基于CPCM正六边形砖的蓄热储能系统设计与蓄放热模拟

设计了相变蓄热储能系统,创新性地采用了正六边形砖和复合相变材料(composite phase change materials,CPCM),利用ANSYS Fluent进行相变蓄热储能系统蓄放热过程特性数值模拟对蓄放热过程进行研究,探究相变蓄热砖的形状、相变蓄热砖的材料以及加热功率对所设计相变蓄热储能系统蓄热过程的影响,以及CPCM蓄热温度、空气入口流速以及空气入口温度对其放热过程的影响。模拟结果表明,在每根加热棒的加热功率为0.7kW的加热条件下,蓄热过程所需的充电时间约为7.7h,蓄热体平均温度可达870℃,模拟结果符合设计要求;正六边形砖展现出更好的加热均匀性,采用CPCM后的蓄热体具有更好的蓄热性能,加热功率的增加可以很大程度上加快蓄热过程;放热过程采用1m/s空气入口流速较为合适,此时所需的放电时间为14.6h,空气入口流速越快、温度越低、CPCM蓄热温度越低的情况下系统的放热速率越高。系统总的蓄放热时间约为22.3h,能够较好实现谷电利用。