热单元的设计优化提供理论支持。

低温相变材料十二醇-脂肪酸二元体系相变温度的研究

相变恒温材料,目前应用较多的是固液相变材料,而固液相变材料大多数是高温体系。采用步冷曲线法研究了不同组成的十二醇-脂肪酸5组二元体系的相变温度,得到了这5组二元体系的T-X相图,这5组体系均为具有最低共熔点的二元体系,其最低共熔温度均小于20℃,具有广泛的应用价值。

十水硫酸钠低温相变材料的制备及稳定性

针对目前食品保鲜冷链2—8℃的温度要求,制备出一种以Na_2SO_4·10H_2O为主储能材料的硫酸钠水合盐体系相变材料。通过差示扫描量热法、瞬变平面热源法、温度时间曲线和步冷曲线分析法等实验手段探索各种添加剂种类、质量分数对硫酸钠水合盐体系的影响。实验结果表明:改性后的十水硫酸钠体系最佳配比为75. 5%Na_2SO_4·10H_2O+3%硼砂+1. 25%PAAS+16%NH_4Cl+4%KCl+0. 25%去离子水。体系中过冷现象消除,相变温度为6. 4℃,相变潜热为141 J/g,导热系数为0. 547 W/(m·K),经过20,50,100次热循环测试后,相变材料具有良好的热稳定性。

低温相变储能材料及其应用

人类对能源的需求日益增加,但是能量利用率不高的问题难以解决。相变储能技术在能源的合理利用、各行业的技术升级与人类生活品质提升的过程中都发挥了重要作用。对相变材料进行了分类并归纳了不同类别相变材料的机理、性能以及其优劣势。根据低温相变储能材料的应用实例归纳了相变储能材料的四大功能:能量调配,温度控制,能量吸收与记忆储存。对相变材料的研究及其发展方向提出相关建议。

常低温相变储热材料的研究和应用

将常低温相变储热材料分类 ,介绍了常低温相变储热材料的种类及各自特点 ,对固 -液相变、固 -固相变储热材料的性能、优缺点和应用进行了讨论 。

低温相变癸酸储热性能改良实验研究

通过实验方法对有机相变材料癸酸的储热性能进行改良。主要以癸酸为相变材料,高聚乙烯为支撑材料改良癸酸的储热性能,试制一种低温定形相变材料,分析改良后材料的均匀性和稳定性,讨论材料中癸酸掺混比例的临界值。通过差示扫描量热仪测试和T-History方法研究该材料的相变温度、相变潜热,并对比两种方法在测试中的优劣;T-History方法测试材料的导热系数。实验结果表明,该新型低温相变材料均匀性和稳定性较好,在保证相变温度和潜热与纯癸酸一致的前提下,导热系数相应提高,蓄放热过程明显,易控制。

冷冻型复合相变蓄冷材料的制备与性能评价

提出自行研制的一种低温(-25～-23℃)复合相变材料。该材料由氯化钠作为主储能剂,碳酸钾与氯化钾作为降温剂,并且筛选合适的成核剂及防相分离剂进行复合。样品的热物理性能(相变温度、相变潜热等)和热循环性能通过差示扫描量热仪(DSC)来表征;过冷度和热循环稳定性通过温度记录仪表征。结果表明:制备的两种蓄冷剂的相变温度为-25～-23℃,相变潜热200J/g以上,过冷度较小且循环100次后不会出现相分离现象。

癸酸基相变材料的制备及性能研究

目前智能调温织物存在温度范围窄、价格昂贵、稳定性不足等问题。为解决此问题,文章采用物理共混的方法制备癸酸/聚甲基丙烯酸甲酯(CA/PMMA)和癸酸/聚乙烯醇(CA/PVA)低温相变材料。采用差示扫描量热法、导热系数测定仪、傅里叶红外光谱分析仪、同步热重分析仪对相变材料的储热性能、导热系数、化学结构、热稳定性进行表征。结果表明:CA含量为80%的CA/PVA低温相变材料综合性能较好,其相变温度为29.69℃,相变潜热为325.40 J/g,导热系数为0.8154 W/(m·K)。PVA和PMMA的加入促进了CA基相变材料的界面相容性,使其相变材料的缺陷和界面空隙相对较多,热量传递效率较快,有效提高了导热性能。PVA和PMMA的包覆延缓了燃烧界面以外的热量和氧气向材料内部迁移的速度,起到隔热作用,同时也提高了相变材料的热稳定性。

基于可再生能源的相变蓄能新风预处理系统的实验研究

新风能耗为环控系统的主要能耗之一。为提高系统能效,提出了一种新风预处理系统,利用低辐射太阳能、夜空冷辐射与相变材料相结合的一种相变蓄能单元,其结构由空气换热器、水换热器和低温相变材料石蜡组成。通过该装置储存太阳和夜空冷辐射的能量,耦合空气、水换热器实现对空气的预热和预冷处理,并搭建实验台进行了相变过程、空气处理过程的冬季工况实验测试研究。通过装置的蓄热和释热实验得到:在预热工况下,新风进口温度为8℃时,经该装置预处理后空气平均温升为6℃,系统有效运行时间为10h。利用能效指标对该装置进行节能评价,结果表明:基于该装置的新风预处理系统与传统空调新风处理相比,节能率约69.9%,处理1m3/h的新风年节电量可达4kWh左右。

低温相变蓄热装置蓄放热性能的实验研究

太阳能作为一种间歇式能源,具有间断性和不稳定性。常规的太阳能供热系统往往需要配备相应的辅助热源或采用较大的蓄热装置。针对现有太阳能供热系统水蓄热装置的弊端,制备了一套与太阳能供热系统联用的低温相变蓄热装置。低温相变蓄热装置采用相变温度为47℃的相变材料,利用白天存储的太阳能集热系统采集的热量,在夜间为单个实验室房间供暖,完成了多个完整的蓄放热过程实验,对该装置在太阳能供热系统中的应用进行了可行性分析。

液化天然气冷能储存技术研究

简述了国内外液化天然气(LNG)冷能利用概况及冷能利用对储能技术的需求,研发了LNG冷能储存所需要的低温相变材料,研制了LNG冷能储存试验装置,并进行了低温蓄冷、释冷、散冷(热)试验。试验表明:LNG冷能储存与利用是可行的。