电热相变储能系统的动态储热性能评价

本工作以Na_(2)CO_(3)-K_(2)CO_(3)/MgO为储热介质,采用模块化集成思路建立了加热功率100 kW的电热相变储能系统。采用物理方法制备复合储热材料,借助扫描电子显微镜技术(SEM)和差示扫描量热法(DSC)等表征测试手段分析了复合储热材料的组分分布与储热特性。基于储热和放热过程的时间-温度测试曲线引入储热/放热进度函数,并通过研究系统不同位置储热模块的进度函数曲线变化趋势,阐明了系统的动态储热/放热过程。研究发现,储热过程中热风热量的传递是从储热模块中心向顶部聚集,再逐渐向四周扩散;而放热过程中冷风吸热是沿风道方向从前部模块的中心,依次向前部模块、中部模块与后部模块的表面进行。中部与后部储热模块内的热量从中心向底部、侧部和顶部等表面区域传递后向四周扩散。对基于复合相变材料和镁铁氧化物的储热系统的进度函数变化进行了比较分析,发现以复合相变材料作为储热介质时系统具有更快的储热和放热进程。系统的供热水温度设定为70~80℃,复合相变储热系统的稳定供热时间为1100 min,比镁铁氧化物储热系统提高了37.5%。本项工作有助于推动相变储热技术在供热系统中的应用,为研究电热相变储能系统中的动态换热过程提供参考依据。